的尿素循环是其中身体转化氨和尿素通过尿液从身体中去除的过程。
铵是氮代谢的产物,氮代谢是氨基酸从蛋白质降解中释放出来的。铵有剧毒,人体具有将其从系统中去除的天然机制。
为了纪念德国生物化学家汉斯·阿道夫·克雷布斯(Hans Adolf Krebs),尿素循环也被称为克雷布斯-亨利莱特循环(Krebs-Henseleit cycle),他与他的合作者发现了该循环的阶段和特性,并与德国的生物化学家库尔特·汉塞利特(Kurt Henseleit)一起对这一循环进行了描述。这个发现是在1932年做出的。
所有生物都需要摆脱体内多余的氮。但是,并非所有人都以相同的方式排泄它。水生生物以铵的形式处理该化合物。因此,它们被称为氨上皮生物。
爬行动物和大多数鸟类以尿酸的形式从体内释放出氮。鉴于此特征,它们被归类为尿酸生物。
就陆生脊椎动物而言,大多数此类动物以尿素的形式丢弃过量的氮,这就是为什么它们被称为输尿管的原因。
如果没有通过尿素循环去除氨,氨会在血液中积聚,形成称为高氨血症的综合征,这可能导致致命的后果。
因此,有一个流动的尿素循环非常重要,以避免体内的毒性反应。
尿素循环的阶段
尿素循环在肝脏中发生。它包含五个不同的过程,并且不同的酶参与了进行必要转化的这些程序。
通过这些转化,由于体内氮代谢而在体内产生的铵被排出。
尿素循环的五个阶段的每个阶段的特征将在下面详述:
第一阶段
该过程从线粒体开始,线粒体是一种细胞器官,其功能是在细胞呼吸过程中产生能量。
第一氨基在线粒体中产生并且衍生自氨。线粒体含有碳酸氢盐,这是细胞呼吸作用产生的。
所述碳酸氢盐与氨结合,并通过氨甲酰磷酸合成酶I的酶结合而产生氨甲酰磷酸。
第二阶段
在这个阶段出现了另一种化合物:一种称为鸟氨酸的氨基酸,其主要功能是对人体进行排毒。
氨基甲酸酯磷酸将氨基甲酰基传递给鸟氨酸,并且从该融合中将产生瓜氨酸,瓜氨酸是另一种氨基酸,其功能是促进血管舒张,还有其他任务。在这种特定情况下,瓜氨酸将成为尿素循环的中间产物。
瓜氨酸的形成是通过一种称为鸟氨酸转氨甲酰酶的酶来进行的,该酶除了产生瓜氨酸外,还会释放磷酸盐。
在第二阶段释放的瓜氨酸移至细胞的细胞质。
第三阶段
除了氨以外,线粒体中还衍生有天冬氨酸衍生的第二个氨基,这是一种具有多种功能的氨基酸,其中氮的转运最为突出。
天门冬氨酸与瓜氨酸结合并生成精氨酸琥珀酸酯。
第四阶段
在第四阶段,精氨酸琥珀酸酯由于精氨酸琥珀酸酯裂解酶的作用而发生反应,结果产生两种化合物:游离精氨酸,其除其他功能外,还用于降低血压;和富马酸酯,也称为富马酸。
第五阶段
在尿素循环的最后阶段,精氨酸与精氨酸酶反应,导致出现尿素和鸟氨酸。
鸟氨酸可能会回到线粒体中,从第一阶段开始循环,尿素已准备好从体内排出。
尿素循环的重要性
如已经看到的,氨通过上述循环转化为尿素。氨对身体有剧毒,因此需要将其排出体外。
由于酶在尿素循环中的作用,人体能够清除氨气,并避免了与这种高毒性元素对人体的积累有关的困难,在许多情况下是致命的。
尿素循环紊乱
铵分解酶可能无法正常工作。如果发生这种情况,人体将很难清除氨并最终将其积累在血液和大脑中。
这种现象被称为高氨血症,指的是体内高水平的氨。
某些酶的合成失败是遗传性的,这就是为什么它可以在代谢领域产生先天性疾病的原因。由于误导遗传信息,儿童可能会出生尿素循环障碍。
如果发生这种情况,孩子将很难摆脱氨气,氨气会积聚,并可能被陶醉。
您将出现的症状可能很轻微,例如呕吐或拒绝食物,但也可能更严重,甚至引起昏迷。
治疗
为避免尿素循环紊乱患儿的致命情况,有必要尽早发现这种情况,并通过精心选择最适合他们的饮食来避免氨中毒。
在这种饮食中,必须限制天然蛋白质,因为当孩子摄取天然蛋白质时,它们会释放出自己的氨基酸,从而释放出氨,人体无法自然合成,因此会产生高氨血症。
尿素循环综合症患者只有饮食限制,才能过正常的生活。
参考文献
- Vásquez-Contreras,E。“尿素循环”(2003年9月19日),联合国环境管理学院生物化学系。于2017年9月12日从UNAM生物化学部门检索:bq.facmed.unam.mx
- 加泰罗尼亚的遗传代谢紊乱协会中的“尿素循环”。于2017年9月12日从加泰罗尼亚遗传代谢疾病协会检索:pkuatm.org
- 阿尔卡拉大学的“氨基2的命运。尿素循环:反应和调控”(2006年)。于2017年9月12日从阿尔卡拉大学检索:uah.es
- “什么是尿素循环系统疾病?” 在国家尿素循环疾病基金会。于2017年9月12日从国家尿素循环疾病基金会检索:nucdf.org
- Siegel,G.,Agranoff,B.和Albers,R.“基本神经化学:分子,细胞和医学方面。国家生物技术信息中心第6版”(1999年)。2017年9月12日从国家生物技术信息中心检索:ncbi.nlm.nih.gov
- IAF商店中的“瓜氨酸:功能和禁忌症”(2016年11月28日)。于2017年9月12日从IAF商店中检索:blog.iafstore.com
- 氨基酸中的“鸟氨酸”。从Aminoacido于2017年9月12日恢复:aminoacido.eu
- NaturSanix中的“ Aspartate”(2017年4月20日)。2017年9月12日从NaturSanix检索:natursanix.com
- 氨基酸中的“精氨酸”。于2017年9月12日从Aminoacido检索:aminoacido.eu。