अमोनिया चयापचय और यूरिया चक्र

अमोनिया अमीनो एसिड और प्रोटीन अपचय का एक न्यूरोटॉक्सिक उपोत्पाद है जिसे शरीर को लगातार निपटाना होता है। यकृत यह मुख्य रूप से यूरिया चक्र (ऑर्निथिन या क्रेब्स-हेंसेलीट चक्र) के माध्यम से करता है, जो अमोनिया को वृक्क उत्सर्जन के लिए यूरिया में परिवर्तित करता है। जब यकृत यूरिया संश्लेषण विफल हो जाता है या बाईपास हो जाता है, तो रक्त में अमोनिया जमा हो जाता है और मस्तिष्क को प्रभावित कर सकता है।

Definition

यूरिया चक्र यकृत मार्ग है जो अमोनिया को, जो बड़े पैमाने पर अमीनो एसिड अपचय और आंत नाइट्रोजन से प्राप्त होता है, उत्सर्जन के लिए यूरिया में परिवर्तित करता है, जो शरीर के नाइट्रोजन निपटान और अमोनिया विषहरण का प्रमुख मार्ग है।

Scope

यह प्रविष्टि अमोनिया के स्रोतों, यूरिया चक्र के चरणों और विभाजन, अमोनिया प्रबंधन में ग्लूटामाइन संश्लेषण की पूरक भूमिका, और बिगड़े हुए यूरियाजनन के परिणामों को शामिल करती है। यह नाइट्रोजन निपटान शरीर विज्ञान का एक संदर्भ विवरण है; हाइपरअमोनिया के नैदानिक सिंड्रोम का उपचार यकृत एन्सेफैलोपैथी प्रविष्टि में किया जाता है।

Core questions

• परिसंचारी अमोनिया कहाँ से आता है?
• यूरिया चक्र के चरण क्या हैं और यह हेपेटोसाइट में कैसे विभाजित होता है?
• यकृत और मांसपेशी अमोनिया को बफर करने के लिए ग्लूटामाइन संश्लेषण का उपयोग कैसे करते हैं?
• जब यकृत यूरिया संश्लेषण बिगड़ा हुआ या बाईपास हो जाता है तो अमोनिया का क्या होता है?

Key concepts

• नाइट्रोजन अपशिष्ट उत्पाद के रूप में अमोनिया
• यूरिया चक्र (ऑर्निथिन चक्र)
• माइटोकॉन्ड्रियल और साइटोसोलिक चक्र चरण
• कार्बामाइल फॉस्फेट सिंथेटेज़ I
• ग्लूटामाइन संश्लेषण और अमोनिया बफरिंग
• पेरिपोर्टल बनाम पेरीवेनस हेपेटोसाइट ज़ोनेशन
• पोर्टोसिस्टेमिक शंटिंग
• हाइपरअमोनिया

Mechanisms

अमोनिया अमीनो एसिड के डीअमीनेशन से, ग्लूटामाइन के टूटने से, और पोर्टल रक्त में अवशोषित नाइट्रोजनयुक्त सब्सट्रेट्स के आंतों के जीवाणु चयापचय से उत्पन्न होता है (Braissant et al., 2013; Rui, 2014)। पेरिपोर्टल हेपेटोसाइट्स अमोनिया और बाइकार्बोनेट-व्युत्पन्न कार्बामाइल फॉस्फेट को यूरिया चक्र के माध्यम से यूरिया में परिवर्तित करते हैं, जिसके पहले चरण माइटोकॉन्ड्रियन में और शेष चरण साइटोसोल में होते हैं, प्रत्येक मोड़ पर ऑर्निथिन को पुनर्जीवित करते हैं (Krebs & Henseleit, 1932)। पेरीवेनस हेपेटोसाइट्स ग्लूटामाइन सिंथेटेज़ के माध्यम से अवशिष्ट अमोनिया को ग्लूटामाइन में शामिल करके एक उच्च-आत्मीयता बैकअप प्रदान करते हैं, और कंकाल की मांसपेशी भी ग्लूटामाइन बनाकर अमोनिया को अवशोषित करती है। जब कार्यशील यकृत द्रव्यमान का नुकसान होता है या पोर्टल रक्त पोर्टोसिस्टेमिक शंट के माध्यम से हेपेटोसाइट्स को बाईपास करता है, तो अमोनिया विषहरण से बच जाता है और प्रणालीगत परिसंचरण में बढ़ जाता है, जहां यह मस्तिष्क में प्रवेश कर सकता है और एस्ट्रोसाइट और न्यूरोनल कार्य को बाधित कर सकता है।

Clinical relevance

यकृत यूरियाजनन की अखंडता शरीर की रक्त अमोनिया को कम रखने की क्षमता को रेखांकित करती है; इसकी विफलता यकृत रोग और कुछ वंशानुगत एंजाइम दोषों को बढ़े हुए अमोनिया और इसके न्यूरोलॉजिकल प्रभावों से जोड़ती है। यह प्रविष्टि उस शरीर विज्ञान की व्याख्या करती है जो नाइट्रोजन चयापचय को नैदानिक हाइपरअमोनिया से जोड़ता है और किसी भी व्यक्ति के निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

अमोनिया प्रबंधन और इसकी न्यूरोटॉक्सिसिटी के जैव रसायन की समीक्षा Braissant और सहयोगियों (2013) द्वारा की गई है, और यकृत चयापचय में यूरिया चक्र के स्थान का वर्णन मानक शरीर विज्ञान समीक्षाओं (Rui, 2014) में किया गया है। चक्र का वर्णन सबसे पहले Krebs और Henseleit (1932) द्वारा किया गया था।

History

हंस क्रेब्स और कर्ट हेंसेलीट ने 1932 में यूरिया निर्माण के ऑर्निथिन चक्र का वर्णन किया, जो स्पष्ट किए गए पहले चयापचय चक्रों में से एक था और जैव रसायन में एक मील का पत्थर था। बाद के काम ने एंजाइमों, हेपेटोसाइट के भीतर उनके विभाजन, और वंशानुगत यूरिया चक्र विकारों का मानचित्रण किया जो व्यक्तिगत चरणों के विफल होने पर उत्पन्न होते हैं।

Seminal works

• krebs-henseleit-1932
• braissant-2012

Frequently asked questions

अमोनिया खतरनाक क्यों है?

अमोनिया न्यूरोटॉक्सिक है; जब रक्त का स्तर बढ़ता है तो यह मस्तिष्क में प्रवेश कर सकता है और एस्ट्रोसाइट कार्य को बाधित कर सकता है, यही कारण है कि शरीर इसे लगातार हानिरहित, उत्सर्जित होने वाले अणु यूरिया में परिवर्तित करता है।

यूरिया चक्र एंजाइमों के बरकरार रहने पर भी अमोनिया कैसे बढ़ सकता है?

उन्नत यकृत रोग में, आंत-व्युत्पन्न अमोनिया ले जाने वाला पोर्टल रक्त पोर्टोसिस्टेमिक शंट के माध्यम से कार्यशील हेपेटोसाइट्स को बाईपास कर सकता है, इसलिए अमोनिया को विषहरण के लिए यूरिया चक्र में कभी प्रस्तुत नहीं किया जाता है।