氨代謝

1.組織中氨基酸分解生成的氨　組織中的氨基酸經過聯合脫氨作用脫氨或經其它方式脫氨，這是組織中氨的主要來源。組織中氨基酸經脫羧基反應生成胺，再經單胺氧化酶或二胺氧化酶作用生成遊離氨和相應的醛，這是組織中氨的次要來源，組織中氨基酸分解生成的氨是體內氨的主要來源。膳食中蛋白質過多時，這一部分氨的生成量也增多。

2.腎臟來源的氨　血液中的谷氨醯胺流經腎臟時，可被腎小管上皮細胞中的谷氨醯胺酶(glutaminase)分解生成谷氨酸和NH3。

這一部分NH3約佔腎臟產氨量的60%。其它各種氨基酸在腎小管上皮細胞中分解也產生氨，約佔腎臟產氨量的40%。

腎小管上皮細胞中的氨有兩條去路：排入原尿中，隨尿液排出體外；或者被重吸收入血成為血氨。氨容易透過生物膜，而NH+4不易透過生物膜。所以腎臟產氨的去路決定於血液與原尿的相對pH值。血液的pH值是恆定的，因此實際上決定於原尿的pH值。原尿pH值偏酸時，排入原尿中的NH3與H+結合成為NH+4,隨尿排出體外。若原尿的pH值較高，則NH3易被重吸收入血。臨床上血氨增高的病人使用利尿劑時，應注意這一點。

3.腸道來源的氨　這是血氨的主要來源。正常情況下肝臟合成的尿素有15?0%經腸粘膜分泌入腸腔。腸道細菌有尿素酶，可將尿素水解成為CO2和NH3，這一部分氨約佔腸道產氨總量的90%(成人每日約為4克)。腸道中的氨可被吸收入血，其中3/4的吸收部位在結腸，其餘部分在空腸和迴腸。氨入血后可經門脈入肝，重新合成尿素。這個過程稱為尿素的腸肝循環(entero hepatin circulation of urea)。

腸道中的一小部分氨來自腐敗作用(putrescence)。這是指未被消化吸收的食物蛋白質或其水解產物氨基酸在腸道細菌作用下分解的過程。腐敗作用的產物有胺、氨、酚、吲哚、H2S等對人體有害的物質，也能產生對人體有益的物質，如脂肪酸、維生素K、生物素等。

腸道中NH3重吸收入血的程度決定於腸道內容物的pH值，腸道內pH值低於6時，腸道內氨生成NH+4，隨糞便排出體外；腸道內pH值高於6時，腸道內氨吸收入血。臨床上給高血氨病人作灌腸治療時，禁忌使用肥皂水等，以免加重病情。

氨是有毒的物質，人體必須及時將氨轉變成無毒或毒性小的物質，然後排出體外。主要去路是在肝臟合成尿素、隨尿排出；一部分氨可以合成谷氨醯胺和天冬醯胺，也可合成其它非必需氨基酸；少量的氨可直接經尿排出體外。尿中排氨有利於排酸。

1.葡萄糖－丙氨酸循環：肌肉組織中以丙酮酸作為轉移的氨基受體，生成丙酸經血液運輸到肝臟。在肝臟中，經轉氨基作用生成丙酮酸，可經糖異生作用生成葡萄糖，葡萄糖由血液運輸到肌肉組織中，分解代謝再產生丙酮酸，後者再接受氨基生成丙氨酸。這一循環途徑稱為“丙氨酸-葡萄糖alanine-glucose cycle)。通過此途徑，肌肉氨基酸的NH2基，運輸到臟臟以NH3或天冬氨酸合成尿素。

飢餓時通過此循環將肌肉組織中氨基酸分解生成的氨及葡萄糖的不完全分解產物丙酮酸，以無毒性的丙氨酸形式轉運到肝臟作為糖異生的原料。肝臟異性生成的葡萄糖可被肌肉或其它外周組織利用。

2.氨與谷氨酸在谷氨醯胺合成酶(glutamine synthetase)的催化下生成谷氨醯胺(glutamine)，並由血液運輸至肝或腎，再經谷氨醯酶(glutaminaes)水解成谷氨酸和氨。谷氨醯胺主要從腦、肌肉等組織向肝或腎運氨。

根據動物實驗，人們很早就確定了肝臟是尿素合成的主要器官，腎臟是尿素排泄的主要器官。1932年Krebs等人利用大鼠肝切片作體外實驗，發現在供能的條件下，可由CO2和氨合成尿素。若在反應體系中加入少量的精氨酸、鳥氨酸或瓜氨酸可加速尿素的合成，而這種氨基酸的含量並不減少。為此，Krebs等人提出了鳥氨酸循環(ornithine cyclc)學說。其後由Ratner和Cohen詳細論述了其各步反應。

具體步驟如下：

氨、二氧化碳（CO）ATP縮合生成氨基甲醯磷酸。在MgATP及N-乙醯谷氨酸（AGA）存在時，氨與二氧化碳可由氨基甲醯磷酸合成酶-I（CPS-I）催化生成氨基甲醯磷酸。此反應消耗兩分子ATP，CPS-I為鳥氨酸循環啟動的限速酶，此反應不可逆。

氨基甲醯磷酸與鳥氨酸反應生成瓜氨酸。在鳥氨酸氨基甲醯轉移酶（OCT）催化下，氨基甲醯磷酸上的氨基甲醯部分轉移到鳥氨酸上，生成瓜氨酸和磷酸。此反應不可逆，OCT也存在於肝細胞的線粒體中。

瓜氨酸與天冬氨酸反應生成精氨酸代琥珀酸。瓜氨酸在線粒體合成后，即被轉運到線粒體外，在胞液中經精氨酸代琥珀酸合成酶催化，與天冬氨酸反應生成精氨酸代琥珀酸，此反應需ATP供能。天冬氨酸提供尿素分子的第二個氮原子。

精氨酸代琥珀酸在精氨酸代琥珀酸裂解酶的催化下裂解成精氨酸與延胡索酸。反應產物精氨酸分子中保留了來自遊離氨和天冬氨酸分子的氮。在參與尿素合成的酶系中，精氨酸代琥珀酸合成酶的活性最低，是尿素合成啟動以後的限速酶，可調節尿素的合成速度。

精氨酸水解釋放尿素並再生成鳥氨酸。在胞液中，精氨酸由精氨酸酶催化，水解成尿素和鳥氨酸。鳥氨酸通過線粒體內膜上的載體的轉運再進入線粒體，參與瓜氨酸的合成，如此反覆，完成鳥氨酸循環。

尿素合成的特點

（1）合成主要在肝臟的線粒體和胞液中進行；

（2）合成一分子尿素需消耗四分子ATP；

（3）精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的關鍵酶；

（4）尿素分子中的兩個氮原子，一個來源於NH3，一個來源於天冬氨酸。

解除氨毒的主要方式是在肝臟中經鳥氨酸循環合成尿素。肝功能嚴重損害時，尿素合成障礙，氨在血中積聚導致水平增高。增高的血氨進入腦將引起腦細胞損害和功能障礙，臨床上稱為肝性腦病或肝昏迷。這可能由於腦主要利用谷氨酸合成谷氨醯胺來消除增高的氨，並消耗大量。—酮戊二酸氨基化以補充谷氨酸，使三羧酸循環因中間產物α—酮戊二酸的減少而減弱，腦組織缺乏ATP供能而發生功能障礙。肝中尿素合成途徑的5個酶中任何一種有遺傳性缺陷，也會導致先天性尿素合成障礙及高血氨。降低血氨有助於肝性腦病的治療。常用的降低血氨的方法包括減少氨的來源如限制蛋白質攝人量、口服抗生素藥物抑制腸道菌；增加氨的去路如給予谷氨酸以結合氨生成谷氨醯胺等。