Ornitinski cikel: opis, shema in značilnosti

Za pridobitev zanesljivih informacij o svetu, ki ga je raziskoval človek, je vsa znanstvena dejavnost jasno razdeljena glede na področja, ki se razlikujejo glede na predmete in pojave raziskav. Tako je znana taka veja znanosti, kot je biokemija - "znanost o kemijski sestavi živih celic in organizmov, kakor tudi o temeljnih kemijskih procesih njihove življenjske dejavnosti". Eden od teh kemičnih procesov je ornitinski cikel. Razmislite o tem bolj podrobno.

Kaj je "cikel" v smislu biokemije?

Namen biokemije je določiti funkcije snovi v telesu in njihove interakcijske produkte. Potrebno je vedeti, kakšne kemijske reakcije se izvajajo, ugotoviti nekaj pravilnosti vpliva določenih snovi na biokemične procese, da ne bi le vedeli, kako je urejeno "življenje", temveč tudi, na primer, ustvarjanje zdravil.

Eno od temeljnih znanj notranjih procesov je, da je vsaka kemijska interakcija potrebna pri stimulaciji, sicer bodo snovi reagirale zelo počasi. V telesu vlogo naravnih katalizatorjev za kemijske reakcije izvajajo encimi.

Vendar pa najpogosteje encimski procesi niso enostopenjski. Obstajajo kot niz reakcij, združenih v verige, ki so po vrsti linearne ali razvejane ali ciklične.

Torej zaključimo: cikel v smislu biokemije je niz kemijskih reakcij, procesov, ki sestavljajo vezje za določeno časovno obdobje (sicer pa le izboljšan koncept "cikla").

Spoznavanje koncepta

Za spoznavanje ornitinskega cikla nastajanja sečnine je smiselno, da ima druga imena: sicer se imenuje cikel sečnine ali Krebs-Henzeleitov cikel. To je potrebno vedeti, da bi lahko svobodno obvladali raznovrstno znanstveno literaturo.

Domneva se, da so ornitinski cikel v biokemiji odkrili G. Krebs in K. Henzeleit leta 1932. Prav ti znanstveniki so izpeljali enačbe reakcij tega cikla. Odkritje tega sklopa kemijskih procesov je človeštvu predstavilo prvi ciklični sistem v presnovi, še pred opisom cikla trikarboksilne kisline.

Kot pri vsakem odkritju je bila zanesljivost opisanega ornitinskega cikla nastanka sečnine dokazana z naknadnimi študijami. Poleg tega sta bila G. Cohen in S. Ratner določena vmesna stopnja biosinteze sečnine. Znano je tudi mesto reakcijskega zaporedja, ki sta ga opisala Krebs in Henzelleit: ornitinski cikel se pojavlja v jetrih.

Diagram cikla

Kot smo že omenili, je ornitinski cikel kombinacija encimskih reakcij. Najprimernejši je predstavitev tega biokemičnega procesa v obliki sheme, ki je prikazana na spodnji sliki.

Kot je razvidno iz diagrama, se med ciklom sprosti anorganski fosfor, fumarna kislina (razen sečnine), vendar pa se porabi ATP ali „energijska valuta“ v telesu. "Preliminarna" faza ornitinskega cikla je biosinteza snovi, kot je karbamoil fosfat: to je makroergična spojina, ki je aktivna oblika amoniaka v presnovi in ​​aktivacija amoniaka je pomembna, ker je cikel sečnine glavni način nevtralizacije in izločanja iz telesa takšne spojine kot amonijak.

Biokemija ornitinskih cikličnih reakcij

Prva reakcija cikla je sinteza karbamoil fosfata, ta reakcija je nepovratna, tako kot vse nadaljnje encimske reakcije zadevnega cikla. Diagram prikazuje le enega od treh možnih mehanizmov za sintezo tega amoniakovega derivata.

Nato nastala snov vstopi v kondenzacijsko reakcijo z ornitinom, tako nastane citrulin, ki preko vmesne tvorbe arginina-jantarne kisline s kondenzacijo z asparaginsko kislino in njenim razpadom povzroči nastanek arginina in fumarata. Arginin se razgradi v sečnino, ki je glavni produkt, ki zapušča cikel, in ornitin, ki še naprej sodeluje v ciklu.

Omeniti je treba, da vsako reakcijo ornitinskega cikla katalizira posamezni encim. Celotna reakcija cikla brez vmesnih proizvodov je prikazana na spodnji sliki.

Kakšna je vloga ornitinskega cikla?

Seveda ima vsak proces v telesu določene, strogo rezervirane funkcije. Vloga ornitinskega cikla je torej prva udeležba dušikovega metabolizma v telesu: spremeni se v sečnino, ki se izloči iz telesa, kar pripomore k preprečevanju kopičenja strupenih produktov (predvsem amoniaka).

Drugič, eden izmed vmesnih produktov je arginin, njegova prisotnost v telesu pa je zelo dragocena in preprosto potrebna. Poleg zgoraj navedenih funkcij obstaja še ena daleč od sekundarne vloge cikla, ki ga proučujemo.

Komunikacija cikla sečnine s TsTK

TCA cikel je cikel trikarboksilne kisline - sicer znan kot Krebsov cikel ali citratni cikel. To je eden od najpomembnejših procesov v telesu, kjer se izvaja neskončno število funkcij.

Torej je snov, kot je fumarat, vključena v cikel TCA. Ker sta shema in pregled cikla sečnine podana ne tako dolgo nazaj, ni težko spomniti, da je fumarska kislina v eni od faz stranski proizvod, katerega sol (fumarat) se pretvori v malat, ki se nato prenese v mitohondrije, kjer vključen v Krebsov cikel! Nadalje se med kemičnimi transformacijami malata sprosti tri molekule ATP. In zelo pomembno je upoštevati, ker ti procesi le kompenzirajo biosintezo sečnine (natančneje, eno od njenih molekul).

Spodnja slika prikazuje diagram, iz katerega je viden odnos dveh ciklov.

Vse je tesno povezano in sestavljeno v sestavljanko zdravega delovanja vsake celice našega telesa!

Kaj povzroča kršitev cikla sečnine?

Ena od posledic kršitve ornitinskega cikla je bolezen, kot je hiperamonemija. To pomeni, da je proces deaktivacije amonijaka moten, kar vodi do toksičnih učinkov na telo. Vzroki tega problema so razdeljeni na dve vrsti: porodna napaka ali poškodba jeter.

V znanosti je znanih pet dednih bolezni, ki jih povzroča napaka petih encimov cikla sečnine. Spodnja slika prikazuje imena bolezni in s tem encim, ki je izpostavljen napakam.

Sekundarna (pridobljena) poškodba jeter vključuje posledice, na primer, ciroze in hepatitisa (spodnja slika prikazuje ilustracijo obolelih jeter).

Kakšni so simptomi težav v ciklu sečnine in ali je mogoče sami postaviti diagnozo?

Simptomi različnih problemov v procesu biosinteze sečnine so zelo različni: od slabosti, bruhanja, vrtoglavice in izgube zavesti do možganskega edema, epilepsije, duševne zaostalosti in oslabitve imunskega sistema. Vendar pa je zelo težko sprejeti odločitev o tako resnem problemu. V okviru kliničnih študij je treba opraviti teste krvi in ​​urina, da se ugotovijo zvišane ravni nekaterih snovi (pogled na vsebnost amonijaka v krvi, vsebnost presnovkov ornitinskega cikla v urinu in tudi aktivnost encimov v jetrnih celicah). To je logično, ker kršitev cikla na določeni stopnji vodi do tega, da pride do neravnovesja, koncentracija določenih snovi se poveča, to pomeni, da presega normalno območje, ki je varno za življenje.

Zato je odgovor precej preprost in očiten: bolje je, da se ne poskušate na kakršen koli način poskušati identificirati težave pri delovanju ornitinskega cikla sami, ampak se zateči k zdravniški pomoči, če imate dvome o sebi ali vaših najdražjih.

Biokemični cikli

Seveda je neumno verjeti, da je ornitinski cikel na svoj način edinstven. Še prej smo vzpostavili njegovo povezavo z drugim ciklom, ki je znan v biokemiji. Na tej stopnji znanost pozna veliko natančno ciklično organiziranih sistemov za izvajanje večstopenjskih kemijskih transformacij, ki se pojavljajo v živih organizmih. Seveda pa ni vsak študent splošno znan. Vendar pa je vsekakor vredno poznati imena takih pojavov, kot je ornitinski cikel, ki nam je že znan, Krebsov cikel (prikazan na spodnji sliki) in cikel Corey.

Poznavanje teh temeljev biokemije pomaga zdravnikom, biologom in farmacevtom pri iskanju in odpravljanju napak pri delu človeškega telesa. To vam bo omogočilo, da hitro ozdravite katerokoli osebo in mu omogočite, da bo dolgo živel polno, ne da bi vas skrbelo, da ima nevarne nenormalnosti, ki lahko sčasoma pripeljejo do smrti.