Синтез мочевины: локализация процесса, источники атомов азота, значение. Значение определения мочевины в крови и моче для оценки функционирования печени и почек.

Мочевина является главным конечным продуктом обмена аминокислот. Синтезируется мочевина из аммиака, который постоянно образуется в организме при окислительном и неокислительном дезаминировании аминокислот, при гидролизе амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот, а также при распаде пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на пищевые белки (гниение белков в кишечнике) и поступает в кровь воротной вены. Аммиак - токсичное соединение. Даже небольшое повышение его концентрации оказывает неблагоприятное действие на организм, и прежде всего - на центральную нервную систему. Несмотря на то, что аммиак постоянно продуцируется в тканях, он содержится в периферической крови лишь в следовых количествах, так как быстро удаляется из кровеносной системы печенью, где входит в состав глутамата, глутамина и мочевины. Биосинтез мочевины является основным механизмом обезвреживания аммиака в организме.

Определение концентрации мочевины в моче проводится значительно реже, чем определение уровня мочевины в крови и используется обычно при при обнаружении повышенного уровня мочевины в крови и решении вопроса о состоянии выделительной функции почек. При этом определяют суточную экскрецию мочевины с мочой. Повышенное содержание мочевины крови при снижении суточной экскреции с мочой чаще свидетельствует о нарушении азотовыделительной функции почек. Однако не стоит забывать, что повышение уровня мочевины в крови с одновременным снижением ее экскреции встречается и при экстраренально возникающей функциональной почечной недостаточности, развивающейся при уменьшении почечного кровотока, что наблюдается при возникновении гиповолемии или в условиях застоя при сердечной недостаточности. Напротив, одновременное увеличение уровня мочевины в крови и экскреции ее с мочой свидетельствует о том, что азотовыделительная функция почек не нарушена, одновременное повышение содержания мочевины в крови и моче связано с избыточным образованием мочевины в организме и носит транзиторный характер. На уровень мочевины в моче, также как и в крови, могут влиять не только патологические, но и физиологические факторы (характер питания, физическая нагрузка и т. д.), а также прием лекарственных препаратов.

Связь орнитинового цикла с обменом аминокислот и энергетическим обменом. Недостаточность ферментов орнитинового цикла, причины и последствия.

Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины (в основном,в печени).Она выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно аминокислотного, обмена. На долю мочевины приходится до 80-85% всего азота мочи. Реакции синтеза мочевины, представлены в виде орнитинового цикла мочевинообразования. На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение карбамоилфосфат – это метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза ряда других азотистых соединений. На втором этапе цикла мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитин-карбамоил-трансфераза. На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций. Первая из них, энергозависимая, сводится к конденсации цитруллина и аспаргиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинат-синтетаза). Аргининсукцинат распадается во второй реакции на аргинин и фумарат поддействием аргининосукцинат-лиазы. На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы. Суммарная реакция синтеза мочевины без учёта промежуточных продуктов: Это энергетически выгодная реакция, поэтому процесс всегда протекает в направлении синтеза мочевины.

Причинами гипераммониемии могут быть: генетические дефекты ферментов орнитинового цикла в печени; вторичное поражение печени в результате цирроза, гепатита или других заболеваний. Дефекты ферментов орнитинового цикла характеризуются гипераммониемией в условиях катаболизма или белковой нагрузки. Клинические симптомы нарушения орнитинового цикла варьируют от легких (например, гипотрофия, задержка умственного развития, эпизодическая гипераммониемия) до тяжелых (например, нарушения сознания, кома, смерть).

Роль в метаболизме серина и глицина. Синтез серина из глюкозы. Превращение серина в глицин. Образование одноуглеродных фрагментов и их роль в метаболизме. Тетрагидрофолиевая кислота как кофермент переноса одноуглеродных фрагментов.

Серин - заменимая аминокислота, синтезируется из промежуточного продукта гликолиза - 3-фосфоглицерата в последовательности реакций дегидрирования, трансаминирования и гидролиза под действием фосфатазы. В организме серин используется для синтеза: фосфолипидов (фосфатидилсерины, сфингомиелины); аминокислот (глицина, цистеина).

Основной путь катаболизма серина - его дезаминирование с образованием пирувата.

Глицин образуется из серина под действием сериноксиметилтрансферазы. Коферментом этого фермента является тетрагидрофолиевая кислота (Н4-фолат), которая присоединяет β-углеродный атом серина, образуя метилен - Н4-фолат. Глицин является предшественником: порфиринов (гема), пуриновых оснований, коферментов, глутатиона и др. Катаболизм глицина происходит также с участием Н4-фолата, который связывает а-СН2-группу глицина. Н4-фолат образуется в печени из фолиевой кислоты с участием ферментов фолатредуктазы и дигидрофолатредуктазы. Коферментом этих редуктаз является НАДФН. Метиленовая группа -СН2- в молекуле метилен-Н4-фолата может превращаться в другие одноуглеродные группы. Одноуглеродные фрагменты используются для синтеза нуклеотидов и ряда соединений (метилен-Н4-фолат, метенил-Н4-фолат, формил-Н4-фолат).

Витамин В₉, пищевые источники, особенности поступления в организм, коферментные функции, проявления недостаточности (анемии), профилактика недостаточности. Механизм бактериостатического действия сульфаниламидных препаратов.

Фолиевая кислота является витамином для человека и большинства млекопитающих (витамин ВС или В9). Она широко распространена в пищевых продуктах (молоко, печень, почки, огурцы, петрушка) и синтезируется бактериями кишечника. Гиповитаминоз у человека возникает достаточно редко. Причинами его могут послужить: неправильное питание - недостаточное потребление овощей, фруктов и мясных продуктов; нарушение всасывания фолиевой кислоты в кишечнике; гепатит, цирроз и другие поражения печени, вызывающие снижение активности фолатредуктазы.

Гиповитаминоз фолиевой кислоты приводит к нарушению синтеза нуклеиновых кислот в организме, что сказывается прежде всего на быстро делящихся клетках крови, и развитию мегалобластной анемии.

Многие патогенные микроорганизмы способны синтезировать фолиевую кислоту из парааминобензойной кислоты, которая является составной частью фолата. На этом основано бактериостатическое действие сульфаниламидных лекарственных препаратов, которые являются структурными аналогами n-аминобензойной кислоты. Препараты являются конкурентными ингибиторами ферментов синтеза фолиевой кислоты у бактерий или могут использоваться как псевдосубстраты, в результате чего образуется соединение, не выполняющее функции фолиевой кислоты, Это делает невозможным деление клеток, бактерии перестают размножаться и погибают.