Откуда берется мочевая кислота? Дидактический материал продукты выделения животных Как эта мочевая кислота выводится из организма.

Белок является одним из основных и жизненно необходимых пищевых ингредиентов. Он используется организмов прежде всего для пластических целей, что делает его особенно важным, совершенно незаменимым для растущего организма.

Для правильного развития ребенка необходимо регулярное и достаточное введение полноценных белков. Белки пищи частично используются организмом ребенка и для энергетических целей.

Всасывание аминокислот, а может быть и более сложных соединений - полипептидов, образующихся, как указывалось выше, под влиянием воздействия на белки пищи целого ряда протеаз пищеварительного тракта, происходит весьма совершенно и почти не зависит от возраста ребенка и способа его вскармливания.

Количество всосавшегося в кишечник азота не поддается точному учету, но практически можно считать, что количество азота в стуле является мерилом неиспользованных организмом белков пищи.

У грудных детей, вскармливаемых женским молоком, в кишечнике всасывается в среднем около 80-90% всего введенного азота. При смешанном и искусственном вскармливании процент азота, резорбируемого организмом, несколько меньше. Количество используемого азота до известной степени зависит от характера белка, его количества и сочетания с одновременно вводимыми другими ингредиентами пищи.

После приема белковой пищи количество общего остаточного и аминного азота крови нарастает, достигает у грудных детей максимума через 3-4 часа после кормления и через 5 часов снова снижается к первоначальному уровню. У новорожденных максимум пищевой гиперазотемии наступает раньше. Дальнейшая судьба всасывающихся в кишечнике аминокислот изучена мало. Аминокислоты с током крови достигают отдельных клеток организма, где и используются для построения белковых молекул тканей. Частично аминокислоты подвергаются дезаминированию; часть адсорбируется эритроцитами. Часть белков, всосавшихся в кишечнике в виде аминокислот, снова выделяется в желудок и снова подвергается расщеплению и всасыванию.

Существенное значение для оценки особенностей азотистого обмена у детей представляет задержка азота организмом. По прежним наблюдениям, процент использования азота пищи колеблется в зависимости от возраста ребенка и способа вскармливания, тогда как количество ретенированного азота зависит от возраста и почти не зависит от размеров белковой нагрузки. Однако новейшие наблюдения показывают, что как использование, так и задержка азота пищи зависят не только от возрастных потребностей организма, но и от количества введенного с пищей белка. Улучшение задержки под влиянием повышения нагрузки белками имеет, однако, известные пределы; после дачи детям более 5-6 г белка на 1 кг веса дальнейшее увеличение задержки азота приостанавливается.

Грудной ребенок с его интенсивно текущими пластическими процессами задерживает белков относительно вдвое больше, чем взрослый. Несомненно, что между энергией роста и степенью усвоения белков существует известный параллелизм, но ошибочно думать, что всякой повышенной задержке азота соответствует улучшение процессов роста и наоборот.

Большая часть избыточно введенных белков вступает в энергетический обмен и ведет к чрезмерному теплообразованию; меньшая часть временно может вести к гиперпротеинемии. Деэаминированный остаток белков, введенных с пищей в избыточном количестве, ведет к отложению жира и углеводов.

У взрослого, как правило, имеется азотистое равновесие, у детей - положительный азотистый баланс.

Под азотистым равновесием понимают такое состояние белкового метаболизма, когда количества азота, поступающего в организм с пищей, и азота, выделяющегося с мочой и стулом, равны между собой. При положительном балансе количество вводимого азота больше общего количества выводимых азотистых начал.

У детей первых дней периода новорожденности, по-видимому, может быть временно отрицательный азотистый баланс. При искусственном вскармливании отрицательное азотистое равновесие у новорожденных может сменяться положительным балансом несколько позже. Относительная величина положительного баланса азота достигает максимума в первом квартале 1-го года жизни.

За счет белков пищи должно покрываться приблизительно 10-15% общего суточного количества калорий. Дети, получающие только грудное молоко, должны получать 1,2-2 г белка в день на 1 кг веса, дети этого же возраста, находящиеся на искусственном питании, нуждаются в 3-4 г белка на единицу веса. В более старшем возрасте суточная потребность в белках равна 3,0-3,5 г на 1 кг веса.

Дети долгое время могут достаточно хорошо развиваться на гораздо меньших белковых нагрузках, что, однако, надо признать нецелесообразным.

Ребенок нуждается не в минимальном, а в оптимальном для него количестве белка, что только и может обеспечить ему вполне правильное течение процессов межуточного обмена, а следовательно, и роста.

При недостатке белков нарушается переваривание углеводов. Не должно быть, конечно, и избытка белков, что легко ведет у детей к сдвигу щелочно-кислотного равновесия в сторону ацидоза, столь небезразличного для ребенка.

Вопрос об оптимальном для ребенка белковом рационе не может ограничиваться лишь одной количественной стороной. Гораздо большее значение имеет качество вводимых белков, наличие в них аминокислот, необходимых для построения белковой молекулы тканей детского тела. К таким жизненно необходимым аминокислотам относятся триптофан, лизин, валин, лейцин, изолейцин, аргинин, метионин, треанин, фенилаланин, гистидин.

Правильный белковый обмен возможен лишь при надлежащей корреляции между белками и другими основными пищевыми ингредиентами. Введение углеводов значительно улучшает задержку белков, тогда как жиры несколько ухудшают их использование. Достаточное введение воды и солей - необходимое условие для правильного течения метаболизма белков.

Конечные продукты азотистого обмена выделяются главным образом с мочой; количественные взаимоотношения между главнейшими азотистыми компонентами мочи (мочевиной, аммиаком, мочевой кислотой, креатинином, креатином, аминокислотами и т. д.) обнаруживают определенные возрастные особенности, что зависит от своеобразия эндогенного и экзогенного обмена белков у детей.

Для новорожденных характерно большое количество выделяемого с мочой азота, достигающее в первые дни жизни 6-7% по отношению к суточному количеству мочи. С возрастом процентное содержание азота в моче уменьшается, но общее суточное количество азота, особенно в течение первых 4 лет жизни, интенсивно увеличивается; количество азота на I кг веса достигает максимальной величины к 6 годам, а затем начинает постепенно снижаться.

У грудных детей за счет мочевины выделяется азота относительно несколько меньше, а за счет аммиака и мочевой кислоты относительно значительно больше, чем у взрослого.

Большая часть азота, поступающего в организм в качестве белков пищи, выделяется с мочой в виде мочевины. У новорожденных в первые дни жизни количество мочевины достигает приблизительно 85% общего азота мочи. С 4-5-го дня жизни количество мочевины снижается до 60%. а с 2 месяцев начинает снова нарастать.

У грудных детей за счет мочевины выделяется азота на 8- 10%. а У более старших детей на 3-5%, меньше, чем у взрослых. Количество мочевины зависит от характера и количества получаемых ребенком белков. Меньшее количество мочевины надо считать явлением компенсаторным, так как ребенок нуждается в относительно больших количествах аммиака.

Однако этот вопрос не может считаться окончательно решенным; в настоящее время допускается, что фермент аргиназа действует на аминокислоту аргинин и расщепляет ее на мочевину и орнитин; орнитин соединяется с аммиаком и превращает его в аргинин и т. д. Этот путь образования мочевины еще нельзя считать достаточно изученным.

Мочевой кислоты особенно много в моче новорожденных; максимум выделения ее приходится на 3-4-й день жизни. Обильное выделение мочевой кислоты, кислая реакция и малое количество мочи являются причиной возникновения у новорожденных так называемого мочекислого инфаркта - отложения в собирательных трубочках и в ductus papillares почек солей мочевой кислоты, мочекислых аммония и натрия и щавелевокислой извести. С постепенным увеличением количества мочи мочевая кислота вымывается. Эта так называемая инфарктная моча мутна, высокого удельного веса, дает обильный красноватый осадок свободных уратов и аморфных мочекислых солей. Инфарктная моча наблюдается у 85-100% здоровых новорожденных.

Мочевая кислота и пуриновые основания мочи у грудных детей - эндогенного происхождения; происходят они главным образом из нуклеопротеидов пищеварительных соков и из слущившихся клеток кишечного эпителия.

У старших детей выделяемая с мочой мочевая кислота - экзогенно-эндогенного происхождения; количество ее в значительной мере определяется характером пищи.

Суточное количество мочевой кислоты, выделяемое с мочой, с возрастом увеличивается; количество мочевой кислоты, рассчитанное на 1 кг веса (относительное выделение), наоборот, с возрастом падает, уменьшается также и процентное отношение мочевой кислоты мочи к общему азоту мочи.

Нарастание с возрастом образования мочевины и относительное уменьшение мочевой кислоты говорят 66 уменьшении интенсивности процессов роста и о большем совершенстве обмена веществ.

Аммиак выделяется в моче в виде солей серной и фосфорной кислот. За счет аммиака у детей выделяется относительно больше азота, чем у взрослых.

Избыток аммиака в детской моче зависит от неполного превращения его в мочевину. Аммиак входит в состав солей серной и фосфорной кислот, образующихся при расщеплении белка и фосфорсодержащих органических соединений. У взрослого это осуществляется отчасти за счет щелочных земель (Na, К, Са, Mg), поступающих в достаточном количестве с пищей. Детский организм эти соли использует для пластических целей; кроме того, всасывание их в кишечнике несколько затруднено образованием мыл вследствие относительно большого содержания жира в пище ребенка.

Повышенное содержание аммиака в моче не говорит об ацидозе и ацидурии, а скорее об алкалопении, указывая на некоторый недостаток щелочей. У старших детей количество аммиака в моче зависит от характера пищи, главным образом от характера ее зольного остатка; при большом количестве овощей поступает много щелочей и, следовательно, меньше выделяется аммиака с мочой; при мясной пище, наоборот, больше образуется кислых продуктов межуточного обмена, нейтрализуемых аммиаком и выделяющихся с мочой в виде соответствующих соединений.

Аминокислоты у грудных детей выделяются с мочой в значительно большем количестве, чем у взрослых; в моче недоношенных детей их особенно много.

Креатинин происходит из креатина, образующегося в мышцах, и потому на него следует смотреть как на особый продукт мышечного обмена. Сравнительно слабым развитием у детей мышечной системы и значительно меньшим содержанием в их мышцах креатина, по-видимому, и объясняется малое содержание креатинина в моче детей.- Между количеством креатинина в моче и массой тела (вернее, количеством мышц) имеется известная пропорциональность.

В отличие от мочи взрослых, в моче детей имеется креатин. У мальчиков он обнаруживается до 6 лет, у девочек - значительно дольше, до периода полового созревания. Причины креатинурии у детей окончательно не выяснены. Надо полагать, что сказывается своеобразие углеводного (Толкачевская) и интенсивность водного обмена, ведущих к вымыванию креатина, но не исключено влияние и некоторого несовершенства обмена, вследствие чего креатин не превращается в креатинин.

План лекции 1. Конечные продукты азотистого обмена: соли аммония, мочевина и мочевая кислота. 1. Конечные продукты азотистого обмена: соли аммония, мочевина и мочевая кислота. 2. Обезвреживание аммиака: синтез глутамина и карбамилфосфата, восстановительное аминирование 2- оксоглутарата. 2. Обезвреживание аммиака: синтез глутамина и карбамилфосфата, восстановительное аминирование 2- оксоглутарата. 3. Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений. Глутаминаза почек, образование и выведение солей аммония. Адаптивная активация глутаминазы почек при ацидозе. 3. Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений. Глутаминаза почек, образование и выведение солей аммония. Адаптивная активация глутаминазы почек при ацидозе.

План лекции 4. Биосинтез мочевины. 4. Биосинтез мочевины. 5. Связь орнитинового цикла с превращениями фумаровой и аспарагиновой кислот; происхождение атомов азота мочевины. 5. Связь орнитинового цикла с превращениями фумаровой и аспарагиновой кислот; происхождение атомов азота мочевины. 6. Биосинтез мочевины как механизм предотвращения образования аммиака. Уремия. 6. Биосинтез мочевины как механизм предотвращения образования аммиака. Уремия.

КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ: АММИАК КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ: АММИАК Деградация аминокислот происходит преимущественно в печени. При этом непосредственно или косвенно освобождается аммиак. Значительные количества аммиака образуются при распаде пуринов и пирамидинов. Деградация аминокислот происходит преимущественно в печени. При этом непосредственно или косвенно освобождается аммиак. Значительные количества аммиака образуются при распаде пуринов и пирамидинов.

ТОКСИЧНОСТЬ АММИАКА Аммиак - NH 3 является клеточным ядом. При высоких концентрациях он повреждает главным образом нервные клетки (гепатаргическая кома). Аммиак - NH 3 является клеточным ядом. При высоких концентрациях он повреждает главным образом нервные клетки (гепатаргическая кома). В норме распад 70 г АК в сутки ведет к концентрации NH 3 в крови 60 мкмоль/л, что в 100 раз меньше концентрации глюкозы в крови. В норме распад 70 г АК в сутки ведет к концентрации NH 3 в крови 60 мкмоль/л, что в 100 раз меньше концентрации глюкозы в крови.

Токсичность аммиака В опытах на кроликах концентрация В опытах на кроликах концентрация NH 3 3 ммоль/л вызывала смерть! NH 3 3 ммоль/л вызывала смерть! Причины токсичности: Причины токсичности: 1. при рН крови в виде NH 4 +, проникает через плазм. и МХ мембраны с большим трудом. 1. при рН крови в виде NH 4 +, проникает через плазм. и МХ мембраны с большим трудом.

Нейтр. мол. своб. NH 3 легко проходят эти мембраны. При рН 7.4 только 1% NH 3 от общего количества аммиака проникает в клетки мозга и МХ. Нейтр. мол. своб. NH 3 легко проходят эти мембраны. При рН 7.4 только 1% NH 3 от общего количества аммиака проникает в клетки мозга и МХ.

Причины токсичности 2. NH 3 + а-КГ + НАДФН NH 3 + а-КГ + НАДФН 2 - Глу Н 2 О Глу + НАДФ + Н 2 О Отток альфа- КГ из фонда ЦТК и как следствие – снижение скорости окисления глюкозы

Токсичность аммиака Аммиак настолько токсичен, что должен быть немедленно удален посредством того или иного экскреторного механизма, либо путем включения в какое-то другое азотсодержащее соединение, не обладающее подобной токсичностью. Аммиак настолько токсичен, что должен быть немедленно удален посредством того или иного экскреторного механизма, либо путем включения в какое-то другое азотсодержащее соединение, не обладающее подобной токсичностью.

Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир" title="Механизмы детоксикации аммиака 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 2. Синтез мочевины. 2. Синтез мочевины. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир" class="link_thumb"> 11 Механизмы детоксикации аммиака 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 2. Синтез мочевины. 2. Синтез мочевины. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидирование белков. Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир"> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидирование белков."> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир" title="Механизмы детоксикации аммиака 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 2. Синтез мочевины. 2. Синтез мочевины. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир"> title="Механизмы детоксикации аммиака 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 1. Синтез глутамина: Глн, аспарагина: Асн. 2. Синтез мочевины. 2. Синтез мочевины. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 3. Аминирование а-КГ --> Глу. 4. Амидирование белков. 4. Амидир">

Механизмы детоксикации аммиака 5. Синтез пурин. и пирамид. структур. 5. Синтез пурин. и пирамид. структур. 6. Нейтрализация в почках кислотами и выделение с мочой аммонийных солей. 6. Нейтрализация в почках кислотами и выделение с мочой аммонийных солей.

Обезвреживание аммиака В организмах автотрофов большая часть образующегося аммиака может вновь использоваться для синтеза новых клеточных структур. Гетеротрофы же обычно получают с пищей значительное количество белка, усвоение которого легко может привести к накоплению большого количества конечных продуктов азотистого обмена. Удаление этих отходов требует создания соответствующего аппарата. В организмах автотрофов большая часть образующегося аммиака может вновь использоваться для синтеза новых клеточных структур. Гетеротрофы же обычно получают с пищей значительное количество белка, усвоение которого легко может привести к накоплению большого количества конечных продуктов азотистого обмена. Удаление этих отходов требует создания соответствующего аппарата.

Обезвреживание аммиака Организм, живущий в водной среде, может выделять аммиак непосредственно, поскольку он будет немедленно разбавлен водой, не оказывая никакого или почти никакого вредного влияния на клетки. Экскреция аммиака у животных, обитающих в засушливых областях, потребовала бы для его разведения использования собственных водных ресурсов. Организм, живущий в водной среде, может выделять аммиак непосредственно, поскольку он будет немедленно разбавлен водой, не оказывая никакого или почти никакого вредного влияния на клетки. Экскреция аммиака у животных, обитающих в засушливых областях, потребовала бы для его разведения использования собственных водных ресурсов. Поэтому у многих видов аммиак превращается в организме в некоторые другие соединения, обладающие меньшей токсичностью. Поэтому у многих видов аммиак превращается в организме в некоторые другие соединения, обладающие меньшей токсичностью.

Восстановительное аминирование Большинство организмов обладает способностью реутилизировать аммиак за счет реакции, катализируемой глутаматдегидрогеназой. Большинство организмов обладает способностью реутилизировать аммиак за счет реакции, катализируемой глутаматдегидрогеназой. А-Кетоглутарат + NH3 + НАДФН.Н+ А-Кетоглутарат + NH3 + НАДФН.Н+ Глутамат + НАДФ+. Глутамат + НАДФ+. Это восстановительное аминирование. Это восстановительное аминирование. Однако все же некоторая часть образовавшегося аммиака остается неиспользованной и в конце концов выводится из организма беспозвоночных и позвоночных либо в свободном виде, либо в форме мочевой кислоты, либо в форме мочевины. Однако все же некоторая часть образовавшегося аммиака остается неиспользованной и в конце концов выводится из организма беспозвоночных и позвоночных либо в свободном виде, либо в форме мочевой кислоты, либо в форме мочевины.

МОЧЕВИНА МОЧЕВИНА У человека инактивация аммиака осуществляется прежде всего за счет синтеза мочевины, часть NH 3 выводится непосредственно почками. У человека инактивация аммиака осуществляется прежде всего за счет синтеза мочевины, часть NH 3 выводится непосредственно почками.

АММОНИОТЕЛИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗМЫ У разных видов позвоночных инактивация и выведение аммиака производятся различными способами. Живущие в воде животные выделяют аммиак непосредственно а воду; например, у рыб он выводится через жабры (аммониотелические организмы). У разных видов позвоночных инактивация и выведение аммиака производятся различными способами. Живущие в воде животные выделяют аммиак непосредственно а воду; например, у рыб он выводится через жабры (аммониотелические организмы).

УРЕОТЕЛИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗМЫ Наземные позвоночные, в том числе человек, выделяют лишь небольшое количество аммиака, а основная его часть превращается в мочевину (уреотелические организмы). Наземные позвоночные, в том числе человек, выделяют лишь небольшое количество аммиака, а основная его часть превращается в мочевину (уреотелические организмы).

УРИКОТЕЛИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗМЫ Птицы и рептилии, напротив, образуют мочевую кислоту, которая в связи с экономией воды выделяется преимущественно в твердом виде (урикотелические организмы). Птицы и рептилии, напротив, образуют мочевую кислоту, которая в связи с экономией воды выделяется преимущественно в твердом виде (урикотелические организмы).

Синтез мочевины Мочевина в противоположность аммиаку это нейтральное и нетоксичное соединение. Небольшая молекула мочевины может проходить через мембраны, а также из-за ее хорошей растворимости в воде мочевина легко переносится кровью и выводится с мочой. Мочевина в противоположность аммиаку это нейтральное и нетоксичное соединение. Небольшая молекула мочевины может проходить через мембраны, а также из-за ее хорошей растворимости в воде мочевина легко переносится кровью и выводится с мочой.

СТАДИИ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ Мочевина образуется в результате циклической последовательности реакций, протекающих в печени. Мочевина образуется в результате циклической последовательности реакций, протекающих в печени. Оба атома азота берутся из свободного аммиака и за счет дезаминирования аспартата, карбонильная группа из гидрокарбоната. Оба атома азота берутся из свободного аммиака и за счет дезаминирования аспартата, карбонильная группа из гидрокарбоната.

Первая реакция На первой стадии, реакция , из гидрокарбоната (НСО3-) и аммиака с потреблением 2 молекул АТФ образуется карбамилфосфат. На первой стадии, реакция , из гидрокарбоната (НСО3-) и аммиака с потреблением 2 молекул АТФ образуется карбамилфосфат.

Вторая стадия Вторая стадия На следующей стадии, реакция , карбамоильный остаток переносится на орнитин с образованием цитруллина. Для этой реакции вновь необходима энергия в форме АТФ, который при этом расщепляется на АМФ и дифосфат. На следующей стадии, реакция , карбамоильный остаток переносится на орнитин с образованием цитруллина. Для этой реакции вновь необходима энергия в форме АТФ, который при этом расщепляется на АМФ и дифосфат.

ВЕЛОСИПЕД КРЕБСА Фумарат, образующийся в цикле мочевины, может в результате двух стадий цитратного цикла через малат переходить в оксалоацетат, который за счет трансаминирования далее прекращается в аспартат. Последний также вновь вовлекается в цикл мочевины. Фумарат, образующийся в цикле мочевины, может в результате двух стадий цитратного цикла через малат переходить в оксалоацетат, который за счет трансаминирования далее прекращается в аспартат. Последний также вновь вовлекается в цикл мочевины.

ЭНЕРГОЗАВИСИМЫЙ ПРОЦЕСС Биосинтез мочевины требует больших затрат энергии. Энергия поставляется за счет расщепления четырех высокоэнергетических связей: двух при синтезе карбамилфосфата и двух (!) при образовании аргининосукцината (АТФ АМФ + PPi, РРi 2Pi). Биосинтез мочевины требует больших затрат энергии. Энергия поставляется за счет расщепления четырех высокоэнергетических связей: двух при синтезе карбамилфосфата и двух (!) при образовании аргининосукцината (АТФ АМФ + PPi, РРi 2Pi).

КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИЯ Цикл мочевины протекает исключительно в печени. Он разделен на два компартмента: митохондрии и цитоплазму. Прохождение через мембрану промежуточных соединений цитруллина и орнитина возможно только с помощью переносчиков. Цикл мочевины протекает исключительно в печени. Он разделен на два компартмента: митохондрии и цитоплазму. Прохождение через мембрану промежуточных соединений цитруллина и орнитина возможно только с помощью переносчиков.

АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ Скорость синтеза мочевины определяется первой реакцией цикла . Карбамоилфосфатсинтаза активна только в присутствии N- ацетилглутамата. Состояние обмена веществ (уровень аргинина, энергоснабжение) сильно зависит от концентрации этого аллостерического эффектора. Скорость синтеза мочевины определяется первой реакцией цикла . Карбамоилфосфатсинтаза активна только в присутствии N- ацетилглутамата. Состояние обмена веществ (уровень аргинина, энергоснабжение) сильно зависит от концентрации этого аллостерического эффектора. Скорость синтеза мочевины определяется первой Скорость синтеза мочевины определяется первой

«Остаточный азот» Метод Кьельдаля: в сыворотке
крови определялось общее
количество азота и рассчитывалось содержание белка (в
белке ~ 16% азота).
После
осаждения
белка
реакцией с ТХУ в сыворотке
оставался азот, входящий в
состав низкомолекулярных в-в
– «остаточный (небелковый)
азот» (~0,5% от общего N,
около 0,4 г/л).
Азот мочевины
50 %
Азот аминокислот
до 25 %
Мочевая кислота
4%
Креатин и креатинин
5-7 %
Индикан
0,5 %
Аммиак
<2%
Пептиды, нуклеотиды,
билирубин и др.
~13 %

Конечные продукты азотистого обмена

Белки
АМК
Амины
Нуклеиновые к-ты
Пиримидины
АММИАК
Креатин
Пурины
Мочевая
к-та
Креатинин
временная детоксикация
АМИДЫ АМИНОКИСЛОТ
с мочой
МОЧЕВИНА

Аммиак и пути его обезвреживания

Дезаминирование
аминокислот
Дезаминирование
биогенных аминов
Распад пиримидиновых оснований НК
NH3
Синтез АК,
пиримидинов,
аминосахаров…
Амиды дикарбоновых
аминокислот (глн, асн)
Образование
и выведение
аммонийных
солей
~ 0,5 г/сут
Синтез
мочевины
25-30 г/сут

Образование амидов дикарбоновых аминокислот

Временное обезвреживание NH3 для транспорта в
органы, где идет его окончательное обезвреживание и
выведение.
Протекает во всех органах и тканях.

Выделение аммиака в почках

NH3 в моче связывается с протонами и образует катион
аммония:
NH3 + H+ ↔ NH4+
NH4+ способствует выведению ионов Н+ (т.е. кислот).
Выведение аммонийных солей (фосфаты, ацетаты, …)
позволяет снизить потери Na и других катионов.

Синтез мочевины

NH3
Синтез мочевины
АТФ
CO2
NH3
Карбамоилфосфат
ЦИТРУЛЛИН
АСПАРТАТ
Аргининянтарная к-та
ОРНИТИН
Оксалоацетат
Малат
АРГИНИН
NH2
С
NH2
О
МОЧЕВИНА
АТФ
ФУМАРАТ

Мочевина крови

Скорость
образования
в печени
МОЧЕВИНА
КРОВИ
Скорость
удаления
почками
Референтные пределы – 2,2 – 8,3 ммоль/л. Суточные колебания
уровня мочевины в крови достигают 50% (максимум - вечером).
Способность к синтезу мочевины сохраняется при
поражении до 85% ткани печени. Синтез
мочевины
нарушается только при очень тяжелых поражениях печени
(острый некроз, печеночная кома, циррозы, отравления
фосфором и мышьяком): тогда в сыворотке крови
накапливается аммиак, а уровень мочевины снижается.

определения мочевины

Рост уровня мочевины крови:
относительный (дегидратация) + абсолютный (АЗОТЕМИЯ).
АЗОТЕМИЯ
ПРОДУКЦИОННАЯ
РЕТЕНЦИОННАЯ
увеличенное
образование
сниженное
выведение с мочой
ПОЧЕЧНАЯ
ВНЕПОЧЕЧНАЯ
связана с патологией
почек
связана с экстраренальными факторами

Продукционная азотемия

1.
2.
Богатый белками рацион питания
Повышенный катаболизм белка - при кахексии, лейкозах,
обширных ранениях, инфекциях и
воспалительных
заболеваниях с высокой температурой, злокачественных
опухолях,
лечении
глюкокортикоидами,
интенсивной
мышечной работе, ЛЮБОЙ ОСТРОФАЗОВОЙ РЕАКЦИИ...
Ретенционная азотемия
Заболевания почек (СКФ < 10 мл/мин) - гломерулонефриты,
пиелонефрит, туберкулез почек, амилоидоз почек…
При ОПН повышение мочевины в крови до 16 ммоль/л =
нарушение функции почек средней тяжести, до 33 ммоль/л –
тяжелое, свыше 50 ммоль/л - очень тяжелое (неблагоприятный
прогноз).
Рост уровня мочевины - не ранний признак нарушения функции
почек.

Ретенционная азотемия

Внепочечные ретенционные азотемии
гемодинамики и снижении СКФ:
-
при
нарушениях
сердечно-сосудистая декомпенсация,
обезвоживание организма (неукротимая рвота, непроходимость
кишечника, стеноз привратника, профузные поносы, кровотечения,
ожоги…)
травматический шок, диабет, аддисонова болезнь и др…
Азотемия обычно невысокая (уровень мочевины < 13 ммоль/л).

Снижение концентрации мочевины

Не имеет диагностического значения. Может наблюдаться:
При гипергидратации (в/в введение растворов глюкозы и др.)
При беременности (часто ниже 3,33 ммоль/л).
При повышенном диурезе (мочегонные).
При голодании и пониженном катаболизме белков.
При поражении мышц (миозиты, миопатии).
Методы определения мочевины
Колориметрический, уреазные (фенол-гипохлоритный, салицилатгипохлоритный, глутаматдегидрогеназный).
Материал для исследования - сыворотка или плазма крови.
Уровень мочевины стабилен до 24 ч при комнатной температуре,
несколько дней при 4-6°С и до 2-3 мес при замораживании.

Интерференция

Концентрация мочевины в сыворотке снижается при голодании,
низкокалорийной диете, курении, питье большого количества
воды…
Концентрация мочевины слегка повышается с возрастом. У мужчин
она несколько выше, чем у женщин.
При беременности концентрация мочевины снижается, в менопаузу
- увеличивается.
Диета с высоким содержанием белков, физические нагрузки
вызывают увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови.
Завышение результатов: ацетон, билирубин, гемолиз, липиемия,
оксалаты (примесь ионов аммония), мочевая кислота
+ нефротоксические препараты, инсектициды.
Занижение результатов: ацидоз (диацетилмонооксимный метод).

Креатин и креатинин

Креатин - важный компонент
азотистого обмена в организме.
Креатинфосфат
участвует
в
энергообеспечении
сокращения
мышц,
активного
транспорта
ионов в нервной ткани и др..

Синтез креатина

Креатин синтезируется в почках и поджелудочной железе из
аргинина, глицина и метионина, и далее с током крови поступает
в скелетные и сердечную мышцы, мозг, нервную ткань.
Содержание креатина в органах
Почки, печень,
ПЖЖ
Мозг
Гладкие мышцы
Сердечная мышца
Скелетные мышцы
0
100
200
300
400
500
600
мг/100
Небольшое кол-во креатина (0,05-0,25 г/сут) может выделяться с
мочой в норме, значительно больше – у детей и при патологии.

Креатин, креатинфосфат и креатинин

Креатинфосфат – макроэрг, аккумулятор и переносчик
энергии в клетке.
Креатинкиназа
КРЕАТИН
+ АТФ
~2%
ЭНЕРГИЯ
Рн
Н 2О
КРЕАТИН~
ФОСФАТ
+ АДФ

Креатинин

Креатинин - конечный продукт метаболизма («метаболический тупик»).
Он экскретируется почками с мочой.
Уровень креатинина в плазме крови непосредственно зависит от
мышечной массы. Потому референтные величины креатинина в крови
зависят от возраста и от пола.
Возрастные группы
Кровь из пуповины
По Яффе
Ферментативный
53-106 мкмоль/л
Новорожденные 1-4 дня
27-88
Дети до 1 года
18-35
4-29
Дети
27-62
2-5 лет 4-40
6-9 лет 18-46
Подростки
44-88
19-52
Взрослые 18-60 лет
м 80-115, ж 53-97
Взрослые 60-90 лет
м 71-115, ж 53-106
Взрослые > 90 лет
м 88-150, ж 53-115
м 55-96, ж 40-66

Методы исследования креатинина

2-точечный кинетический метод по реакции с пикриновой кислотой
(метод Jaffe).
Креатинин + пикрат (рН=12,0) ---> оранжевый продукт
Требования к пробе: Сыворотка или гепариновая плазма (фторид и
аммония гепаринат непригодны). Стабильна в охлажденном виде
в течение суток, для длительного хранения - заморозить.
Подготовка пациента.
Исключить мышечную нагрузку, физические упражнения.
Диета не должна содержать большого кол-ва мяса.
Исключить прием алкоголя, больших доз аскорбиновой кислоты,
по возможности - нефротоксичных препаратов.
Анализ проводить до рентгеноконтрастных исследований.

Интерференция

Биологическая: повышение – нефротоксичные препараты.
Аналитическая: повышение - ацетоуксусная кислота, ацетон,
аскорбиновая кислота, цефалоспорины, флуцитозин, лидокаин,
ибупрофен, леводопа, метилдофа, нитрофураны, пируват, мочевая
кислота.
Ложное повышение - глюкоза, фруктоза, кетоновые тела, гистидин, аспарагин, мочевина, мочевая кислота, индол.
Снижение - n-ацетилцистеин, билирубин, дипирон, гемоглобин,
липемия.
Колебания показателя в течение суток могут достигать 100%
(максимум - в вечерние часы).

Клинико-диагностическое значение

ПОВЫШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КРЕАТИНИНА:
Увеличенное образование / поступление
Акромегалия и гигантизм (большая мышечная масса).
Избыточное потребление мясной пищи.
Уменьшенное выделение
Почечная недостаточность (острая и хроническая, любой этиологии
- нарушение перфузии, заболевания почек, обтурация мочевыводящих путей).
Нефротоксические агенты - соединения ртути, сульфаниламиды,
тиазиды, аминогликозиды, тетрациклин, барбитураты, салицилаты,
андрогены…
Механические, операционные и другие массивные повреждения
мышц, синдром длительного раздавливания.
Лучевая болезнь, гипертиреоз.

Клинико-диагностическое значение

СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КРЕАТИНИНА
Голодание.
Прием глюкокортикоидов.
Слабость, обусловленная возрастом или снижением мышечной
массы.
Беременность (особенно первый и второй триместры).
Креатинин не является чувствительным показателем
заболевания почек в ранней стадии.
При использовании ферментных методов нужно тщательно
отделить сыворотку от клеток, чтобы избежать образования
аммония в пробе и завышения результатов.

Синтез аммонийных солей в почках

В почках под действием активного фермента глютаминазы происходит гидролитическое расщепление глютамина на глютаминовую кислоту и аммиак.

В почках при выведении протонов происходит одновременная реабсорбции ионов Nа + и К + . Таким образом, глютаминаза почек участвует в регуляции кислотно-основного баланса.

Активность глютаминазы зависит от рН. При ацидозе активность фермента возрастает, что увеличивает выведение протонов и снижает степень ацидоза.

У взрослых людей за сутки выделяется 0,5-1,2 г аммонийных солей. На них приходится 3,5% выводимого азота. У детей относительная доля аммонийных солей выше, чем у взрослых. У новорожденных азот аммонийных солей составляет до 8,5%.

Биосинтез мочевины и его нарушения

Глютамин поступает в печень, где под действием фермента глютаминазы высвобождается аммиак, который превращается в мочевину. В синтезе мочевины участвует аминокислота орнитин, поэтому синтез мочевины называют орнитиновым циклом.

Основным местом синтеза мочевины является печень.

Ключевыми ферментами биосинтеза мочевины являются карбамоилфосфат-синтетаза, ортиникарбамоилтрансфераза и аргиназа. Источниками азота в мочевине являются аммиак и аспарагиновая кислота. Орнитиновый цикл тесно связан с циклом Кребса. Фумаровая кислота из орнитинового цикла «уходит» в цикл Кребса. Цикл трикарбоновых кислот, в свою очередь, обеспечивает орнитиновый цикл молекулами АТФ.

Особенности выведения конечных азотистых продуктов у детей

В детском возрасте могут выявляться нарушения синтеза мочевины, что ведёт к увеличению концентрации аммиака в крови и тканях. Они проявляются рвотой, судорогами после приёма белковой пищи. Симптомы интоксикации уменьшаются при дробном белковом питании. Нарушения мочевинообразования связаны с отсутствием или низкой активности ферментов, участвующих в этом процессе.

Аферментозы биосинтеза мочевины

В мышцах происходит своеобразное связывание аммиака – аланиновый цикл, представленный на схеме:

I. Цель изучения: знать конечные продукты обмена белков в организме, основные источники образования аммиака, пути его обезвреживания из организма.

II. Уметь количественно определять содержание мочевины по цветной реакции с диацетилмонооксимом в сыворотке крови; познакомиться с физико-химическими свойствами мочевины.

III. Исходный уровень знаний: качественные реакции на аммиак (неорганическая химия).

IV. Ответить на вопросы контрольных итоговых билетов по теме: «Распад простых белков. Метаболизм аминокислот, конечные продукты азотистого обмена».

1. Конечными продуктами распада азотсодержащих веществ являются углекислый газ, вода и аммиак, в отличие от углеводов и липидов. Источником аммиака в организме являются аминокислоты, азотистые основания, амины. Аммиак образуется в результате прямого и непрямого дезаминирования аминокислот, (основной источник) гидролитического дезаминирования азотистых оснований, инактивации биогенных аминов.

2. Аммиак токсичен и его действие проявляется в нескольких функциональных системах: а) легко проникая через мембраны (нарушая трансмембранный перенос Na + и К +) в митохондриях связывается с α-кетоглутаратом и другими кетокислотами (ЦТК), образуя аминокислоты; в этих процессах используются и восстановительные эквиваленты (NADH+H +).

б) при высоких концентрациях аммиака глутамат и аспартат образуют амиды, используя и АТФ нарушая все тот же ЦТК, являющийся главным энергетическим источником работы мозга. в) Накопление глутамата в мозге повышает осмотическое давление, что ведет к развитию отека. г) Повышение концентрации аммиака в крови (N – 0.4 – 0.7 мг/л) сдвигает рН в щелочную сторону, повышая сродство О 2 к гемоглобину, что вызывает гипоксию нервной ткани. д) Уменьшение концентрации α-кетоглутарата вызывает угнетение обмена аминокислот (синтеза нейромедиаторов), ускорение синтеза оксалоацетата из пирувата, что связано с повышенным использованием СО 2 .

3. Гипераммониемия прежде всего отрицательно действует на мозг и сопровождается тошнотой, головокружением, потерей сознания, отставанием умственного развития (при хронической форме).

4. Основной реакцией связывания аммиака во всех клетках является синтез глутамина под действием глутаминсинтетазы в митохондриях, где используется для этой цели АТФ. Глутамин облегченной диффузией поступает в кровь и транспортируется в кишечник и почки. В кишечнике под действием глутаминазы образуется глутамат, который трансаминируется с пируватом, превращая его в аланин, поглощаемый печенью; 5% аммиака удаляется через кишечник, остальные 90% выводятся почками.

5. В почках также идет гидролиз глутамина с образованием аммиака под действием глутаминазы, которая активируется ацидозом. В просвете канальцев аммиак нейтрализует кислые продукты обмена образуя аммонийные соли для выведения, одновременно сокращая потери К + и Na + . (N – 0,5г солей аммония в сутки).

6. Высокий уровень глутамина в крови обуславливает его использование во многих анаболических реакциях в качестве донора азота (синтез азотистых оснований и др.)

7. Наиболее значительные количества аммиака обезвреживаются в печени синтезом мочевины (86% азота в моче) в количестве ~25 г/сутки. Биосинтез мочевины – циклический процесс, где ключевым веществом является орнитин, присоединяющий карбомоил, образованный из NH 3 и CO 2 при активации 2АТФ. Образованный цитруллин в митохондриях транспортируется в цитозоль для введения второго атома азота из аспартата с образованием аргинина. Аргинин гидролизуется аргиназой и превращается снова в орнитин, а вторым продуктом гидролиза является мочевина, которая по сути дела в этом цикле образовалась из двух атомов азота (источники –NH 3 и аспартат) и одного атома углерода (из СО 2). Энергией обеспечивают 3АТФ (2-при образовании карбомолфосфата и 1 при образовании аргининосукцината).

8. Орнитиновый цикл тесно связан с ЦТК, т.к. аспартат образуется при трансаминировании ЩУК из ЦТК, а фумарат, оставшийся из аспартата после удаления NH 3 , возвращается в ЦТК и, при превращении его в ЩУК, образуются 3 АТФ, обеспечивающие биосинтез молекулы мочевины.

9. Наследственные нарушения орнитинового цикла (цитруллинемия, аргининосукцинатурия, гипераргининемия) ведут к гиперамминиемии и в тяжелых случаях могут привести к печеночной коме.

10. Норма мочевины в крови 2,5-8,3 ммоль/л. Понижение наблюдается при болезнях печени, повышение – результат почечной недостаточности.

Лабораторная работа