Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Первая реакция заключается в переносе амидиновой группы от аргинина на глицин собразованием гуанидинацетата.Обмен аминокислот и белков122Полученный в почках гуанидинацетат током крови доставляется в печень и метилируется с участием активной формы метионина – S-аденозилметионина. По окончании синтезакреатин доставляется в мышцы или мозг.
Здесь при наличии энергии АТФ (во время покояили отдыха) он фосфорилируется с образованием креатинфосфата.Если синтез креатина опережает возможности его фиксации в мышечной ткани, то развивается креатинурия – появление креатина в моче. Физиологическая креатинурия наблюдается в первые годы жизни ребенка. Иногда к физиологической относят и креатинурию стариков, которая возникает как следствие атрофии мышц и неполного использования образующегося в печени креатина.
При заболеваниях мышечной системы (при миопатии или прогрессирующей мышечной дистрофии) в моче наблюдаются наибольшие концентрации креатина –патологическая креатинурия.О БР АЗ О В АН И Е И У Б О РК А АМ М И АК АО С Н О В Н Ы Е И С Т О Ч Н И К И АМ М И АК АВ О Р Г АН И З М ЕАммиак непрерывно образуется во всех органах и тканях организма. Наиболее активными его продуцентами в кровь являются органы с высоким обменом аминокислот и биогенных аминов – нервная ткань, печень, кишечник, мышцы.Основными источниками аммиака являются следующие реакции:o внутримолекулярное дезаминирование гистидина, катаболизм некоторых аминокислот(серина, треонина, глицина) – в печени,o окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты во всех тканях (кроме мышечной), особенно в печени и почках,o дезаминирование амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот – в печени и почках,o катаболизм биогенных аминов – во всех тканях, в наибольшей степени в нервной ткани,o жизнедеятельность бактерий толстого кишечника,o распад пуриновых и пиримидиновых оснований – во всех тканях.В мышечной ткани при интенсивной нагрузке происходит частичное дезаминирование АМФ с образованием ИМФ.
Аммиак, образующийся при этом, связываетионы Н+, что защелачивает внутриклеточную среду и препятствует ее закислениюмолочной кислотой.С В Я З Ы В АН И Е АМ М И АК АВ тканях существуют несколько реакций обезвреживания аммиака – синтез глутаминовой кислоты и глутамина, синтез аспарагина, синтез карбамоилфосфата:o синтез глутаминовой кислоты (восстановительное аминирование) – реакция по сути обратна реакции окислительного дезаминирования, однако в качестве кофермента используется НАДФН. Происходит практически во всех тканях, кроме мышечной, но имеет небольшое значение, т.к. для глутаматдегидрогеназы предпочтительным субстратом является глутаминовая кислота и равновесие реакции сдвинуто в сторону -кетоглутарата,oсинтез глутамина – главный способ уборки аммиака. Наиболее активно происходит внервной и мышечной тканях, в почках, сетчатке глаза, печени.
Реакция протекает в митохондриях.Обмен аммиака124Образование большого количества глутамина при обезвреживании аммиака обеспечивает высокие концентрации этого вещества в крови (0,5-0,7 ммоль/л). Так как глутамин проникает через клеточные мембраны путем облегченной диффузии, то он легко попадает нетолько в гепатоциты, но и в другие клетки, где есть потребность в аминогруппах.
Азот,переносимый глутамином, используется клетками для синтеза пуринового и пиримидиновогоколец, гуанозинмонофосфата (ГМФ), аспарагина, глюкозамино-6-фосфата (предшественниквсех остальных аминосахаров).o синтез аспарагина – является второстепенным способом уборки аммиака, энергетическиневыгоден, т.к. при этом тратятся 2 макроэргические связи,oсинтез карбамоилфосфата в митохондриях печени – реакция является первой в процессесинтеза мочевины (см ниже).Т Р АН С П О Р Т АМ М И АК АТранспортными формами аммиака из тканей в печень являются глутамин, аланин, вменьшей степени аспарагин и глутамат, некоторое количество аммиака находится в крови всвободном виде. Глутамин и аланин являются наиболее представленными, их доля среди всехаминокислот крови составляет до 50%.
Большая часть глутамина поступает от мышц и нервной ткани, аланин переносит аминный азот от мышц и стенки кишечника.Целевыми органами для транспорта аммиака являются печень, почки и кишечник.o в печени: а) аспарагин и глутамин дезаминируются соответственно аспарагиназой и глутаминазой, образующийся аммиак используется для синтеза мочевины (см ниже), б) аланин вступает в реакции трансаминирования с -кетоглутаратом, образуемая глутаминовая кислота подвергается окислительному дезаминированию,o в кишечнике часть глутамина дезаминируется глутаминазой.
После этого образованныйаммиак выделяется в просвет кишечника (не более 5%) или в кровь воротной вены, а глутамат вступает в трансаминирование с пируватом, в результате чего аминоазот переходитна аланин и с ним поступает в печень,o в почках идет образование и выведение аммонийных солей после дезаминирования глутамата, глутамина и аспарагина (см ниже).biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)Г ЛЮ К ОЗ О - А ЛА Н ИН ОВ ЫЙ125ЦИ К ЛВ мышцах основным акцептором лишнего аминного (т.е. от аминокислот) азота является пируват.
При катаболизме белков в мышцах происходят реакции трансаминированияаминокислот c -кетоглутаратом, образуется глутамат, который далее передает аминоазот напируват и образуется аланин. Из мышц с кровью аланин переносится в печень, где в обратнойреакции передает свою аминогруппу на глутамат.
Образующийся пируват используется каксубстрат в реакциях синтеза глюкозы, а глутаминовая кислота дезаминируется и аммиак используется в синтезе мочевины.У Д АЛ Е Н И Е АМ М И АК А И З О Р Г АН И З М АПрактически весь аммиак удаляется из организма через почки в виде мочевины, котораясинтезируется в печени, и в виде образующихся в эпителии канальцев почек аммонийныхсолей.В клетки аммиак попадает в составе глутамина и аспарагина, глутаминовой кислоты,аланина и в свободном виде. Кроме этого, при метаболизме он образуется в большом количестве и в самих гепатоцитах.С ИНТ ЕЗМОЧЕ В ИНЫВ печени весь удаляемый аммиак используется для синтеза мочевины.
Увеличение синтеза мочевины наблюдается при распаде тканевых белков и азотистых соединений (голодание,воспалительные процессы, сахарный диабет) или при избыточном белковом питании. У младенцев синтез мочевины может быть снижен по двум причинам: незрелость печени и активный синтез белков и нуклеиновых кислот при росте организма.Реакции синтеза мочевины являются циклическим процессом и получили название орнитиновый цикл. Синтез мочевины начинается в митохондриях (первая и вторая реакции),оставшиеся три реакции идут в цитозоле.
Для переноса цитруллина и орнитина через митохондриальную мембрану существуют специальные переносчики.В образовании одной молекулы мочевины участвует 1 молекула NH4+, 1 молекула CO2,аминогруппа 1 молекулы аспарагиновой кислоты, затрачивается 4 макроэргические связи трехмолекул АТФ.Обмен аммиака126В противоположность аммиаку мочевина является нетоксичным и нейтральным соединением. Она используется лейкоцитами как бактерицидный агент; в почках является стимулятором осмотического диуреза; после выделения в кишечник ее азотможет включаться кишечными бактериями или даже энтероцитами в состав аминокислот.При хронической почечной недостаточности, когда продукты азотистого обменане выводятся из организма, токсичное действие на организм оказывает совсем немочевина, а совокупность более чем 200 других веществ.С ИНТ ЕЗАММО НИЙНЫХ СОЛ Е ЙНепосредственный синтез аммонийных солей или аммониегенез происходит в просветеканальцев почек из секретируемых сюда аммиака и ионов водорода и фильтрующихся органических и неорганических анионов первичной мочи.
Около 10% всего аммиака выводитсяпочками в виде аммонийных солей.Часть глутамина крови, не задержавшаяся в печени, достигает почек. В клетках почечных канальцев, в основном в дистальных канальцах, имеется фермент глутаминаза, гидролизующая амидную группу с образованием глутамата. Глутамат, в свою очередь, дезаминируется глутаматдегидрогеназой. Выделяемый аммиак диффундирует в просвет канальца, гдесоединяется с ионом Н+, образуя ионы аммония NH4+.
Они связываются с неорганическимиbiokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)127(фосфаты, хлориды, сульфаты) или с органическими анионами (уксусной, щавелевой, молочной кислот).Данный процесс главное значение имеет не в процессе выведения аммиака, а прирегуляции кислотно-основного состояния крови. При сдвигах КОС происходитадаптивное изменение активности глутаминазы. При ацидозе (закислении крови)необходимость выведения ионов Н+ вызывает увеличение синтеза фермента и возрастание экскреции солей аммония. При алкалозе (защелачивании крови) активность глутаминазы снижается и ионы Н+ сберегаются в организме.Г И П Е Р АМ М О Н И Е М И ИАммиак является токсичным соединением, находящимся в крови в относительно небольших концентрациях (11,0-32,0 мкмоль/л).
Симптомы аммиачного отравления проявляются припревышении этих пределов всего в 2-3 раза. Предельно допустимый уровень аммиака в крови60 мкмоль/л. При повышении концентрации аммиака (гипераммониемия) до предельных величин может наступить кома и смерть. При хронической гипераммониемии развивается умственная отсталость.Выделяют наследственные и приобретенные (вторичные) формы гипераммониемий.Н А С ЛЕ Д С ТВ Е НН ЫЕФОР МЫНаследственные формы гипераммониемии вызваны генетическим дефектом любого изпяти ферментов синтеза мочевины. Соответственно ферменту заболевание делится на пять типов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
