Email : info@drcubala.com

Cykl mocznikowy – metabolizm białek i aminokwasów

          Amoniak w organizmie powstaje w wyniku rozpadu aminokwasów, amin, puryn oraz mocznika. Zazwyczaj jego metabolizm odbywa się w wątrobie, mózgu oraz mięśniach,  w komórkach których znajdują się szlaki metaboliczne mające na celu utylizację amoniaku. Przykładowo, amoniak w 80-90% przekształcany jest w cyklu mocznikowym, zachodzącym w hepatocytach, czyli komórkach wątroby poprzez usunięcie grupy aminowej z aminokwasów, do stosunkowo nietoksycznego mocznika [Ryc.1]. Mocznik z kolei wydalany jest przez nerki, ponieważ znajdujący się we krwi jest wydalany z moczem w swojej normalnej postaci, podczas gdy około 20–25% jest emitowane do światła jelita i rozkładane przez ureazę bakterii w jelicie w celu wytworzenia amoniaku. Amoniak jest również wytwarzany w nerkach. W komórkach kanalików nerkowych glutaminaza wytwarza amoniak z glutaminy i większość z niego  jest wydalana z moczem, podczas gdy część jest wchłaniana do żyły nerkowej [1,2].

         W mięśniach szkieletowych oraz mózgu amoniak przekształcany jest w glutaminę w cyklu glutaminowym. Metabolizm amoniaku jest jedną z funkcji wątroby [3,4].

      Krew dopływająca do wątroby pochodzi z żyły wrotnej oraz tętnicy wątrobowej i zawiera w sobie składniki wchłonięte w przewodzie pokarmowym, jak i wydzielone przez narządy. Jednakże wątroba filtruje także związki wytwarzane poza przewodem pokarmowym, takie  jak amoniak, glutamina oraz kwas glutaminowy, które powstają w procesie dezaminacji białek, we wszystkich tkankach [5]. Proszę spojrzeć na szczegóły tego cyklu:

Rycina 1. Schemat cyklu mocznikowego [6]

          Ostatecznie możemy podzielić ten cykl na pięć etapów, z których pierwszy i drugi mają miejsce w macierzy mitochondriów komórek wątroby, a pozostałe etapy: trzeci, czwarty i piąty w cytoplazmie hepatocytów (komórek wątroby). Białko spożywane z pożywienia wpływa do krwiobiegu w postaci aminokwasów i jest magazynowane w puli wolnych aminokwasów. Aminokwasy powstałe w wyniku degradacji białek tkankowych są również magazynowane owej puli i wchłaniane przez tkanki. Związki te pełnią rolę materiałów do syntezy białek, prekursorów innych związków azotowych oraz źródła energii po utlenieniu, a ich proporcje zmieniają się w zależności od kondycji organizmu. Aminokwasy posiadają reszty aminokwasowe, a pierwszym etapem metabolizmu aminokwasów jest dezaminacja. Struktury węglowe po usunięciu reszt aminowych są ostatecznie wykorzystywane w cyklu kwasu cytrynowego. Pierwszym krokiem do degradacji większości aminokwasów jest usunięcie reszty aminowej, która jest przenoszona do kwasu α-ketoglutarowego w celu wytworzenia glutaminianu. Dehydrogenaza glutaminianowa przekształca glutaminian w α-ketoglutaran
i amoniak. Ponieważ amoniak jest silnie toksyczny, przekształcany jest w glutaminę i alaninę w wielu tkankach w celu transportu do wątroby [1].

       Detoksykacja amoniaku zachodzi również w mięśniach szkieletowych. W tkance mięśniowej zachodzi proces dezaminacji BCAA (aminokwasów posiadających rozgałęziony boczny łańcuch alifatyczny), z przemianą kwasu α-ketoglutarowego w glutaminiam, który z kolei przekształcany jest w glutaminę przy udziale amoniaku [Ryc.2].

Rycina 2 Synteza glutaminy [1]

Zatem jest to cykl mocznikowy, metoda, za pomocą której organizm dostarcza organizmowi, jest w stanie przekształcić toksyczny produkt uboczny metabolizmu aminokwasów, wolny amon, w mniej toksyczną postać mocznika, który jest następnie mobilizowany, dostarczany do naszych nerek i wydalany nerki z moczem [1].

1. Katayama K. Ammonia metabolism and hepatic encephalopathy. Hepatol Res. 2004;30(SUPPL.):73–80.

2. Vairappan B. Renal ammonia metabolism in liver diseases. Gastroenterol Hepatol Open Access. 2018;9(2):60–63

3. Panasiuk A. Encefalopatia wątrobowa. Forum Med Rodz. 2014;8(2):64–75.

4. Jones EA, Mullen KD. Theories of the Pathogenesis of Hepatic Encephalopathy. Vol. 16, Clinics in Liver Disease. Clin Liver Dis; 2012. p. 7–26.

5. Traczyk J. Fizjologia człowieka w zarysie. In: J. T, editor. Fizjologia człowieka w zarysie. Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich; 1989. p. 359–365.

6. Grata-Borkowska U, Susło R, Haczyc P, Michalska M, Lewera D, Drobnik J. Zaburzenia psychiczne i neurologiczne u pacjentów z encefalopati wtrobow. Psychiatria. 2016;13(4):203–209.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

17 − 1 =