氨的代谢

第四节氨的代谢

概述：

＊氨是机体正常代谢产物，具有毒性，脑组织对氨的作用尤为敏感。＊体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。

＊正常人血浆中氨浓度不超过0.6μmol/L (0.1mg/dl) 。

一、体内氨的来源

1．氨基酸脱氨基以及胺、嘌呤、嘧啶的分解（内源性）

2．肾脏中谷氨酰胺的分解

述：谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解成谷氨酸和NH3，这部分氨在肾小管腔中与尿中的H+结合成NH4+，以铵盐的形式由尿排出体外，这对调节机体的酸碱平衡起重要作用。酸性尿有利于肾小管细胞中的氨扩散入尿，碱性尿妨碍肾小管细胞中NH3的分泌，此时氨被吸收入血，成为血氨的另一来源。

3．肠道氨基酸和尿素的分解

述：肠道产氨的量较多，每日约 4 g。肠内腐败作用增强时，氨的产量增多。NH3比NH4+易于吸收，在碱性环境下，NH4+偏向于转变成NH3。因此肠道pH偏碱时，氨的吸收加强。

临床意义：

①临床上对高血氨病人禁止用碱性肥皂水灌肠，就是为减少氨吸收；

②肝功能严重障碍的病人，不宜使用碱性利尿药，以免血氨升高。附：

在肝中合成尿素排出（主）

氨的去路与谷氨酸合成谷氨酰胺

（课本P88）合成非必需氨基酸及含氮化合物

经肾脏以铵盐形式从尿中排出

二、氨的转运

述：氨是有毒物质，必须以无毒形式经血液运输到肝合成尿素

或运至肾以铵盐的形式随尿排出体外。氨在血液中的运输 形式有两种：

（一）谷氨酰胺的运氨作用

述：谷氨酸在脑和肌肉组织中生成谷氨酰胺，经血运输到肝。

谷氨酰胺即是氨的解毒形式，又是氨的运输形式。

NH 3 + ATP ADP + Pi

谷氨酰胺合成酶 (脑、肌肉) 谷氨酰酶(肝、肾) L-谷氨酸 谷氨酰胺

NH 3 H 2O

尿素、铵盐

临床上用谷氨酸盐降低血氨

临床应用：幻灯42

（二）丙氨酸-葡萄糖循环（幻灯40）

述：在肌肉中氨基酸的氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，运输到肝

再分解成丙酮酸和氨。氨用以合成尿素，丙酮酸在肝异生 成糖后又可输送到肌肉。

三、氨的主要去路――合成尿素

述：在正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿素而解毒，只有

少部分氨在肾以铵盐形式由尿排出。正常成人尿素占排氮 总量的80%～90%，可见肝在氨解中起着重要作用。 COOH (CH 2)2CHNH 2COOH CHNH 2(CH 2)2CHNH 2COOH

＊合成部位：肝脏是最主要器官，肾及脑等其他组织合成量甚微。 ＊尿素合成的机理

(一)鸟氨基酸循环过程（幻灯43）

述：鸟氨酸循环是尿素合成的反应机构，具体过程如图所示。

1．氨基甲酰磷酸的合成

⑴反应部位：线粒体

⑵反应式

氨基甲酰磷酸合成酶I （CPS-І）

CO 2+NH 3+H 2O

N-乙酰谷氨酸（AGA ） 氨基甲酰磷酸

2ATP Mg 2+ 2ADP+Pi

2．瓜氨酸的合成

⑴反应部位：线粒体

⑵反应式

鸟氨酸氨基氨基甲酰转移酶

氨基甲酰磷酸 ＋ 鸟氨酸 → 瓜氨酸 ＋ Pi

3．精氨酸的合成

⑴反应部位：胞液

⑵反应式

精氨酸代琥珀酸合成酶 精氨酸代琥珀酸裂解酶

瓜氨酸＋天冬氨酸 → 精氨酸代琥珀酸 → 精氨酸＋延胡索酸

ATP AMP + PPi

N H 2C O O

~PO 32-

述：在上述反应过程中，天冬氨酸供给氨基。天冬氨酸可以由草酰乙酸与谷氨酸经转氨基作用而生成，而谷氨酸的氨基

又可来自体内多种氨基酸。因此，多种氨基酸的氨基也可

通过天冬氨酸的形式参与尿素合成。

4．尿素的生成

⑴反应部位：胞液

⑵反应式

精氨酸酶

精氨酸＋H2O →尿素＋鸟氨酸

述：鸟氨酸可再进入线粒体并参与瓜氨酸的合成。

※鸟氨酸循环的全过程（幻灯49或课本P90图7－5）

（二）尿素合成的调节

1．食物蛋白的影响

述：高蛋白膳食时尿素的合成速度加快，而且排出的含氮物中尿素占90%反之，低蛋白质膳食时尿素的合成速度减慢。

2．氨基酸的影响

述：鸟氨酸循环的中间产物，如鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸浓度增加时，均可加速尿素的生成速度。

3．N-乙酰谷氨酸（AGA）的作用

述：AGA是氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-I）的变构激活剂，可使CPS-I的构象改变，暴露酶分子中的某些硫基，增加酶

与ATP的亲和力。AGA是由乙酰辅酶A与谷氨酸在AGA

合成酶的催化下生成的。精氨酸又是AGA合成酶的激活剂，促进AGA的合成。因此精氨酸浓度高时，尿素合成加速。

4．精氨酸代琥珀酸合成酶

述：所有参与反应的酶中，精氨酸代琥珀酸合成酶活性最低，是尿素合成的限速酶，可调节尿素的合成。

※尿素合成小结

1．主要器官：肝脏

2．原料：合成1分子尿素需：

♦ CO2

♦ 2NH3（其中1分子来自于天冬氨酸*）

♦ 4ATP

3．限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶

4．总反应方程式：

2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O →尿素+ 2ADP + AMP + 2Pi 5．生理意义：是体内氨的主要去路, 解氨毒的重要途径。

四、高血氨与肝昏迷

1．引起高血氨症主要原因：肝功能严重损伤，尿素合成障碍2．机制：脑中氨升高，消耗α-酮戊二酸（转变为谷氨酸），使三羧酸循环减弱，ATP合成减少，引起大脑功能障碍，

严重时昏迷。

3．降低血氨的措施：限制蛋白进食量；给肠道抑菌药物；给谷氨

酸使其与氨结合为谷氨酰胺。