Неутрализация на амоняк в тялото

Ние вече са разгледани всякакви начини на деаминиране на аминокиселини, в резултат на образуването на амоняк. Амоняк - силно токсичен продукт на обмяната на веществата азот, освен това, тя може лесно да проникне през липидните мембрани. Повечето форма амоняк тъкани с най-интензивен обмен на биогенни амини и аминокиселини, например, мозък, черен дроб, и след това кръвта (тук, този процес е силно зависими от активността на микрофлората и степента на разграждане на протеини, както и изпразване на червата редовността).

Основни доставчици на амоняк:

1) глутамат → а-кетоглутарат + NH3;

2) α-амино киселина → а-кето киселина + NH3;

3) цистеин → пируват + NH3;

4) хистидин → urokainat + NH3;

5) → глицин глиоксалова киселина + NH3;

6) глюкозамин-6-P → глюкоза-6-F + NH3;

7) глутамин → глутамат + NH3.

Поради високата си токсичност на амоняк след това подлежат на незабавно неутрализиране на мястото на обучението си в тъканите. Това се постига чрез редукционно аминиране на α - кето киселини, особено α Кр да образуват GC. В допълнение към GDH-genaznoy реакция на глутамат и може да участва в glutaminsintaznoy реакция, при която глутамат отдава NH3 с АТР и се превръща в глутамин. Това глутамин е един от основните тъкани съхранение в нетоксична форма на амоняк, който впоследствие може да се използва в синтетични процеси. Глутаминът образува в черния дроб, се транспортира по-нататък в други тъкани, в които е предназначена. Например, в бъбреците, с входящ кръвта от черния дроб чрез действието на глутамин glutaminase деамидиране подлага образуват NH4 + и глутамат. Освен това, чрез окислително деаминиране на глутамат с бъбречна GDH-аза превръща в а-KG с разпределение NH4 +. По този начин, тъй като двата ензима - glutaminase и GDH-AZE в бъбречните тубули е предвидено ammoniogenez, т.е. образуването на NH4 + в бъбреците е много важен механизъм за регулиране на алкално-киселинното равновесие ... Ekskretiruya синтетичен урина в бъбреците йони NH4 +, бъбреците обмен техните натриеви йони и по този начин се предотврати ацидоза. Черният дроб получава глутамин, синтезира главно мозъчни клетки. Тук е включен в различни синтетични методи - синтеза на пурини, фолиева киселина, глюкозамин. Освен това, като се използва глутамин, аспартат и АТР образува аспарагин и глутамат като по този начин освобождава, което след това отново може да участва в синтеза реакция глутамин, трансаминиране, оксидативното деаминиране и др.

Аспартат + глутамин + ATP → аспарагин CC + + + AMP RіRі

Глутаминът метаболизъм става чрез своята деаминиране karbomoilfosfata в образуването на амоняк и въглероден диоксид. Участващи в този процес Fermi karbamoilfosfatsintetaza. Има karbamoilfosfat синтетаза I и II. Karbamoilfosfatsintetaza II осигурява синтезата на карбамоил фосфат в цитоплазмата за последващо включване в биосинтезата на пиримидинови бази. Относно karbamoilfosfatsintetazy I, ензим, който катализира синтеза karbamoilfosfata в черния дроб, от където по-нататък в орнитин цикъл (цикъл урея), синтезирано урея крайния продукт, вещество с висока разтворимост и следователно лесно извежда от организма без прагови концентрации.

Път на елиминиране на амино азот от тялото на различни животински видове

Има 3 начина амино азот отделяне от тялото: под формата на свободен амоняк, карбамид, и пикочна киселина. В зависимост от метода за отстраняване на азот от животински организъм, посочена ammoniotelicheskim (животни, живеещи във вода, костни риби) ureotelic (повечето сухоземни животни, бозайници, някои птици) и urikotelicheskim (птици, змии и гущери). Този вид разлика, свързана с анатомичната структура и местообитание на тези животни. По този начин, процесът на отделяне на амоняк като краен продукт на обмяната на веществата азот - е еволюционно старият и простият начин, тъй като образуваният амоняк под формата на глутамин доставени хрилете където глутамин разлага на глутамат и амоняк. Последното се разтваря лесно и пренасяни от вода. В наземни същите животни във връзка с появата на бъбреците и пикочния мехур стана възможно да се отделят продукти на разпадане на азотни съединения под формата на урея, водоразтворими нетоксични вещества. По отношение на птиците, за тях, този метод е недопустимо, тъй като заедно с урея в урината са значителни количества вода поток, което би довело до значително увеличаване на теглото им. За заобикаляне на тези неудобства, в процеса на еволюция в птици разработи механизъм на синтез пикочна киселина (вместо урея), която е кристален вещество слабо разтворим във вода. Следователно при птици урина - полу-твърда маса, състояща се от кристали на пикочната киселина и много малко количество вода. За удобство птици дават по-интензивен метаболизъм скъпа енергия, необходима за синтезата на пикочна киселина.

Ureotelic животни. урея цикъл. В земни гръбначни амоняк под формата на NH4 + в черния дроб се превръща в карбамид, който след това се екскретира в урината. Синтезът на карбамид се извършва чрез цикъла карбамид. Реакционната последователност в цикъла е описано от G. и К. Krebs Henselaytom.

Първите две от тези реакции да се извършва в митохондриите, а останалата част - в цитозола. Реакциите урея цикъл включва редица окислителни реакции от реакциите трикарбоксилови киселина цикъл и трансанимиране в цитозола.

Амонякът се доставя в цикъла урея под формата на NH4 + йон, който се свързва с с въглероден диоксид в черния дроб се превръща в karbamoilfosfat под karbamoilfosfatsintetazy I (CFS-1). Активаторът на ензима е - ацетилглутамата получен от глутамат и ацетил-СоА чрез N-ацетилглутамат.

HCO3- + NH4 + → 2ATR karbamoilfosfat + 2ADP + Pi + Н + (1)

Източникът на NH4 + (за по-късно включване в карбамоил-фосфат) е глутамат, който се разпада от неговия okislitelnogodezaminirovaniya включващи GDH-аза:

Глутаматът + NAD + + Н20 → α CG + NH4 + + NAD Н + Н +.

Под карбамоил действие и Mg2 + йони се прехвърля карбамоилова група, орнитин, за да се образува цитрулин което на митохондриална - след това продължава към цитозола.

Карбамоил фосфат + Н орнитин, цитрулин. (2)

В цитозола цитрулин с участието на АТР и argininosuktsinatsintazy свързани с аспартат и се превръща в argininosuccinic киселина:

Citrulline + аспартат + ATP + AMP → argininosuccinic киселина Riri + (3)

Тази реакция осигурява аспартат трансаминиране на оксалоацетат реакция под действието на аспартат и донор амин група - глутамат:

Оксалоацетат + глутамат аспартат → + α-KG.

Образуван в реакцията (3) бързо се хидролизира пирофосфат, и по-нататък под действието на argininosuktsinatliazy argininosuccinic киселина се разделя на фумарат и аминокиселината аргинин, който под действието на аргиназата, и Mn2 + разделя на орнитин и карбамид. Орнитин може отново да влезе в митохондриите и да започне нов цикъл на уреята. По този начин, за синтез на една молекула на карбамид се изразходват 4 macroergic връзка (2 - karbamoilfosfata образование и образование 2 argininosuccinic киселина

Важна роля в цикъла на уреята играе синтез фумарат, тъй като тя се свързва цикъл карбамид и цикъла на лимонената киселина. По този начин, фумарат се хидратира в малат, които на свой ред се окислява до оксалоацетат. Има няколко възможни пътища за този междинен. Тя може да:

■ претърпи трансаминиране с аспартат;

■ превръща в глюкоза чрез глюконеогенезата;

■ кондензира с ацетил-СоА до образуване цитрат.

Реакцията завършва с образуването на аргинин, общ за всички организми, но само ureotelic животни притежават достатъчно количество на аргиназата, аргинин осигуряване на хидролиза за образуване на карбамид и орнитин. Между другото, определено количество карбамид се синтезира като бъбречна тубуларни клетки, мозък, кожа и т.н. Общата формула е от формата на цикъла на уреята .:

2NN4 HCO3- + + + + 2H2O Трудно аспартат →

Фумарат урея + + + 2Ri 2ADR + AMP + Riri + Н +.

По този начин образува карбамид дифундира в цитозола на черния дроб в кръвта през бъбреците и се екскретира в урината.

Отделянето на амоняк вместо карбамид, ureotelic животни плащат това предимство, до 15% от енергията на тези аминокиселини, които са източник на карбамид. урея цикъл регулаторен механизъм в долните и висши гръбначни обикновено идентични; Основната разлика е кой се използва в някои видове често съществуващите механизми. Основните регулатори на цикъла на уреята са N-ацетилглутамат и орнитин. Тъй като активатор на CFS-1, N-ацетилглутамат синтез осигурява karbamoilfosfata, орнитин и - заедно с karbamoilfosfatom - образуване на цитрулин.

Концентрацията на образуване на N-ацетилглутамат се контролира в две основни начина: чрез активирането на глутамат или ацетил atsetilglutamatliazy. Първият се отнася до синтез на N-ацетилглутамат, а вторият - в неговата хидролиза.

Биосинтезата на урея и се регулира чрез регулиране механизъм на нивото на транслация, т. Е. Синтез на ензими, участващи в цикъла на уреята.

Чрез повишаване протеиновото съдържание на храната повишава активността на урея цикъл.

урея функция цикъл. урея цикъл изпълнява много важна роля за предотвратяване на алкализиране вътрешната среда чрез протониране бикарбонат NSO3- - 2 транспортни протони от водород NH4 + NSO3- на схемата:

NSO3- 2NN4 + + ↔ (NH2) 2SO + Н + + 2H2O

NSO3- + Н + ↔ СО2 + H2O

2NSO3- 2NN4 + + ↔ (NH2) 2SO + СО2 + H2O

Имайки предвид, че в цикъла на уреята, изразходвано 4 мола АТР, може да се разглежда като летливи протонна помпа транспортиране протони от NH4 +, за да NSO3-. Чрез този механизъм, както краен продукт на протеин катаболизъм (карбамид и въглероден диоксид) лесно се отстранява от тялото - урея в урината, и въглероден диоксид - в издишвания въздух (чрез белите дробове). Особено важно този механизъм е за животни непреживни които консумират предимно растителни храни (зимен сън животни). Такова излишък се образува тревопасни NSO3- се отстраняват от организма под формата на CO2 благодарение урея цикъл.

Освен това, карбамид може да бъде допълнителен източник на азот за синтеза на протеини в животни, имащи способността на рециклиране урея от неговото разделяне на NH4 + и СО2 чрез уреаза. Въпреки това, животните не могат да синтезират тъкан уреаза. В такъв способен само на микроорганизмите на храносмилателния тракт. Наличието на специфични микробни симбионти позволява някои животни се избегне натрупването на големи количества урея в организма и по този начин предотвратяване на свързани загубата на вода. Най-активно използват урея повторни преживни животни (едър рогат добитък, камили) чрез търбуха микрофлора по схемата:

Способността на рециклиране урея позволява някои животни, за да поддържат водния баланс в снабдяване с храна, бедна на протеин, както и липсата на вода - зимен сън видове, както и жителите на пустинята (например, камила). Що се отнася до камила, е един от механизмите на адаптация, които се формират от камила, за да се избегне загубата на вода. Той не излъчва или почти не отделя урея в урината, тъй като тя е обект на рециклиране, която позволява съхранение на вода в организма и облекчава стреса върху бъбреците. Ако не е такъв механизъм не, нарастващ брой на кето киселина (обикновено α-кетоглутарат и оксалоацетат) да контактува с амоняк и времето, прекарано на неутрализация, без регенериране обратно кето формата. Това би довело рано или късно до инхибиране на цикъла на Кребс и развитието на тъканна хипоксия предимно в органите, които произвеждат най-амоняк, по-специално в централната нервна система. Това е, което се наблюдава при нарушаване на образуването на карбамид в черния дроб и се появява увеличаване тъканна хипоксия на мозъка.

Urikotelicheskie животни. Птици, змии и гущери изолирани амин азот главно под формата на пикочна киселина. Пикочната киселина е също така основен краен продукт на пурин метаболизъм в примати, птици и влечуги.

В основата на пикочна киселина е пурин ядро. Ние вече знаем къде са въглеродния и азотния атом, за да синтезират пурини. Метод за синтез на пурини и пикочна киселина изисква значителни енергийни разходи. Но това е цената, платена за удобство. Въпреки това, в пикочната киселина се получава не само аминния азот. В действителност, в пикочната киселина екскретира производни продукти пурин нуклеотид катаболизъм. Катаболизъм настъпва първоначално adenylates им деаминиране да образуват инозин, който след това се подлага на хидролиза, за да се образува хипоксантин и D-рибоза. допълнително хипоксантин окислява до ксантин, който се превръща чрез действието на ксантин на пикочна киселина. Що се отнася до гуанилатните, първият от които е формиран на гуанозин, гуанин, тогава и само тогава, когато хидролиза - ксантин.

Неутрализация на амоняк в тялото - 2.0 от 5 въз основа на 3 вота