Пути временного (экстренного) связывания аммиака в тканях Восстановительное аминирование альфа-кетокислот
Восстановительное аминирование альфа-кетокислот заключается в присоединении аммиака к альфа - кетокислоте с одновременным её восстановлением с образованием аминокислоты. В качестве альфа-кетокислот чаще используются пировиноградная кислота, которая восстанавливается в аланин, щавелевоуксусная, переходящая в аспарагиновую кислоту и альфа - кетоглютаровая кислота, восстанавливающаяся в глютаминовую кислоту.
Биологическое значение восстановительного аминирования кетокислот:
способ быстрого связывания аммиака
способ синтеза новых заменимых аминокислот
Амидирование тканевых белков.
Амидирование тканевых белков заключается в присоединении аммиака к карбоксильным группам радикалов аспарагиновой, глютаминовой аминокислот и к альфа - концевым карбоксильным группам.
Амидирование белков сопровождается определёнными изменениями их структуры и физико-химических свойств.
Синтез глютамина
В процессе синтеза глютамина происходит амидирование карбоксильной группы свободной глютаминовой кислоты. Эта реакция ведёт к переходу аммиака в его нетоксичную транспортную форму - глютамин, в виде которой аммиак из тканей переносится в печень и почки. Глютамин может поступать в ткани, где он служит источником азота для синтеза аминосахаров, пуриновых пиримидиновых нуклеотидов.
У детей синтез глютамина и его использование протекает более активно, чем у взрослых. Глютамин транспортирует аммиак в печень и почки, где образуются конечные продукты азотистого обмена: аммонийные соли и мочевина.
Конечные продукты азотистого обмена Синтез аммонийных солей в почках
В почках под действием активного фермента глютаминазы происходит гидролитическое расщепление глютамина на глютаминовую кислоту и аммиак.
В почках при выведении протонов происходит одновременная реабсорбции ионов Nа+ и К+. Таким образом, глютаминаза почек участвует в регуляции кислотно-основного баланса.
Активность глютаминазы зависит от рН. При ацидозе активность фермента возрастает, что увеличивает выведение протонов и снижает степень ацидоза.
У взрослых за сутки выделяется 0,5-1,2 аммонийных солей. На них приходится 3,5% выводимого азота. У детей относительная доля аммонийных солей выше, чем у взрослых. У новорожденных азот аммонийных солей составляет до 8,5%.
Биосинтез мочевины.
Глютамин поступает в печень, где под действием фермента глютаминазы высвобождается аммиак, который превращается в мочевину. В синтезе мочевины участвует аминокислота орнитин, поэтому синтез мочевины называют орнитиновым циклом.
Наиболее активно процесс синтеза мочевины протекает в печени.
Ключевыми ферментами биосинтеза мочевины являются карбамоилфосфатсинтетаза, ортиникарбамоилтрансфераза и аргиназа. Источниками азота в мочевине являются аммиак и аспарагиновая кислота. Орнитиновый цикл тесно связан с циклом Кребса. Фумаровая кислота из орнитинового цикла «уходит» в цикл Кребса. Цикл трикарбоновых кислот, в свою очередь, обеспечивает орнитиновый цикл молекулами АТФ.
У здорового взрослого человека за сутки образуется 20-40 г мочевины, на азот которой приходится до 90% выводимого азота. У детей синтез мочевины менее активен, чем у взрослых, что связано с меньшей активностью ферментов печени. У новорожденных экскретируется около 1 г мочевины, на азот которой приходится 75% выводимого азота, к возрасту 1 года синтезируется около 4 г мочевины.
Особенности выведения конечных азотистых продуктов.
-
Взрослые
Дети
Мочевина
NH4 - соли
Мочевая кислота
90%
3,5
1,5%
75%
8,5%
8,5%
Больше азота аминокислот и креатинина
В детском возрасте могут выявляться нарушения синтеза мочевины. Они проявляются рвотой, судорогами после приёма белковой пищи. Симптомы интоксикации уменьшаются при дробном белковом питании. Нарушения мочевинообразования связаны с отсутствием или низкой активности ферментов, участвующих в этом процессе.
Аферментозы биосинтеза мочевины
Отсутствующий фермент Заболевание |
Карбамаилфосфатсинтетаза Гипераммониемия I типа. |
Орнитинкарбамоилтрансфераза Гипераммониемия II типа |
Аргининсукцинатсинтетаза Цитруллинемия |
Аргининсукцинатлиаза Аргининсукцинатурия |
Аргиназа Аргининемия. |
В мышцах происходит своеобразное связывание аммиака – аланиновый цикл
