52. Детоксикация аммиака в организме. Цикл синтеза мочевины.

Сумм. ур-ие: СО2 + NH3 + Asp + 3ATP + 2H2O → Мочевина + Фумарат + 2(ADP+Pi) + (AMP+PPi)

карбамоилфосфат H2N-C(O)-OPO3H2

орнитин NH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

цитруллин (кето) NH2-C(O)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

цитруллин (енол) NH=C(OH)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

Asp NH2-CH(CH2-COOH)-COOH

аргининосукцинат COOH-CH(NH2)-(CH2)3-NH-C(=NH)-NH-CH(COOH)-CH2-COOH

фумарат COOH-CH=CH-COOH

Arg NH2-CH[(CH2)3-NH-C(=NH)-NH2]-COOH

мочевина NH2-C(O)-NH2

(1 ключ!) КарбамоилФосфатСинтетаза I

NH3 + CO2 + 2ATP + H2O → карбамоилфосфат + 2ADP + Pi

лок. в мтх гптц; N-ацетилглутамат – аллостерич. эффектор (без него акт-ть ферм. низкая), ↑сод. Glu в пище → стим. цикла синт. мочевины.

(2) ОрнитинКарбамоилТрансфераза

орнитин + карбамоилфосфат → цитруллин (кето) + Pi

цитруллин (кето) → в ц/пл → цитруллин (енол)

(3) АргининоСукцинатСинтетаза

цитруллин (енол) + Asp + ATP → аргининосукцинат + AMP + PPi

(4) АргининоСукцинатЛиаза

аргининосукцинат → Arg + фумарат

(5) Аргиназа

Arg + H2O → мочевина + орнитин

В мол. мочевины атомы N: из мол. NH3, из Asp, – С – из СО2.

NH3 обр. при окисл. дезаминир. Glu → NAD (затем→ 3АТР). Т.о., процесс синт. мочевины энергоНЕзатратный.

! Окисл. дезамин. – осн. для чел-ка и жив. (исключительно с Glu с пом. глутамат ДГ):

Glu + H2O ←(NAD(P)+ → NAD(P)H+H+)→ α-КГ + NH3.

Подробнее: Glu (–2H) –(ГлДГ)→ HOOC-CH2-CH2-C(=NH)-COOH –(+H2O)→ HOOC-CH2-CH2-C(=O)-COOH + NH3

Регуляция: (+) ADP, GDP; (–) ATP, GTP. Обратно – восстановит. аминирование.

Фумарат → (в ЦТК) оксалоацетат → 1) дальше в ЦТК, 2) переаминир. в Asp (возм. вновь в синт. мочевины), 3) в Glc-неогенез.

52. Болезни, вызванные генетическими дефектами ферментов цикла синтеза мочевины. Методы определения концентрации мочевины в крови и моче. Причины формирования и диагностическое значение азотемии.

Дефекты цикла: при полн. отстуств. одного из ферм. – гибель в утробе матери.

(1) КарбамоилФосфатСинтетаза I → тип I гипераммониемии

NH3 + CO2 + 2ATP + H2O → карбамоилфосфат + 2ADP + Pi

(2) ОрнитинКарбамоилТрансфераза → тип II гипераммониемии

орнитин + карбамоилфосфат → цитруллин (кето) + Pi

цитруллин (кето) → в ц/пл → цитруллин (енол)

(3) АргининоСукцинатСинтетаза → цитруллинурия

цитруллин (енол) + Asp + ATP → аргининосукцинат + AMP + PPi

(4) АргининоСукцинатЛиаза → аргининосукцинатная ацидемия

аргининосукцинат → Arg + фумарат

(5) Аргиназа → гипераргининемия

Arg + H2O → мочевина + орнитин

Цитруллин и аргининосукцинат в N отсутствуют в крови!

№1 и №2 – наиб. тяжелые.

Причины токсичности аммиака – ?. Возм., нед. α-КГ. Либо угнет. р-ии переаминир. Сниж. ско. ЦТК. В крови – алкалоз → ↑сродство HHb к О2 → гипоксия. Либо пов. осмотич. давл. за счет высок. синт. Gln. → судороги, тремор, кома, смерть.

Если б-нь распозн. быстро, то лечение простое: низкопротеиновая диета с доб. цитруллина и Arg.

В кач-ве ЛС исп. бензоат Na (обр. компл. с Glu и Gly → NH3 пойдет на синтез).

Предельно допустимый ур-нь аммиака в крови 60 мкмоль/л.

Методы определения мочевины:

(1) Ксантгидроловые: гетероцикл. спирт ксантгидрол → в р-ию с мочевиной → нераств. диксантилмочевина (опр. грави-, нефело-, колори- или титрометрически). Точно, но трудоемко.

(2) Гипохлоритные – метод Б.А.Рашкована, появл. окраски при вз/д мочевины с гипохлоритом Na и фенолом, практич. не примен.

(3) Диацетилмонооксимные: р-ия Фирона – вз/д мочевины и диацетилмонооксима с обр. окраш. прод., хорошая воспроизводимость, высокая чув-ть, большая специфичность. 2 этапа: 1. Гидролиз диацетилмонооксима с обр. диацетила и гидроксиламина. 2. Гидроксиламин вз/д с мочевиной с обр. окраш. диазинового пр.

(4) Полуколичественные: с исп. индикаторной бумаги.

(5) С исп. ионоселективных электродов.

(6) Ферментативные: осн. на гидролизе мочевины уреазой (оптимум pH 6,0‑8,0) → аммиак опр. с пом. разл. р-ий (фенолгипохлоритная, с пом. глутаматДГ, салицилатно‑гипохлоритная).

(7) Газометрические (гипобромитные) осн. на окисл. и разлож. мочевины гипобромитом Na в щел. среде: NH2-C(O)-NH2 + 3NaBrO → N2 + CO2 + 3NaBr + H2O. Выд. CO2 поглощает р-р, свободн. остается N2, объем которого измеряют. Метод неспецифичен (гипобромит реаг. с в-вами, сод. аминогруппы), неточен, плохо воспроизводим, трудоемок.

Унифицир. методы: фенолгипохлоритный, диацетилмонооксимный и уреазный методы, экспресс‑метод с использованием индикаторной бумаги "Уреатест".

N величины:

Сыворотка (по р-ии с диац.моноокс.; с реакт. Несслера): взр. 2,5–8,3 ммоль/л, (по р-ии с фенолгипохлоритом) 3,3–8,3 ммоль/л.

Моча (по р-ии с диац.моноок.) 330–580 ммоль/сут

Моча (по р-ии с реакт. Несслера) 430–710 ммоль/сут

Слюна ок. 1,83 ммоль

Для сопоставл. концентр. остат. азота с сод. азота мочевины концентр. последней разделить на 2,14.

Сыворотка. Ур-нь мочевины зав. от ск. ее синт. в печени и выд. через почки, а также от величины б. катаб. ↑уровня: при нар. ф-ии почек, истощ. запасов воды, повыш. катаб. б. (о. инф. миок., стресс, ожоги, желт. атроф. печени, ЖК кр/теч), при диете с выс. сод. б. ↓уровня: при диете с низк. сод. б., при тяж. заб. печени, сопр. нар. синт. мочевины (паренхим. желтуха, цирроз).

Моча. ↑кол-ва: гипертиреоз, злокач. анемия, лихорадка, при отрав. фосфором, при диете с выс. сод. б., в послеоперац. п-оде. ↓кол-ва: нефрит и др. заб. почек, паренхим. желтуха, цирроз или дистроф. печени, у здоровых растущих детей и при низкобелк. диете.