氨基酸在體內(nèi)代謝時(shí)，產(chǎn)生的氨，經(jīng)過鳥氨酸再合成尿素的過程稱為鳥氨酸循環(huán)（Ornithine cycle） ，又稱尿素循環(huán)（urea cycle）。當(dāng)氨基酸代謝的最終產(chǎn)物——氨在體內(nèi)濃度甚高時(shí)對(duì)細(xì)胞有劇毒，小部分氨可重新合成氨基酸及其他含氮化合物，絕大部分氨則通過鳥氨酸循環(huán)合成尿素，隨尿排出，以解除氨的毒性作用。1932年，H．Krebs等用肝切片在體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在供能條件下，可由CO2和NH3縮合生成尿素。若加入精氨酸，鳥氨酸或瓜氨酸可加速此反應(yīng)，且此三種氨基酸含量并不減少，提出了鳥氨酸循環(huán)學(xué)說。[1]
中文名鳥氨酸循環(huán)
外文名Ornithine cycle
別稱尿素循環(huán)
提出者H．Krebs等
提出時(shí)間1932年
鳥氨酸循環(huán)主要在肝臟進(jìn)行在肝細(xì)胞線粒體中由1分子NH3和1分子CO2在氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ催化下生成氨甲酰磷酸。此酶以N-乙酰谷氨酸為必要的輔助因子，精氨酸可促進(jìn)N-乙酰谷氨酸的合成。通常進(jìn)食蛋白質(zhì)后，乙酰谷氨酸合成酶活性升高，產(chǎn)生較多的N-乙酰谷氨酸，增強(qiáng)氨甲酰磷酸的合成，從而調(diào)節(jié)肝中尿素生成。
氨甲酰磷酸和進(jìn)入線粒體的鳥氨酸在鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶催化下生成瓜氨酸，即開始了鳥氨酸循環(huán)，生成的瓜氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體而進(jìn)入胞液，在供能條件下，可與天冬氨酸縮合成精氨琥珀酸，再裂解成精氨酸和延胡索酸，最后精氨酸經(jīng)精氨酸酶催化，分解為鳥氨酸和最終產(chǎn)物尿素。鳥氨酸可進(jìn)入線粒體再參與鳥氨酸循環(huán)，尿素則擴(kuò)散人血，隨尿排出。
從尿素生成過程可見，尿素分子中的一個(gè)氨基來自游離氨，可由氨基酸脫氨基而來，或更多的由消化道吸收而來；另一個(gè)氨基來自天冬氨酸，但是各種氨基酸通過連續(xù)轉(zhuǎn)氨基作用，均可最終將氨基轉(zhuǎn)移到草酰乙酸而生成天冬氨酸，參與循環(huán)。
參與鳥氨酸循環(huán)的酶可按需要而誘導(dǎo)合成。在氨生成增加時(shí)，鳥氨酸循環(huán)的酶活性常顯著提高，例如蛋白質(zhì)攝入增加、饑餓狀態(tài)、給予糖皮質(zhì)激素所引起蛋白質(zhì)分解增強(qiáng)等。[1]
鳥氨酸循環(huán)中每一種酶的先天性缺陷所產(chǎn)生的疾病，都會(huì)導(dǎo)致氨在體內(nèi)積聚，產(chǎn)生氨中毒。如氨甲酰磷酸合成酶或鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶的缺陷引起的先天性高血氨癥，可導(dǎo)致新生兒嘔吐、昏睡及驚厥等氨中毒癥狀；精氨琥珀酸合成酶缺陷引起的瓜氨酸血癥，精氨琥珀酸裂解酶缺陷新陳代謝引起的精氨琥珀酸血癥，以及精氨酸酶缺陷引起的高精氨酸血癥，除了相應(yīng)的氨基酸在血液中的變化外，也都可出現(xiàn)氨中毒癥狀，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致昏迷、乃至新生兒死亡。病人血中往往同時(shí)出現(xiàn)谷氨酸及谷氨酰胺升高的情況，這可能是氨過多而導(dǎo)致。酮戊二酸氨基化加強(qiáng)，產(chǎn)生了過多的谷氨酸及谷氨酰胺所致。
肝性腦病發(fā)病機(jī)制有多種學(xué)說，其中血氨升高仍然是引起肝昏迷的重要因素之一，體內(nèi)氨的消除途徑中鳥氨酸循環(huán)是最主要的，嚴(yán)重肝病引起的鳥氨酸循環(huán)功能障礙仍然是導(dǎo)致血氨升高而氨進(jìn)入腦組織增多的情況，是外源性氨進(jìn)入肝臟增多，而肝功能障礙和鳥氨酸循環(huán)等不能及時(shí)清除氨毒所致。[1]
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