МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ : УТИЛИЗАЦИЯ АММИАКА ; ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ Основные механизмы обмена азота были изучены на голубях МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ : УТИЛИЗАЦИЯ АММИАКА ; ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ. ПАТОЛОГИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА Основные механизмы обмена азота были изучены на голубях
МЕТАБОЛИЗМ АММИАКА Пути образования аммиака 1. Окислительное дезаминирование аминокислот 2. Дезаминирование физиологически активных аминов и азотистых оснований. 3. Всасывание аммиака из кишечника ( деградация белков кишечными микроорганизмами приводит к образованию аммиака ). 4. Гидролитическое дезаминирование AM Ф в мозге ( фермент – аденозин дезаминаза )
Концентрация аммиака Концентрация аммиака - в норме 11—35 мкмоль/л. В крови и цитозоле клеток аммиак находится в виде иона аммония — NH 4 +, количество неионизированного NH 3 ~ 1%. Токсичность аммиака Аммиак — токсичное соединение. Даже небольшое повышение его концентрации оказывает неблагоприятное действие на организм, и, прежде всего на ЦНС. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АММИАКА: глутаминовая кислота -кетоглутаровая кислота + NH 3 -аминокислота -кетокислота + NH 3 цистеин пируват + NH 3 гистидин урокаиновая кислота + NH 3 глицин глиоксалевая кислота + NH 3 глюкозамин-6-фосфат глюкоза-6-фосфат + NH 3 глутамин глутаминовая кислота + NH 3
Основные пути утилизации аммиака в тканях и органах
МЕХАНИЗМЫ ТОКСИЧНОСТИ АММИАКА
3. Образование аммонийных солей. NH 3 в почках образуется главным образом за счет амидной группы глутамина, который гидролизуется глутаминазой, имеющейся в клетках эпителия канальцев почки. Часть NH 3 (~30%) образуется в результате непрямого дезаминирования аминокислот. Экскреция NH 3 с мочой в норме невелика — около 0,5 г в сутки, но в несколько раз повышается при ацидозе.
4. Синтез мочевины - основной механизм связывания аммиака в организме. место синтеза мочевины – печень, т.к. это единственный орган, где есть фермент аргиназа. на долю мочевины приходится до 80-85 % от всего выводимого из организма азота. за сутки образуется и выводится 25–30 г мочевины. для синтеза одной молекулы мочевины требуется две молекулы NН 3, одна молекула СО 2 и три молекулы АТФ.
Энергетический баланс орнитинового цикла На синтез 1 мочевины расходуются 3 АТФ. Дополнительные затраты энергии связаны с трансмембранным переносом веществ и экскрецией мочевины. Энергозатраты при этом частично компенсируются: · при окислительном дезаминировании глутамата образуется 1 молекула НАДН 2, которая обеспечивает синтез 3 АТФ; · в ЦТК, при превращении малата в ЩУК образуется еще 1 молекула НАДН 2, которая также обеспечивает синтез 3 АТФ; Орнитиновый цикл в печени выполняет 2 функции: 1. превращение азота АК в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака; 2. синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.
Связь орнитинового цикла и цикла Кребса Орнитиновый цикл находится в тесной взаимосвязи с циклом трикарбоновых кислот : пусковые реакции цикла мочевины, как и реакции ЦТК, протекают в митохондриальном матриксе; поступление СО 2 и АТФ, необходимых для образования мочевины, обеспечивается работой ЦТК; в цикле мочевины образуется фумарат, который является одним из субстратов ЦТК. Фумарат гидратируется в малат, который окисляется в оксалоацетат. Оксалоацетат может подвергаться трансаминированию в аспартат; эта аминокислота участвует в образовании аргининосукцината.
Транспорт азота от периферических тканей к печени Два пути транспорта азота и з периферических тканей ( мышц ) к печени : 1. Цикл аланина. Глутамат образуется путём трансаминировання (см. Обмен углеводов) Глутамат не дезаминируется в периферических тканях
Печень захватывает аланин и превращает его назад в пируват трансаминированием. Глутамат, образованный в печени, дезаминируется и аммиак утилизируется в орнитиновом цикле. Азот переносится к пирувату с образованием аланина, который освобождается в кровь. 2. Азот может транспортироваться в форме глутамина. Глутаминсинтетаза катализирует синтез глутамина и з глутамата и NH 4 + в AT Ф-зависимой реакции
НАРУШЕНИЯ КОНЕЧНЫХ ЭТАПОВ ОБМЕНА БЕЛКОВ Нарушения образования мочевины в печени, нарушения выделительной функции почек проявляются гиперазотемией. ПРОДУКЦИОННАЯ ГИПЕРАЗОТЕМИЯ ( печеночная ) ПРИЧИНЫ: ПОРАЖЕНИЕ ПЕЧЕНИ(ГЕПАТИТ, ЦИРРОЗ, ОТРАВЛЕНИЯ ЯДАМИ); ГИПОКСИЯ; ЧРЕЗМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКА В ПИЩЕ; ГОЛОДАНИЕ КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ: Тошнота Рвота Головокружение Судороги Потеря сознания Отек мозга
2. РЕТЕНЦИОННАЯ ГИПЕРАЗОТЕМИЯ ( почечная ) ПРИЧИНЫ: ОСТРАЯ ПОЧЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ Недостаточное выделение азотистых продуктов с мочой. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ: Растет содержание остаточного азота и азота мочевины. Нарушения водно-электролитного баланса, кислотно –основного состояния, уремическая кома и летальный исход.
Основные патологии обмена аминокислот
ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ дефицит фермента - фенилаланингидроксилазы нарушение превращения фенилаланина в тирозин сопровождается повышением в крови и тканях фенилаланина, фенилпирувата, фенилактата диагностический тест - д обавление к моче трихлоруксусного железа дает зеленое окрашивание АЛЬБИНИЗМ отсутствие фермента – тирозиназы не синтезируется пигмент-меланин проявления: -кожа молочно-белого цвета -обесцвеченные волосы, радужка глаз -светобоязнь, снижение остроты зрения
АЛКАПТОНУРИЯ дефицит фермента-оксидазы гомогентизиновой кислоты кислота накапливается и с кровью попадает в ткани - хрящи, сухожилия, связки, внутренний слой стенки аорты. проявления: темные пятна в области ушей, носа, щек, склерах, артриты. диагностический тест - моча на свету чернеет, большое количество гомогентизиновой кислоты, окисляясь кислородом воздуха, образует темные пятна - алкаптоны.
