Мочевина
Мочевина — главный конечный продукт обмена азота в организме: азот мочевины составляет около 90 % всего выводимого азота. Количество выделяемой мочевины зависит от количества аминокислот (белков), поступающих с пищей. Если в суточном рационе содержится 80-100 г белков, то за сутки образуется и выводится с мочой 25-30 г мочевины.
- Мочевина - формула.
Синтез мочевины происходит в печени. Это было установлено в лаборатории И. П. Павлова в опытах по выключению печени из общего кровотока. Оказалось, что в этих условиях в крови и моче снижается концентрация мочевины и повышается концентрация аминокислот. Позднее роль печени в образовании мочевины была подтверждена и другими методами.Тогда же было высказано предположение, что эта реакция может быть конечной стадией синтеза мочевины в печени. Спустя 30 лет Кребс и Гензелейт в опытах на срезах печени обнаружили, что синтез мочевины ускоряется при добавлении в инкубационную среду орнитина. На этом основании они предположили существование циклического процесса, в котором орнитин, получающийся при распаде аргинина, затем вновь превращается в аргинин (орнитиновый цикл, цикл Кребса—Гензелейта). В последующие десятилетия были раскрыты остальные реакции цикла.Полный набор ферментов орнитинового цикла есть только в гепатоцитах. Но отдельные из этих ферментов обнаруживаются и в других клетках. В энтероцитах, например, имеются два первых фермента, и, следовательно, может синтезироваться цитруллин. В почках имеются третий и четвертый ферменты цикла. Следовательно, цитруллин, образовавшийся в энтероцитах, с кровью может переноситься в почки и превращаться там в аргинин. Затем аргинин в печени гидроли-зуется аргиназой. Однако надо отметить, что активность этих рассеянных по разным органам ферментов значительно ниже, чем в печени.
На 1 моль синтезирующейся мочевины расходуется 3 моль АТФ. Эта затрата АТФ компенсируется тем, что образование аммиака происходит в глутаматдегид-рогеназной реакции, где восстанавливается 1 моль НАД+ (в расчете на 1 моль аммиака); последующий перенос водорода с НАД в дыхательной цепи обеспечивает синтез АТФ (до 3 моль).
Из суммарного уравнения видно, что на синтез 1 моля мочевины используется 1 моль аммиака и 1 моль аспарагиновой кислоты. При пересчете на весовые единицы получается, что для синтеза 25 г мочевины (среднесуточная величина у взрослого человека) необходимо 6,3 г аммиака и 50 г аспарагиновой кислоты. Орнитиновый цикл функционирует только в печени, а катаболизм аминокислот происходит и в других органах. Следовательно, должны существовать механизмы транспорта азота аминокислот в печень. Основными транспортными формами азота служат глутамин, аланин и аммиак.