Орнитиновый цикл

Мочевина - основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выводится избыток азота. Экскреция мочевины в норме составляет около 25 г/сут. Синтезируется только в печени.

Катаболизм аминокислот и образование аммиака происходят во многих тканях. Для транспорта азо­та из тканей в печень используется 3 соединения: глутамин, аланин и аммиак.

Орнитиновый цикл в печени выполняет 2 фун­кции:

• превращение азота аминокислот в мочевину, кото­рая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;

• синтез аргинина и пополнение его фонда в орга­низме.

Полный набор ферментов орнитинового цикла есть только в гепатоцитах (рис.6).

В последней реакции цикла, которая происходит только в печени, под действием аргиназы аргинин распадается на мочевину и орнитин. Орнитин вновь поступает в митохондрии и повторно включается в цикл синтеза мочевины.

Молекула мочевины содержит 2 атома азота:

• первый атом N* поступает в цикл в виде аммиака, образующегося в митохондриях. Реак­ция катализируется митохондриальной карба-моилфосфатсинтетазой I.

• второй атом N** вводится в мочевину из аспарагиновой кислоты.

Аммиак, используемый карбамоилфосфатсинтетазой I, поставляется в печень главным образом из кишечника с кровью воротной вены. Роль других источников, в том числе окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты, существенно меньше.

Аспарагиновая кислота, необходимая для синтеза аргининосукцината, образуется в печени с использованием аминогруппы аланина, который поступает главным образом из мышц и клеток кишечника. Oбразующийся в орнитиновом цикле фумарат в результате 2 реакций превращается в оксалоацетат, из которого путем трансаминирования образуется аспартат. Таким образом, с орнитиновым циклом сопряжен цикл регенерации аспартата из фум арата. Пируват, образующийся в этом цикле из аланина, используется для глюконеогенеза.

Еще один источник аспартата для орнитинови цикла - трансаминирование глутамата с оксалоацетатом.

Рисунок 6

В орнитиновом цикле расходуются 4 макроэргичес кие связи 3 молекул АТР на каждый оборот цикла. Однако процесс превращения аминокислот в безазотистые остатки и мочевину обеспечивает сам себя энергией:

- при регенерации аспартата из фумарата на стадии дегидрирования малата образуется NADH, кото­рый может обеспечить синтез 3 макроэргических связей (рис.7);

- при окислительном дезаминироваиии глутамата в разных органах также образуется NADH, который может обеспечить образование 3 макроэргичес-ких связей.

Затраты энергии происходят и при трансмембранном п ереносе веществ, связанном с синтезом и экскрецией мочевины. Первые 2 реакции орнитинового цикла исходят в митохондриях, а последующие 3 - в цитоплазме. Цитруллин, образующийся в митохондрии, должен бьпъ перенесен в цитозоль, а орнитин, образующийся цитозоле, должен быть перенесен в митохондрию. Кроме того, в почках перенос мочевины из крови в мочу происходит за счет градиента ионов натрия, создаваемого К⁺, Na⁺- АТРазой.

Рисунок 7

Отдельные ферменты орнитинового цикла об­уживаются не только в печени, но и в других тканях. В энтероцитах, например, имеется 2 первых фермента и, следовательно, может синтезироваться цитруллин. В почках обнаружены 3-й и 4-й ферменты цикла. Цитруллин, образовавшийся в энгероцитах, может поступать в почки и превращаться там в аргинин, который переносится в печень и гидролизуется аргиназой. Активность этих водящихся в разных органах ферментов значи­мо ниже, чем в печени.

Дата добавления: 2015-07-15