Орнитиновый цикл мочевинообразования

Мочевина содержит 80-90% всего азота мочи. В сутки образуется 25-30 г мочевины NH₂-CO-NH₂.

1. NH₃ + CO₂ + 2АТФ + Н₂О → H₂N-CO-OPO₃H₂ + 2АДФ + Н₃РО₄ (над стрелочкой карбамоилфосфатсинтетаза). Образуется карамоилфосфат.

2. NH₂-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это орнитин) + H₂N-CO-OPO₃H₂ (это карбамоилфосфат)  (орнитинкарбамоил-ТФ, – Н₃РО₄) NH₂-CO-NH-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это цитруллин)

Далее: NH₂-CO-NH-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это цитруллин) +COOH-CH(NH₂)-CH₂-COOH (это АСП) аргининосукцинатсинтетаза, АТФ→АМФ+ФФн) СООН-СН₂-СН(СООН)-NH-C(=NH)-NH-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это аргининосукцинат) (аргининосукцинатлиаза) СООН-СН=СН-СООН (это фумарат, который идете в ЦТК)) +NH₂-C(=NH)-NH-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это аргинин).

Затем: NH₂-C(=NH)-NH-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это аргинин) (аргиназа, +Н₂О) NH₂-C(=O)-NH₂ (это мочевина) + NH₂-(CH₂)₃-CH(NH₂)-COOH (это орнитин)

Т.о., для синтеза мочевины необходимо два азота – один из АСП и один из ГЛУ, ГЛН, АЛА; а также 3 АТФ и 1 СО₂.

61. Наследственные патологии обмена аминокислот.

Фенилкетонурия - нарушение превращения фенилаланина в тирозин. дефектный фермент - фенилаланин - 4 гидроксилаза, поэтому фенилаланин вступает в путь образования фенилуксусной, фенилпировиноградной, фенилмолочной к-т. Их накопление вызывает развитие умственной отсталости.

Алкаптонурия - патология каболизма фенилаланина. Вызвана мутацией в гене кодирующем структуру оксидазы гомогентизиновой к-ты. Серьезных нарушений здоровья не поисходят. Моча больных темная.

Патология обмена лейцина - болезнь "кленового сиропа". Нарушается окислительное декрбоксилирование кетокислот с разветвленной цепью. В крови накапливаются валин, лейцин, изолейцин и кетопроизводные этих аминокислот. Моча больных приобретает запах кленового сиропа. заканчивается смертью до 1 года.

Обмен цистина - цистинурия. Повышается экскреция с мочой цистина, в 20-30 раз выше нормы, связано с нарушением реабсорбции цистина в нефроне. Также увеличивается экскреция лизина, аргинина и орнитина. Иногда сопровождается отложением в канальцах цистеиновых камней.

Гиперксалурия - аномалии обмена щавелевой к-ты. Образуются почечные камни из оксалата кальция и нефрокальцинозом.

Гистидинемия- недостаток фермента гистидазы. Повышается уровень гистидина в крови. В крови и моче появляется имидазолпируват, имидазолацетат и имидазоллактат. Проявляется умственной отсталостью и дефектами речи.

Обмен лизина - Периодическая гиперлизинемия -повышено содержание лизина и аммиака(т.к. нарушена утилизация аммиака в орнитиновом цикле)нагрузка лизином может вызвать кому и смерть. Стойкая гиперлизинемия - содержание лизина в крови постоянно повышенное, аммиак в норме. Иногда отмечается умственная отсталость.

Обмен триптофана - болезнь Хартнупа - недостаточность одного из ферментов катаболизма триптофана. Симптомы - сыпь на коже, перемежающаяся мозжечковая атаксия и умственная отсталость. В моче повышено содержаание триптофана.

62. Обмен хромопротеидов: распад гема. Обтурационная, паренхиматозная и гемолитическая желтуха. Порфирии.

К хромопротеинам относятся гемоглобин, миоглобин, каталаза, пероксидаза, ряд флавинсодержащих ферментов (сукцинатдегидрогеназа, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза), цитохромы (гемсодержащие белки) и т.д. Велика биологическая роль этих белков – участвуют в физиологических процессах: дыхание клетки, транспорте кислорода и углекислого газа, окислительно-восстановительных процессах.

Распад гема

Большая часть гемхромагенных пигментов в организме человека образуется при распаде гема. Главным источником гема является гемоглобин. В эритроцитах содержание гемоглобина составляет 80%, время жизни эритроцита 110-120 дней. В течение суток в организме взрослого человека массой 70 кг распадается около 6г гемоглобина. Распад эритроцитов происходит в клетках мононуклеарных фагоцитов. Наибольшее число таких клеток в селезенке, печени, костном мозге.

Первая реакция распада гемоглобина – это гидролиз его белковой части.

Катаболизм гема, освобождение от белковой части происходит в микросомальной фракции при участии сложной гем-оксигеназной ферментативной системы, требующей наличие НАДФН2 и кислорода. При поступлении гема в гемаксиназную систему микросом ионы железа окисляются в ферри форму, т.е. гем превращается в гемин.

гем (Fe2+) (над: оксигеназа) гемин(Fe3+) (это ферри форма)  (над: редуктаза; под: НАДФH2НАДФ) гемин (Fe2+) (ферро форма)  (над: редуктаза, +О2; под: НАДФН2НАДФ)оксигемин (Fe3+) (над: редуктаза, +О2; под: -СО, -Fe3+)биливердин ( над: НАДФН2НАДФ) билирубин (над: +альбумин) билирубин-альбумин (неконъюгированный билирубин - НБ).

Как видно из схемы, в процессе реакций катаболизма гема, гемин восстанавливается с помощью редуктаз (НАДФН2) в ферро-форму (Fe2+).

При участии НАДФН2, кислород проходит последующее превращение с раскрытием тетрапирольного кольца гема, с выделением окиси углерода (СО) и освобождением ферри-иона (Fe3+).

Образуется ациклическое соединение биливердин, у которого редуктаза восстанавливает метиловый мостик между 3 и 4 пирролами, образуется желтый, токсический для клеток, пигмент – билирубин.

За сутки у взрослого человека массой 70 кг образуется 250-350 мг билирубина. Химические превращения гема в билирубин в клетках МФ можно наблюдать внутри организма в гематоме, где пурпурный цвет, обусловленный гемом, медленно переходит в желтый цвет, обусловленный билирубином.

Образованный в клетках билирубин является токсическим веществом, удаляется из них и поступает в кровь, взаимодействуя с транспортными белками - альбуминами. Образованное комплексное соединение билирубин-альбумин называется неконъюгированный билирубин - НБ.

Порфирии При нарушении синтеза гема в организме человека главным образом в печени могут развиваться порфирии – группа заболевании возникшие в результате блокирования отдельных стадий синтеза гема и сопровождающиеся увеличенным содержанием порфиринов в организме.

Причинами порфирий могут быть:

1. наследственные болезни, когда из-за дефицита митохондрий и ЦПМ ферментов синтеза гема, нарушается пигментный обмен;

2. приобретенные (токсические), которые вызываются действием ряда токсических соединений. Например: гексохлорбензол, соли тяжелых металлов, алкоголь. Эти соединения могут быть ингибированны ферментами в системе синтеза гема.

Порфирии могут сопровождаться поражением кожи под влиянием УФЛ, сопровождаясь фотодерматозами. Моча таких больных – розовая или красная.

Фотодерматозы – проявления кожной порфирии, т.е. увеличения светочувствительности кожи

Желтуха

1. Механическая (обтурационная), результат нарушения секреции желчи, вызванным закупоркой желчных протоков камнями или послеоперационными рубцами. В крови повышается концентрация прямого н непрямого билирубина, который поступает в мочу, придавая ей коричневый цвет. Количество уробилина и стернобилина в кале резко уменьшается, кал становиться ахоличным, т.е. обесцвечивается.

2. Паренхиматозная (острые гепатиты). сопровождает разные формы гепатита. Снижается способность гепатоцитов захватывать билирубин из крови и экскретировать его в кишечник, поэтому в крови повышается концентрация прямого и непрямого билирубина, а в моче и кале снижается содержание конечных продуктов распада гема. Поскольку концентрация прямого и непрямого билирубина в крови превышает почечный аорог, то он фильтруется в мочу окрашивая ее в коричневый цвет.

3. Гемолитическая - следствие ускоренного гемолиза эритроцитов при генетических дефектах глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы, пируваткиназы или белков плазматической мембраны эритроцитов, отравлении сильными окислителями, переливании несовместимых групп крови. При этом увеличивается по сравнению с нормой поступление билирубина в кровь и образование непрямого билирубина. Уровень непрямого билирубина в крови возрастает в 2-3 раза по сравнению с нормой, т.к потенциальная способность гепатоцитов инактивировать билирубин ограничена.Резко уменьшается количество эритроцитов и содержание гемоглобина.В моче билирубин отсутствует, резко увеличивается содержание уробилина, содержание стеркобилина в кале увеличивается.Моча таких больных интенсивно оранжевая, кал темный.