Jaką reakcję katalizuje miokinaza/ kinaza adenylowa i jak wpływa to na gospodarkę energetyczną? katalizuje przemianę ATP i AMP w ADP Dzięki temu możliwe jest:  wykorzystanie fosforanu bogatoenergetycznego z ADP do syntezy ATP,  refosforylacja AMP powstałego z ATP,  wykorzystanie zwiększającego się stężenia AMP jako sygnału do tworzenia ATP Jaki pierwiastek występuje z ATP w reakcji amidacji glutaminianu? Mgimgs\amidacja glutaminianu.jpg Gdzie powstaje amoniak w przewodzie pokarmowym i co się z nim później dzieje? Może powstawać w świetle jelita (bakterie) lub ścianie jelita. Który następnie się wchłania i żyłą wrotną dostaje się do wątroby.imgs\usghdiuasgdiuasbx.jpg Powstawanie amoniaku w nerce. W kanaliku nerkowym enzym glutaminaza uwalnia amoniak i kwas glutaminowy z glutaminy. Amoniak w sposób bierny dyfunduje do wnętrza kanalika, łącząc się z jonem wodorowym (który zakwasza organizm). Powstaje jon amonowy NH4+, który usuwany jest jako chlorek amonu. Wydalanie amoniaku z moczem ułatwia utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie.imgs\powstawanie amoniaku w nerce.jpg Stężenie amoniaku w organiźmie? 10–20 μg/dl Hiperamonemia -> skutki? 1. Występowanie amoniaku w postaci niezjonizowanej i jego przenikanie do OUN (bariera krew––mózg staje się dla niego przepuszczalna). W astrocytach, w reakcji katalizowanej przez mitochondrialny enzym – syntetazę glutaminianową, glutaminian wiąże amoniak wiązaniem amidowym, dzięki energii z hydrolizy ATP do ADP oraz Pi i powstaje glutamina. 2. Obniżenie stężenia kwasu glutaminowego i wzrost stężenia glutaminy (która w nadmiernym stężeniu też działa toksycznie). Glutamina jest uwalniana z astrocytów przez transporter PAAT-1 (transporter dla aminokwasów będących toksynami) do części presynaptycznej neuronów. Zaburzenia uwalniania glutaminy z astrocytów powodują wzrost osmolalności wnętrza astrocytów, co prowadzi do obrzęku mózgu, śpiączki i zgonu. 3. Spadek stężenia kwasu glutaminowego w OUN zaburza syntezę hamującego neuroprzekaźnika kwasu γ-aminomasłowego (GABA), co prowadzi do zaburzeń neuroprzekaźnictwa. 4. Spadek stężenia α-ketoglutaranu w mózgu, a jest on prekursorem kwasu glutaminowego (w reakcji aminacji redukcyjnej), co powoduje zahamowanie cyklu Krebsa i brak ATP. Najczęstsza przyczyna hiperamonemii u noworodków i dzieci? Zaburzenia syntezy mocznika, na skutek bloków metabolicznych enzymów cyklu mocznikowego. Przyczyny pozawątrobowe hiperamonemii? Znaczne obciążenie białkiem przewodu pokarmowego (np. masywne krwawienia żołądkowo-jelitowe), zakażenia, spożycie alkoholu, hipokalcemia, leczenie środkami moczopędnymi i zaburzone wydalanie nerkowe. Prawidłowe wydalanie amoniaku z moczem? 20–500 mmol/dobę Choroby przebiegające ze wzrostem wydalania amoniaku? kwasica metaboliczna (biegunka, ketonemia w cukrzycy lub w czasie głodzenia), niedobór sodu lub potasu Spadek wydalania amoniaku z moczem występuje w: alkalozie metabolicznej, w kłębkowym zapaleniu nerek z uszkodzeniem części dystalnej nefronu i w chorobie Addisona Jaka reakcja pozwala oceniać pulę wolnych aminokwasów, przebieg reakcji? Oznaczanie azotu alfa-aminowego za pomocą reakcji z ninhydryną. Aminy pierwszorzędowe w reakcji z ninhydryną wytwarzają zasadę Schiffa (iminę), która następnie w wieloetapowej reakcji rozpada się, zazwyczaj z wytworzeniem 2-amino-3-hydroksy-1H-inden-1-onu (aminokwasy w tym procesie tracą grupę aminową i ulegają dekarboksylacji do aldehydów krótszych o jeden atom węgla). Powstała pochodna aminoindenu reaguje z kolejną cząsteczką ninhydryny, tworząc kolejną zasadę Schiffa, tzw. purpurę Ruhemanna o barwie fioletowoniebieskiej.imgs\reakcja z nihydryną.jpg Czy w warunkach fizjologicznych w moczu występują aminokwasy? Nie, ulegają całkowitemu wchłanianiu zwrotnemu w kanalikach nerkowych. Różnica pomiędzy hiperaminoacydemią a hiperaminoacyduria? Hiperaminoacydemia – zwiększone stężenie aminokwasów w osoczu krwi. Hiperaminoacyduria – zwiększone wydalanie aminokwasów z moczem. Ze względu na przyczyny aminoacydurie dzielimy na:  pierwotne: ‒ „z przelewu” – tzn. występuje blok metaboliczny, w wyniku czego dochodzi do nagromadzenia się w osoczu aminokwasu, który nie ulega przemianie; zostaje przekroczony próg nerkowy, czyli zdolność reabsorpcji aminokwasu przez kanaliki nerkowe; dzieje się tak w hiperfenyloalaninemii, tyrozynemii, alkaptonurii, homocystynurii, histydynemii, w chorobie z moczem o zapachu syropu klonowego, w defektach cyklu mocznikowego, ‒ w wyniku zaburzonego transportu cewkowego – cystynuria, choroba Hartnupów, aminoacyduria dikarboksylowa.  wtórne: ‒ „z przelewu” – w ciężkich chorobach wątroby (żółty zanik wątroby, marskość wątroby, zatrucie muchomorami, czterochlorkiem węgla), czego wynikiem jest hiperaminoacydemia, ‒ w wyniku dysfunkcji transportu kanalikowego na skutek uszkodzenia nerek (zatrucie metalami ciężkimi, zażywanie leków nefrotoksycznych). Metoda referencyjna oznaczania stężenia mocznika Metoda enzymatyczno – kinetyczna: Ureaza w sposób swoisty rozkłada mocznik do dwutlenku węgla i amoniaku. Powstały amoniak jest wiązany przez alfa-ketoglutaran w obecności NADH + H+. Dehydrogenaza glutaminianowa (GDH) katalizuje swoiście redukcyjną aminację alfa-ketoglutaranu i powstaje glutaminian oraz NAD+. Ureaza działa jednokierunkowo, a przez odpowiedni dobór reagentów równowaga reakcji dehydrogenazy glutaminianowej zostaje przesunięta całkowicie w prawo i zachodzi w sposób stechiometryczny. Rozkład jednej cząsteczki mocznika jest związany z utlenieniem 2 cząsteczek NADH + + H+. Wzrost ilości NAD mierzy się poprzez odczyt spadku absorbancji w czasie 1 min dla prób badanej i kontrolnej przy długości fali 340 nm. Metoda jest swoista i bardzo czuła. imgs\aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.jpg Co oprócz stężenia mocznika oznacza się do celów klinicznych i jaka jest tego norma? oznacza się azot mocznika we krwi (BUN – blood urea nitrogen). norma BUN w surowicy wynosi 10–23 mg/dl Procentowy skład RN. 30-40% -> azot mocznika 20% -> azot kwasu moczowego 20% -> azot aminokwasów 5% -> azot kreatyniny 1-2% -> azot kreatyny 0,2% -> azot amoniaku Oznaczanie stężenia azotu pozabiałkowego w osoczu krwi - metoda kolorymetryczna Nesslera 1. odbiałczenie osocza 2. mineralizacja stężonym kwasem siarkowym w obecności katalizatora - powstaje siarczan amonu 3. reakcja siarczanu amonu z wodorotlenekiem sodu w wyniku czego powstaje amoniak 4. reakcja amoniaku w środowisku alkalicznym z jodkiem rtęciowo-potasowym (odczynnik Nesslera) dając jodek oksyamidortęciowy o zabarwieniu czerwonym imgs\Nessler.jpg Oznaczanie stężenia azotu pozabiałkowego w osoczu krwi - metoda Kjedahla w aparacie Parnasa-Wagnera 1. odbiałczamy osocze 2. wirujemy 3. uzyskany supernatant w specjalnych kolbach Kjedahla poddajemy mineralizacji stężonym kwasem siarkowym (VI), w obecności katalizatora (miedziowego lub selenowego) 4. łagodnie ogrzewamy zawartość w wyniku czego z azotu zawartego w związkach pozabiałkowych powstaje siarczan (VI) amonu 5. następnie przeprowadzamy destylację w aparacie Parnasa-Wagnera 6. z powstałego (NH4)2SO4 pod wpływem stężonego NaOH uwalniany jest amoniak 7. uwolniony amoniak wiąże się z mianowanym H2SO4 8. nadmiar niezwiązanego kwasu siarkowego (VI) miareczkujemy mianowanym roztworem NaOH 9. z ilości zużytego do miareczkowania roztworu mianowanego NaOH oblicza się ilość azotu pozabiałkowego w badanej próbce osoczaimgs\metoda Kjedahla.jpg Przyczyny hiperazotemii? - przyczyny przednerkowe: gorączka, choroby nowotworowe, rozległe oparzenia dieta bogatobiałkowa i bogatopurynowa - znaczne upośledzenie czynności nerek Usówanie amoniaku w reakcji z aminotransferazą glutaminową. 1. przeniesienie grupy amonowej na kwas alfa-ketoglutarowy 2. prowadzi to do powstania kwasu glutaminowego 3. następnie kwas glutaminowy ulega deaminacji oksydacyjnej do α-ketoglutaranu i amoniaku Regulacja aktywności dehydrogenazy glutaminowej. allosteryczna: + -> ADP - -> ATP, GTP, NADH Co to jest transdeaminacja? Przekształcenie α-aminowego azotu aminokwasów w amoniak w wyniku działania aminotransferazy glutaminianowej i dehydrogenazy glutaminianowej Jak organizm radzi sobie z toksycznym amoniakiem, jakie są warunki tej reakcji? Tkanki przekształcają go w grupę amidową nietoksycznej glutaminy w reakcji amidacji kwasu glutaminowego. Reakcja ta wymaga dużego stężenia ATP, bowiem energia z hydrolizy wysokoenergetycznego wiązania jest niezbędna do utworzenia wiązania amidowego glutaminy.imgs\amidacja kwasu glutaminowego.jpg Jaką dodatkową funkcję ma syntetaza karbamoilofosforanowa I? Jest to enzym ograniczający szybkość cyklu mocznikowego, aktywny tylko w obecności allosterycznego aktywatora N-acetyloglutaminianu, który zwiększa powinowactwo syntetazy karbamoilofosforanowej do ATP. Jak na biosyntezę mocznika i wychwyt aminokwasów przez wątrobę wpływają dieta bogatobiałkowa, głód i glikokortykosterydy? stymulują i zwiększają Kiedy występuje podwyższone stężenie mocznika w surowicy? Przy upośledzeniu funkcji nerki poniżej 25%. Prawidłowe wydalanie mocznika? 20–35 g/dobę Od czego zależy stężenie mocznika w surowicy krwi? od ilości białka w diecie, czynności wydalniczej nerek, tempa metabolizmu białek ustrojowych, czynności wątroby i narządów dokrewnych Fizjologiczne stężenie mocznika we krwi? 25–40 mg/dl Kiedy obserwujemy wzrost stężenia mocznika we krwi powyżej 40 mg/dl?  upośledzona filtracja kłębuszkowa, której przyczyną mogą być ostra niewydolność nerek, przewlekłe choroby nerek, zmniejszony przepływ krwi przez nerki (wstrząs, zastoinowa niewydolność krążenia),  zwiększony katabolizm białek, na skutek diety wysokobiałkowej, utraty masy mięśniowej, reabsorpcji białek po krwawieniu z przewodu pokarmowego, sterydoterapii, gorączki, nadczynności tarczycy,  w wyniku podania leków (antybiotyki nefrotoksyczne),  przy odwodnieniu CYKL MOCZNIKOWY imgs\cykl mocznikowy.jpg Jak wygląda bilan białkowy u zdrowych ludzi i kiedy obserwujemy dodatni bilans białkowy? U ludzi zdrowych ilość spożytego azotu równa się ilości wydalnonegom, a dodatni bilans białkowy (czyli więcej przyjęte niż wydalone) występuje u kobiet w ciąży i w okresie wzrostu. Jak dzielimy związki azotowe występujące w osoczu krwi? Na azot białkowy i azot pozabiałkowy inaczej resztkowy. Która technika jest techniką referencyjną oznaczania azotu pozabiałkowego? Metoda Kjedahla Przyczyny hipoazotemii? Ciężkie choroby wątrobyt, nerczyca Jaką drogą katabolizowany jest azot aminokowasów? Najpier ulegają transaminacji, w wyniku której pozbawiane są azotu, kóry to trafiając na jeden z nośników aminokwasowych i z którego to w wątrobie w wyniku deaminacji oksydacyjnej usówany jest amoniak, który to następnie trafia do cyklu mocznikowego. Podaj jakie typy transaminaz wyróżniamy, jaką reakcje prowadzą i jaką rolę w nich pełni fosforan pirydoksalu? transaminaza alaninowa -> alanina-pirogronian transaminaza glutaminowa -> glutamina-alfa-ketoglutaran transaminaza asparaginianowa -> asparaginian-szczawiooctan rolą pirydoksalu jest przejście (w miejscu katalitycznym enzymu) amoniaku z wytworzeniem pirydoksaminy i następnie przekazanie jej na akceptora Które aminokwasy nie ulegają transaminacji glutaminowej? lizyna, treonina, prolina, hydroksyprolina Usówanie amoniaku z aminokwasów - droga pośrednia. 1. utlenienia grupy aminowej do grupy iminowej 2. spontaniczna hydrolizy powstałego iminokwasu do ketokwasu 3. przeniesienia odłączonej grupy aminowej na inny ketokwas (w ten sposób nie powstaje wolny amoniak). Reakcja dehydrogenazy kwasu glutaminowego, co jest jej koenzymem i w jakich tkanakach zachodzi w którą stronę? koenzym NAD lub NADP w prawo tylko w wątrobie w lewno w innych tkankach (aminacja redukcyjna alfa-ketaglutaranu)imgs\reakcja dehydrogenzay kwasu glutaminowego.jpg Fizjologiczne stężenie RN w osoczu? 11,4 - 28,6 mmol/l (16,0-40,0 mg/dl) Co się dzieje z amoniakiem w mózgu przy stężeniu fizjologicznym, a co w przypadku hiperanonemii? Fizjologicznie amoniak jest wiązany przez glutaminian w reakcji katalizowanej przez syntetazę glutaminową, w wyniku czego powstaje glutamina. Dzieje się to w astrocytach (ze względu na duże stężenie ATP). Następnie glutamina dyfunduje do neuronów, gdzie jest rozkładana przez glutaminazę, kwas glutaminowa z powstałej reakcji jest wykożystywany do synetezy neuroprzekaźnika GABA a amonik do reakcji aminacji redukcyjnej. Glutamina pełni rolę magazynu obu tych związków. W warunkach hiperanonemii amoniak musi zostać związany a do tego celu wykożystywany jest alfa-ketoglutaran, wyciągany z cyklu Krebsa, co upośledza pozyskiwanie energii. imgs\kshkdsnuskncs.jpg Dlaczego podczas głodowania dochodzi do wzrostu stężenia enzymów ureogenezy? Ze względu na konieczność przekształcania dużych ilości toksycznego amoniaku powstałego przy zwiększonej degradacji białek. Czy wydalanie mocznika stanowi dobry marker oceny GFR? Jego stężenie we krwi nie stanowi dobrego markera oceny GFR. Oznaczanie stężenia mocznika w surowicy krwi pomaga jednak w różnicowaniu spadku wielkości przesączania kłębuszkowego poprzez zastosowanie współczynnika mocznik/kreatynina (prawidłowo wynosi 12–20). Kiedy obserwujemy obniżenie stężenia mocznika we krwi < 20 mg/dl?  ciężkie choroby wątroby (zatrucie czterochlorkiem węgla, chloroformem, ostry zanik wątroby, wirusowe zapalenie wątroby),  w trakcie stosowania androgenów,  przy diecie niskobiałkowej,  przy głodzeniu,  przy przewodnieniu Powstawanie amoniaku w mięśniach - cykl purynowy imgs\cykl purynowy w mięśniach.jpg Co się dzieje z mocznikiem w kanalikach nerkowych? W wyniku biernej dyfuzji w kanalikach nerkowych 40% mocznika jest resorbowane i sekrecjonowane. Bierze też on udział w w rozcieńczaniu i zagęszczaniu moczu poprzez zwiększanie molalności rdzenia nerki (wzmacniacz przeciwprądowy). Przyczyny wątrobowe hiperamonemii? Marskość wątroby, zespolenie żyły wrotnej z żyłą czczą, ostra niewydolność wątroby, zatrucie (rozpuszczalnikami organicznymi lub grzybami), zespół Reya (stłuszczenie wątroby z encefalopatią u dzieci), defekty enzymatyczne cyklu mocznikowego (u dzieci). Co to jest mocznica? To schyłkowa przewlekła niewydolność nerek, w której wielkość przesączania kłębuszkowego GFR < 15 ml/min/1,73 m2. Co się dzieje we krwi na skutek uszkodzenia miąższu nerek? Zwiększa się we krwi stężenie mocznika i zmniejsza się wytwarzanie erytropoetyny, co prowadzi do niedokrwistości. Dochodzi też do hipokalcemii z powodu upośledzenia hydroksylacji 25-hydroksycholekalcyferolu i nie powstaje kalcytriol. Jak wygląda przepuszczalność ścian kanalików dla mocznika? Przepuszczalność ścian kanalików dla mocznika jest różna. Dobrze przepuszczalne są ściany cewki bliższej, pętli Henlego i cewki dalszej, natomiast nieprzepuszczalne są ściany cewki zbiorczej. Powoduje to „uwięzienie” mocznika w miąższu nerki i ciągłą cyrkulację w jej rdzeniu, wywołaną utrudnieniem jego ucieczki przez ścianę cewek dalszych. Wydalanie mocznika? Około 90% mocznika jest wydalane z moczem, natomiast pozostałe 10% z potem lub trafia do przewodu pokarmowego. Czy mocznik ulega całkowitej filtracji do przesączu pierwotnego? TAK. Źródła amoniaku w organizmie?  mięśnie szkieletowe (cykl purynowy)  jelito (ściana i światło)  nerki Fizjologiczne występowanie wyskokiego stężenia amoniaku? Żyła wrotna