Главная/Библиотека/Цикл мочевины

Цикл мочевины: как обезвредить аммиак

От распада аминокислот остаётся токсичный аммиак. Почки сами с ним не справляются, поэтому за дело берётся печень: она превращает аммиак в безобидную мочевину, а её уже выводят почки.

Раздел 25 · Белки печень · митохондрия + цитоплазма ⏱ ~14 мин
Общая идея

Печень «разжёвывает» яд за почки

Мама-птица и птенец

Печень тут как мама-птица, а почки — птенец. Птенец не проглотит целого червяка, поэтому мама его разминает. Так и печень «разминает» токсичный аммиак в мочевину, которую почки уже спокойно выводят.

Сам аммиак до печени едет под охраной: его цепляют на аминокислоты-переносчики, чтобы он не гулял свободно. Из тканей его везёт глутамин, из мышц — аланин. В печени азот снова оказывается на глутамате и заходит в цикл.

Сам цикл

Два азота собираются в мочевину

Мочевина держит два азота: первый приносит аммиак, второй — аминокислота аспартат (единственная, кто входит в цикл напрямую). Ферменты лепят из промежуточных мочевину, будто дети из глины. Первые два шага идут в митохондрии, остальные — в цитоплазме.

Аммиак + CO₂ + 2 ATP —[CPS1]→ карбамоилфосфат
+ орнитин —[ОТК]→ цитруллин → (+ аспартат) → аргининосукцинат
аргинин + фумарат → [аргиназа]мочевина + орнитин ↻
главный кран

CPS1 и его «ключ»

Первый шаг ведёт CPS1. Работает он только с активатором N-ацетилглутаматом: без него у CPS1 почти нет сродства к аммиаку, и азот копится.

общий дефект

Орнитин-транскарбамоилаза (ОТК)

Второй шаг. Её дефицит — самая частая генетическая причина высокого аммиака (X-сцепленная).

Фумарат из цикла связывает его с циклом Кребса, а орнитин каждый раз возвращается на новый круг.

Клинический смысл

Когда аммиак копится

Гипераммониемия бьёт по мозгу

Если цикл не справляется, аммиак растёт в крови и свободно проходит в мозг. Он токсичен для нейронов и вызывает отёк мозга: вялость, рвоту, судороги, вплоть до комы. Лечат срочно — снижают белок в питании и дают «ловушки азота» (бензоат, фенилацетат).

Ловушки

Где чаще всего спотыкаются

✗ «Мочевину делают почки»
Почки её только выводят. Делает мочевину печень.
✗ «Оба азота из аммиака»
Первый азот приносит аммиак, второй — аспартат.
✗ «Аммиак безобиден, раз это отход»
Он очень токсичен, особенно для мозга.
✗ «Цикл целиком в цитоплазме»
Первые два шага в митохондрии, остальные в цитоплазме.
Тренажёр рассуждений

Не угадать ответ, а построить его

Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».

Дефицит орнитин-транскарбамоилазы (ОТК). Почему в крови взлетает аммиак?
Что делает ОТК?
Ведёт второй шаг цикла: карбамоилфосфат + орнитин → цитруллин.
Что при её поломке?
Шаг встал → весь цикл не крутится → аммиак не превращается в мочевину.
Итог?
Аммиак копится → гипераммониемия, а она бьёт по мозгу.
Вывод. Дефицит ОТК — самая частая генетическая причина высокого аммиака, наследуется X-сцепленно.
Показать следующий шаг →
Почему при поломке цикла мочевины страдает именно мозг?
Что накапливается?
Цикл не справляется → аммиак растёт в крови.
Почему мозг?
Аммиак свободно проходит в мозг и токсичен для нейронов, вызывает отёк.
Как это выглядит?
Вялость, рвота, судороги, вплоть до комы.
Вывод. Гипераммониемия — неврологическая катастрофа. Лечат срочно: меньше белка плюс «ловушки» азота.
Показать следующий шаг →
Мини-кейс

Собери, почему «после кормления»

Мальчик, здоров при рождении. На 2–3 сутки, после начала кормления, стал вялым, отказывается от еды, рвота, дышит часто, затем судороги. Аммиак крови резко повышен.

Что за поломка и почему проявилась именно с кормлением?
Что даёт кормление?
Белок молока → аминокислоты → при их распаде образуется аммиак.
Почему аммиак не убрать?
Цикл мочевины сломан (частый вариант — дефицит ОТК) → аммиак не обезвредить.
Откуда неврология?
Гипераммониемия травит мозг → вялость, рвота, судороги у новорождённого.
Вывод. Дефект цикла мочевины типично «включается», когда ребёнок начал получать белок. Спасают срочным снижением белка и ловушками азота.
Показать следующий шаг →
Повторение

Закрепить с интервалами

Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.

Куда дальше

Связи с другими темами

Белковая ветка закрыта

Дальше — нуклеотиды и сводные карты обмена

В библиотеку →