Amonyak Metabolizması ve Üre Döngüsü
Amonyak, vücudun sürekli olarak atması gereken, amino asit ve protein katabolizmasının nörotoksik bir yan ürünüdür. Karaciğer bunu başlıca üre döngüsü (ornitin veya Krebs-Henseleit döngüsü) aracılığıyla yapmaktadır; bu döngü amonyağı böbrek yoluyla atılmak üzere üreye dönüştürmektedir. Hepatik üre sentezi başarısız olduğunda veya atlandığında, amonyak kanda birikmekte ve beyni etkileyebilmektedir.
Tanım
Üre döngüsü, büyük ölçüde amino asit katabolizmasından ve bağırsak azotundan türeyen amonyağı atılım için üreye dönüştüren hepatik bir yoldur ve vücudun başlıca azot atılımı ve amonyak detoksifikasyon yolu olarak hizmet etmektedir.
Kapsam
Bu madde, amonyak kaynaklarını, üre döngüsünün adımlarını ve kompartımanlara ayrılmasını, amonyak işlenmesinde glutamin sentezinin tamamlayıcı rolünü ve bozulmuş üreogenezin sonuçlarını kapsamaktadır. Bu, azot atılım fizyolojisine dair bir referans açıklamasıdır; hiperamonyemiye ilişkin klinik sendromlar hepatik ensefalopati maddesinde ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Dolaşımdaki amonyak nereden gelmektedir?
- Üre döngüsünün adımları nelerdir ve hepatositte nasıl kompartımanlara ayrılmaktadır?
- Karaciğer ve kas, amonyağı tamponlamak için glutamin sentezini nasıl kullanmaktadır?
- Hepatik üre sentezi bozulduğunda veya atlandığında amonyağa ne olmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Azot atık ürünü olarak amonyak
- Üre döngüsü (ornitin döngüsü)
- Mitokondriyal ve sitozolik döngü adımları
- Karbamoil fosfat sentetaz I
- Glutamin sentezi ve amonyak tamponlaması
- Periportal ve perivenöz hepatosit zonasyonu
- Portosistemik şantlaşma
- Hiperamonyemi
Mekanizmalar
Amonyak, amino asitlerin deaminasyonundan, glutamin yıkımından ve portal kana emilen azotlu substratların bağırsak bakterileri tarafından metabolize edilmesinden kaynaklanmaktadır (Braissant et al., 2013; Rui, 2014). Periportal hepatositler, amonyağı ve bikarbonattan türeyen karbamoil fosfatı üre döngüsü aracılığıyla üreye dönüştürmektedir; bu döngünün ilk adımları mitokondride, kalan adımları ise sitozolde gerçekleşmekte ve her döngüde ornitin yeniden üretilmektedir (Krebs & Henseleit, 1932). Perivenöz hepatositler, glutamin sentetaz aracılığıyla kalan amonyağı glutamine dahil ederek yüksek afiniteli bir yedekleme sağlamaktadır ve iskelet kası da glutamin oluşturarak amonyağı almaktadır. İşlevsel karaciğer kütlesi kaybedildiğinde veya portal kan portosistemik şantlar aracılığıyla hepatositleri atladığında, amonyak detoksifikasyondan kaçmakta ve sistemik dolaşımda yükselmektedir; burada beyne geçerek astrosit ve nöronal işlevi bozabilmektedir.
Klinik önem
Hepatik üreogenezin bütünlüğü, vücudun kan amonyak seviyesini düşük tutma yeteneğinin temelini oluşturmaktadır; bunun başarısızlığı, karaciğer hastalığını ve belirli kalıtsal enzim kusurlarını yüksek amonyak seviyeleri ve nörolojik etkileriyle ilişkilendirmektedir. Bu madde, azot metabolizmasını klinik hiperamonyemiye bağlayan fizyolojiyi açıklamaktadır ve herhangi bir bireyin tanısı veya tedavisi için bir temel teşkil etmemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Amonyak işlenmesinin biyokimyası ve nörotoksisitesi Braissant ve arkadaşları (2013) tarafından gözden geçirilmektedir ve üre döngüsünün hepatik metabolizmadaki yeri standart fizyoloji derlemelerinde açıklanmaktadır (Rui, 2014). Döngünün kendisi ilk olarak Krebs ve Henseleit (1932) tarafından tanımlanmıştır.
Tarihçe
Hans Krebs ve Kurt Henseleit, 1932'de üre oluşumunun ornitin döngüsünü tanımlamışlardır; bu, aydınlatılan ilk metabolik döngülerden biri ve biyokimyada bir dönüm noktası olmuştur. Daha sonraki çalışmalar, enzimleri, bunların hepatosit içindeki kompartımanlara ayrılmasını ve bireysel adımlar başarısız olduğunda ortaya çıkan kalıtsal üre döngüsü bozukluklarını haritalamıştır.
İlgili konular
Temel eserler
- krebs-henseleit-1932
- braissant-2012
Sıkça sorulan sorular
- Amonyak neden tehlikelidir?
- Amonyak nörotoksiktir; kan seviyeleri yükseldiğinde beyne geçerek astrosit işlevini bozabilmektedir, bu nedenle vücut onu sürekli olarak zararsız, atılabilir molekül olan üreye dönüştürmektedir.
- Üre döngüsü enzimleri sağlam olduğunda bile amonyak seviyesi nasıl yükselebilmektedir?
- İleri karaciğer hastalığında, bağırsak kaynaklı amonyak taşıyan portal kan, portosistemik şantlar aracılığıyla işlevsel hepatositleri atlayabilmektedir, bu nedenle amonyak detoksifikasyon için üre döngüsüne asla sunulmamaktadır.