Амоняк - Биохимия
Амонякът постоянно се образува във всички органи и тъкани на тялото. Най-активните му производители в кръвта са органи с висок обмен на аминокиселини и биогенни амини - нервна тъкан, черен дроб, черва, мускули.
Основни източници на амоняк
Основните източници на амоняк са следните реакции:
- неокислително дезаминиране на някои аминокиселини (серин, треонин, хистидин) - в черния дроб;
- окислително дезаминиране на глутаминовата киселина във всички тъкани (с изключение на мускулите), особено в черния дроб и бъбреците;
- дезаминиране на амиди на глутаминова и аспарагинова киселина - в черния дроб и бъбреците;
- катаболизъм на биогенни амини - във всички тъкани, в най-голяма степен в нервната тъкан;
- жизнената активност на бактериите на дебелото черво;
- разграждането на пуриновите и пиримидиновите бази – във всички тъкани.
Свързване на амоняк
Тъй като амонякът е изключително токсично съединение, има няколко реакции на свързване (неутрализиране) на амоняка в тъканите - синтез на глутаминова киселина и глутамин, синтез на аспарагин, синтез на карбамоил фосфат.
Синтез на глутаминова киселина
Синтез на глутаминова киселина (редуктивно аминиране) - взаимодействието на α-кетоглутарат с амоняк. Реакцията е по същество обратна на реакцията на окислително дезаминиране, но NADPH се използва като коензим. Среща се в почти всички тъкани, с изключение на мускулите, но е от малко значение, т.к. за глутамат дехидрогеназа, глутаминовата киселина е предпочитаният субстрат и реакционното равновесие се измества към α-кетоглутарат.
Синтез на глутамин
Синтез на глутамин - взаимодействие на глутамат с амоняк. Това е основният метод за отстраняване на амоняка, най-активно се среща внервната и мускулната тъкан, в бъбреците, ретината, черния дроб. Реакцията протича в митохондриите.
Образуването на голямо количество глутамин осигурява високи концентрации в кръвта (0,5-0,7 mmol / l).
Тъй като глутаминът прониква през клетъчните мембрани чрез улеснена дифузия, той лесно навлиза не само в хепатоцитите, но и в други клетки, където има нужда от аминогрупи. Азотът, пренасян от глутамин, се използва от клетките за синтеза на пуринови и пиримидинови пръстени, гуанозин монофосфат (GMP), аспарагин, глюкозамино-6-фосфат (прекурсорът на всички други аминозахари).
Синтез на аспарагин
Синтез на аспарагин - взаимодействието на аспартат с амоняк. Това е вторичен начин за отстраняване на амоняка, той е енергийно неизгоден, т.к. в този случай се изразходват 2 макроергични връзки.
Синтез на карбамоил фосфат
Синтез на карбамоил фосфат в митохондриите на черния дроб - реакцията е първата в синтеза на урея, средство за отстраняване на амоняка от тялото.
Транспорт на амоняк
Транспортните форми на амоняка от тъканите до черния дроб са глутамин и аланин, в по-малка степен аспарагин и глутамат, известно количество амоняк е в кръвта в свободна форма. Глутаминът и аланинът са най-представени, като делът им сред всички кръвни аминокиселини е до 50%. По-голямата част от глутамина идва от мускулите и нервната тъкан, аланинът пренася амоняка от мускулите и чревната стена.
Глюкозо-аланинов цикъл
В мускулите основният акцептор на излишния аминоазот е пируватът. По време на протеиновия катаболизъм в мускулите възникват реакции на трансаминиране на аминокиселини, образува се глутамат, който след това прехвърля аминоазот в пируват и се образува аланин. От мускулите с кръв аланинът се прехвърля в черния дроб, където обратнотоРеакцията прехвърля неговата аминогрупа към глутамат. Полученият пируват се използва като субстрат в реакциите на синтез на глюкоза (глюконеогенеза), докато глутаминовата киселина се дезаминира и амонякът се използва в синтеза на урея.
Реакции, свързани с транспортни форми на амоняк
Целевите органи за транспорт на амоняк са черният дроб, бъбреците и червата. В черния дроб:
- аспарагинът и глутаминът се дезаминират съответно от аспарагиназа и глутаминаза, полученият амоняк се използва за синтеза на урея;
- аланинът влиза в реакции на трансаминиране с α-кетоглутарат;
- глутаминовата киселина се подлага на окислително дезаминиране.
В червата част от глутамина се дезаминира от глутаминазата. След това образуваният амоняк се освобождава в чревния лумен (не повече от 5%) или отива в черния дроб чрез кръвта на порталната вена, а глутаматът влиза в трансаминация с пируват, в резултат на което амино азотът преминава към аланин и също влиза в черния дроб с него.Амониеви соли се образуват в бъбреците с помощта на глутамат, глутамин и аспарагин.