ارچينين

الارچينين حمض أمينى صيغته ( H₂N )(HN)CN(H)( CH₂ ) 3CH ( NH₂ ) CO₂H . يتميز الجزيء بمجموعة غوانيدينو ملحقة بإطار حمض أمينى قياسى. عند درجة الحموضة الفسيولوجية، يُنزع بروتون حمض الكربوكسيل ( −CO₂− ) وتُبرتون كلٌّ من مجموعتى الأمينو والغوانيدينو،و ده ينتج عنه كاتيون. بس فيه مُماثل (الرمز Arg أو R ) طبيعى. بقايا الارچينين مكونات شائعة للبروتينات . يتم ترميزها بالكودونات CGU وCGC وCGA وCGG وAGA وAGG. تُعدّ مجموعة الغوانيدين فى الارچينين المادة الأولية لتخليق أكسيد النيتريك . ومثل كل الأحماض الأمينية، فهو مادة صلبة بيضاء قابلة للذوبان فى الماء. اتعيين الرمز المكون من حرف واحد R للارچينين بسبب تشابهه الصوتى.

 تاريخ 
تم عزل الارچينين لأول مرة سنة 1886 من شتلات الترمس الصفراء بالكيميائى الألمانى إرنست شولتز ومساعده إرنست ستيجر. سماه ده الاسم من الكلمة اليونانية árgyros (ἄργυρος) اللى تعنى "الفضة" بسبب المظهر الأبيض الفضى لبلورات نترات الارچينين. سنة 1897، حدد شولتز و إرنست وينترشتاين (1865-1949) بنية الارچينين. قام شولتز ووينترشتاين بتصنيع الارچينين من الأورنيثين والسياناميد سنة 1899، لكن فضلت بعض الشكوك حول بنية الارچينين قائمة  لحد قام سورينسن بتصنيعه سنة 1910.

 مصادر 

 إنتاج 
يُحصل عليه تقليدى عن طريق التحلل المائى لمصادر بروتينية مختلفة، زى الجيلاتين . ويُحصل عليه تجارى عن طريق التخمير. وبهذه الطريقة، ممكن إنتاج 25-35 جم/لتر، باستخدام الجلوكوز كمصدر للكربون.

 المصادر الغذائية 

الارچينين بيتصنّف إنه حمض أمينى شبه أساسى أو أساسى بشروط، وده حسب المرحلة اللى الواحد فيها أو حالته الصحية. الأطفال الخدّج ما يقدروش يكوّنوا الارچينين جوّه جسمهم، فبيبقى الحمض الأمينى ده ضرورى ليهم فى الأكل. لا يحتاج معظم الأشخاص الأصحاء لتناول مكملات الارچينين لأنه واحد من مكونات كل الأطعمة اللى فيها البروتين ويمكن تصنيعه فى الجسم من الجلوتامين عبر السيترولين . و ذلك، الارچينين الغذائى ضرورى للأفراد الأصحاء اللى يتعرضون لضغط فسيولوجى موقت، زى وقت التعافى من الحروق أو الإصابة أو الإنتان،  أو إذا كان أى من المواقع الرئيسية لتخليق الارچينين، الأمعاء الدقيقة والكلى ، قد ضعفت وظيفتها، لأن الأمعاء الدقيقة تقوم بالخطوة الأولى من عملية التخليق والكلى تقوم بالخطوة الثانية. الارچينين هو حمض أمينى أساسى للطيور، علشان ها لا تمتلك دورة اليوريا . بالنسبة لبعض الحيوانات آكلة اللحوم، زى القطط والكلاب  والقوارض، الارچينين ضروري، Ignarro LJ (2000-09-13). Nitric Oxide: Biology and Pathobiology. Academic Press. p. 189. ISBN 978-0-08-052503-7. لأنه بعد تناول الوجبة، ينتج عن عملية هدم البروتين عالية الكفاءة كميات كبيرة من الأمونيا اللى تحتاج لالمعالجة بدورة اليوريا، و إذا ماكانش هناك ما يكفى من الارچينين، سمية الأمونيا الناتجة ممكن تكون قاتلة. دى مش مشكلة فى الممارسة العملية، لأن اللحوم فيها ما يكفى من الارچينين لتجنب ده الموقف.

تشمل المصادر الحيوانية للارچينين اللحوم ومنتجات الألبان والبيض،  وتشمل المصادر النباتية البذور من كل الأنواع، زى الحبوب والفاصوليا والمكسرات.

 التخليق الحيوى 
الارچينين يُصنع من السيترولين فى دورة اليوريا بالتفاعل المتسلسل لإنزيمات السيتوبلازم، ارچينينو سكسينات سينثيتاز وارچينينو سكسينات لياز . دى العملية مكلفة حسب الطاقة، علشان يتحلل جزيء واحد من أدينوسين ثلاثى الفوسفات (ATP) لأدينوسين أحادى الفوسفات (AMP) مقابل كل جزيء ارچينينو سكسينات مُصنع، مستهلك يسواه من ATP.

المسارات اللى تربط الارچينين والجلوتامين والبرولين ثنائية الاتجاه. لذا، يعتمد الاستخدام أو الإنتاج الصافى لهذه الأحماض الأمينية بشكل كبير على نوع الخلية و مرحلة نموها.
مركز|تصغير|500x500بك|تخليق الارچينين
الجسم يُنتج الارچينين على النحو التالى. تُنتج الخلايا الظهارية للأمعاء الدقيقة السيترولين، بشكل أساسى من الغلوتامين والغلوتامات ، اللى يُفرز فى مجرى الدم اللى يحمله بدوره لالخلايا الأنبوبية القريبة للكلى ، اللى تُستخرج السيترولين وتُحوله لارچينين، اللى يُعاد لالدم. ده يعنى أن ضعف وظايف الأمعاء الدقيقة أو الكلى قد يُقلل من تخليق الارچينين، و علشان كده يُسبب حاجة غذائية للارچينين. فى دى الحالة، يُصبح الارچينين "ضرورى".

تكوين الارچينين من السيترولين بيحصل كمان بنسبة قليلة فى خلايا تانية كتير، لكن ممكن تزيد قدرة الخلايا على تكوين الارچينين بشكل واضح فى الحالات اللى بيزيد فيها إنتاج أكسيد النيتريك (NOS) المحفَّز. وده بيسمح بإعادة استخدام السيترولين — اللى هو ناتج جنبيىن من إنتاج أكسيد النيتريك — علشان يتكوّن منه ارچينين تاني، فى مسار اسمه مسار السيترولين–أكسيد النيتريك أو مسار الارچينين–سيترولين. وده باين لأن فى أنواع كتير من الخلايا، ممكن إنتاج أكسيد النيتريك يعتمد جزئى على السيترولين مش بس على الارچينين. لكن الإعادة دى مش كاملة، لأن السيترولين بيتراكم جوه الخلايا اللى بتنتج أكسيد النيتريك، مع النترات والنتريت، اللى هما النواتج النهائية الثابتة لتحلّل أكسيد النيتريك.

 وظيفة 
الارچينين يلعب دور مهم فى انقسام الخلايا ، وشفاء الجروح ، و إزالة الأمونيا من الجسم، والوظيفة المناعية ،  و إطلاق الهرمونات. و هو مقدمة لتخليق أكسيد النيتريك (NO)، ده يخلليه مهم فى تنظيم ضغط الدم . الارچينين ضرورى لعمل الخلايا التائية فى الجسم، و ممكن يوصل لاختلال تنظيمها إذا استنفد.

 البروتينات 
السلسلة الجانبية للارچينين هيا سلسلة أمفيباتية ، لأنه عند درجة الحموضة الفسيولوجية فيها مجموعة غوانيدينيوم موجبة الشحنة، هيا شديدة الاستقطاب، فى نهاية سلسلة هيدروكربونية أليفاتية كارهة للماء. ولأن البروتينات الكروية ليها أجزاء داخلية كارهة للماء و أسطح محبة للماء،  فيه الارچينين فى العاده على السطح الخارجى للبروتين، حيث ممكن للمجموعة الرأسية المحبة للماء التفاعل مع البيئة القطبية، زى المشاركة فى الروابط الهيدروجينية والكبارى الملحية. ولده السبب، فيه فى الغالب عند الواجهة بين بروتينين. يبقى الجزء الأليفاتى من السلسلة الجانبية ساعات أسفل سطح البروتين.

يمكن تقليص بقايا الارچينين فى البروتينات بإنزيمات PAD لتكوين السيترولين، فى عملية تعديل ما بعد الترجمة تسمى السيترولين . وده مهم فى نمو الجنين، و هو جزء من العملية المناعية الطبيعية، و التحكم فى التعبير الجيني، ولكنه مهم كمان فى أمراض المناعة الذاتية .  يتضمن تعديل آخر للارچينين بعد الترجمة الميثيل بميثيل ترانسفيرازات البروتين. 

 السلف 
الارچينين هو المادة الأولية المباشرة لأكسيد النيتريك، و هو جزيء إشارات مهم ممكن يعمل كرسول ثانى ، كمان رسول بين الخلايا ينظم توسع الأوعية الدموية، وله وظايف كمان فى رد فعل الجهاز المناعى للعدوى.

الارچينين كمان مُسبق لليوريا والأورنيثين والأغماتين ؛ و هو ضرورى لتخليق الكرياتين ؛ ويمكن استخدامه كمان لتخليق البوليامينات (بشكل رئيسى بالأورنيثين وبدرجة أقل بالأغماتين والسيترولين والغلوتامات). إن وجود ثنائى ميثيل ارچينين غير متماثل (ADMA)، و هو قريب منه، يثبط تفاعل أكسيد النيتريك؛ لذلك، يُعتبر ADMA علامة على أمراض الأوعية الدموية ، تمام كما يُعتبر L- ارچينين علامة على سلامة بطانة الأوعية الدموية .

 تكوين 
يسار|تصغير|377x377بك|إزالة موضع الشحنة فى مجموعة الغوانيدينيوم -ارچينين
السلسلة الجانبية للأحماض الأمينية للارچينين تتكون من سلسلة أليفاتية مستقيمة ثلاثية الكربون، يُغطى طرفها البعيد بمجموعة غوانيدينيوم ، ذات قيمة <i id="mwATo">pKa تساوي 13.8، و علشان كده تكون دايما بروتونية ومشحونة إيجابى عند درجة حموضة فسيولوجية. وبسبب الاقتران بين الرابطة المزدوجة و أزواج النيتروجين الوحيدة ، تتوزع الشحنة الموجبة،و ده يسمح بتكوين روابط هيدروجينية متعددة.

 بحث 

 هرمون النمو 
الارچينين اللى يتم إعطاؤه عن طريق الوريد يستخدم فى اختبارات تشجيع هرمون النمو لأنه يحفز إفراز هرمون النمو . خلصت مراجعة للتجارب الاكلينيكيه لأن الارچينين عن طريق الفم يزيد من هرمون النمو، ولكنه يقلل من إفراز هرمون النمو، اللى يرتبط فى العاده بممارسة الرياضة. بس، أفادت تجربة أحدث أنه رغم ان الارچينين عن طريق الفم يزيد من مستويات L -arginine فى البلازما، إلا أنه لم يسبب زيادة فى هرمون النمو.

 فيروس الهربس البسيط (قروح البرد) 
الأبحاث اللى اتعملت سنة 1964 حول متطلبات الأحماض الأمينية لفيروس الهربس البسيط فى الخلايا البشرية أشارت إن "... نقص الارچينين أو الهيستيدين ، ويمكن وجود اللايسين ، من شأنه أن يتداخل بشكل ملحوظ مع تخليق الفيروس"، لكن خلصت لأنه "مافيش تفسير جاهز متاح لأى من دى الملاحظات".

خلصت دراسات تانيه لأن "فعالية اللايسين فى علاج الهربس الشفوى قد تكمن فى الوقاية اكتر من العلاج"، و أن "استخدام اللايسين لتقليل شدة أو مدة النوبات" غير مدعوم، هناك حاجة لمزيد من البحث. وخلصت دراسة اتعملت سنة 2017 لأنه "يمكن للأطباء النظر فى نصح المرضى بوجود دور نظرى لمكملات اللايسين فى الوقاية من قروح الهربس البسيط، لكن الأدلة البحثية غير كافية لدعم ذلك. لازم تحذير المرضى المصابين بأمراض القلب والأوعية الدموية أو المرارة من المخاطر النظرية".

 ضغط دم مرتفع 
التحليل التلوى أظهر أن L -arginine يقلل ضغط الدم بتقديرات مجمعة 5.4 ملم زئبق لضغط الدم الانقباضى و2.7 ملم زئبق لضغط الدم الانبساطى.

المكملات الغذائية مع يُخفِّض ضغط الدم الانبساطى ويُطيل فترة الحمل عند الستات المصابات بارتفاع ضغط الدم الحملى ، بما فيها المصابات بارتفاع ضغط الدم كجزء من تسمم الحمل . إلا أنه لم يُخفِّض ضغط الدم الانقباضى أو يُحسِّن الوزن عند الولادة .

 فُصام 
أظهرت كلٌّ من كروماتوغرافيا السائل واختبارات كروماتوغرافيا السائل/مطياف الكتلة أن أنسجة دماغ المتوفين المصابين بالفصام بتبيين تغير فى أيض الارچينين. كما أكدت الاختبارات انخفاض ملحوظ فى مستويات حمض غاما-أمينوبوتيريك (GABA)، مع زيادة فى تركيز الأغماتين ونسبة الغلوتامات/GABA فى حالات الفصام. أشار تحليل الانحدار لوجود ارتباطات إيجابية بين نشاط الأرجيناز وعمر بداية المرض، وبين مستوى إل-أورنيثين ومدة المرض. علاوةً على ذلك، كشفت تحليلات المجموعات العنقودية أن إل-ارچينين ومستقلباته الرئيسية، إل-سيترولين، إل-أورنيثين، والأغماتين، شكلت مجموعات مميزة، اللى تغيرت فى مجموعة الفصام. رغم ذلك، الأساس البيولوجى للفصام لسه غير مفهوم بشكل جيد، و تم ربط عدد من العوامل، زى فرط وظيفة الدوبامين، وقصور وظيفة الغلوتامات، ونقص حمض غاما أمينوبوتيريك، وخلل فى نظام الكولين، والضعف بسبب الإجهاد واضطراب النمو العصبي، بالسبب و/أو الفسيولوجيا المرضية للمرض.

 ظاهرة رينود 
ثبت أن تناول الارچينين عن طريق الفم يعكس نخر الأصابع فى متلازمة رينود .

 السلامة والتفاعلات الدوائية المحتملة 
تم التعرف على L-arginine على أنه آمن (حالة GRAS) عند تناول ما يوصل ل20 جرام يومى. فيه L-arginine فى الكتير من الأطعمة، زى الأسماك والفراخ ومنتجات الألبان، وبيستخدم كمكمل غذائى. قد يتفاعل مع الكتير من الأدوية الموصوفة والمكملات العشبية.

 شوف كمان 

 غلوتامات الارچينين
 أأكج
 كانافانين وكانالين هيا نظائر سامة للارچينين و أورنيثين .

 مراجع 

 مصادر 



 لينكات برانيه 

 دليل الكيمياء الوطني
 إل-ارچينين، مايو كلينك