Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Аммиак является токсичным веществом, и повышение его содержания в крови и других тканях особенно опасно для мозга. Одно из объяснений высокой чувствительности мозга к свободного аммиака заключается в следующем.

 

 

Свободный аммиак легко проходит через мембраны и проникает в клетки мозга и их митохондрии. Здесь он взаимодействует с а-кетоглутаровой кислоты, образуя глутамат. Это приводит к уменьшению количества а-кетоглутарат качестве промежуточного продукта цикла лимонной кислоты, что сопровождается снижением скорости окисления глюкозы, которая играет ведущую роль в энергетическом обеспечении клеток мозга. Однако в норме этого не происходит. В процессе эволюции в организме высших животных и человека сформировались механизмы связывания аммиака в месте его образования, тут же происходит обезвреживание и последующее выведение из организма.

 

Аммиак, который образуется в различных тканях и органах, в месте его высвобождения связывается с моноаминодикарбоновимы кислотами, преимущественно глутаминовой, в меньшей степени аспарагиновой, образуя амиды - глутамин и аспарагин.

 

Аммиак может также связываться с белками, содержащими эти аминокислоты. Фиксируясь в форме амидов, аммиак временно обезвреживается, переносится кровью к месту своего окончательного обезвреживания-в печень. Особую роль в переносе аммиака до печени в нетоксичную форму играет аминокислота аланин. Большое значение этот механизм имеет для работающих мышц. Последовательность реакций при этом такова: образован аммиак превращается в аминогруппу глутамата при реакции, катализируемой глутаматдегидрогеназы. Глутамат переносит потом свою а-аминогруппу на пировиноградную кислоту (пируват), которая всегда содержится в достаточном количестве, поскольку это продукт гликолиза, протекает в мышцах. Реакция переноса катализируется АлАТ (АЛТ). Аланин (нейтральная аминокислота, которая не несет суммарного заряда при значениях рН, близких к 7) выходит из клеток в кровь и доставляется кровью к печени. Здесь он под действием АлАТ передает свою аминогруппу а-кетоглутарат, в результате чего образуется глутаминовая кислота. Последняя в реакции, катализируемой глутаматдегидрогеназы, дезаминируется с образованием а-кетоглутарат и аммиака, который в печени превращается в мочевину - конечный продукт азотистого обмена.

 

Интересно, что использование именно аланина для переноса аммиака из интенсивно работающих скелетных мышц к печени может служить наглядным примером принципа экономии, который действует в живых организмах. Во время тяжелой работы в скелетных мышцах при сокращении образуется не только аммиак, но и большое количество пировиноградной кислоты-пирувата, который является продуктом гликолиза. Эти оба продукта должны поступать в печень, где аммиак превращается в мочевину и в такой форме выводится из организма, а из пирувата ресинтезуеться глюкоза, которая через кровь возвращается к мышцам.

 

Итак, образующийся при дезаминирования аминокислот аммиак доставляется в печень, где превращается в нетоксичный продукт-мочевину. Это превращение происходит в форме цикла, который был назван циклом мочевины (орнитиновом цикл). Его открыл Ганс Кребс вместе со студентом-медиком Куртом Хенселайтом в 1932 г. Они установили, что синтез мочевины усиливается, если к срезов печени добавить диаминомонокарбонови кислоты - аргинин и пахотные-тин, причем при введении орнитина, меченного дейтерием, синтезируется аргинин, содержащий этот дейтерий. Это является прямым доказательством образования аргинина с орнитина. Если добавить к срезов печени соли угольной кислоты, меченных за углеродом, последний окажется в молекуле мочевины. Это доказывает, что для синтеза мочевины используется углекислый газ. Последний является нормальным продуктом обмена и высвобождается в органах и тканях при декарбоксилировании а-кетокислот и аминокислот. Кроме того, в печени обнаружены фермент аргиназы, расщепляющий аргинин на мочевину и орнитин. Наконец, было установлено, что мочевина синтезируется в аэробных условиях, когда в наибольших количествах образуется АТФ. Все эти данные позволили описать следующий циклический процесс, состоящий из двух основных этапов: синтеза аргинина и гидролиза аргинина на мочевину и пахотные-тин.

 

На первом этапе из аммиака, углекислого газа и фосфорной кислоты под влиянием фермента карбамоилфосфатсинтетазы синтезируется карбамоилфосфорна кислота (карбамоилфосфат). Для синтеза этого соединения используется энергия двух молекул АТФ. Для реакции также является необходимым N-ацетилглутаминова кислота, которая, очевидно, играет роль активатора. Орнитин может снова вступать в реакцию с карбамоилфосфатом, и весь процесс многократно повторяется. Фумаровая кислота гидрата-ется, превращаясь в яблочную, а последняя вследствие дегидрирования-в щавелевоуксусную кислоту (щек). Последняя может присоединять аммиак и превращаться в аспарагиновую или нести декарбоксилирование и превращаться в пировиноградную кислоту, а затем в ацетилкоензим А, который используется в различных реакциях биосинтеза или окисляется до CO2 и H2O в цикле трикарбоновых кислот (Кребса).

 

Вследствие белкового обмена у человека за сутки выделяется в среднем 30 г мочевины, составляет примерно 90% всего азота мочи.

 

Около 6% всего азота мочи выделяется из организма в виде солей аммония, образованных в почках, их образования и экскреция обеспечивают удаление избыточных протонов, то есть это уже является функцией по регуляции кислотно-основного баланса.

 

Количество мочевины может уменьшаться при повышении кислотности в организме, наблюдается при некоторых заболеваний, например, сахарного диабета. При этом аммиак будет использоваться для нейтрализации кислот и в большем количестве выделяться в виде солей аммония.

 

В случае положительного азотистого баланса экскреция мочевины уменьшается. Если происходит увеличение экскреции азота вследствие повышения распада белков организма, повышение азота мочи происходит за счет мочевины.

 

Таким образом, образование и экскреция мочевины является тем регулирующим механизмом, с помощью которого поддерживается азотистое равновесие.

 

Некоторые данные указывают на то, что мочевина не только выступает «шлаком обмена», но и, возможно, играет определенную положительную роль в организме человека. Предполагают, что она, образуя комплексы с белками (сочетаясь с С-концевыми аминокислотами полипептидных цепей водородными и электростатическими связями), изменяет конформацию многих белков, повышая тем самым их устойчивость против действия протеиназ, и способствует стабилизации молекулярной структуры белка.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии