Аммониогенез

Аммониогенез - процесс, протекающий в почках и дистальных канальцах, регуляторный механизм поддержания постоянства кислотно-основного состояния организма.

L-глутамин легко проходит через мембраны клеток, попадает с током крови в почки, где под действием глутаминазы распадается: до глутамата и аммиака.

Аммиак взаимодействует с протоном, продуцируемом диссоциацией угольной кислоты, образующейся в почечной клетке:

Н+

1. СО2 + Н2О Н2СО3

карбоангидраза НСО3

2.NH3 + H⁺ NH4⁺,

аммонийный ион продуцируется в дистальный каналец, где соединяется с анионом и в виде аммонийных солей выводится с мочой. Количество аммонийных солей в моче резко возрастает при ацидозе, например, при сахарном диабете, когда организм наводняется кислыми продуктами. В этих случаях больше, чем обычно, количество аммиака используется для нейтрализации выводимых с мочой кислых продуктов (бета-гидроксимасляной, ацетоуксусной и др.).

Синтез небелковых азотсодержащих веществ из аминокислот

Аминокислоты широко используются для синтеза многих небелковых азотсодержащих веществ: креатина, холина, коферментов порфиринов, пуриновых и пиримидиновых оснований.

Синтез креатина

В тканях человека и животных креатин синтезируется из трёх аминокислот - аргинина, глицина, метионина. Синтез креатина идёт в две стадии. Первая стадия активно протекает в почках и поджелудочной железе, в ходе её из аргинина и глицина образуется гуанидинуксусная кислота, реакцию катализирует фермент глицин-амидинтрансфераза:

На второй стадии происходит метилирование гуанидинуксусной кислоты с участием гуанидинацетатметилтрансферазы. Донором метильных групп является активная форма метинина - S-аленозилметионин:

Эта стадия протекает в печени и поджелудочной железе. Считается, что синтезированный в печени и поджелудочной железе креатин разносится с кровью к остальным органам и тканям: головному мозгу, скелетным мышцам, миокарду.

Креатин подвергается фосфорилированию с образованием креатинфосфата.

Креатинфосфат - форма депонирования и транспорта энергии.

Креатинфосфат необратимо формируется с образованием креатинина, выделяющегося с мочой.

В плазме крови в небольших количествах имеются креатин и креатинин. В почках, печени и поджелудочной железе, синтезирующих креатин, содержание его невелико (0,1-0,4 г/кг). Наибольшее количество его в скелетных мышцах (25-55 г/кг), в сердце (15-30 г/кг), в ткани головного мозга (10-15 г/кг).

С мочой креатин выделяется только у детей или стариков, у взрослого человека с мочой выделяется креатинин (за сутки около 4,4-17,6 ммоль), причём имеется прямая зависимость между развитием мускулатуры человека и выделением креатинина. Если с мочой выделяется креатин, то это свидетельствует и патологии.

Превращение аминокислот в углеводы и липиды

Аминокислоты, которые метаболизируются с образованием пирувата, через него, а те, которые деградируют с образованием малата, - через оксалоацетат включаются в глюконеогенез.

Для превращения аминокислот в липиды деградация их должна завершиться образованием ацетил-КоА, из которого и синтезируются жирные кислоты, холестерин, а из метаболитов глюконеогенеза - ДАФ и ГАФ синтезируется активная форма глицерина - глицерол-3-фосфат, необходимый для синтеза триглицеридов и фосфолипидов. Донором азота фосфолипидов обычно является аминокислота серин.

Регуляция обмена аминокислот в организме

Одним из факторов, регулирующих обмен аминокислот, является поступление их с пищей. Потребление значительного количества белковой пищи ведёт к массивному поступлению аминокислот в печень. В ней аминокислоты способствуют увеличению активности ферментов, которые вызывают их распад до конечных продуктов обмена (аминотрансферазы, глутаматдегидрогеназа, ферменты синтеза мочевины). Так устраняется избыток поступающих в организм аминокислот. При голодании, наоборот, происходит активный распад белков в тканях и образование аминокислот.

В регуляции обмена белков, обмена аминокислот играет прямую роль обеспечение организма витаминами В1, В2, РР и особенно В6.

Регуляция аминокислотного баланса возможна на этапах транспорта аминокислот через кишечный эпителий (всасывание), периферические ткани (при проникновении внутрь клеток) и канальцы почек (при реабсорции). Стимулируется мембранный транспорт, в основном, инсулином. Кроме того, инсулин и другие гормоны способны изменять скорость использования аминокислот в реакциях биосинтеза или скорость распада белков в тканях. Инсулин, соматотропин, тиреоидные гормоны, половые гормоны в физиологических условиях способствуют использованию аминокислот в синтезе белков и других синтетических процессах. Глюкокортикоиды могут ускорять в разных тканях оба процесса: в одних - распад белков и образование аминокислот, в других - использование аминокислот в биосинтезе белков.

Направление и интенсивность обмена белков, аминокислот в первую очередь определяются физиологическим состоянием организма (более интенсивно обмен белков протекает в детском возрасте, при активной мышечной работе, лактации и беременности, т.е. когда повышаются потребности в белках) и несомненно как и другие виды обмена, деятельностью ЦНС.