Метаболизм белков: утилизация аммиака; Цикл мочевины. Патология белкового обмена презентация

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 AMФ 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 — NH4+, количество неионизированного NH3 ~ 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 α-кетоглутаровая кислота + NH3
α-аминокислота α-кетокислота + NH3
цистеин пируват + NH3
гистидин урокаиновая кислота + NH3
глицин глиоксалевая кислота + NH3
глюкозамин-6-фосфат глюкоза-6-фосфат + NH3
глутамин глутаминовая кислота + NH3

Основные пути утилизации аммиака в тканях и органах

МЕХАНИЗМЫ ТОКСИЧНОСТИ АММИАКА

3. Образование аммонийных солей.
NH3 в почках образуется главным образом за счет амидной группы глутамина, который гидролизуется глутаминазой, имеющейся в клетках эпителия канальцев почки.
Часть NH3 (~30%) образуется в результате непрямого дезаминирования аминокислот. Экскреция NH3 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 NН3, одна молекула СО2 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 НАДН2, которая обеспечивает синтез 3 АТФ;
· в ЦТК, при превращении малата в ЩУК образуется еще 1 молекула НАДН2, 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 СО2 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 из периферических тканей (мышц) к печени:
1. Цикл аланина. Глутамат образуется путём трансаминировання (см. Обмен углеводов)

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 из глутамата и NH4+ в ATФ-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 - добавление 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