23.3:
ЦСМ
23.3:
ЦСМ
Цикл мочевины описывает, как клетки печени превращают аммиак в мочевину. Аммиак – токсичный продукт катаболизма белков. Наземные животные должны преобразовывать аммиак в менее токсичную мочевину, которая может безопасно выводиться почками с мочой. Морские животные выделяют аммиак напрямую, а окружающая вода разбавляет его до безопасного уровня.
В цикле мочевины есть пять основных этапов:
- превращение аммиака (NH 3 ) в карбамоилфосфат
- введение орнитина в превращение карбамоилфосфата в цитруллин.
- превращение цитруллина в аргиносукцинат с участием аспартата и химической энергии (АТФ)
- превращение аргиносукцината в аргинин с фумаратом в качестве побочного продукта.
- образование мочевины и орнитина из аргинина
Обратите внимание, что орнитин используется на втором этапе и регенерируется на последнем этапе. Поскольку орнитин перерабатывается, цикл мочевины иногда называют циклом орнитина.
Повышенный уровень аммиака в крови или гипераммониемия возникает в результате прерывания цикла мочевины. Это может произойти на уровне органа, где рубцовая ткань блокирует кровоснабжение печени. Рубцовая ткань или цирроз могут возникнуть в результате хронического злоупотребления алкоголем, гепатита B или гепатита C.
В клетках печени нарушение цикла мочевины также может происходить на любом из его пяти этапов. Дефицит орнитин-транскарбамилазы (ОТКД) – это наследственное нарушение обмена веществ, которое приводит к полному или частичному дефициту ферментов на этапе 2, влияя на выработку цитруллина из орнитина и карбамоилфосфата.
Гипераммониемия у взрослых, возникающая в результате цирроза или поздних метаболических нарушений, может привести к дефициту внимания и другим когнитивным нарушениям. Они также подвержены более высокому риску смерти от печеночной недостаточности. У новорожденных с ранним началом недостаточности ферментов можно ожидать задержки развития. Если не поставить диагноз и не лечить, этим младенцам грозит кома и смерть. Как повышенный уровень аммиака повреждает мозг, вызывая задержку когнитивных функций и развития, еще не совсем понятно; однако в качестве возможных механизмов были предложены нарушения в уровнях аминокислот и нейромедиаторов, нарушение функции ионных каналов и дефицит энергии в мозге.
Suggested Reading
Batshaw, Mark L., Mendel Tuchman, Marshall Summar, and Jennifer Seminara. “A Longitudinal Study of Urea Cycle Disorders.” Molecular Genetics and Metabolism 113, no. 0 (2014): 127–30. [Source]