До сих пор мы рассматривали реакции превращения орнитина в аргинин. Поскольку сам орнитин может быть синтезирован из глутамата, легко понять, каким образом печень обеспечивает удовлетворение основных потребностей организма в аргинине путем этих реакций цикла мочевины. Часть этого аргинина потребуется для синтеза белка здесь же и в других тканях, часть используется для образования креатина (которым особенно богата мышечная ткань); большая же часть направляется на осуществление заключительной реакции цикла мочевины, которую катализирует специфический фермент аргиназа. Этот фермент находят исключительно в цитоплазме печеночных клеток и только у тех биологических видов, которые, подобно человеку и другим млекопитающим, превращают азотистые шлаки в мочевину.

У других животных (например, у рыб или птиц), которые экскретируют вместо мочевины аммиак или мочевую кислоту, возможна цепь реакций, ведущих к образованию аргинина, но у них печеночные клетки лишены аргиназной активности. Этот фермент катализирует гидролитическое отщепление NH2C(=NH)— или гуанидиновой группировки от молекулы аргинина с освобождением мочевины и регенерацией свободного орнитина. Последний способен вновь поступать в митохондрии для выполнения своей каталитической функции при следующем «обороте» цикла.

Все это превращение в целом требует некоторого дополнительного регулирования, что связано с работой цикла лимонной кислоты, который обеспечивает обновление запаса четырехуглеродных промежуточных продуктов. Вспомним, что при распаде аргининоянтарной кислоты образуются аргинин и фумарат; последний должен быть превращен вновь в аспартат, чтобы цикл мочевины мог функционировать каталитически. Это превращение обеспечивается переносом фумарата обратно в митохондрии и его окислением до оксалоацетата (через малат) при участии ферментов, катализирующих реакции этих звеньев цикла лимонной кислоты.

Одновременное окисление НАД-Н, образующегося при участии малатдегидрогеназы в дыхательной цепи, обеспечивает 3 моля АТФ, что соответствует потребностям в энергии для реакций цикла мочевины. Наконец, оксалоацетат может быть превращен в аспартат путем переноса аминогруппы от глутамата при участии глутамат-аспартатаминотрансферазы митохондрий. Конечно, для образования двуокиси углерода как источника входящего в состав мочевины углеролного атома необходимы дополнительные «обороты» цикла лимонной кислоты.

Нарушения обмена аммиака

Реакции, которые мы рассматривали выше, осуществляются преимущественно в клетках печени. В клетках других тканей встречаются некоторые из числа катализирующих эти реакции ферментов (например, ферменты, необходимые для синтеза карбамоилфосфата или аргинина в этих тканях), но, подобно печени рыб или птиц, ни одна из внепеченочных тканей не содержит значительного количества фермента аргиназы. Такие ткани, следовательно, лишены способности синтезировать мочевину, и поэтому при нарушениях функции печени общая способность организма обезвреживать токсичный аммиак путем образования нетоксичной мочевины снижается.

Во многих случаях при заболеваниях печени поражение паренхимы органа сопровождается разрастанием соединительной ткани и нарушением кровотока, который в норме составляет одну четверть всей оттекающей от сердца крови. В результате такой обтурадии воротной системы развиваются коллатерали, впадающие в обход печени непосредственно в полую вену, т. е. в общий кровоток. По такому порто-кавальному шунту вещества, всасывающиеся в желудочно-кишечном тракте, попадают, минуя печень, непосредственно в ткани организма, что резко усугубляет и без того серьезные последствия нарушения дезинтоксикации аммиака и других токсичных соединений патологически измененными клетками печени.

- Читать далее "Печеночная кома. Наследственные нарушения обмена белка"