Тема 4.9. Образование и обезвреживание аммиака. Обмен отдельных аминокислот

Цель занятия.Сформировать представления о путях образования аммиака в организме и механизмах его обезвреживания. Уметь анализировать патологические состояния, связанные с нарушением обмена отдельных аминокислот в организме. Познакомиться с методом определения концентрации мочевины в сыворотке крови.

Исходный уровень. Химическое строение аминокислот (курс биоорганической химии).

Повторить. Гниение белков в толстом кишечнике, трансаминирование и дезаминирование аминокислот, обезвреживание биогенных аминов.

Содержание теоретического материала.1. Обмен аммиака. Четыре основных источники образования аммиака в организме. Реакции обезвреживания аммиака в клетках: синтез глутамина, глутаминовой кислоты, биосинтез мочевины, выведение почками солей аммония. 2. Орнитиновый цикл мочевинообразования – основной путь обезвреживания аммиака в печени. Характеристика процесса: значение, локализация, регуляторный фермент, энергетические затраты, происхождение атомов азота мочевины, связь с общим путем катаболизма. Нарушения синтеза и выведения мочевины. (*)3. Возрастная направленность использования аммиака в организме детей. Физиологическая протеинурия и креатинурия. 4. Обмен отдельных аминокислот. Биосинтез глицина и серина. Роль тетрагидрофолиевой кислоты как переносчика одноуглеродных групп во многих реакциях. Синтез креатина. Пути превращения метионина. Значение реакций трансметилирования. ОбразованиеS-аденозилметионина. Основные пути превращения триптофана, фенилаланина и тирозина в организме. 5. Наследственные заболевания, связанные с нарушением обмена аминокислот в организме.

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Основное количество аммиака образуется при дезаминировании аминокислот, а также при катаболизме других азотсодержащих соединений (нуклеотидов, биогенных аминов, гниения аминокислот в кишечнике).

2) Образование аммиака происходит во всех тканях. Главная реакция обезвреживания – синтез глутамина (наиболее активно в мышцах, мозге и печени). Аммиак переносится из всех тканей преимущественно в виде глутамина.

3) Первая аминогруппа мочевины вводится в орнитиновый цикл в виде аммиака, а вторая из аспарагиновой кислоты. При этом молекула аммиака активируется за счет СО₂и АТФ с образованием карбомоилфосфата.

4. В орнитиновом цикле аспарагиновая кислота превращается через фумарат, поэтому фонд аспартата поддерживается на постоянном уровне через реакции ЦТК.

5) Производные ТГФК переносят одноуглеродные группы, которые используются для синтеза многих соединений: тимидиловой кислоты, пуринового ядра, серина и глицина, метионина.

6) Реакция превращения фенилаланина в тирозин под действием фенилаланингидроксилазы - основной путь метаболизма фенилаланина и единственный для синтеза тирозина.

7) Тирозин в разных тканях метаболизирует по-разному: в печени и других тканях распадается до фумарата и ацетоацетата, в мозговом слое надпочечников является предшественником катехоламинов, в меланоцитах – меланинов, в щитовидной железе – тиреоидных гормонов.