Знешкодження аміаку в організмі

В організмі людини піддається розпаду близько 70г амінокислот на добу: при цьому звільняється велика кількість аміаку, що є високотоксичним з'єднанням. Тому крнцентрація аміаку повинна зберігатися на низькому рівні (в нормі рівень його не перевищує 60 мкмоль / л). Концентрація аміаку 3 ммоль / л є летальною.

1. Відновне амінування.

Одним із шляхів зв'язування і знешкодження аміаку в організмі, зокрема в мозку, сітківці, нирках, печінці і м'язах - це біосинтез амідів глутамінової та аспарагінової кислот (глутаміну або аспарагина):

Ця реакція протікає в багатьох тканинах, але найбільш важлива для нервової, особливо чутливою до токсичної дії аміаку. Перша реакція являє собою звернення глутаматдегідрогеназной реакції (зворотна окіслітельномудезамінірованію гли).

Знешкодження аміаку шляхом синтезу глутаміну має і анаболічний значення, оскільки глутамин використовується для синтезу ряду з'єднань. Перш за все потрібно відзначити, що глутамін - одна з 20 амінокислот, що входять в білки. Крім того, амидная група глутаміну використовується для синтезу аспарагіну, глюкозаміну та інших аминосахаров, пуринових і піримідинових нуклеотидів. Таким чином, в цих реакціях азот аміаку включається в різноманітні структурно-функціональні компоненти клітини.

Глутамин потім може надходити в усі тканини, де здійснюється його гідроліз за участю глутамінази:

Подібним чином відбувається утворення аспарагина (через ЩУК).

2. Освіта амонійних солей.

Екскреція аміаку з сечею в нормі невелика - близько 0,5 г на добу. Але вона в кілька разів підвищується при ацидозі, т. Е. При збільшенні вмісту кислот в організмі. Аміак у нирках утворюється головним чином за рахунок амидной групи глутаміну. Глутамінгідролізуется активується фосфатом глутамінази, наявної в клітинах епітелію канальців нирки. Частина аміаку (приблизно 30%) утворюється іншим шляхом - в результаті непрямого дезамінування амінокислот.

Утворений аміак нейтралізує кислоти: NH3 + Н + → NH4 +. Неіонізовані аміак і кислоти в клітинах знаходяться в рівновазі з їх іонізованими формами. Через клітинні мембрани проникають переважно неіонізовані аміак і кислоти, і в просвіті ниркового канальця (т. Е. Вже в сечі) аміак акцептує протон кислоти, утворюючи амонійну сіль, яка виводиться з організму. Екскреція аміаку нирками служить для виведення саме кислот, а не азоту, на що вказує значна швидкість екскреції при ацидозі, мала - при нормальній кислотності міжклітинної рідини і крові, і відсутність екскреції аміаку при алкалозі. Одночасно цей процес забезпечує збереження організмом іонів Na +, які за відсутності іонів амонію виводилися б з аніонами кислот. Втрата такої кількості Na +, які необхідні для виведення кислот при ацидозі, могла б викликати зниження осмотичного тиску міжклітинної рідини і крові, а внаслідок цього зменшення обсягу міжклітинної рідини, т. Е. Зневоднення тканин.

3. Основним механізмом зв'язування аміаку в організмі є синтез сечовини. Сечовина виводиться з організму з сечею в якості головного кінцевого продукту білкового, відповідно амінокислотного обміну. На частку сечовини доводиться до 80-85% від усього виведеного з організму азоту. Кількість виділеної сечовини залежить від кількості білків, що надходять з їжею. Якщо добовий раціон включає 80-100 г білка, то за добу утворюється і виводиться 25-30 г сечовини.

Основним місцем синтезу сечовини є печінку. Синтез сечовини є циклічним метаболічним процесом і носить назву орнітінового циклу мочевінообразованія Кребса (цикл сечовини Кребса - Хензеляйта).

На першому етапі з NН3 і СО2 за участю АТФ синтезується макроергічних з'єднання карбамоілфосфат:

На другому етапі циклу мочевінообразованія відбувається конденсація карбомоілфосфата і орнитина з утворенням цитруллина. На наступній стадії спочатку відбувається зв'язування однієї молекули NН3 шляхом восстановітельногоамінірованія з утворенням (з витратою молекули АТФ) аспарагінової кислоти. Потім цитрулін і аспарагінова кислота взаємодіють з утворенням аргініносукцінат, який розпадається на аргінін і фумарат за участю аргініносукцінатліази. Аргінін розщеплюється під дією ферменту аргінази на орнітин і сечовину.

Утворився орнітин може вступати в наступний цикл мочевінообразованія. Хоча аргінін є у всіх клітинах організму людини, освіта сечовини відбувається виключно в клітинах печінки - єдиному органі, де локалізована фермент аргінази. Сечовина з клітин печінки надходить в кров і виводиться з організму через нирки.

Для синтезу однієї молекули сечовини потрібно дві молекули NН3, одна молекула СО2 і три молекули АТФ.

Т.ч. виходячи з фактичних даних про механізми знешкодження аміаку в організмі частина аміаку використовується на біосинтез амінокислот шляхом відновного амінування a-кетокислот за механізмом реакції трансамінування. Аміак зв'язується при біосинтезі глутаміну і аспарагина. Деяка кількість аміаку виводиться з сечею у вигляді амонійних солей. У формі креатиніну, який утворюється з креатину і креатинфосфату, виділяється з організму значна частина азоту амінокислот. Найбільша кількість аміак витрачається на синтез сечовини, яка виводиться з сечею в якості головного кінцевого продукту білкового обміну в організмі людини і тварин.