Пути обезвреживания аммиака

При попадании аммиака возникает тремор, нечленораздельная речь, иногда смерть. Аммиак – этиологический фактор почечной недостаточности.

а) восстановительное аминирование

+ NH3; НАДФ*Н2

а -КТГ глутамат

- НОН; - НАДФ

 

 

ЦТК

 

ГДГ

б) образование амидов дикарбоновых кислот:

O

NH3 АТФ ||

НООС – (СН2)2 – СН – СООН С – NH2

| - HOH |

CH2 глутамилсинтетаза CH2 – CH – COOH

ГЛУ |

NH2

ГЛИ

 

O

NH3 АТФ ||

HOOC – CH2 – CH – COOH С – NH2

| - HOH |

NH2 аспарагинсинтетаза CH2 – CH – COOH

АСП |

NH2

ГЛИ

Поскольку ГЛИ и АСП выделяются с мочой в небольших количествах, то они являются транспортными формами аммиака. Глицин превращается в аланин, который по воротной вене поступает в печень, где NH2-группа идёт на синтез мочевины, а углеродный скелет, который идёт на ГНГ.Это так называемый глюкозо-аланиновый цикл, существующий между печенью и мышцами.

в) Основная масса ГЛИ захватывается почками, где под влиянием глутаминазы от него отщепляется NH3. Потом NH3 реагирует c Н и даёт ион аммония, который экскретируется с мочой. При ацидозе экскреция NH4 с мочой возрастает, так как ацидоз активирует глутаминазу и она активно отщепляет NH3 от глицина, который в свою очередь активно захватывает Н и тем самым ликвидирует ацидоз. Кроме того при ацидозе происходит потеря Na и К с мочой. Это приводит к снижению осмотического давления и обезвоживанию ткани. Но этот процесс не развивается благодаря образованию NH4, который обладает близкими физико-химическими свойствами к свойствам Na и К и тем самым как бы защищая их, предотвращая нарушение водно-электролитного баланса.

O

|| + HOH

C – CH2 – CH2 – CH – COOH HOOC – (CH2)2 – CH – COOH

| | - NH3 |

H2N NH2 NH2

глутаминаза

H

NH4

 

моча

Аналогичный процесс может происходить при отщеплении NH3 от АСП под действием аспарагиназы. Это один из путей обезвреживания NH3, который называется аммониогенезом.

г)Амидирование свободных карбоксильных групп белков (амидированные формы белков устойчивы к протеазам).

БИОСИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ.

Биосинтез мочевины – основной механизм обезвреживания аммиака: 90% N2 из организма выводиться в виде мочевины, причём количество мочевины зависит от количества белка. В норме суточное выделение белка составляет 25-30 г. Орнитиновый цикл синтеза мочевины (ОЦСМ) протекает в гепатоцитах, так как в них наиболее высока активность ферментов азотистого обмена. ЦСМ начинается в митохондриальном матриксе. Первая реакция катализируется карбамоилсинтетазой – 1 (КФС-1). Существует также КФС-2, которая катализирует такую же реакцию в синтезе пиримидинов. Поэтому ещё один путь детоксикации NH3 – синтез пиримидиновых оснований.

Первая и вторая реакции ЦСМ протекают в митохондриях. Затем образовавшейся цитруллин выходит в цитоплазму и все остальные реакции идут в цитоплазме гепатоцита.

1. Происходит связывание конечных продуктов метаболизма CO2 и NH3:

+ 2АТФ, Mg

ГЛИ NH3 NH2 + 2АДФ + Фн

|

CO – O – PO3H2

карбомоилфосфат

2. H2N – C = O + H2N – CH2 H2N – CO – NH – CH2

| | арнитинкарбомоилтрансфераза |

O – PO3H2 CH2 CH2

| |

CH2 CH2

| |

CH – NH2 CH – NH2

| |

COOH COOH

Арнитин цитруллин

Эти две реакции идут в митохондриях, а цитруллин выходит в цитоплазму.

3. HN = C – OH COOH HN = C – NH COOH

| | | |

NH NH2 – CH NH CH2

| | + Mg, АГФ | |

CH2 CH2 CH2 + CH2 + АМФ + ФФн

| | аргининосукцинатсинтетаза | |

CH2 + COOH CH2 COOH

| аспартат |

CH2 CH2

| |

CH – NH2 CH – NH2

| |

COOH COOH

Цитруллин аргининосукцинат

4. NH2 NH2 HN = C – NH2 COOH

| | | |

(CH2)3 C = O + HOH NH CH

| + | аргиназа | ||

CH – NH2 NH2 (CH2)3 OH

| | |

COOH COOH COOH

арнитин мочевина аргинин фумарат

Мочевина – природный антиоксидант (радиопротектор). Взаимодействует с Fe и останавливает перекисные процессы. Мочевина изменяет структуру воды, защищает мембрану клеток, блокирует протеолиз и этим удлиняет жизнь белков. У травоядных животных мочевина поступает в рубку (1-й отдел желудка), где подвергается разложению ферментами микрофлоры и утилизируется в виде аминокислот. У верблюда мочевина не выводиться (для сохранения водного баланса).