Пути транспорта и обезвреживания nh3

1. Основной транспортной формой NH₃ является глутамин. Глутамин синтезируется во всех тканях организма и легко транспортируется через клеточные мембраны путем облегченной диффузии.

! (Для глутамата возможен только активный транспорт (точнее вторичный активный транспорт) из тканей в кровь).

Глутамин синтезируется из глутамата и NH₃ ферментом глутаминсинтетазой с затратой 1 молекулы АТФ в присутствии Mg²⁺(это кофактор) в митохондриях.

АТФ АДР+ Фн

Е

Глутамат глутамин

НАДФ⁺ Mg²⁺

НАДФН₂

Иминоглутарат

H₂O

α-КГ

NH₃

Основные ткани поставщики глутамина:

• Мышцы

• Мозг

Основные ткани потребляющие глутамин: Кишечник

Почки

Печень

В клетках кишечника глутамин под действием Е-глутаминазы путем гидролиза превращается в глутамат.

H₂O NH₃

Е-глутаминаза

ПВК

Глутамин Глутамат

ТА

алат-ε

Аланин

α-КГ

Образовавшийся глутамат подвергается в реакции трансаминирования с ПВК с образованием аланина и α-КГ.

Большое количество аланина из кишечника поступает в кровь и поглощается печенью. Около 5% образовавшегося NH₃ удаляется из кишечника с фекалиями.

В клетках печени глутамин под действием фермента-глутаминазы превращается в глутамат (как в почках), а освободивший NH₃ идет на синтез мочевины.

В клетках почек глутамин превращается в глутамат (аналогично как в кишечнике и в печени), а освободившийся аммиак используется на образование аммонийных солей.

Еще одной реакцией обезвреживания аммиака в тканях можно считать синтез аспарагина под действием Е-аспарагин синтетазы т.е. амидирование аспартата.

NH₃

Аспартат аспарагин

АТФ АМФ+ Ф_н - Ф_н

Однако, такой путь обезвреживания NH₃ используется редко т.к. он требует больших энергетических затрат, чем синтез глутамина.

! Энергетические затраты требуют две макроэргические связи.

2. Восстановительное аминирование α-КГ

В мозге и некоторых других органах может протекать этот процесс.

I ст. Спонтанно

ε- Глутамин синтетаза

Е- глутамат ДГ

NH₃

NH₃ H₂O

НАДФН₂ НАДФ⁺

АТФ АДФ+Фн

α-КГ

Иминоглутарат

Глутамат

Глутамин

II ст.

Однако этот путь протекает слабо, т.к. фермент глутамат дегидрогеназа катализирует преимущественно реакцию дезаминирования глутамата (т.е. обратную реакцию)

3. Функционирование глюкозо-аланинового цикла (гац)

Из мышц и кишечника избыток NH₃ выводится преимущественно в виде аланина, поскольку активность Е-глутамат ДГ в этих тканях невелика и непрямое окислительное дезаминирование малоэффективно. Поэтому образовавшийся в мышцах аланин поступает в печень и включается в ГАЦ.

ГАЦ выполняет следующие функции:

• Обезвреживание NH₃ в мышцах.

• Транспортирует NH₃ в форме аланина в печень.

• Обеспечивает глюкозой мышцы.

NH₃ в мышцах освобождается главным образом при дезаминировании аминокислот, а также при гидролитическом дезаминировании АМФ.

Затем NН₃ превращается в NН₂ - группу глутаминовой кислоты в результате восстановительного амминирования α-КГ, а далее переходит на ПВК с образованием аланина, который транспортируется по крови в печень.

В печени аланин отдает NН₃, вновь образуется ПВК, из нее синтезируется глюкоза, которая возвращается в мышцы, расщепляется до ПВК и все повторяется.

Мышцы Кровь Печень

Схема процесса ГАЦ:

глюкоза глюкоза глюкоза

гликолиз

СИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ

ПВК

ПВК

ала

ала

ала

глюконеогенез

глут

α-КГ

NH₃ + CO₂

непр. окисл. дезамирование

глут

α-КГ

NH₃

ТА

Е- Алат

Аминокислота, АМФ

ТА

Е- Алат

4. Образование аммонийных солей.

NH₃ удаляется из организма в виде аммонийных солей.

Образование NH₃ в почечных канальцах поддерживает кислотно-основное равновесие и является Na-сберегающим механизмом.

В просвете почечного канальца NH₃ переходит в NH₄ ⁺ и нейтрализует анион кислот, образуя аммонийные соли.

В отсутствии ионов NH₄ ⁺, с анионами кислот выводились бы ионы Na⁺ , что нарушало бы осмотическое равновесие в организме.

ПРОСВЕТ КАНАЛЬЦА

КРОВЬ

Схема :