Лекция «Пути обмена аммиака. Биосинтез мочевины. »

Аммиак - токсичное соединение. В норме содержание свободного аммиака в крови представлено следовыми количествами.

10-20 мкг/100 мл

или

25-40 мкмоль/л (0,4-0,7 мг/л).

Токсичность аммиака и его резкое воздействие на мозг связано с 3-мя главными факторами:

1. Нейтральные молекулы NH₃ в отличие т катионов NH₄⁺ легко приходят через плазматические и митохондриальныемембраны, попадают в клетки (особенно токсичен для нервной ткани)

   

2. NH₃ связывает протоны и т.о. подщелачивает среду.

NH₃ +H⁺ + OH^- NH₄⁺ + OH^-

Диссоц. H₂0

На изменение pH реагирует в первую очередь ферменты, снижая свою активность в неоптимальных условиях.

3. NH₃ в митохондрии взаимодействует с α-КГ, образуя глутаминовую кислоту путем восстановительного аминирования, то есть происходит обратная реакция непрямому окислительному дезаминированию.

Спонтанно НАДФH₂ НАДФ⁺

E-глутамат ДГ

α-КГ+ NH₃ иминоглутаровая к-та глутамат

H₂0

При [NH₃] реакция сдвинута вправо, в сторону образования глутаминовый кислоты.

В результате:

1. Происходит отток α-КГ из ЦТК в митохондриях мозга. В следствие происходит угнетение активности ЦТК и значительном снижении скорости окисления глюкозы, главного топлива для клеток мозга. В этих условиях тормозится процесс окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ.

2. Угнетается реакция трансаминирования, и как следствие снижается синтез заменяемых аминокислот.

Пути образования NH₃

(их всего 6)

1. Основной путь приводящий к образованию NH₃ в тканях это непрямое окислительное дезаминирование (т.е. транс дезаминирование).

2. Неокислительное дезаминирование серина, треонина, цистеина и внутри молекулярное гистидина.

H₂0 H₂0

серин ПВК

NH₃

• 1 стадию реакции катализирует фермент серин гидратаза;

• 2 стадия протекает спонтанно;

H₂0 H₂0

треонин α- кетобутират

NH₃ (Фермент-треонин гидратаза)

H₂0 H₂S

Цистеин ПВК (Фермент- цистин гидратаза)

NH₃

Фермент-гидратаза

Гистидни

(-n)

NH₂

N - CH₂ – CH- COOH N - CH = CH – COOH

NH

NH

Уроканиновая кислота

3. Гидролитическое дезаминирование АМФ (адениловой кислоты) .

O

Этот процесс особенно активен в мышечных тканях

N

N

N

NH₂

N

Рибозофосфат

АМФ

H₂O

NH₃

N

N

N

N

Рибозофосфат

ИМФ (инозин монофосфат)

4. Гидролиз глутамина (амид глутаминовой кислоты)

О

Глутамин

С

Е-глутаминаза

NH₂

глутаминовая к-ты(глутамат)

NH₃

H₂0

(CH₂)₃

H₂N-CН-COOH

Глутамин используется почками как резерв аммиака, необходимый для нейтрализации кислых продуктов обмена при ацидозе.

5. Обезвреживание биогенных аминов (окислительное дезаминирование аминов)

Е-МАО H₂O NH₃

амин имин альдегид

I cт. II cт. Спонтанно

6. Помимо NH₃, образующегося в тканях, значительное количество его образуется кишечными бактериями из пищевого белка. Из толстого кишечника NH₃ поступает в кровь воротной венозной системы (для этой крови характерно повышение содержания NH₃).

В норме печень быстро извлекает NH₃ из крови воротной вены, так, что кровь, выходящая из печени, практически не содержит NH₃.

Воротная вена

Общий круг кровообращения

Коллатеральные пути

NH₃

Из толстого кишечника

Печень

(обезвреживание)

Аммиачное отравление

Клинический аспект:

При тяжелых (поражениях) нарушениях функции печени, а также при развитии коллатеральных (обходных) путей между воротной веной и общей системой кровообращения (при циррозе печени), кровь из воротной системы может миновать печень.

Следствие: ↑ [свод NH₃] в крови, в мозге, развивается аммиачное отравление.