Обмен аммиака и его нарушения¶

Обмен аммиака и его нарушения — совокупность биохимических процессов образования, транспорта, обезвреживания и выведения аммиака (NH₃) и его иона аммония (NH₄⁺) в организме, а также патологических состояний, возникающих при расстройстве этих процессов. Аммиак постоянно образуется в тканях как продукт азотистого обмена и является высокотоксичным соединением, особенно для центральной нервной системы, поэтому его концентрация в крови поддерживается в узких пределах.

¶Источники образования аммиака

Основные источники эндогенного аммиака:

• Катаболизм аминокислот — реакция окислительного дезаминирования, протекающая преимущественно в печени.
• Метаболизм глутамина и глутамата — глутамин служит главной транспортной формой азота; его расщепление глутаминазой в почках и кишечнике высвобождает аммиак.
• Гниение белков в толстом кишечнике — под действием бактериальной микрофлоры образуется аммиак, всасывающийся в воротную вену.
• Пуриновый и пиримидиновый обмен — распад нуклеотидов даёт небольшие количества аммиака.

¶Транспорт и обезвреживание

В крови аммиак присутствует в основном в виде иона аммония, поскольку равновесие NH₃ + H⁺ ⇄ NH₄⁺ при физиологическом pH смещено вправо. Свободный аммиак связывается с глутаминовой кислотой с образованием глутамина — нетоксичной транспортной формы, переносящей азот из периферических тканей в печень и почки.

Ключевой орган обезвреживания — печень. Здесь действует орнитиновый цикл (цикл мочевины, цикл Кребса — Гензелейта), в ходе которого из двух молекул аммиака и одной молекулы углекислого газа синтезируется мочевина:

• карбамоилфосфатсинтетаза I катализирует первый, лимитирующий этап;
• далее последовательно работают орнитинкарбамоилтрансфераза, аргининосукцинатсинтетаза, аргининосукцинатлиаза и аргиназа;
• конечная мочевина выводится почками.

Дополнительно аммиак связывается в реакциях восстановительного аминирования α-кетоглутарата с образованием глутамата. В почках аммиак участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия, выделяясь с мочой и нейтрализуя избыток кислот.

¶Нарушения обмена аммиака

¶Гипераммониемия

Повышение концентрации аммиака в крови называется гипераммониемией. Она развивается при:

• печёночной недостаточности (цирроз, гепатиты, токсические поражения) — снижается активность ферментов цикла мочевины и формируются портокавальные шунты, из-за чего аммиак минует печень;
• наследственных дефектах цикла мочевины — недостаточности карбамоилфосфатсинтетазы, орнитинкарбамоилтрансферазы, аргиназы и других ферментов;
• портальной гипертензии и коллатеральном сбросе крови от кишечника;
• усиленном белковом распаде при кровотечениях в желудочно-кишечный тракт, массивном гемолизе, тяжёлых инфекциях.

¶Аммиачная интоксикация и печёночная энцефалопатия

Аммиак нейротоксичен: он нарушает синтез глутамата и ГАМК, повышает осмолярность астроцитов, вызывает их набухание и отёк мозга. Клинически это проявляется печёночной энцефалопатией — от лёгкой заторможенности и тремора до комы. Характерный признак — «печёночный» запах изо рта, обусловленный летучими продуктами обмена.

¶Наследственные энзимопатии

Дефекты ферментов цикла мочевины проявляются у новорождённых рвотой, вялостью, судорогами и комой после начала белкового кормления. Наиболее часто встречается недостаточность орнитинкарбамоилтрансферазы, сцепленная с X-хромосомой.

¶Почечные нарушения

При хронической болезни почек снижается экскреция аммония и нарушается ацидогенез, что усугубляет метаболический ацидоз.

¶Диагностика и коррекция

Лабораторная оценка включает определение уровня аммиака в плазме, мочевины, аминокислотного спектра, активности ферментов и молекулярно-генетическое тестирование. Терапия направлена на ограничение белка в рационе, связывание аммиака в кишечнике (лактулоза, неабсорбируемые антибиотики), восполнение аргинина и цитруллина, при необходимости — на гемодиализ и трансплантацию печени.