Орнитински циклус: опис, схема и карактеристике

Да би се добиле поуздане информације о свету који је човек проучавао, сва научна активност јасно је подељена по областима, диференцираним према предметима и феноменима истраживања. Тако је познат такав део науке као што је биохемија - „наука о хемијском саставу живих ћелија и организама, као и темељни хемијски процеси њихове виталне активности“. Један од ових хемијских процеса је орнитински циклус. Размотрите детаљније.

Шта је "циклус" у смислу биохемије?

Сврха биохемије је да утврди функције супстанци у организму и њихове интеракцијске производе. Неопходно је знати које се хемијске реакције проводе, како би се установили неки обрасци утјецаја одређених супстанци на биокемијске процесе, како би се не само знало како је "живот" уређен, већ и, на примјер, створити лијекове.

Једно од основних знања о унутрашњим процесима је да је свака хемијска интеракција неопходна у стимулацији, иначе ће супстанце реаговати веома споро. У телу, улогу природних катализатора за хемијске реакције обављају ензими.

Међутим, најчешће ензимски процеси нису један корак. Они постоје као скуп реакција, спојених у ланце, који су, пак, или линеарни, или разгранати, или циклични.

Дакле, закључујемо: циклус у смислу биохемије је скуп хемијских реакција, процеса који чине склоп за одређени временски период (иначе, само побољшани концепт "циклуса").

Упознавање са концептом

Да би се започело упознавање са орнитинским циклусом формирања урее, вреди се са чињеницом да има и друга имена: иначе се зове циклус урее или Кребс-Хензелеитни циклус. То је потребно знати да би се слободно савладала разна научна литература.

Верује се да су орнитински циклус у биохемији открио Г. Кребс и К. Хензелеит 1932. године. Управо су ови научници извели једначине реакције овог циклуса. Откриће овог сета хемијских процеса представило је човечанству први циклични систем у метаболизму, чак и испред описа циклуса трикарбоксилне киселине.

Као и код било којег открића, поузданост описаног орнитинског циклуса стварања урее доказана је накнадним истраживањима. Поред тога, Г. Цохен и С. Ратнер су успоставили међуфазе у биосинтези уреје. Познато је место секвенце реакције коју су описали Кребс и Хензеллеит: орнитински циклус се јавља у јетри.

Цицле диаграм

Као што је раније поменуто, орнитински циклус је комбинација ензимских реакција. Најпогодније је представити овај биохемијски процес у облику схеме, која је приказана на слици испод.

Као што се може видети из дијаграма, током циклуса ослобађа се неоргански фосфор, фумарна киселина (осим урее), али се АТП конзумира, или "енергетска валута" у телу. Такође, "прелиминарна" фаза орнитинског циклуса је биосинтеза супстанце као што је карбамоил фосфат: то је макроергично једињење, које је активни облик амонијака у метаболизму, а активација амонијака је важна јер је циклус урее главни начин неутрализације и елиминације из тела таквог једињења као амонијак.

Биохемија орнитинских циклусних реакција

Прва реакција циклуса је синтеза карбамоил фосфата, ова реакција је неповратна, као и све наредне ензимске реакције дотичног циклуса. Дијаграм показује само један од три могућа механизма за синтезу овог деривата амонијака.

Затим, добијена супстанца улази у реакцију кондензације са орнитином, тако се формира цитрулин, који преко интермедијарног стварања аргинин-јантарне киселине кондензацијом са аспарагинском киселином и њеним разлагањем доводи до стварања аргинина и фумарата. Аргинин се разлаже у уреу, која је главни производ који напушта циклус, као и орнитин, који наставља да учествује у циклусу.

Важно је напоменути да се свака реакција орнитинског циклуса катализира појединачним ензимом. Укупна реакција циклуса без интермедијарних производа приказана је на слици испод.

Која је улога орнитинског циклуса?

Наравно, сваки процес у телу има одређене, строго резервисане функције. Дакле, улога орнитинског циклуса је, пре свега, учешће азотног метаболизма у телу: претвара се у уреу, која се излучује из организма, што помаже да се избегне акумулација токсичних производа (углавном амонијака).

Друго, један од интермедијарних производа је аргинин, а његово присуство у телу је веома вредно и једноставно неопходно. Поред горе наведених функција, постоји још једна, далеко од секундарне улоге циклуса који проучавамо.

Комуникација циклуса уреје са ТсТК

ТЦА циклус је циклус трикарбоксилне киселине - иначе познат као Кребсов циклус или цитратни циклус. Ово је један од најважнијих процеса у телу, са неограниченим бројем функција.

Дакле, супстанца као што је фумарат је укључена у ТЦА циклус. Пошто су схема и преглед циклуса уреје дани не тако давно, није тешко присјетити се да је у једној фази фумарна киселина нуспроизвод, чија се сол (фумарат) претвара у малат, који се, затим, преноси у митохондрије, гдје укључен у Кребсов циклус! Даље, током хемијских трансформација малата, ослобађају се три АТП молекула. И врло је важно узети у обзир, јер ти процеси само компензирају биосинтезу урее (точније, један од њених молекула).

На доњој слици је приказан дијаграм из којег је видљив однос два циклуса.

Све је уско повезано и састављено у слагалицу здравог функционисања сваке ћелије нашег тела!

Шта узрокује кршење циклуса уреје?

Једна од последица кршења орнитинског циклуса је болест као што је хиперамонемија. То значи да је поремећен процес деактивације амонијака, што доводи до токсичних ефеката на организам. Узроци овог проблема подељени су у два типа: дефект рођења или стечено оштећење јетре.

У науци је познато пет насљедних болести које су узроковане дефектом пет ензима циклуса уреје. На доњој слици приказана су имена болести и, према томе, ензим подвргнут дефектима.

Секундарно (стечено) оштећење јетре укључује последице, на пример, цирозе и хепатитиса (слика испод показује илустрацију оболеле јетре).

Који су симптоми проблема у циклусу уреје и да ли је могуће сами поставити дијагнозу?

Симптоми за различите врсте проблема у процесу биосинтезе урее су веома разноврсни: од мучнине, повраћања, вртоглавице и губитка свести до едема мозга, епилепсије, менталне ретардације и слабљења имуног система. Међутим, веома је тешко донијети одлуку о тако озбиљном проблему. У контексту клиничких студија, тестови крви и урина морају се извршити како би се идентификовали повишени нивои одређених супстанци (они посматрају садржај амонијака у крви, садржај метаболита орнитинског циклуса у урину, као и активност ензима у ћелијама јетре). То је логично, јер кршење циклуса у одређеном стадијуму доводи до чињенице да долази до неуравнотежености, повећања концентрације одређених супстанци, односно да прелази нормални распон који је сигуран за живот.

Дакле, одговор је сасвим једноставан и очигледан: боље је не покушавати на било који начин покушати да сами идентификујете проблеме у функционисању орнитинског циклуса, већ да се обратите медицинској помоћи ако имате сумње у себе или своје вољене.

Биохемијски циклуси

Наравно, глупо је веровати да је орнитински циклус јединствен на свој начин. Још раније смо успоставили његову везу са другим циклусом познатим у биохемији. У овој фази, наука познаје много прецизно циклично организованих система за спровођење вишефазних хемијских трансформација које се јављају у живим организмима. Али, наравно, није сваки студент широко познат. Међутим, свакако је вредно знати имена таквих феномена као што је орнитински циклус који нам је већ познат, Кребсов циклус (приказан на слици испод) и Цореијев циклус.

Познавање ових основа биохемије помаже лекарима, биолозима и фармацеутима да пронађу и елиминишу неуспехе у раду људског тела. То ће вам омогућити да брзо излечите било коју особу и пружите му могућност да живи пуно година, не бринући се да има неке опасне абнормалности које на крају могу довести до смрти.