Основы биохимии Том 2 - А. Ленинджер 1985
Биоэнергетика и метаболизм
Окислительное расщепление аминокислот. Цикл мочевины
Аммиак для животных токсичен
Выше мы прервали начатое обсуждение обмена аминогрупп, чтобы рассмотреть процесс расщепления дезаминированных аминокислот, служащих источником энергии. Вернемся теперь к тому, на чем мы остановились ранее, и займемся судьбой аммиака, образующегося в результате окислительного дезаминирования глутамата под действием глутаматдегидрогеназы, т. е. в результате процесса, протекающего практически во всех тканях. Здесь мы сталкиваемся с серьезной биохимической проблемой, потому что аммиак-крайне токсичное вещество, особо опасное для мозга. Аммиак настолько токсичен, что инъекция животному даже самого слабого его раствора может вызвать кому.
Причина столь резкого действия аммиака на мозг пока не вполне ясна. Объяснение можно, очевидно, искать в двух главных факторах. 1) Аммиак характеризуется очень высоким значением рК', поэтому при pH крови он существует почти целиком в виде иона аммония (NH+4). Ионы NH4 проникают через плазматическую и митохондриальную мембраны с большим трудом. В отличие от них нейтральные молекулы свободного аммиака (NH3) легко проходят через эти мембраны. И хотя в крови при pH 7,4 доля свободного аммиака составляет всего лишь около 1% от общего его количества, этот свободный аммиак проходит сквозь мембраны и проникает в клетки мозга, а также в их митохондрии. 2) Попав в митохондрии клеток мозга, аммиак взаимодействует здесь с а-кетоглутаратом, образуя глутамат; эта реакция представляет собой обращение глутаматдегидрогеназной реакции:
Результатом ее является в конечном счете отток а-кетоглутарата из пула промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты в митохондриях мозга и как следствие этого - снижение скорости окисления глюкозы, играющей роль главного топлива для клеток мозга. Оба названных фактора, несомненно, очень важны, но есть, очевидно, и какие-то другие причины высокой чувствительности мозга к аммиаку, пока еще недостаточно изученные.