Мочевина образуется в результате распада

Мочевина

Мочевина образуется в результате распада

Впервые была обнаружена в моче. Особое значение мочевине в истории органической химии придал факт её синтеза из неорганических веществ Фридрихом Вёлером в 1828 году:

Это превращение является первым синтезом органического соединения из неорганического. Вёлер получил мочевину нагревом цианата аммония, полученного реакцией взаимодействия цианата калия с сульфатом аммония. Это событие нанесло первый удар по витализму — учению о жизненной силе.

Физические свойства

Бесцветные кристаллы без запаха, кристаллическая решётка тетрагональная сингония (а = 0,566 нм, b = 0,4712 нм, c = 2); претерпевает полиморфные превращения кристаллов.

Мочевина хорошо растворима в полярных растворителях (воде, жидком аммиаке и сернистом ангидриде), при снижении полярности растворителя растворимость падает. Мочевина нерастворима в неполярных растворителях (алканах, хлороформе).

Растворимость (г в 100 г растворителя):

  • в воде — 108 (20 °C)
  • в жидком аммиаке — 49,2 (20 °C, 709 кПа), 90 (100 °C, 1267 кПа);
  • в метаноле — 22 (20 °C);
  • в этаноле — 5,4 (20 °C);
  • в изопропаноле — 2,6 (20 °C);
  • в изобутаноле — 6,2 (20 °C);
  • в этилацетате — 0,08 (25 °C);
  • в хлороформе — ~0 (не растворяется).

Нуклеофильность

Реакционная способность мочевины типична для амидов: оба атома азота являются нуклеофилами, то есть мочевина образует соли с сильными кислотами, нитрование с образованием N-нитромочевины, галогенируется с образованием N-галогенпроизводных. Мочевина алкилируется, образуя соответствующие N-алкилмочевины  RNHCONH2, взаимодействует с альдегидами, образуя производные 1-аминоспиртов  RC(OH)NHCONH2.

В жёстких условиях мочевина ацилируется хлорангидридами карбоновых кислот с образованием уреидов (N-ацилмочевин):

 RCOCl + H2NCONH2 ⟶ RCONHCONH2 + HCl.

Взаимодействие мочевины с дикарбоновыми кислотами и их производными (сложными эфирами и т. п.

) ведёт к образованию циклических уреидов и широко используется в синтезе гетероциклических соединений; так, взаимодействие с щавелевой кислотой ведёт к парабановой кислоте, а реакция с эфирами замещённых малоновых кислот — к 1,3,5-триоксипиримидинам — производным барбитурата, широко применявшимся в качестве снотворных препаратов:

В водном растворе мочевина гидролизуется с образованием аммиака и углекислого газа, что обуславливает её применения в качестве минерального удобрения.

Электрофильность

Карбонильный атом углерода в мочевине слабоэлектрофилен, однако спирты способны вытеснять из мочевины аммиак, образуя уретаны:

 H2NCONH2 + ROH ⟶ H2NCOOR + NH3.

К этому же классу реакций относится взаимодействие мочевины с аминами, ведущее к образованию алкилмочевин:

 RNH2 + H2NCONH2 ⟶ RNHCONH2 + NH3.

и реакция с гидразином с образованием семикарбазида:

 H2NNH2 + H2NCONH2 ⟶ H2NNHCONH2 + NH3

образование при нагревании биурета  H2NCONHCONH2.

Комплексообразование

Мочевина образует комплексы — включения (клатраты) со многими соединениями, например с перекисью водорода  CO(NH2)2 ⋅ H2O2, используемой как удобная и безопасная форма «сухого» пероксида водорода (гидроперит).

Способность мочевины образовывать комплексы включения с алканами используется для депарафинизации нефти.

Причём мочевина образует комплексы только с Н-алканами, ибо разветвлённые углеводородные цепи не могут пройти в цилиндрические каналы кристаллов мочевины.

Недавно обнаружена способность мочевины образовывать глубокоэвтектические растворы при смешении с хлоридом холина, хлоридом цинка и некоторыми другими веществами. Такие смеси имеют температуру плавления заметно ниже по сравнению с исходными веществами (часто даже ниже комнатной температуры).

Мочевина является конечным продуктом метаболизма белка у млекопитающих и некоторых рыб.

Производные нитрозомочевин находят применение в фармакологии в качестве противоопухолевых препаратов.

Анализ на мочевину входит в биохимический анализ крови. Нормы:

  • дети до 14 лет — 1,8—6,4 ммоль/л
  • взрослые до 60 лет — 2,5—8,32 ммоль/л
  • взрослые старше 60 лет — 2,9—7,5 ммоль/л

Промышленный синтез и использование

Ежегодное производство мочевины в мире составляет примерно 100 миллионов тонн.

В промышленности мочевина синтезируется реакцией Базарова из аммиака и углекислого газа при температуре 130—140 °C и давлении 200 атм.:

 2NH3 + CO2 ⟶ H2NCONH2 + H2O.

По этой причине производства мочевины совмещают с аммиачными производствами.

Мочевина является крупнотоннажным продуктом, используемым, в основном, как азотное удобрение (содержание азота 46 %) и выпускается, в этом качестве, в устойчивом к слёживанию гранулированном виде.

Другим важным промышленным применением мочевины является синтез мочевино-альдегидных (в первую очередь мочевино-формальдегидных) смол, широко использующихся в качестве адгезивов в производстве древесно-волокнистых плит (ДВП) и мебельном производстве. Производные мочевины — эффективные гербициды.

Мочевина также применяется для очистки дымовых газов тепловых электростанций, котельных, мусоросжигательных заводов, дизельных двигателей внутреннего сгорания и т. п. от оксидов азота:

 H2NCONH2 + H2O ⟶ 2NH3 + CO2, 6NO + 4NH3 ⟶ 5N2 + 6H2O.

Карбамид зарегистрирован в качестве пищевой добавки E927b. Используется, в частности, в производстве жевательной резинки.

Мочевина содержит 46,63 % азота по массе. Бактерии выделяют фермент уреазу, который катализирует превращение мочевины в аммиак и углекислый газ.

 (NH2)2CO + H2O ⟶ NH3 + H2NCOOH ⟶ 2NH3 + CO2.

Аммиак далее окисляется бактериями рода Nitrosomonas в нитрит:

 2NH3 + 3O2 ⟶ 2NO2− + 2H+ + 2H2O.

Далее бактерии рода Nitrobacter окисляют нитрит в нитрат:

 2NO2− + O2 ⟶ 2NO3−.

Растения поглощают из почвы ионы аммония и нитрат-ионы.

Детекция

Для обнаружения мочевины используют появление желто-зелёного окрашивания при взаимодействии определяемого раствора с п-диметил-аминобензальдегидом в присутствии соляной кислоты. Предел обнаружения 2 мг/л.

Источник: https://chem.ru/mochevina.html

Весь цикл мочевинообразования можно представить следующим образом:

На первом этапе синтезируется карбамоилфосфат в результате конденсации ионов аммония, двуокиси углерода и фосфата (поступающего из АТФ) под действием фермента карбамоилсинтетазы. Карбамоилфосфат – это метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза ряда других азотистых соединений.

На втором этапе мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитинкарбамоилтрансфераза.

На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций.

Первая из них, энергозависимая, сводится к конденсации цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинатсинтетаза).

Аргининосукцинат распадается в следующей реакции на аргинин и фумарат при участии другого фермента – аргининосукцинатлиазы.

На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы.

Эффективность работы орнитинового цикла при нормальном питании человека и умеренных физических нагрузках составляет примерно 60% его мощности. Запас мощности необходим для избежания гипераммониемии при изменении количества белка в пище.

Увеличение скорости синтеза мочевины происходит при длительной физической работе или длительном голодании, которое сопровождается распадом тканевых белков. Некоторые патологические состояния, характеризующиеся интенсивным распадом белков тканей (сахарный диабет и др.

) также сопровождаются активацией орнитинового цикла.

Нормальный ход метаболического превращения аммиака в мочевину имеет большое значение для организма.

При серьезных нарушениях функции печени – например, при обширном циррозе или тяжелом гепатите – аммиак, являясь токсичным веществом, накапливается в крови, вызывая тяжелые клинические симптомы.

Известны врожденные метаболические нарушения, связанные с недостатком одного из ферментов, участвующих в синтезе мочевины. Все нарушения синтеза мочевины вызывают аммиачное отравление.

Синтезированная в печени мочевина попадает в кровь, затем в почки и в итоге выводится с мочой.

Мочевина является беспороговым веществом: все образующееся количество фильтруется в просвет проксимальных канальцев, а затем часть (около 35 %) реабсорбируется обратно за счет реабсорбции воды.

В связи с этим величина экскреции мочевины является менее информативным показателем клубочковой фильтрации, чем показатель, основывающийся на экскреции креатинина (который, в отличие от мочевины, практически не реабсорбируется).

Основные статьи:
Мочевина в крови. Клинико-диагностическое значение определения мочевины в крови
Мочевина в моче. Клинико-диагностическое значение определения мочевины в моче

Концентрация мочевины в сыворотке крови здоровых взрослых людей составляет 2,5 – 8,3 ммоль/л (660 мг/л). У женщин, по сравнению со взрослыми мужчинами, концентрация мочевины в сыворотке крови обычно ниже.

У пожилых людей (старше 60 лет) наблюдается некоторое увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови (примерно на 1 ммоль/л по сравнению с нормой здоровых взрослых людей), что обусловлено снижением у пожилых способности почек концентрировать мочу.

У детей уровень мочевины ниже, чем у взрослых, однако у новорожденных в первые 2 – 3 дня содержание ее может достигать уровня взрослого (проявление физиологической азотемии, обусловленной повышенным катаболизмом на фоне недостаточного поступления жидкости в первые 2 – 3 сут жизни и низкого уровня клубочковой фильтрации).

В условиях гипертермии, эксикоза цифры мочевины могут возрасти еще больше. Нормализация наступает к концу первой недели жизни. Уровень мочевины в крови у недоношенных 1 нед.

– 1,1 – 8,9 ммоль/л (6,4 – 63,5 мг/100 мл), у новорожденных – 1,4 – 4,3 ммоль/л (8,6 – 25,7 мг/100 мл), у детей после периода новорожденности – 1,8 – 6,4 ммоль/л (10,7 – 38,5 мг/100 мл).

Экскреция мочевины с мочой (при диете со средним содержанием белка) в норме составляет у взрослых 333,0 – 587,7 ммоль/сут (20 – 35 г/сут).

У детей суточная экскреция мочевины с мочой ниже и увеличивается с возрастом: 1-я нед – 2,5 – 3,3 ммоль/сут, 1 мес – 10,0 – 17,0 ммоль/сут, 6 – 12 мес – 33 – 67 ммоль/сут, 1 – 2 года – 67 – 133 ммоль/сут, 4 – 8 лет – 133 – 200 ммоль/сут, 8 – 15 лет – 200 – 300 ммоль/сут.

См. также: Методы определения мочевины

  • Комаров Ф. И., Коровкин Б. Ф., Меньшиков В. В. – Биохимические исследования в клинике – Элиста, АПП «Джангар», 1999 г.
  • Слепышева В. В., Балябина М. Д., Козлов А. В. – Методы определения мочевины
  • Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. – Биологическая химия – Москва, «Медицина», 1990 г.
  • Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. – Биохимия человека – том 1 – Москва, «Мир», 1993 г.
  • Биохимия – под редакцией Северина Е. С. – Москва, ГЭОТАР-МЕД, 2004 г.
  • Клиническая оценка лабораторных тестов – под редакцией Н. У. Тица – Москва, «Медицина», 1986 г.
  • Папаян А. В., Савенкова Н. Д. – “Клиническая нефрология детского возраста”, Санкт-Петербург, СОТИС, 1997 г.

Источник: http://www.clinlab.info/Biochemistry/Mochevina-61

Мочевина образуется в результате распада

Мочевина образуется в результате распада

Мочевина (карбамид) — полный амид угольной кислоты — содержит 2 атома азота. Источникомодного из них является аммиак, который в печени связывается с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфата под действием карбамоилфосфатсинтетазы I (см. схему А ниже).

Далее под действием орнитинкарбамоилтрансферазы карбамоильная группа карбамоилфосфата переносится на α-аминокислоту орнитин, и образуется другая α-аминокислота — цитруллин (см. схему Б на с. 483).

В следующей реакции аргининосукцинатсинтетаза связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается в ионах Mg2+. В реакции затрачивается 1 моль АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат — источник второго атома азота мочевины (см. схему А на с. 483).

Далее фермент аргининосукцинатлиаза (аргининосукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается в молекуле аргинина (см. схему Б ниже).

Аргинин подвергается гидролизу под действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами аргиназы являются ионы Са2+ или Мn2+. Высокие концентрации орнитина и лизина, являющихся структурными аналогами аргинина, подавляют активность этого фермента:

Образующийся орнитин взаимодействует с новой молекулой карбамоилфосфата, и цикл замыкается.

https://www.youtube.com/watch?v=lDRw0E2BPHc

Первые две реакции процесса происходят в митохондриях гепатоцитов. Затем цитруллин, являющийся продуктом этих реакций, транспортируется в цитозоль, где и осуществляются дальнейшие превращения.

Суммарное уравнение синтеза мочевины:

СО2 + NH3 + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н2О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н3Р04) + АМФ + H4P2O7.

Аммиак, используемый карбамоилфосфатсинтетазой I, поставляется в печень с кровью ворот-вены. Роль других источников, в том числе гсительного дезаминирования глутаминовой эты в печени, существенно меньше.

Аспартат, необходимый для синтеза аргининокцината, образуется в печени путём трансаминирования аланина с оксалоацетатом. Алании поступает главным образом из мышц и клеток кишечника. Источником оксалоацетата, необходимого для этой реакции, можно считать превращение фумарата, образующегося в реакциях орнитинового цикла.

Фумарат в результате двух реакций цитратного цикла превращается в оксалоацетат, из которого путём трансаминирования образуется аспартат (рис. 9-17). Таким образом, с орнитиновым циклом сопряжён цикл регенерации аспартата из фумарата.Пиру ват, образующийся в этом цикле из аланина, используется для глюконеогенеза.

Ещё одним источником аспартата для орнитинового цикла является Трансаминирование глутамата с оксалоацетатом.

Энергетический баланс процесса

В реакциях орнитинового цикла расходуются четыре макроэргических связи трёх молекул АТФ на каждый оборот цикла. Однако процесс превращения аминокислот в безазотистые остатки и мочевину имеет пути компенсации энергозатрат:

  • при включении фумарата в ЦТК на стадии дегидрирования малата образуется NADH, который обеспечивает синтез 3 молекул АТФ (рис. 9-18);
  • при окислительном дезаминировании глу-тамата в разных органах также образуется NADH, соответственно — ещё 3 молекулы АТФ.

Затраты энергии происходят также и при трансмембранном переносе веществ, связанном с синтезом и экскрецией мочевины (рис. 9-18). Первые две реакции орнитинового цикла происходят в митохондриях, а последующие три — в цитозоле.

Цитруллин, образующийся в митохондрии, должен быть перенесён в цитозоль, а орнитин, образующийся в цитозоле, необходимо транспортировать в митохондрию.

Кроме того, в почках перенос мочевины из крови в мочу происходит путём активного транспорта за счёт градиента ионов натрия, создаваемого К+,Nа+-АТФ-азой, что тоже сопряжено с энергозатратами.

Полный набор ферментов орнитинового цикла есть только в гепатоцитах. Отдельные же ферменты орнитинового цикла обнаруживаются не только в печени, но и в других клетках. В энтероцитах, например, имеется карбамоилфосфат-синтетаза I и орнитинкарбамоилтрансфераза, следовательно, может синтезироваться цитруллин.

В почках обнаружены аргининосукцинатсинтетаза и аргининосукцинатлиаза. Цитруллин, образовавшийся в энтероцитах, может поступать в почки и превращаться там в аргинин, который переносится в печень и гидролизуется аргиназой. Активность этих рассеянных по разным органам ферментов значительно ниже, чем в печени.

Источник: studfile.net

Источник: https://niz-info-spravki.ru/mochevina-obrazuetsja-v-rezultate-raspada/

Норма мочевины в крови

У взрослых уровень мочевины определяется методом биохимического анализа крови. Для этого кровь забирается из вены, расположенной на локтевом сгибе. Чтобы результаты были достоверны рекомендуется осуществлять сдачу крови утром и на пустой желудок (допускается только употребление воды).

Нормальный показатель содержания мочевины определяется в зависимости от возраста и пола человека.

  • новорожденные 1,7-5,0;
  • дети до 1 года 1,4-5,4;
  • дети до 15 лет 1,8-6,7;
  • взрослые женщины 2,0-6,7;
  • взрослые мужчины 2,8-8,0.

Количественный уровень в крови мочевины зависит от трех факторов:

  • показательный уровень аминокислот в организме обмена белков (от них зависит количество производимого аммиака);
  • состояние печени (зависит преобразование в мочевину аммиака);
  • состояние почек (вывод мочевину из организма).

Во время повышенного поступления в организм белковой пищи, и при значительном разрушении в организме белков, повышается образование аммиака, а значит, и мочевины.

Когда назначают этот анализ?

Этот показатель дает медикам представление о выделительной функции почек – их способности удалять ненужные вещества с мочой. По ее концентрации в крови можно говорить не только о работе почек, но и о состоянии мышечной системы и печени.

Показаниями для выполнения данного лабораторного теста являются:

  • все формы ишемической болезни сердца;
  • системные заболевания соединительной ткани;
  • артериальная гипертензия (независимо от длительности ее существования);
  • выявление отклонений в общем анализе мочи при скрининговом исследовании;
  • болезни печени, сопровождающиеся нарушением ее функции (гепатит, цирроз);
  • подозрение на воспалительные или инфекционные заболевания почек;
  • заболевания желудочно-кишечного тракта, которые характеризуются снижением абсорбции пищевых ингредиентов (целиакия).

Концентрация мочевины в крови означает:

  1. Показатель выделительной функции почек, то есть способность устранять совместно с мочой ненужные организму вещества.
  2. Показатель состояния мышечной ткани. Обусловлено это тем, что белок, в результате распада которого появляется мочевина, содержится по большей части в мышцах.
  3. Данные, указывающие на эффективность функций печени. Ведь мочевина вырабатывается из аммиака именно в этом органе.

Таким образом, мочевина в крови — весомый показатель состояния печени, почек и мышц.

Причины повышения мочевины в крови

Почему мочевина в крови повышена, и что это значит? На самом деле, существует огромное количество причин, из-за которых данный показатель может оказаться выше нормы. И не обязательно они будут связаны с какими-то отклонениями в жизнедеятельности организма.

Причины, не указывающие на болезнь , но по которым может быть повышенная мочевина в крови взрослого:

  1. В результате приема некоторых медикаментов, например, Лазикса, Эутирокса, Тетрациклина, Кортикостероидов, Сульфониламидов, цефалоспоринов, анаболиков, Неомицина, стероидов, салицилатов, андрогенов.
  2. Чрезмерного употребления белковой пищи или наоборот голодания.
  3. Из-за интенсивных физических нагрузок.
  4. Нервного стресса.

Одна из главных причин повышения содержания мочевины в крови связана с нарушением выделительной функции почек, которая может наблюдаться при ряде болезней :

  • Острая почечная недостаточность, при которой сначала повышается мочевина, а затем креатинин и составляет минимум 10 ммоль/л;
  • Закупорка мочевыводящих протоков конкрементами или новообразованием;
  • ХПН (параллельно определяют концентрацию мочевой кислоты, креатинина, цистатина C);
  • Пиелонефрит и гломерулонефрит;
  • Снижение кровоснабжения почек из-за обезвоживания, шока, сердечной недостаточности, инфаркта миокарда.

Также усиленный распад белка, а, соответственно, повышение биосинтеза мочевины (продукционная азотемия) вызывают многие заболевания человека :

  • Гематологические болезни (лейкозы, лейкемия, злокачественная форма анемии, гемолитическая желтуха).
  • Тяжелые инфекции, в том числе, кишечные (дизентерия, брюшной тиф, холера).
  • Заболевания кишечника (непроходимость, перитонит, тромбоз).
  • Ожоговая болезнь.
  • Новообразования предстательной железы.
  • Шок.

Чтобы определить характер заболевания, медик рассматривает мочевину в сыворотке крови в динамике.

При этом пациент дополнительно направляется на исследование мочи для определения показателя мочевины в этом материале.

Для достоверного заключения во внимание принимают уровни эритроцитов, лимфоцитов, сахара в крови и другие показатели и симптомы, позволяющие оценить общее состояние здоровья пациента.

Симптомы

Повышенный уровень мочевины у мужчин и женщин в крови можно определить по следующим признакам:

  • боли внизу спины;
  • проблемы с оттоком мочи, ее выводится слишком много (полиурия) или очень мало (анурия);
  • повышение артериального давления;
  • отеки;
  • образование в моче крови и белка.

В медицине клинические признаки увеличения концентрации мочевины в крови называются специальным термином – уремический синдром.

Как лечить повышенный уровень мочевины в крови

Если биохимический анализ крови выявил у пациента данную патологию, врач, прежде всего, постарается выяснить, что именно явилось ее первопричиной, иными словами, нужно будет пройти дополнительное обследование, для того чтобы выявить основное заболевание. И конечно, нужно будет сдать повторный анализ крови.

В домашних условиях снижение уровня мочевины достигается путем уменьшения мясных продуктов из повседневного рациона, при этом, упор нужно сделать на фрукты, овощи, каши и ягоды. Рекомендуется пить отвар шиповника, соки, для приготовления которых используются свежие овощи и фрукты, мочегонный чай.

Но все это хорошо только в том случае, если у человека не обнаружено никаких серьезных заболеваний. В том же случае, если повышение мочевины в крови – это следствие болезни, то тогда решать проблему уровня мочевины будет врач. Причем, повышение данного показателя – это всего лишь реакция организма на возникшую проблему, это следствие.

5 комментариев

Очень прошу помочь .Сдела дважды ан. кр .на мочевину 8.4.Что делать ,ума не приложу .Врач сказал, что в моем возрасте ничего страшного(67лет).Как же так,почему если врач не соображает,не посылают на консультацию в какую-либо клинику .Загибайся ,никому ты не нужем и чем старше ,тем хуже.Ответьте ради бога,что делать.Мой тел.

К сожалению, внимательных и одновременно грамотных врачей сегодня мало, к тому же сама сегодняшняя система приёма больных такова, что не до «деталей» и тонкостей, а именно они часто становятся главными показателями больного, когда речь идёт о почках.

Сначала упускают детали, мол, возраст, потом — быстро текущая хроническая почечная недостаточность, так я потеряла мужа и теперь, оглядываясь назад, вижу, что его первоначально упустили врачи, Здесь не обратили внимания на повышенную мочевину, там — не заметили креатин, свели все недомогания к возрастной гипертонии, а ведь могли бы отправить на дополнительное обследование, насторожить человека, принять какие-то меры. И себя виню, конечно, но это сегодня я знаю про мочевину и креатин… Так что не полагайтесь всецело на белые халаты, войдите в свою тему сами, изучите рекомендации и найдите ответственного специалиста — не тяните.

Я сдала биохимиютоже повышена мочевина 10,78 врач мне ничего не сказал. А я сижу сейчас дома и рассматриваю и думаю что попить.

Исключите из рациона мясо. Кушайте овощи, фрукты и каши. Хотябы на время.

то же самое-мочевина 10,5 триглецериды в 2 р.а врач тупо мельком глянет и никакого тебе лечения.просила напр-е к нефрологу она как не слышит.сег.пойду к зав.отд.

Источник: http://pts-kkm.ru/mochevina-obrazuetsja-v-rezultate-raspada/

Синтез мочевины, орнитиновый цикл

Мочевина образуется в результате распада

Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины. Последняя выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно аминокислотного, обмена. На долю мочевины приходится до 80–85% от всего азота мочи.

Основным и, возможно, единственным местом синтеза мочевины является печень. Впервые Г. Кребс и К. Гензеляйт в 1932 г.

вывели уравнения реакций синтеза мочевины, которые представлены в виде цикла, получившего в литературе название орнитинового цикла мочевинообразования Кребса.

Следует указать, что в биохимии это была первая циклическая система метаболизма, описание которой почти на 5 лет опеределило открытие Г. Кребсом другого метаболического процесса – цикла трикарбоновых кислот.

Дальнейшие исследования в основном подтвердили циклический характер биосинтеза мочевины в печени. Благодаря исследованиям Г. Коена, С. Ратнер и сотр.

были уточнены промежуточные этапы и ферментные системы, катализирующие образование мочевины.

Таким образом, весь цикл мочевинообразования может быть представлен следующим образом. На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение карбамоилфосфат – метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза пиримидиновых нуклеотидов (соответственно ДНК и РНК) и аргинина (соответственно белка и мочевины):

Мочевина – основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выводится избыток азота.

Орнитиновый цикл в печени выполняет две функции:

– превращение аминокислот в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;

– синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

Рассмотрим цикл мочевины:

Рисунок 34 – Орнитиновый цикл синтеза мочевины в печени

Начинается он с образования карбамоилфосфата в митохондриях, где много АТФ.

1 Образование карбамоилфосфата. Ионы аммония, возникшие в результате окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты, взаимодействуют с гидрокарбонат – анионом и АТФ при участии карбамоилфосфатсинтетазы, образуя карбамоилфосфат, содержащий макроэргическую связь:

О

//

NН4+ + НСО3- + 2АТФ → Н2N – С + 2АДФ + Н2РО4- + Н+

\

О ~ Ф

Карбамоилфосфат

2. Получение цитруллина. В матриксе митохондрий карбамоилфосфат конденсируется с аминокислотой орнитином, которая, являясь гомологом лизина, не входит в состав белков.

Реакция катализируется орнитинкарбамоилтрансферазой:

Н СОО- О Н СОО-

\ / // \ /

С + Н2N – С → СО + Н2РО4-

+ / \ + \ + / \ ||

Н3N (СН2)3NН3 О ~ Ф Н3N (СН2)3NН – С – NН2

Орнитин Карбамоилфосфат цитруллин

Образующийся цитруллин переходит в цитозоль клеток печени, где и происходят остальные реакции цикла мочевины.

3. Получение аргининосукцината. Замещение карбонильной группы цитруллина на аминогруппу аспартата с образованием гуанидиновой группировки аргининосукцината происходит при участии АТФ и катализируется аргининосукцинатсинтетазой:

Н СОО- Н СОО-

\ / \ /

С О + С + АТФ →

+ / \ || / \

Н3N (СН2)3NН – С – NН2 Н3N СН2СОО-

Цитруллин аспартат

Н СОО-

\ / +

С Н2N СН2СОО- + Н2Р2О72- + АМФ

+ / \ || |

Н3N (СН2)3NН – С – NН – СНСОО-

Аргининосукцинат

Реакция эндэргоническая, на протекание первой и третьей реакций цикла расходуется 4 молекулы АТФ.

4. Распад аргининосукцината. Под действием аргининосукцинатлиазы аргининосукцинат экзэргонически расщепляется с образованием аргинина и фумарата:

Н СОО- Н СОО- СОО- Н

\ / + \ / + \ /

С Н2N СН2СОО- → С Н2N + С = С

+ / \ || | + / \ || / \

Н3N (СН2)3NН – С – NН – СНСОО- Н3N (СН2)3NН – С – NН2 Н СОО-

Аргининосукцинат Аргинин Фумарат

5. Образование мочевины и регенерация орнитина. Гидролиз аргинина, катализируемый аргиназой, приводит к образованию мочевины и регенерации орнитина. Реакция экзэргонична.

Н СОО- Н СОО- NН2

\ / + + \ / /

С Н2N → С + О = С

+ / \ || + / \ + \

Н3N (СН2)3NН – С – NН2 Н3N (СН2)3NН3 NН2

Аргинин Орнитин Мочевина

Регенерированный орнитин может снова поступать в митохондрии и участвовать в новом обороте цикла мочевины. Образующуюся мочевину кровь переносит из печени в почки, где извлекается из крови и удаляется из организма с мочой.

В орнитиновом цикле расходуется 4 макроэргические связи трех молекул АТФ на каждый оборот цикла.

Однако процесс образования мочевины обеспечивает сам себя энергией:

– при регенерации аспартата из фумарата на стадии дегидрирования малата образуется НАДН, который может обеспечить синтез 3 макроэргических связей.

– при окислительном дезаминировании глутамата в разных органах тоже образуется НАДН, который может обеспечить синтез 3 макроэргических связей.

Из приведенных реакций видно, что токсичный аммиак превращается в безвредную мочевину. При этом один из атомов азота мочевины образуется из аммиака, другой – из аспартата.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/5_128100_sintez-mochevini-ornitinoviy-tsikl.html

Биохимический анализ крови: мочевина

Мочевина образуется в результате распада
Для выявления почечных заболеваний проводится биохимический анализ крови, мочевина в котором является важным показателем выделительных процессов организма. По концентрации вещества в крови можно выяснить, справляются ли почки со своими функциями.

Мочевина – это конечный азотосодержащий продукт жизнедеятельности организма, который образуется в результате распада белков. Она состоит из химических соединений и вырабатывается организмом для нейтрализации аммиака.

Мочевина представляет собой мелкие бесцветные или белые кристаллы, хорошо растворяющиеся в жидкости. Второе название этого соединения – карбамид. Широко применяется в различных областях: в медицине, косметологии, промышленности, в садоводстве (как азотное удобрение).

По уровню содержания мочевины в крови человека можно диагностировать заболевания, определять степень патологий, следить за их течением.

Показания к проведению анализа

Такой показатель, как мочевина, содержится в стандартном биохимическом анализе крови, но любой врач назначает дополнительное исследование на это вещество в следующих случаях:

  • частые пульсирующие боли в области голеностопного сустава или большого пальца на ноге – симптомы являются начальными проявлениями подагры;
  • с целью профилактики в случае, если родственники болеют подагрой: при анализе на мочевину можно выявить это наследственное заболевание на ранней бессимптомной стадии;
  • в комплексе с другими почечными пробами;
  • при сердечных заболеваниях для дальнейшего прогноза и оценивания возможных рисков;
  • для диагностики заболеваний мочевыводящей системы;
  • после лучевой и химической терапии – разрушение большого количества клеток приводит к высвобождению мочевины и повышению ее концентрации;
  • для выявления причин заболеваний суставов ревматического происхождения;
  • при алкогольных и химических интоксикациях, голодании.

Исследование крови на карбамид периодически назначается спортсменам. Во время тренировок усиливается синтез тестостерона, вследствие чего увеличивается мышечная масса, а это, как известно, приводит к повышению уровня азотного соединения.

Еще спортсмены часто увлекаются биологическими белковыми добавками, поэтому проведение анализа на мочевину для них просто необходимо.

При беременности анализ крови назначается для оценки работы почек, так как в этот период нагрузка на них значительно увеличивается.

Особенности проведения анализа

Исследование крови методом биохимии считается наиболее эффективным для выявления различных патологий.

При биохимическом анализе можно точно определить уровень мочевины, мочевой кислоты и креатинина, что очень важно при диагностике болезней почек и других сопутствующих патологий.

Полученные результаты используются для оценивания работоспособности почек, печени, мочевыводящей системы, а также обменных процессов в органах.

Синтез мочевины происходит в тканях печени, а выводится она через почки вместе с мочой. Именно поэтому концентрация мочевины позволяет определить состояние почек и выделительных систем. Мочевина является конечным продуктом метаболизма белков.

Если ее уровень повышен, это указывает на то, что в организме нарушены выделительные функции, или, проще говоря, больны почки. При анализе крови на уровень карбамида легко определяется почечная недостаточность и наличие камней в мочевыводящих путях.

Для проведения биохимического анализа крови требуется небольшая подготовка. Перед исследованием не рекомендуется употребление жирной пищи. Ужин в предыдущий вечер должен состоять из легких блюд.

Категорически запрещено употреблять алкоголь в течение нескольких дней до исследования, в день сдачи анализа нельзя курить.

Для получения достоверных результатов при анализе крови на мочевину нельзя нервничать, а накануне его проведения необходимо избегать стрессов, переутомления и интенсивных физических нагрузок.

Анализ проводится в утренние часы, забор крови осуществляется натощак. Биоматериал берут из вены в количестве от 5 до 10 мл. Результат готов, как правило, на следующий день. Определение показателей проводит врач, а пациент получает готовый протокол с расшифровкой.

Что влияет на показатели?

На концентрацию мочевины в крови влияют многие факторы:

  • возраст – у детей уровень карбамида в крови ниже, чем у взрослых, причем следует отметить, что после 40 лет он постепенно увеличивается;
  • время суток – уровню мочевины свойственны суточные колебания: в утренние часы ее концентрация на 20% выше, чем вечером;
  • лекарственные препараты – гормональные, нефротические, диуретические, анальгетики приводят к повышению концентрации;
  • питание – большое количество белковой пищи покажет завышенный уровень мочевины в крови, употребление растительной пищи приведет к снижению уровня;
  • физические нагрузки – интенсивная нагрузка перед анализом может искажать результаты;
  • беременность – концентрация мочевины снижается вследствие интенсивной работы почек и использования аминокислот для развития плода;
  • вредные привычки: от употребления алкоголя и курения развивается гипоксия тканей;
  • облучение ультрафиолетом – в результате длительного пребывания на солнце происходит разрушение свободных радикалов;
  • лишний вес – чем больше мышечная масса, тем активнее делятся клетки.

карбамида может быть разным у людей в зависимости от группы крови. Отмечено, что у лиц с третьей группой крови уровень вещества выше.

Трактовка анализов

Показатели уровня мочевины в крови здорового человека изменяются в зависимости от возраста. В пределах нормы считается следующая расшифровка:

  • дети до года и новорожденные – нормальный показатель составляет 1,2-4,5 ммоль/л;
  • дети в возрасте до 14 лет – 1,8-6,4 ммоль/л;
  • женщины до 60 лет – 2,5-6,5 ммоль/л;
  • мужчины до 60 лет – 3,5-7,3 ммоль/л;
  • пожилые люди – норма 2,8-7,5 ммоль/л.

Завышенный уровень мочевины является главным симптомом нарушения функционирования почек или надпочечников и указывает на такие заболевания, как нефрит, почечная недостаточность. При этом концентрация мочевины может быть повышена при следующих патологиях:

  1. Заболевания мочевыводящих путей. Характеризуются очень частым или редким мочеиспусканием (простатит, камни в почках, непроходимость путей, опухоли мочевого пузыря).
  2. Болезни пищеварительной системы, для которых свойственны кровотечения из верхних отделов желудочно-кишечного тракта, а также непроходимость кишечника.
  3. Сердечные болезни, нарушающие кровоснабжение почек: сердечная недостаточность, инфаркт миокарда.
  4. Сахарный диабет.
  5. Эндокринные заболевания, приводящие к нарушению белкового обмена: гипертиреоз (избыточная выработка гормонов).
  6. Обезвоживание организма: рвота, понос, гипергидроз (избыточное потение).
  7. Интоксикация вследствие отравления химическими веществами, алкоголем.

Слишком высокий уровень мочевины может вызвать общую интоксикацию организма. Мочевина сама по себе нетоксичная, но ее высокая концентрация приводит к задержке жидкости и, как следствие, к нарушению работы почек.

Пониженный уровень мочевины указывает на такие патологии:

  1. Заболевания печени: гепатит, цирроз, некроз, печеночная кома, нарушение синтеза мочевины, которое часто возникает на фоне печеночной дисфункции.
  2. Беременность. В организме беременной женщины много белка расходуется на потребности плода.
  3. Эндокринные нарушения: гипотиреоз (недостаточная выработка гормонов).
  4. Плохое всасывание аминокислот кишечником.
  5. Отравление фосфором и мышьяком.

Концентрация карбамида в крови может снизиться после проведения диализа – процедуры очищения крови при почечной недостаточности. Такое явление может отмечаться у людей, которые подвергают себя голоданию, изнурительным диетам или вегетарианству.

Норма мочевины имеет большое значение для организма в целом.

Нарушение ее синтеза часто приводит к накоплению аммиака в клетках, вследствие чего нарушается дыхание тканей. Об интоксикации аммиаком свидетельствуют нарушения в работе нервной системы, сложные формы интоксикации могут приводить даже к состоянию комы.

Источник: https://rg-mechanic.ru/analizy/analiz-krovi-mochevina

Выведение мочевины

Синтезированная в печени мочевина попадает в кровь, затем в почки и в итоге выводится с мочой.

Мочевина является беспороговым веществом: все образующееся количество фильтруется в просвет проксимальных канальцев, а затем часть (около 35 %) реабсорбируется обратно за счет реабсорбции воды.

В связи с этим величина экскреции мочевины является менее информативным показателем клубочковой фильтрации, чем показатель, основывающийся на экскреции креатинина (который, в отличие от мочевины, практически не реабсорбируется).

Нормальные значения мочевины в крови и моче

Концентрация мочевины в сыворотке крови здоровых взрослых людей составляет 2,5 — 8,3 ммоль/л (660 мг/л). У женщин, по сравнению со взрослыми мужчинами, концентрация мочевины в сыворотке крови обычно ниже.

У пожилых людей (старше 60 лет) наблюдается некоторое увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови (примерно на 1 ммоль/л по сравнению с нормой здоровых взрослых людей), что обусловлено снижением у пожилых способности почек концентрировать мочу.

У детей уровень мочевины ниже, чем у взрослых, однако у новорожденных в первые 2 — 3 дня содержание ее может достигать уровня взрослого (проявление физиологической азотемии, обусловленной повышенным катаболизмом на фоне недостаточного поступления жидкости в первые 2 — 3 сут жизни и низкого уровня клубочковой фильтрации).

В условиях гипертермии, эксикоза цифры мочевины могут возрасти еще больше. Нормализация наступает к концу первой недели жизни. Уровень мочевины в крови у недоношенных 1 нед.

— 1,1 — 8,9 ммоль/л (6,4 — 63,5 мг/100 мл), у новорожденных — 1,4 — 4,3 ммоль/л (8,6 — 25,7 мг/100 мл), у детей после периода новорожденности — 1,8 — 6,4 ммоль/л (10,7 — 38,5 мг/100 мл).

Источник: https://ogomeopatii.ru/mochevina-obrazuetsja-v-rezultate-raspada/

СекретЗдоровья
Добавить комментарий