В. Назовите процессы, которые являются источниками аммиака в клетках.

А. В гепатоцитах осуществляется реакции синтеза мочевины из аммиака. Мочевина безвредна и нетоксична, а аммиак являются токсичным для всего организма, но прежде он являются крайне токсичным для клеток ЦНС. При тяжелых вирусных гепатитах наблюдаются поражение гепатоцитов печени, если поражение их массивно, то гепатоциты не будут справляются со своей функцией, это привет к снижению синтеза мочевины (один из путей обезвреживания аммиака), следовательно повыситься уровень аммиака в крови, что приведет к гипераммониемии.                  

Б. Причины токсичности аммиака.

Аммиак - токсичное соединение. Даже небольшое повышение его концентрации оказывает неблагоприятное действие на организм, и прежде всего на ЦНС. Так, повышение концентрации аммиака в мозге до 0,6 ммоль вызывает судороги. К симптомам гипераммониемии относят тремор, нечленораздельную речь, тошноту, рвоту, головокружение, судорожные припадки, потерю сознания. В тяжёлых случаях развивается кома с летальным исходом.

Механизм токсического действия аммиака на мозг и организм в целом, очевидно, связан с действием его на несколько функциональных систем.

1. аммиак сдвигает реакцию, катализируемую глутаматдегидрогеназой, в сторону образования глутамата (глутаминовой кислоты).

а- кетоглутарат+НАДФН2+NH3 à глутамат + НАДФ+;

Уменьшение концентрации α-кетоглутарата вызывает:

угнетение обмена аминокислот (реакции трансаминирования) и, следовательно, синтеза из них нейромедиаторов (ацетилхолина, дофамина и др.), недостаточность α-кетоглутарата приводит к снижению концентрации метаболитов ЦТК, что вызывает ускорение реакции синтеза оксалоацетата из пирувата, сопровождающейся интенсивным потреблением СО2. Усиленное образование и потребление диоксида углерода при гипераммониемии особенно характерны для клеток головного мозга.

2. Аммиак усиливает синтез глутамина из глутамата в нервной ткани:

глумат+NH3+ АТФ à глутамин+АДФ+ Н3РО4.

Накопление глутамина в клетках нейроглии приводит к повышению осмотического давления в них, набуханию астроцитов и в больших концентрациях может вызвать отёк мозга.

Ион NH4+ практически не проникает через цитоплазматические и митохондриальные мембраны. Избыток иона аммония в крови способен нарушать трансмембранный перенос одновалентных катионов Na+ и К+, конкурируя с ними за ионные каналы, что также влияет на проведение нервных импульсов..

3 Снижение концентрации глутамата нарушает обмен аминокислот и нейромедиаторов, в частности синтез у-аминомасляной кислоты (ГАМК), основного тормозного медиатора.При недостатке ГАМК и других медиаторов нарушается проведение нервного импульса, возникают судороги.

4. Аммиак в плазме крови образует ион NH4+ (аммония)

Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз). Это, в свою очередь, увеличивает сродство гемоглобина к кислороду, что приводит к гипоксии тканей, накоплению СО2 и гипоэнергетическому состоянию, от которого главным образом страдает головной мозг

В. Аммиак постоянно образуется во всех органах и тканях организма. Наиболее активными его продуцентами в кровь являются органы с высоким обменом аминокислот и биогенных аминов – нервная ткань, печень, кишечник, мышцы.

Основными источниками аммиака являются следующие реакции:

1.     внутримолекулярное дезаминирование гистидина, катаболизм некоторых аминокислот (серина, треонина, глицина) – в печени,

2.     окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты во всех тканях (кроме мышечной), особенно в печени и почках,

3.     дезаминирование амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот – в печени и почках,

4.     катаболизм биогенных аминов – во всех тканях, в наибольшей степени в нервной ткани,

5.     жизнедеятельность бактерий толстого кишечника,

6.     распад пуриновых и пиримидиновых оснований – во всех тканях.

109