Сечовина - Біологічна хімія

Наші друзі

Сечовина - головний кінцевий продукт обміну азоту в організмі: азот сечовини становить близько 90% всього азоту, що виводиться. Кількість сечовини, що виділяється, залежить від кількості амінокислот (білків), що надходять з їжею. Якщо в добовому раціоні міститься 80-100 г білків, то за добу утворюється та виводиться із сечею 25-30 г сечовини.

Синтез сечовини відбувається у печінці. Це було встановлено в лабораторії І. П. Павлова у дослідах щодо виключення печінки із загального кровотоку. Виявилося, що в цих умовах у крові та сечі знижується концентрація сечовини та підвищується концентрація амінокислот. Пізніше роль печінки в утворенні сечовини була підтверджена й іншими методами. Тоді було висловлено припущення, що ця реакція може бути кінцевою стадією синтезу сечовини в печінці. Через 30 років Кребс та Гензелейт у дослідах на зрізах печінки виявили, що синтез сечовини пришвидшується при додаванні в інкубаційне середовище орнітину. На цій підставі вони припустили існування циклічного процесу, в якому орнітин, що виходить при розпаді аргініну, потім знову перетворюється на аргінін (орнітіновий цикл, цикл Кребса-Гензелейта). У наступні десятиліття були розкриті інші реакції циклу. Повний набір ферментів орнітінового циклу є тільки в гепатоцитах. Але окремі з цих ферментів виявляються й інших клітинах. В ентероцитах, наприклад, єдва перші ферменти, і, отже, може синтезуватися цитрулін. У нирках є третій та четвертий ферменти циклу. Отже, цитрулін, що утворився в ентероцитах, з кров'ю може переноситися на нирки і перетворюватися там на аргінін. Потім аргінін у печінці гідролізується аргіназою. Однак слід зазначити, що активність цих розсіяних по різних органах ферментів значно нижча, ніж у печінці. На 1 моль сечовини, що синтезується, витрачається 3 моль АТФ. Ця витрата АТФ компенсується тим, що утворення аміаку відбувається в глутаматдегід-рогеназної реакції, де відновлюється 1 моль НАД+ (з розрахунку на 1 моль аміаку); подальше перенесення водню з НАД в дихальному ланцюгу забезпечує синтез АТФ (до 3 моль). З сумарного рівняння видно, що на синтез 1 моля сечовини використовується 1 моль аміаку та 1 моль аспарагінової кислоти. При перерахунку на вагові одиниці виходить, що для синтезу 25 г сечовини (середньодобова величина у дорослої людини) необхідно 6,3 г аміаку та 50 г аспарагінової кислоти. Орнітіновий цикл функціонує тільки в печінці, а катаболізм амінокислот відбувається і в інших органах. Отже, повинні існувати механізми транспортування азоту амінокислот до печінки. Основними транспортними формами азоту служать глутамін, аланін та аміак.