Обмен аминокислот 2

Обмен аммиака

! В ходе дезаминирования аминокислот в тканях образуется большое кол-во NH3.

Также NH3 образуется при распаде нуклеотидов, биогенных аминов и при гниении белков в кишечнике в результате воздействия бактерий.

Дезаминирование аминокислот и образование NH3 происходит во всех тканях.

В клетках образованный NH3 подвергается обезвреживанию.

Выводится из организма NH3 почками в виде мочевины и солей аммония.

Мочевина образуется в печени; Соли аммония – образуются в самих почках.

Источники и продукты обезвреживания NH3 в организме:

Механизм токсического действия аммиака

NH3 при его избытке в организме оказывает токсическое действие.

Особенно сильно он воздействует на мозг и ЦНС.

Состояния, при которых повышена конц-ия NH3 в крови, называются гипераммониемии.

Симптомы гипераммониемии: головокружение, галлюцинации, тошнота, рвота, нечленораздельная речь, судороги, потеря сознания и др.

Причины токсического действия NH3:

α-КГ, связывая избыток NH3, превращается в Глу =>снижается концентрация α-КГ:

Это вызывает:

1)↓ скорости цикла Кребса, что вызывает гипоэнергетическое состояние.

2)Нарушается трансаминирование аминокислот и синтез ряда биогенных аминов (ацетилхолин, дофамин и др.)

Высокие концентрации NH3 стимулируют синтез Глн из Глу в нервной ткани:

Глу ↓ + NH3 ↑ + АТФ → Глн ↑ + АДФ + H3PO4

Это вызывает:

1) Накопление глутамина в клетках нейроглии приводит к повышению в них осмотического давления =>происходит набухание астроцитов.

Большие концентрации глутамина могут вызвать отек мозга.

2) Уменьшение концентрации Глу ↓ =>подавляется синтез ряда нейромедиаторов

и особенно γ-аминомасляной к-ты (ГАМК):

Глутамат-

декарбоксилаза

Глу ↓ → ГАМК ↓ + CO2

ГАМК – основной тормозной медиатор.

Его недостаток нарушает проведение нервного импульса => повышается нервно-мышечная

возбудимость и возникают судороги.

↑ концентрации NH3 в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз):

H+ ↓ + NH3 ↑ → NH4+ ↑

=>нарушается эффект Бора:

H+ ↓ + Hb(O2)4 → H+Hb + 4O2 ↓

Происходит увеличение сродства гемоглобина к O2, что нарушает поступление O2 в ткани и приводит к гипоксии.

Из-за этого, также происходит накопление CO2 в тканях.

↑ конц-ии ионов NH4+ в крови нарушает трансмембранный перенос ионов Na+ и К+ из-за конкуренции с ними за ионные каналы.

Это также нарушает проведение нервных импульсов.

Способы обезвреживания аммиака в разных тканях:

Основная реакция связывания NH3, протекающая во всех тканях организма – это синтез глутамина из глутамата:

Глутаминсинтетаза расположена в митохондриях клеток.

Кофактор: ионы Mg2+.

Через клеточные мембраны глутамин легко транспортируется в кровь путём облегчённой диффузии.

Больше всего глутамина образуется в мышцах и мозге.

С током крови глутамин транспортируется в кишечник, почки и в небольшом кол-ве в печень.

Обезвреживание NH3 в почках:

В почках происходит гидролиз глутамина до глутамата с образованием NH3:

Образующийся NH3 используется на синтез солей аммония, которые выделяются с мочой из организма.

! Помимо обезвреживания NH3, эта реакция имеет более важное значение – компенсация ацидоза.

При ацидозе избыток кислот поступает в почки. Избыток H+ в почках индуцирует синтез глутаминазы =>образующийся NH3 нейтрализует

кислоты, образуя соли аммония.

При дефекте глутаминазы в почках, для выведения избытка кислот используются ионы Na+ и K+, что может привести к их потере.

Обезвреживание NH3 в кишечнике:

В клетках кишечника также происходит гидролиз глутамина до глутамата с образованием NH3 при участии глутаминазы:

Глн + H2O → Глу + NH3

~ 5% образовавшегося NH3 удаляется через кишечник.

Небольшая часть NH3 через воротную вену попадает в печень.

Остальные ~ 90% NH3 поступают в почки и выводятся с мочой в виде солей аммония.

Глутамат трансаминируется с пируватом при участии АЛТ:

α-Аминогруппа включается в аланин, который поступает из кишечника в кровь воротной вены и поглощается печенью.