81495

Биосинтез мочевины. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммонемии

Доклад

Биология и генетика

Мочевина - основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выделяется до 90% всего выводимого азота. Экскреция мочевины в норме составляет 25 г/сут. При повышении количества потребляемых с пищей белков экскреция мочевины увеличивается.

Русский

2015-02-20

382.01 KB

6 чел.

Биосинтез мочевины. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммонемии.

Мочевина - основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выделяется до 90% всего выводимого азота. Экскреция мочевины в норме составляет ∼25 г/сут. При повышении количества потребляемых с пищей белков экскреция мочевины увеличивается. Мочевина синтезируется только в печени. Поражение печени и нарушение синтеза мочевины приводят к повышению содержания в крови и тканях аммиака и аминокислот (в первую очередь, глутамина и аланина).

Мочевина (карбамид) - полный амид угольной кислоты - содержит 2 атома азота. Источником одного из них является аммиак, который в печени связывается с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфата под действием карбамоилфосфатсинтетазы I.

Далее под действием орнитинкарбамоилтрансферазы карбамоильная группа карбамоилфосфата переносится на α-аминокислоту орнитин, и образуется другая α-аминокислота – цитруллин. Следующей реакции аргининосукцинатсинтетаза связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается в ионах Mg2+. В реакции затрачивается 1 моль АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат - источник второго атома азота мочевины Далее фермент аргининосукцинатлиаза (аргининосукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается в молекуле аргинина. Аргинин подвергается гидролизу под действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами аргиназы являются ионы Са2+ или Мn2+. Высокие концентрации орнитина и лизина, являющихся структурными аналогами аргинина, подавляют активность этого фермента. Образующийся орнитин взаимодействует с новой молекулой карбамоилфосфата, и цикл замыкается. Первые две реакции процесса происходят в митохондриях гепатоцитов. Затем цитруллин, являющийся продуктом этих реакций, транспортируется в цитозоль, где и осуществляются дальнейшие превращения.

Суммарное уравнение синтеза мочевины:

СО2 + NH3 + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н2О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н3Р04) + АМФ + H4P2O7.

Взаимосвязь орнитинового цикла и общего пути катаболизма. Фумарат, образующийся в результате расщепления аргининосукцината, превращается в малат, который затем переносится в митохондрии, включается в ЦТК и дегидрируется с образованием оксалоацетата. Эта реакция сопровождается выделением 3 молекул АТФ, которые и компенсируют затраты энергии на синтез одной молекулы мочевины.

Гипераммониемия Нарушение реакций обезвреживания аммиака может вызвать повышение содержания аммиака в крови - гипераммониемию, что оказывает токсическое действие на организм. Причинами гипераммониемии могут выступать как генетический дефект ферментов орнитинового цикла в печени, так и вторичное поражение печени в результате цирроза, гепатита и других заболеваний. Известны пять наследственных заболеваний, обусловленных дефектом пяти ферментов орнитинового цикла:

Наследственные нарушения орнитинового цикла и основные их проявления

Заболевание

Дефект фермента

Тип наследования

Клинические проявления

Метаболиты

кровь

моча

Гиперам- мониемия, тип I

Карбамоил- фосфат- синтетаза I

Аутосомно- рецессивный

В течение 24-48 ч после рождения кома, смерть

Глн Ала NH3

Оротат

Гиперам- мониемия, тип II

Орнитин- карбамоил- трансфераза

Сцепленный с Х-хромосомой

Гипотония, снижение толерантности к белкам

Глн Ала NH3

Оротат

Цитрул- линемия

Аргинино- сукцинат- синтетаза

Аутосомно- рецессивный

Гипераммониемия тяжёлая у новорождённых. У взрослых - после белковой нагрузки

Цитруллин NH3

Цитруллин

Аргинино- сукцина- турия

Аргинино- сукцинат- лиаза

Аутосомно-рецессивный

Гипераммонимия, атаксия, судороги, выпадение волос

Аргини- носукцинат NH3

Аргини- носукци- нат, Глн, Ала, Лиз

Гиперар- гининемия

Аргиназа

Аутосомно-рецессивный

Гипераргининемия

Apr NH3

Apr Лиз Орнитин

Нарушение орнитинового цикла наблюдается при гепатитах различной этиологии и некоторых других вирусных заболеваниях. Например, установлено, что вирусы гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций снижают активность карбамоилфосфатсинтетазы I. При циррозе и других заболеваниях печени также часто наблюдают гипераммониемию. Снижение активности какого-либо фермента синтеза мочевины приводит к накоплению в крови субстрата данного фермента и его предшественников. Так, при дефекте аргининосук-цинатсинтетазы повышается содержание цитруллина (цитруллинемия); при дефекте аргиназы - концентрация аргинина, аргининосукцината, цитруллина и т.д. При гипераммониемиях I и II типа вследствие дефекта орнитинкарбамоилтрансферазы происходит накопление карбамоилфосфата в митохондриях и выход его в цитозоль. Это вызывает увеличение скорости синтеза пиримидиновых нуклеотидов (вследствие активации карбамоилфосфатсинтетазы II), что приводит к накоплению оротата, уридина и урацила и выведению их с мочой. Содержание всех метаболитов повышается, и состояние больных ухудшается при увеличении количества белков в пище. Тяжесть течения заболевания зависит также от степени снижения активности ферментов. Все нарушения орнитинового цикла приводят к значительному повышению в крови концентрации аммиака, глутамина и аланина.

Гипераммониемия сопровождается появлением следующих симптомов:

  1.  тошнота, повторяющаяся рвота;
  2.  головокружение, судороги;
  3.  потеря сознания, отёк мозга (в тяжёлых случаях);
  4.  отставание умственного развития (при хронической врождённой форме
  5.  Все симптомы гипераммониемии - проявление действия аммиака на ЦНС (см. выше подраздел IV, Б).

Для диагностики различных типов гипераммониемии производят определение содержания аммиака в крови, метаболитов орнитинового цикла в крови и моче, акгивности фермента в биоптатах печени. Основной диагностический признак - повышение концентрации аммиака в крови. Содержание аммиака в крови может достигать 6000 мкмоль/л (в норме - 60 мкмоль/л). Однако в большинстве хронических случаев уровень аммиака может повышаться только после белковой нагрузки или в течение острых осложнённых заболеваний.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73339. Елементи розвитку музики: повтор, контраст 345.98 KB
  Однак напевне для всіх вас одним із найулюбленіших видів мистецтва є мультики І корисно Пригадайте музичні мультики які в першому та другому класах допомагали вивчити мелодії пісень. Продовження розучування пісні Мультики Тепер ми можемо співати з нот Також можна дивитися на ноти і слідкувати за мелодичною лінією як ми робили завжди. Тоді пригадайте мелодичну лінію пісні Мультики і заспівайте її зі словами усіх куплетів. Пісня Мультики Сл.
73340. Таблиці в текстових документах 625.2 KB
  Комірка стовпчик рядок; формувати вміння: створювати таблиці; редагувати таблиці; навчити: використовувати інструменти для креслення й настроювання властивостей таблиць у текстовому документі; створювати в текстовому документі таблиці довільного рівня складності різними способами; використовувати набуті знання на практиці; розвивати: креативність; аналітичне мислення; виховувати: інформаційноосвічену особистість. Тема нашого уроку Таблиці в текстових документах....
73341. ПОНЯТТЯ СТИЛЮ МОВЛЕННЯ: МОВНІ І ПОЗАМОВНІ ОЗНАКИ (СФЕРА СПІЛКУВАННЯ, УМОВИ І МЕТА СПІЛКУВАННЯ). СТИЛІ МОВЛЕННЯ. ЗМІСТ І СТРУКТУРА ТЕКСТІВ КОЖНОГО ІЗ СТИЛІВ, ЇХНІ ХАРАКТЕРНІ МОВНІ ЗАСОБИ, ОСНОВНІ ЖАНРИ. СКЛАДАННЯ УСНОГО ТВОРУ 161.07 KB
  Мета: розширити відомості школярів про стилі мовлення та їхні характерні ознаки жанри; навчати одинадцятикласників послідовно будувати власне висловлювання проводячи відбір потрібної інформації; систематизувати виклад своїх думок добирати необхідні мовні засоби дотримуючись стильової приналежності висловлювання; удосконалювати комунікативні вміння учнів...
73342. Ввод и вывод информации 1.71 MB
  Укажите наименьшую единицу измерения информации: а байт; б бит; в килобайт; г мегабайт. Выберите неверное высказывание а принтер устройство вывода информации; б CDROM устройство хранения информации; в клавиатура устройство ввода информации; г монитор устройство ввода. а передачи информации от машины человеку б передачи информации от человека машине в обработки вводимых данных г реализации алгоритмов обработки накопления и передачи информации 11.
73343. УРОК РОЗВИТКУ КОМУНІКАТИВНИХ УМІНЬ. ПІДРОЗДІЛИ СТИЛІСТИКИ: СТИЛІСТИКА МОВИ (ПРАКТИЧНА) І СТИЛІСТИКА МОВЛЕННЯ (ФУНКЦІОНАЛЬНА). СКЛАДАННЯ ПИСЬМОВОГО ТВОРУ 86.73 KB
  Подати відомості про підрозділи стилістики зокрема про стилістику мови і стилістику мовлення; вдосконалювати вміння логічно послідовно викладати свої думки на письмі враховуючи особливості стилю мовлення та добираючи відповідні стилістичні засоби; виховувати любов та повагу до рідної землі культурних традицій рідного народу...
73344. Розпад світової колоніальної системи. Японія у другій половині XX — на початку XXI столыття 104.96 KB
  Характеризувати етапи деколонізації процес здобуття незалежності народами Азії та Африки шляхи розвитку незалежних держав азійського та африканського регіонів; пояснювати суть японського економічного дива визначити особливості розвитку Японії наприкінці XX на початку XXI ст...
73345. Объекты графического редактора 285.25 KB
  Цели урока: Обучающая: познакомить с инструментом Штамп; формировать навыки рисования с помощью графического редактора; Развивающая: развивать внимание умение анализировать информацию и делать выводы развивать творческие способности учеников. Тип урока: комбинированный урок. Время урока: 40 минут.
73347. Урок на тему: «Food» 356.14 KB
  The trin crries Food. nd tody we’ll Lerner’s outcomes revise the Food nmes red trnslte prctice nd differentite them mke up sentences nd guess the riddles So let’s strt our journey Wrming up T: Imgine you re in the foodtrin. t the blckbord you cn see some food nmes.