Слайд 2
![Основным источником аммиака является катаболизм аминокислот в тканях. Часть аммиака](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-1.jpg)
Основным источником аммиака является катаболизм аминокислот в тканях.
Часть аммиака образуется в клетках
при распаде азотсодержащих соединений (биогенных аминов, нуклеотидов и др.),
а также при гниении белков в кишечнике в результате деятельности микрофлоры.
Катаболизм аминокислот и образование аммиака происходит во всех тканях организма.
Слайд 3
![Из организма аммиак выводится почками в виде конечных продуктов азотистого](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-2.jpg)
Из организма аммиак выводится почками в виде конечных продуктов азотистого обмена:
• мочевины -
синтезируется в печени;
• аммонийных солей - образуются в почках.
Слайд 4
![Основной реакцией обезвреживания аммиака почти во всех тканях является синтез](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-3.jpg)
Основной реакцией обезвреживания аммиака почти во всех тканях является синтез глутамина под действием глутаминсинтетазы:
глутаминсинтетаза обладает высоким
сродством к аммиаку и благодаря этой реакции в крови и тканях поддерживается низкая концентрация NH3.
Слайд 5
![Глутамин можно считать транспортной формой аммиака, он является нейтральной аминокислотой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-4.jpg)
Глутамин можно считать транспортной формой аммиака, он является нейтральной аминокислотой и способен легко проникать
через клеточные мембраны путем облегченной диффузии .
Глутамин поступает в кровь из многих органов, в наибольшем количестве - из мышц и мозга.
Слайд 6
![Из тканей глутамин транспортируется в почки и кишечник. В клетках](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-5.jpg)
Из тканей глутамин транспортируется в почки и кишечник. В клетках кишечника под действием
фермента глутаминазы происходит отщепление амидной группы в виде NH3 а образовавшийся глутамат с помощью АЛТ превращается в аланин.
Таким образом, в энтероцитах амидная группа глутамина превращается в аммиак, а аминогруппа глутамина - включается в состав аланина.
Слайд 7
![В почках глутамин также подвергается действию фермента глутаминазы и расщепляется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-6.jpg)
В почках глутамин также подвергается действию фермента глутаминазы и
расщепляется на глутамат, который реабсорбируется
и возвращается в клетки тканей, и аммиак.
Слайд 8
![Глутаминаза почек активируется при ацидозе; образовавшийся аммиак используется для нейтрализации](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-7.jpg)
Глутаминаза почек активируется при ацидозе; образовавшийся аммиак используется для нейтрализации кислых продуктов
и образования аммонийных солей [в основном, NH4Cl, (NH4)2SO4], которые экскретируются с мочой .
Экскреция солей аммония в норме -0,5 г/сут,
при ацидозе - до 10 г/сут.
Этот путь выведения аммиака:
• поддерживает кислотно-щелочной баланс в норме;
• защищает организм от потери с мочой ионов Na+ и К+
Слайд 9
![Использование глутамина в почках для поддержания кислотно-щелочного баланса](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-8.jpg)
Использование глутамина в почках для поддержания кислотно-щелочного баланса
Слайд 10
![В мозге для обезвреживания аммиака используется р-я восстановительного аминирования α-кетоглутарата](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-9.jpg)
В мозге для обезвреживания аммиака используется р-я восстановительного аминирования α-кетоглутарата под действием
глутаматдегидрогеназы. Этот путь в тканях используется слабо.
Если учитывать возможность последующего образования глутамина, он является выгодным для клеток, так как способствует обезвреживанию сразу двух молекул NH3:
Слайд 11
![Из мышц, клеток кишечника и некоторых других тканей избыток азота](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-10.jpg)
Из мышц, клеток кишечника и некоторых других тканей избыток азота выводится в
кровь в виде аланина .
Слайд 12
![Особенно много аланина выделяют мышцы в силу их большой массы.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-11.jpg)
Особенно много аланина выделяют мышцы в силу их большой массы.
Работающие
мышцы часть энергии могут получать за счет распада аминокислот.
Слайд 13
![Аланин поступает в печень, где подвергается дезаминированию. Аммиак обезвреживается в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-12.jpg)
Аланин поступает в печень,
где подвергается дезаминированию.
Аммиак обезвреживается в процессе синтеза
мочевины, а пируват включается в глюконеогенез или ОПК. Глюкоза из печени поступает в ткани и в процессе гликолиза окисляется до пирувата. Образование аланина в мышцах, его перенос в печень и перенос глюкозы в обратном направлении составляют глюкозоаланиновый цикл .
Слайд 14
![В печени аммиак обезвреживается путем связывания с СО2 и образования](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-13.jpg)
В печени аммиак обезвреживается путем связывания с СО2 и образования карбамоилфосфата .
Реакцию катализирует
карбамоилфосфатсинтетаза I, которая
использует 2 моль АТФ. Фермент - в митохондриях гепатоцитов.
Продукт реакции - карбамоилфосфат - включается в орнитиновый цикл Кребса-Гензелейта для синтеза мочевины.
Слайд 15
![Пути обмена азота, аминокислот и аммиака. А - выведение азота](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-14.jpg)
Пути обмена азота, аминокислот и аммиака.
А - выведение азота из мышц и
кишечника в составе аланина и глутамина;
Б - выведение азота из мозга и мышц в виде глутамина;
В - экскреция аммиака из почек в виде аммонийных солей;
Г - включение азота аминокислот в мочевину в печени
Слайд 16
![Орнитиновый цикл мочевинообразования. (цикл Кребса-Гензелейта). Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-15.jpg)
Орнитиновый цикл мочевинообразования.
(цикл Кребса-Гензелейта).
Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины.
Слайд 17
![Большая часть свободного аммиака и азота в составе АК (глутамин,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-16.jpg)
Большая часть свободного аммиака и азота в составе АК (глутамин, аланин)
поступают в печень, где из них синтезируется мочевина - основная форма выведения азота из организма человека.
Мочевина (карбамид) — амид угольной кислоты — содержит 2 атома азота, один из аммиака, другой – из аспарагина.
Слайд 18
![Реакции орнитинового цикла Предварительно в митохондриях под действием карбамоилфосфатсинтетазы I](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-17.jpg)
Реакции орнитинового цикла
Предварительно в митохондриях под действием карбамоилфосфатсинтетазы I с затратой
2 АТФ
аммиак связывается с СО2, образуется карбамоилфосфат:
Слайд 19
![1. В митохондриях с участием фермента орнитинкарбамоилтрансферазы образуется цитруллин.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-18.jpg)
1. В митохондриях с участием фермента орнитинкарбамоилтрансферазы
образуется цитруллин.
Слайд 20
![2. В цитозоле аргининосукцинатсинтетаза с затратой 1 АТФ связывает цитруллин](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-19.jpg)
2. В цитозоле аргининосукцинатсинтетаза с затратой 1 АТФ связывает цитруллин с аспартатом и
образует аргининосукцинат (аргининоянтарная кислота). Фермент нуждается в Mg2+.
Аспартат — источник второго атома азота мочевины.
Слайд 21
![3. В цитозоле аргининсукцинатлиаза расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат (аминогруппа аспартата оказывается в аргинине)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-20.jpg)
3. В цитозоле аргининсукцинатлиаза расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат (аминогруппа аспартата
оказывается в аргинине)
Слайд 22
![4. В цитозоле аргиназа гидролизует аргинин на орнитин и мочевину.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-21.jpg)
4. В цитозоле аргиназа гидролизует аргинин на орнитин и мочевину. У аргиназы кофакторы
ионы Са2+ или Мn2+, ингибиторы - высокие концентрации орнитина и лизина. Образующийся орнитин взаимодействует с новой молекулой карбамоилфосфата, и цикл замыкается
Слайд 23
![Орнитиновый цикл Кребса-Гензелейта.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-22.jpg)
Орнитиновый цикл Кребса-Гензелейта.
Слайд 24
![Суммарное уравнение . NH3 + CO2 + 3ATФ + аспарагиновая](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-23.jpg)
Суммарное уравнение .
NH3 + CO2 + 3ATФ + аспарагиновая кислота + 2H2O →
мочевина + фумарат + 2AДФ +2Фн+ АМФ + ФФн
Слайд 25
![Взаимосвязь орнитинового цикла и общего пути катаболизма (ЦТК). Фумарат, образующийся](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-24.jpg)
Взаимосвязь орнитинового цикла и общего пути катаболизма (ЦТК).
Фумарат, образующийся в
результате расщепления аргининосукцината, превращается в малат, который затем переносится в митохондрии, включается в ЦТК, образуется оксалоацетат. Эта реакция сопровождается выделением 3 АТФ, которые компенсируют затраты энергии на синтез одной молекулы мочевины.
Слайд 26
![Энергетический баланс орнитинового цикла. На синтез 1 мочевины расходуются 4](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-25.jpg)
Энергетический баланс орнитинового цикла.
На синтез 1 мочевины расходуются
4 связи 3
АТФ.
Дополнительные затраты энергии связаны с трансмембранным переносом веществ и экскрецией мочевины.
Слайд 27
![Орнитиновый цикл в печени выполняет 2 функции: 1. превращение азота](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-26.jpg)
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.
Слайд 28
![Эффективность работы орнитинового цикла при нормальном питании человека и умеренных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-27.jpg)
Эффективность работы орнитинового цикла при нормальном питании человека и умеренных физических
нагрузках составляет примерно 60% его мощности.
Запас мощности необходим для избежания гипераммониемии.
Увеличение скорости синтеза мочевины происходит при длительной физической работе или длительном голодании, которое сопровождается распадом тканевых белков.
Слайд 29
![Некоторые патологические состояния, характеризующиеся интенсивным распадом белков тканей (сахарный диабет](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-28.jpg)
Некоторые патологические состояния, характеризующиеся интенсивным распадом белков тканей (сахарный диабет и
др.), также сопровождаются активацией орнитинового цикла. При избыточном белковом питании количество ферментов орнитинового цикла в печени увеличивается, что приводит к интенсификации синтеза мочевины.
Слайд 30
![Выделение азота из организма. Азот выводиться из организма с мочой,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-29.jpg)
Выделение азота из организма.
Азот выводиться из организма с мочой, калом, потом
и с выдыхаемым воздухом в виде различных соединений. Основная масса азота выделяется с мочой в виде мочевины (до 90%).
В норме соотношение азотсодержащих веществ в моче составляет: мочевина 86%, креатинин 5%, аммиак 3%, мочевая кислота 1,5% и другие вещества 4,5%.
Экскреция мочевины в норме составляет
25 г/сут, солей аммония 0,5 г/сут.
Слайд 31
![ГИПЕРАММОНИЕМИЯ. Аммиак превращается в мочевину только в печени, поэтому при](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-30.jpg)
ГИПЕРАММОНИЕМИЯ.
Аммиак превращается в мочевину только в печени, поэтому при заболеваниях печени
или наследственных дефектах ферментов наблюдается повышение содержания аммиака в крови (гипераммониемия), которое оказывает токсическое действие на организм.
Гипераммониемия сопровождается следующими симптомами:
• тошнота, рвота;
• головокружение, судороги;
• потеря сознания, отек мозга (в тяжелых случаях).
Все перечисленные симптомы обусловлены действием аммиака на центральную нервную систему.
Слайд 32
![Все нарушения орнитинового цикла приводят к значительному повышению в крови](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-31.jpg)
Все нарушения орнитинового цикла приводят к значительному повышению в крови концентрации: аммиака, глутамина, аланина.
Для снижения
концентрации NH3 в крови и облегчения состояния больных рекомендуется: малобелковая диета;
введение метаболитов орнитинового цикла (аргинина, цитруллина, глутамата),
Слайд 33
![ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕЗАЗОТИСТЫХ ОСТАТКОВ АМИНОКИСЛОТ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-32.jpg)
ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕЗАЗОТИСТЫХ ОСТАТКОВ АМИНОКИСЛОТ
Слайд 34
![Катаболизм аминокислот -это образование шести соединений, являющихся метаболитами ОПК: пируват, ацетил-КоА, α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат, оксалоацетат.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-33.jpg)
Катаболизм аминокислот -это образование шести соединений, являющихся метаболитами ОПК: пируват, ацетил-КоА,
α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат, оксалоацетат.
Слайд 35
![К глюкогенным относятся аминокислоты , при распаде которых образуются пируват](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-34.jpg)
К глюкогенным относятся аминокислоты , при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК,
например, оксалоацетат или α-кетоглутарат. В дальнейшем образующиеся метаболиты ЦТК могут уходить на синтез глюкозы .
Строго кетогенными являются лизин и лейцин, при их окислении образуется исключительно ацетил-SКоА. Он принимает участие в синтезе кетоновых тел , жирных кислот и холестерола.
Смешанные аминокислоты из них образуется пируват, метаболиты ЦТК и ацетил-SКоА (фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан). Атомы углерода могут включаться как в липиды, так и в глюкозу.
Слайд 36
![Полное окисление безазотистых остатков аминокислот до углекислого газа и воды](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-35.jpg)
Полное окисление безазотистых остатков аминокислот до углекислого газа и воды реального
энергетического значения не имеет. Основной путь их использования - включение в глюконеогенез. Этот процесс усиливается при голодании и сахарном диабете.
Безазотистые остатки аминокислот используются для восполнения количества метаболитов ОПК, которое затрачивается на синтез биологически активных веществ. Такие реакции называют анаплеротическими.
Слайд 37
![Можно выделить пять анаплеротических реакций: Первые две реакции являются основными анаплеротическими реакциями.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-36.jpg)
Можно выделить пять анаплеротических реакций:
Первые две реакции являются основными анаплеротическими реакциями.
Слайд 38
![БИОСИНТЕЗ ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ Углеродный скелет восьми заменимых аминокислот (Ала, Асп,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-37.jpg)
БИОСИНТЕЗ ЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТ
Углеродный скелет восьми заменимых аминокислот (Ала, Асп, Асн, Сер, Гли,
Про, Глу, Глн) и цистеина может синтезироваться из глюкозы
α-аминогруппа вводится в соответствующие
α-кетокислоты с помощью реакции трансаминирования. Универсальным донором
α-аминогруппы является глутамат.
Непосредственно путем трансаминирования метаболитов ОПК с глутаматом синтезируются
Слайд 39
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-38.jpg)
Слайд 40
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-39.jpg)
Слайд 41
![Частично заменимые аминокислоты Арг и Гис синтезируются в небольших количествах,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/430855/slide-40.jpg)
Частично заменимые аминокислоты Арг и Гис синтезируются в небольших количествах, которые не
отвечают потребностям организма, что особенно ощутимо в детском возрасте.
Синтез аргинина происходит в реакциях орнитинового цикла.
Гистидин синтезируется из АТФ и рибозы.
Условно заменимые аминокислоты Тир и Цис образуются с использованием незаменимых аминокислот:
фенилаланин превращается в тирозин под действием фенилаланингидроксилазы;
для образования цистеина необходима сера, донором которой является метионин. В синтезе используются углеродный скелет и α-аминогруппа серина.