第07章 氨基酸代谢 4氨的代谢

第四节氨的代谢

体内代谢产生的氨和消化道吸收的氨进入血液，形成血氨。正常生理情况下，血氨为47～65μmol/L。氨具有毒性，特别是脑组织对氨尤为敏感。

一.氨有三个重要来源

(一)氨基酸的脱氨基反应和胺类的分解

(二)肠道细菌的腐败作用

蛋白质和氨基酸在肠道细菌的腐败作用下可产生氨，肠道尿素通过尿素酶的水解也可产生氨。肠道产氨量较多，每天约4g，肠道细菌的腐败作用增强时产氨量增多。肠道内的氨主要在结肠吸收入血，NH3比NH4+更易穿过细胞膜而被吸收。碱性环境下NH4+易转变为NH3，因而肠道偏碱时氨吸收增多。临床上对高血氨病人采用弱酸性透析液做结肠透析，而禁止用碱性的肥皂水灌肠，就是为了减少氨吸收。

(三)肾小管上皮细胞的分泌

谷氨酰胺通过谷氨酰胺酶的催化生成谷氨酸和氨，这部分氨分泌到肾小管管腔中与尿中的H+结合生成NH4+随尿排出，这对调节机体的酸碱平衡起重要的作用。酸性尿有利于氨扩散入尿，碱性尿则会妨碍，此时氨吸收入血，成为血氨的另一个来源。因此，临床上对因肝硬化而产生腹水的病人，不宜使用碱性利尿药，以免血氨升高。

二.氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式转运

氨是有毒物质，各组织中产生的氨又是如何以无毒的形式运输到肝合成尿素或运输到肾以铵盐的形式排出的？现已知，氨在血液中主要是以丙氨酸和谷氨酰胺两种形式转运的。

(一)通过丙氨酸-葡萄糖循环，氨从肌肉转运到肝

肌肉蛋白质葡萄糖尿素

↓↑↑

↓↑NH3

↓↑↑氨基酸α-酮戊二酸丙酮酸丙酮酸谷氨酸

α-酮酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸α-酮戊二酸

(二)通过谷氨酰胺，氨从脑和肌肉等转运到肝或肾

可以认为，谷氨酰胺既是氨的解毒产物，又是氨的储存和运输形式。临床上对氨中毒患者可服用或输入谷氨酸盐，以降低氨的浓度。

谷氨酰胺还可提供酰胺基使天冬酰胺转变为天冬氨酸。正常细胞能合成足量的天冬氨酸以供蛋白质的合成需要。白血病细胞却不能或很少能合成天冬酰胺，必须依靠血液运输而来。因此临床上应用天冬酰胺酶使天冬酰胺水解为天冬氨酸，减少血中天冬氨酸的浓度，达到治疗白血病的目的。

三.氨在肝中通过鸟氨酸循环合成尿素是氨的主要去路

正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿素，只有少部分氨在肾以铵盐的形式随尿排出。正常成人尿素占排氮总量的80%～90%。

(一)鸟氨酸循环的详细步骤

、CO和A TP反应生成氨基甲酰磷酸：

此反应消耗2分子A TP，为酰胺键和酸酐键的合成提供能量。氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(CPS-Ⅰ)是鸟氨酸循环启动的限速酶，催化不可逆反应。此酶只有在变构激活剂N-乙酰谷氨酸(AGA)存在时才能被激活，N-乙酰谷氨酸可诱导CPS-Ⅰ发生构象变化，进而增加酶对ATP的亲和力。CPS-Ⅰ和AGA都存在于肝细胞线粒体中。

瓜氨酸合成后即被转运到胞质中。

延胡索酸可通过三羧酸循环转变成草酰乙酸，草酰乙酸和谷氨酸进行转氨基反应又可重新生成天冬氨酸，而谷氨酸的氨基可来自于体内多种氨基酸。

(二)尿素合成的调节

1.高蛋白饮食可促进尿素合成：高蛋白饮食时，蛋白质分解增多，尿素合成加快，反之减慢。

2.CPS-Ⅰ的活性：CPS-Ⅰ是鸟氨酸循环启动的限速酶。如前所述，AGA是CPS-Ⅰ的变构激活剂，它由乙酰CoA和谷氨酸通过AGA合成酶的催化合成。精氨酸是AGA合成酶的激活剂，精氨酸浓度增高时，尿素合成增加。

3.精氨酸代琥珀酸合成酶的活性：参与尿素合成的酶系中，精氨酸代琥珀酸合成酶的活性最低，是尿素合成启动后的限速酶，可调节尿素的合成速度。

(三)尿素合成障碍可引起高血氨症和氨中毒

正常情况下，血氨的来源和去路保持动态平衡，而氨在肝中合成尿素是维持平衡的关键。当某种原因，例如肝功能严重受损或尿素合成相关酶的遗传性缺陷时，都可导致尿素合成障碍，使得血氨浓度升高，称为高血氨症。常见的临床症状包括呕吐、厌食、间歇性共济失调、嗜睡甚至昏迷等。高血氨的毒性机制尚不完全清楚。一般认为，高血氨时氨进入脑内，可与脑内的α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，也可与脑内的谷氨酸进一步结合生成谷氨酰胺，使得脑内α-酮戊二酸较少，三羧酸循环减弱，ATP生成减少，导致大脑功能障碍，严重时可发生昏迷，另一种可能性是谷氨酸、谷氨酰胺增多，渗透压增大导致脑水肿。