2)Прямое окислительное дезаминирование глутамата:
Непрямое дезаминирование по неокислительному пути (цикл АМФ-ИМФ) активно протекает в мышцах из-за низкой активности глутаматдегидрогеназы.
Обмен аммиака
! В ходе дезаминирования аминокислот в тканях образуется большое кол-во NH3.
Также NH3 образуется при распаде нуклеотидов, биогенных аминов и при гниении белков в кишечнике в результате воздействия бактерий.
Дезаминирование аминокислот и образование NH3 происходит во всех тканях.
В клетках образованный NH3 подвергается обезвреживанию.
Выводится из организма NH3 почками в виде мочевины и солей аммония.
Мочевина образуется в печени; Соли аммония – образуются в самих почках.
Источники и продукты обезвреживания NH3 в организме:
Механизм токсического действия аммиака
NH3 при его избытке в организме оказывает токсическое действие.
Особенно сильно он воздействует на мозг и ЦНС.
Состояния, при которых повышена конц-ия NH3 в крови, называются гипераммониемии.
Симптомы гипераммониемии: головокружение, галлюцинации, тошнота, рвота, нечленораздельная речь, судороги, потеря сознания и др.
Причины токсического действия NH3:
α-КГ, связывая избыток NH3, превращается в Глу =>снижается концентрация α-КГ:
Это вызывает:
1)↓ скорости цикла Кребса, что вызывает гипоэнергетическое состояние.
2)Нарушается трансаминирование аминокислот и синтез ряда биогенных аминов (ацетилхолин, дофамин и др.)
Высокие концентрации NH3 стимулируют синтез Глн из Глу в нервной ткани:
Глу ↓ + NH3 ↑ + АТФ → Глн ↑ + АДФ + H3PO4
Это вызывает:
1) Накопление глутамина в клетках нейроглии приводит к повышению в них осмотического давления =>происходит набухание астроцитов.
Большие концентрации глутамина могут вызвать отек мозга.
2) Уменьшение концентрации Глу ↓ =>подавляется синтез ряда нейромедиаторов
и особенно γ-аминомасляной к-ты (ГАМК):
Глутамат-
декарбоксилаза
Глу ↓ → ГАМК ↓ + CO2
ГАМК – основной тормозной медиатор.
Его недостаток нарушает проведение нервного импульса => повышается нервно-мышечная
возбудимость и возникают судороги.
↑ концентрации NH3 в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз):
H+ ↓ + NH3 ↑ → NH4+ ↑
=>нарушается эффект Бора:
H+ ↓ + Hb(O2)4 → H+Hb + 4O2 ↓
Происходит увеличение сродства гемоглобина к O2, что нарушает поступление O2 в ткани и приводит к гипоксии.
Из-за этого, также происходит накопление CO2 в тканях.
↑ конц-ии ионов NH4+ в крови нарушает трансмембранный перенос ионов Na+ и К+ из-за конкуренции с ними за ионные каналы.
Это также нарушает проведение нервных импульсов.
Способы обезвреживания аммиака в разных тканях:
Основная реакция связывания NH3, протекающая во всех тканях организма – это синтез глутамина из глутамата:
Глутаминсинтетаза расположена в митохондриях клеток.
Кофактор: ионы Mg2+.
Через клеточные мембраны глутамин легко транспортируется в кровь путём облегчённой диффузии.
Больше всего глутамина образуется в мышцах и мозге.
С током крови глутамин транспортируется в кишечник, почки и в небольшом кол-ве в печень.
Обезвреживание NH3 в почках:
В почках происходит гидролиз глутамина до глутамата с образованием NH3:
Образующийся NH3 используется на синтез солей аммония, которые выделяются с мочой из организма.
! Помимо обезвреживания NH3, эта реакция имеет более важное значение – компенсация ацидоза.
При ацидозе избыток кислот поступает в почки. Избыток H+ в почках индуцирует синтез глутаминазы =>образующийся NH3 нейтрализует
кислоты, образуя соли аммония.
При дефекте глутаминазы в почках, для выведения избытка кислот используются ионы Na+ и K+, что может привести к их потере.
Обезвреживание NH3 в кишечнике:
В клетках кишечника также происходит гидролиз глутамина до глутамата с образованием NH3 при участии глутаминазы:
Глн + H2O → Глу + NH3
~ 5% образовавшегося NH3 удаляется через кишечник.
Небольшая часть NH3 через воротную вену попадает в печень.
Остальные ~ 90% NH3 поступают в почки и выводятся с мочой в виде солей аммония.