МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ: УТИЛИЗАЦИЯ АММИАКА; ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ. ПАТОЛОГИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА
Основные механизмы обмена азота были изучены на голубях
МЕТАБОЛИЗМ АММИАКА
Пути образования аммиака
1.Окислительное дезаминирование аминокислот
2.Дезаминирование физиологически активных аминов и азотистых оснований.
3.Всасывание аммиака из кишечника (деградация белков кишечными микроорганизмами приводит к образованию аммиака).
4.Гидролитическое дезаминирование AMФ в мозге (фермент –
аденозин дезаминаза)
ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АММИАКА:
глутаминовая кислота |
|
-кетоглутаровая кислота + NH3 |
|
||
-аминокислота |
-кетокислота + NH3 |
|
цистеин |
пируват + NH3 |
|
гистидин |
|
урокаиновая кислота + NH3 |
|
||
глицин |
|
глиоксалевая кислота + NH3 |
|
||
глюкозамин-6-фосфат |
|
глюкоза-6-фосфат + NH3 |
|
||
глутамин |
глутаминовая кислота + NH3 |
|
Концентрация аммиака |
|
|
Концентрация аммиака - в норме 11—35 мкмоль/л. В крови и цитозоле клеток аммиак находится в виде иона аммония — NH4+,
количество неионизированного NH3 ~ 1%.
Токсичность аммиака
Аммиак — токсичное соединение. Даже небольшое повышение его концентрации оказывает неблагоприятное действие на организм, и, прежде всего на ЦНС.
Основные пути утилизации аммиака в тканях и органах
МЕХАНИЗМЫ ТОКСИЧНОСТИ АММИАКА
3. Образование аммонийных солей.
NH3 в почках образуется главным образом за счет амидной группы
глутамина, который гидролизуется глутаминазой, имеющейся в клетках эпителия канальцев почки.
Часть NH3 (~30%) образуется в результате непрямого дезаминирования аминокислот. Экскреция NH3 с мочой в норме невелика — около 0,5 г в сутки, но в несколько раз повышается при ацидозе.
4. Синтез мочевины
аммиака в организме.
- основной механизм связывания
место синтеза мочевины
– печень, т.к. это единственный орган, где есть фермент аргиназа.на долю мочевины приходится до 80-85 % от всего выводимого из организма азота.
за сутки образуется и выводится 25–30 г мочевины.
для синтеза одной молекулы мочевины требуется две молекулы NН3, одна молекула СО2 и
три молекулы АТФ.
Энергетический баланс орнитинового цикла
На синтез 1 мочевины расходуются 3 АТФ. Дополнительные затраты энергии связаны с трансмембранным переносом веществ и экскрецией мочевины. Энергозатраты при этом частично компенсируются:
· при окислительном дезаминировании глутамата образуется 1 молекула НАДН2, которая обеспечивает синтез 3 АТФ;
· в ЦТК, при превращении малата в ЩУК образуется еще 1 молекула НАДН2, которая также обеспечивает синтез 3 АТФ;
Орнитиновый цикл в печени выполняет 2 функции:
1.превращение азота АК в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;
2.синтез аргинина и пополнение
его фонда в организме.
Связь орнитинового цикла и цикла Кребса
Орнитиновый цикл находится в тесной взаимосвязи с циклом трикарбоновых кислот:
пусковые реакции цикла мочевины, как и реакции ЦТК, протекают в митохондриальном матриксе;поступление СО2 и АТФ, необходимых для образования мочевины,
обеспечивается работой ЦТК;в цикле мочевины образуется фумарат, который является одним из
субстратов ЦТК. Фумарат гидратируется в малат, который окисляется в оксалоацетат. Оксалоацетат может подвергаться трансаминированию в аспартат; эта аминокислота участвует в образовании аргининосукцината.