Menu
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.
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. W mięśniach szkieletowych oraz mózgu amoniak przekształcany jest w glutaminę w cyklu glutaminowym. Metabolizm amoniaku jest jedną z funkcji wątroby.
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.
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 glutaminian, który z kolei przekształcany jest w glutaminę przy udziale amoniaku.
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.
Źródła:
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.