Neutralizarea de amoniac în corpul 1

Neutralizarea de amoniac în organism

La om, ea suferă o descompunere de 70 g de aminoacizi pe zi; cu rezultatul că dezaminarea și transamination de oxidare a aminelor biogene eliberată o cantitate mare de amoniac, care este foarte toxic. Prin urmare, concentrația de amoniac din corp trebuie să fie menținut la un nivel scăzut. Și, într-adevăr, nivelurile de amoniac în sânge normale nu depășește 2,1 mg / l (care este de aproximativ 1000 de ori mai mică decât concentrația de zahăr din sânge). La iepuri au demonstrat că concentrația de amoniac de 50 mg / l este letală. Astfel, amoniacul trebuie supus legarea în țesut pentru a forma compuși netoxici, ușor excretați în urină.

O modalitate de legare și neutralizarea amoniacului din organism, in special in creier, retina, rinichi, ficat și mușchi glutamină biosinteză (și, eventual, asparagină). Deoarece glutamina si urina asparagină alocate în cantități mici, s-a sugerat că acestea funcționează mai multe funcții de transport. Mai târziu, în țesuturi, în principal în rinichi, enzime specifice au fost deschise - asparaginaza glutaminaza și care catalizează hidroliza amidelor corespunzătoare ale amoniacului și aminoacizilor dicarboxilici.

Sinteza amidelor necesită livrarea de energie sub formă de ATP și prezența acidului glutamic sau aspartic și amoniac liber este catalizat de glutamină și asparagină specific conform ecuației reacției:

1. Asp + E + ATP -> E-aspartam

Asparagina reacția de sinteză enzimatică poate fi reprezentată după cum urmează:

Asp + ATP + NH * + (n) -> Asn + AMP + FFN + (Glu)

O parte din amoniacul este ușor se leaga de a-cetoglutaric acidă datorită reversibilitatea glutamatdegidrogenaznoy reacție; dacă luăm în considerare sinteza de glutamina, este ușor de văzut că organismul are un sistem funcțional care leagă două molecule de amoniac:

Glutamina, în plus, rinichi folosite ca sursă de rezervă de amoniac necesară pentru neutralizarea produselor metabolice acide in timpul acidozei, protejând astfel organismul împotriva pierderii de urina ionilor de Na +. care altfel ar fi utilizat pentru a menține valoarea pH-ului fiziologic al sângelui și a urinei cu acidoza.

formarea de uree ciclu Ornitina

Mecanismul principal de neutralizare a amoniacului din organism este biosintezei ureei. Ultimul excretat în urină ca produs final șef de proteine, aminoacizi, respectiv, schimbul. reprezintă uree pentru 80-85% din azotul urinar totală. Pentru o lungă perioadă de timp pentru a rezolva problemele legate de ureea localizare siiteza. Cu siguranță, această problemă a fost rezolvată în I. laborator P. Pavlova, care este o dovadă puternică a rolului ficatului au fost obținute în acest proces. Sa dovedit că atunci când este aplicat Eck fistula - Pavlov, a abandonării fluxului sanguin hepatic, există o creștere bruscă a numărului de aminoacizi liberi în sânge și scăderea cantității de uree din sânge și urină. Aceste date, precum și observațiile clinice ale pacienților cu leziuni organice ale ficatului (hepatită, necroză acută și colab.), Care de asemenea, a fost o creștere a concentrației de aminoacizi în sânge și conținut redus de uree în sânge și urină, se lasă să se presupună că ficatul este majore, în cazul în care nu numai, puneți biosintezei de uree în organism. A rămas problemă nerezolvată cu privire la mecanismul de sinteza ureei.

Pentru a explica mecanismul de formare de uree a fost propus mai multe teorii. Unul dintre ele este proiectat M. V. Nentskim schemă de sinteză a ureei bazat pe presupunerea că sursele directe de carbon și azot în moleculă sunt uree, amoniac și dioxid de carbon (sub formă de acid carbonic). Această poziție a fost confirmată mai târziu, deși datorită deschiderii mecanismului de sinteză a ureei arginaza a fost diferit.

Krebs și Henseleit în 1932, în experimentele cu felie de ficat a fost măsurată formarea de uree atunci când este adăugat la media de diverși aminoacizi și săruri de amoniu. S-a arătat că adăugarea de ficat felii săruri de amoniu și cantități catalitice de ornitină (dar nu la orice alt aminoacid) a dus la formarea unui număr considerabil mai uree decât cantitatea stoechiometrică a acesteia (o moleculă de ornitină a contribuit la sinteza moleculelor 20 ureei ca sursă de uree de azot au fost ioni de amoniu, ornitina redat efectiv acțiunea catalitică). Până în acest moment a fost deschis în arginase ficat, care catalizat colapsul argininei la ornitină și uree: ornitin arginină + uree. Krebs credea că un ornitina rol de catalizator ar putea fi explicat dacă a existat un mecanism de regenerare a arginina, ornitina, conform ecuației:

Această ipoteză a stimulat căutarea unor posibili intermediari între ornitină și arginină și citrulină ca un candidat a fost prezis de aminoacizi, care au fost izolate anterior de pepene verde de masă (Citrullus). Într-adevăr, în secțiunile hepatice experimente citrulină cu condiția același efect catalitic în prezența sărurilor de amoniu, randament uree, ca ornitina. Pe baza acestor date. Krebs derivată reacțiile de sinteză ecuații de uree, care sunt prezentate mai jos ca o buclă primită în literatura de specialitate ca formarea de uree ornitina ciclul Krebs (Fig. 102).

Trebuie remarcat faptul că, în biochimie, care a fost primul metabolism de sistem ciclic, aproape 5 ani înainte de deschiderea unui alt ciclu metabolic Krebs acid citric.

Studii suplimentare au confirmat în principal mecanismul ciclic al biosintezei ureei în ficat, dar datorită cercetării și Ratner Cohen au fost specificate etapele, natura altor participanți și sisteme de enzime care catalizează formarea ureei.

Astfel, întregul ciclu de formare a ureei poate fi reprezentat mai în detaliu prin următoarele ecuații de reacție. In primul compus etapa karbamoilfosfat vysokoerticheskoe sintetizat din CO2 și NH3 (sau glutamina ca donor de amoniac); Această sinteză necesită două molecule de ATP:

Enzima cuprinde biotina ca coenzimă, iar la început reacționează cu o moleculă de ATP pentru a forma un -R activ CO2 complex, care reacționează apoi cu molecula de amoniac (sau o grupare amidă de glutamină) și cu o a doua moleculă de ATP (ca fosfat donoare). Formarea N-acetilglutamat este un activator specific al reacției și rolul său este aparent de a stabiliza forma activă a enzimei.

În a doua etapă de condensare are loc ornitina karbamoilfosfata și citrulină pentru a forma - ornitinkarbamoiltransferaza catalizează reacția (karbamoilfosfat: L-ornitinkarbamoiltransferaza):

In urmatoarea etapa citrulina este transformată în arginină prin două reacții care au loc succesiv. Prima dintre acestea, volatile reduce citrulină și condensarea acidului aspartic pentru a forma acidul argininoyantarnoy (argininosuktsinatsintetaza catalizează această reacție). Acid Argininoyantarnaya se descompune în următoarea reacție la arginină și acidul fumaric, cu ajutorul altei enzime care - argininosuktsinatliazy. La ultima etapă arginina se împarte în uree și ornitină sub acțiunea arginase.

Trebuie amintit că arginază ficatul conținut în acele animale care excreta uree ca primare și produsul final al metabolismului azotului în urină; în ficat de păsări, de exemplu, arginase offline, deoarece păsările vărsat de acid uric in loc de uree. Astfel, ornitina ciclu formarea de uree cu noile date pot fi scrise sub forma următoare (Fig. 103).

Mai jos, în plus, valoarea totală a ureei reacției de sinteză, produsele intermediare, cu excepția:

CO2 + NH3 + 2H2 + 3ATF Aspartat + 0 -> uree + 2 ADP + AMP + Pi + 2 + fumarat de FFN
° = AG - 40 kJ

Deoarece există o reducere a energiei libere, procesul se desfășoară întotdeauna în direcția sintezei ureei.

Din ecuațiile de mai sus este ușor de văzut că unul dintre atomii de uree are ca sursă de amoniac liber sau grupare amidă de glutamină (prin karbamoilfosfat); al doilea atom de azot al ureei are acidul sursă aspartic în loc de amoniac liber, care este în principal format în reacția glutamatdegidrogenaznoy. În ceea ce privește reconstituirea acidului aspartic în acest proces implică trei reacții cuplate: în primul rând, acidul fumaric sub acțiunea fumarase, catalizează adiția H2O, este transformat în acid malic, care suferă o oxidare care implica malat dehidrogenază specific pentru a forma oxaloacetică acidă; transaminiruetsya ultimul acid glutamic, acid aspartic, da.

Rezumând probe cunoscute despre mecanismele de neutralizare a amoniacului din organism, poate ajunge la următoarea concluzie. O parte din amoniacul este utilizat în biosinteza aminoacizilor prin aminarea reductivă a acizilor α-ceto sau reacția transreaminirovaniya. Amoniacul este utilizat în biosinteza glutamină și asparagină. O cantitate de amoniac este excretat prin urină sub formă de săruri de amoniu. Forma creatinină, care este format din creatina si fosfocreatina (cm. Mai jos), excreta o mare parte azot amino. Cu toate acestea, cea mai mare cantitate de amoniac este sinteza ureei, care este excretat în urină ca produs final principal al metabolismului proteic la oameni și animale. Se estimează că, în azot echilibru sănătos corpul uman adult și în consecință alocă consumă 15 grame de azot; din cantitatea excretată în contabilitate azot urină uree aproximativ 85%, creatinină - aproximativ 5% (valoare strict constantă), săruri de amoniu - 3%, acid uric - 1% și alte forme - circa 6%.

În evoluția organismelor vii s-au dezvoltat diferite tipuri de metabolismul azotului. tip Ammoniytelichesky când principalul produs final al metabolismului azotului este amoniacul, de preferință specific pești. schimb de tip Urotelichesky, atunci când produsul final major al metabolismului proteinelor este ureea, este caracteristică oamenilor și animalelor. Și, în sfârșit, de tip urikotelichesky atunci când principalele produse finale ale metabolismului este acidul uric apare la păsări și reptile.

articole similare

• Neutralizarea de amoniac în organism

• Formarea Modalități și neutralizarea amoniacului - studopediya