obiective de învățare
până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea:
- comparați și contrastați modul în care animalele acvatice și animalele terestre pot elimina amoniacul toxic din sistemele lor
- comparați produsul secundar major al metabolismului amoniacului la animalele vertebrate cu cel al păsărilor, insectelor și reptilelor
dintre cele patru macromolecule majore din sistemele biologice, atât proteinele, cât și acizii nucleici conțin azot. În timpul catabolismului sau descompunerii macromoleculelor care conțin azot, carbonul, hidrogenul și oxigenul sunt extrase și depozitate sub formă de carbohidrați și grăsimi. Excesul de azot este excretat din organism. Deșeurile azotate tind să formeze amoniac toxic, care crește pH-ul fluidelor corporale. Formarea amoniacului în sine necesită energie sub formă de ATP și cantități mari de apă pentru a-l dilua dintr-un sistem biologic. Animalele care trăiesc în medii acvatice tind să elibereze amoniac în apă. Se spune că animalele care elimină amoniacul sunt amonotelice. Organismele terestre au dezvoltat alte mecanisme pentru a excreta deșeurile azotate. Animalele trebuie să detoxifice amoniacul transformându-l într-o formă relativ netoxică, cum ar fi ureea sau acidul uric. Mamiferele, inclusiv oamenii, produc uree, în timp ce reptilele și multe nevertebrate terestre produc acid uric. Animalele care secretă uree ca material rezidual azotat primar se numesc animale ureotelice.
deșeuri azotate la animale terestre: ciclul ureei
ciclul ureei
este mecanismul principal prin care mamiferele transformă amoniacul în uree. Ureea se face în ficat și se excretă în urină. Reacția chimică globală prin care amoniacul este transformat în uree este 2 NH3 (amoniac) + CO2 + 3 ATP + H2O H2N-Co-NH2 (uree) + 2 ADP + 4 Pi + AMP.
ciclul ureei utilizează cinci etape intermediare, catalizate de cinci enzime diferite, pentru a converti amoniacul în uree, așa cum se arată în figura 22.12. Aminoacidul L-Ornitina se transformă în intermediari diferiți înainte de a fi regenerat la sfârșitul ciclului ureei. Prin urmare, ciclul ureei este denumit și ciclul ornitinei. Enzima ornitină transcarbamilază catalizează un pas cheie în ciclul ureei, iar deficiența acesteia poate duce la acumularea de niveluri toxice de amoniac în organism. Primele două reacții apar în mitocondrii, iar ultimele trei reacții apar în citosol. Concentrația de uree în sânge, numită azot de uree din sânge sau BUN, este utilizată ca indicator al funcției renale.
excreția deșeurilor azotate
teoria evoluției PROPUNE că viața a început într-un mediu acvatic. Nu este surprinzător să vedem că căile biochimice precum ciclul ureei au evoluat pentru a se adapta la un mediu în schimbare atunci când formele de viață terestre au evoluat. Condițiile aride au dus probabil la evoluția căii acidului uric ca mijloc de conservare a apei.