Тема 10. Интеграция клеточного обмена

Пути выведения аммиака из организма

Внутриклеточный распад белков

Наряду с синтезом белков постоянно идет их распад. В организме человека массой 70 кг при обычном режиме питания ежедневно распадается и вновь синтезируется около 400 г белка. Распад может происходить двумя способами – гидролитическим (с образованием аминокислот) с помощью катепсинов, находящихся в лизосомах, и нуклеопептидным, реализующимся в разрушении тканевых белков при взаимодействии их с АТФ (ГТФ, УТФ, ЦТФ), в результате чего образуются фосфорилированные пептиды.

В результате распада белков и нуклеотидов образуется свободный аммиак. Даже в небольших количествах он ядовит для клеток. В организме существует несколько механизмов его детоксикации. Одни из них служат для временного связывания, транспорта аммиака из одного органа в другой, другие – для образования конечных продуктов, которые выводятся из организма. Временное связывание происходит в реакциях образования амидов аспарагиновой и глутаминовой кислот – аспарагина и глутамина. Эти реакции идут с затратой энергии АТФ. Аспарагин и глутамин транспортируют аммиак из различных тканей в печень, где он обезвреживается.

Другой способ временного связывания аммиака – восстановительное аминирование щавелевоуксусной кислоты с образованием аспарагиновой кислоты. Она принимает участие в окончательном устранении аммиака – синтезе мочевины в печени. Синтез мочевины – ферментативный процесс, идущий с затратой АТФ. Мочевина в физиологических концентрациях – безвредное для организма вещество. Процесс образования ее начинается с синтеза карбомаилфосфатат при взаимодействии аммиака с углекислым газом и АТФ.

Суммарное уравнение цикла имеет вид:

2NH₃ +CO₂ + 3ATФ → NH₂-CО-NH₂ + 2AДФ +2H₃PO₄ + АМФ + H₄P₂O₇

Многие ферменты, обеспечивающие синтез мочевины, находятся в митохондриях клеток, где интенсивно протекают окислительные реакции. Мочевина выделяется из клеток печени в кровь, переносится в почки и выделяется с мочой.

Все протекающие в организмы процессы взаимосвязаны. Существует связь между обменом воды и обменом практически всех химических соединений. Вода – это та среда, где осуществляются химические превращения в организме, она является участником или продуктом многих химических реакций. Существенное влияние на протекание процессов обмена веществ оказывают минеральные соединения. Некоторые ионы входят в состав ферментов, выполняют роль активаторов ферментов. Особенно ярко проявляется взаимосвязь обмена углеводов, липидов, белков.