8.8. Образование и обезвреживание аммиака в организме
Аммиак образуется в результате дезаминирования таких веществ как аминокислоты, амины, пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды.
Аммиак чрезвычайно токсичное вещество. Токсичность аммиака объясняется многими его эффектами, главным среди которых является связывание альфа-кетокислот и блокирование включения их в цикл Кребса, что нарушает энергетический обмен в тканях. Аммиак может нарушать обмен глютамата и глютамина в ткани мозга, вызывать повышение концентрация глютамата до токсичных концентраций. Кроме того, аммиак вызывает защелачивание в тканях и нарушает транспорт ионов Na+и Са2+. В связи с этим концентрация аммиака в тканях и в крови поддерживается на очень низком уровне. В плазме крови она составляет 20-80 мкмоль/л. Такая низкая концентрация обеспечивается наличием в организме различных путей связывания (обезвреживания) аммиака. Эти способы можно разделить следующим образом:
временные пути (протекают в тканях):
восстановительное аминирование альфа-кетокислот;
амидирование белков;
синтез глютамина;
образование конечных продуктов азотистого обмена:
соли аммония;
мочевина.
8.8.1. Пути временного (экстренного) связывания аммиака в тканях
8.8.1.1. Восстановительное аминирование альфа-кетокислот
Восстановительное аминирование альфа-кетокислот заключается в присоединении аммиака к альфа - кетокислоте с одновременным её восстановлением с образованием аминокислоты. В качестве альфа-кетокислот чаще используются пировиноградная кислота, которая восстанавливается в аланин, щавелевоуксусная, переходящая в аспарагиновую кислоту и альфа - кетоглютаровая кислота, восстанавливающаяся в глютаминовую кислоту.
Биологическое значение восстановительного аминирования кетокислот:
способ быстрого связывания аммиака;
способ синтеза новых заменимых аминокислот.
8.8.1.2. Амидирование тканевых белков
Амидирование тканевых белков заключается в присоединении аммиака к карбоксильным группам радикалов аспарагиновой, глютаминовой аминокислот и к альфа - концевым карбоксильным группам.
Амидирование белков сопровождается определёнными изменениями их структуры и физико-химических свойств и биологической активности.
8.8.1.3. Биосинтез глютамина
В процессе биосинтеза глютамина происходит амидирование карбоксильной группы свободной глютаминовой кислоты. Данная реакция ведёт к переходу аммиака в его нетоксичную транспортную форму - глютамин, в виде которой аммиак из тканей переносится в печень и почки. Глютамин может поступать в ткани, где он служит источником азота для синтеза аминосахаров, пуриновых пиримидиновых нуклеотидов.
У детейсинтез глютамина и его использование протекает более активно, чем у взрослых людей. Глютамин транспортирует аммиак в печень и почки, где образуются конечные продукты азотистого обмена: аммонийные соли и мочевина.
8.8.2. Конечные продукты азотистого обмена
8.8.2.1. Синтез аммонийных солей в почках
В почках под действием активного фермента глютаминазы происходит гидролитическое расщепление глютамина на глютаминовую кислоту и аммиак.
В почках при выведении протонов происходит одновременная реабсорбции ионов Nа+и К+. Таким образом, глютаминаза почек участвует в регуляции кислотно-основного баланса.
Активность глютаминазы зависит от рН. При ацидозе активность фермента возрастает, что увеличивает выведение протонов и снижает степень ацидоза.
У взрослых людей за сутки выделяется 0,5-1,2 г аммонийных солей. На них приходится 3,5% выводимого азота. У детейотносительная доля аммонийных солей выше, чем у взрослых. У новорожденных азот аммонийных солей составляет до 8,5%.