Dlaczego amoniak jest niebezpieczny?

Czym jest amoniak? Amoniak to metabolit, który w nadmiarze staje się neurotoksyną.

Ma najniższą masę cząsteczkową spośród wszystkich związków azotowych mających znaczenie biologiczne. Amoniak może przemieszczać się poprzez prostą dyfuzję, czyli swobodne przenikanie. Na przykład z przewodu pokarmowego przez krążenie do dowolnej innej tkanki, np. do mózgu.

Poziom amoniaku we krwi musi pozostawać bardzo niski, ponieważ nawet nieznacznie podwyższone stężenia są toksyczne dla ośrodkowego układu nerwowego (OUN).

Amoniak może istotnie zaburzać rozwój mowy oraz inne zdolności niepriorytetowe dla przeżycia organizmu u dzieci od urodzenia, zwłaszcza do 3. roku życia.

Amoniak zwiększa przepuszczalność nabłonka i indukuje ekspresję czynnika martwicy nowotworu (TNF). W przypadku nagromadzenia amoniaku pH w komórkach wzrasta do poziomu toksycznego, co może negatywnie wpływać na metabolizm.

Podwyższony poziom amoniaku wywiera szkodliwy wpływ na neutrofile, prowadząc do zaburzeń odporności. Nagromadzenie amoniaku może prowadzić do zaburzeń widzenia.

Około 90% pacjentów z hiperamonemią cierpi na choroby wątroby. Toksyczny wzrost poziomów amoniaku wiąże się głównie z zaburzeniami detoksykacji wątrobowej, które mogą wynikać z predyspozycji genetycznej lub nabytego upośledzenia. Zaburzenie detoksykacji amoniaku (cykl mocznikowy) może negatywnie wpływać na główny system metaboliczny zachodzący w wątrobie. W wyniku nadmiernego obciążenia amoniakiem (hiperamonemia) może rozwinąć się encefalopatia wątrobowa.

Ostra hiperamonemia powoduje szybko postępującą, często śmiertelną encefalopatię z obrzękiem mózgu. Przewlekła hiperamonemia powoduje choroby neuropsychiatryczne. Wystąpienie hiperamonemii u noworodka prowadzi do strukturalnych uszkodzeń mózgu. Wiąże się to z nagromadzeniem glutaminy, uszkodzeniem neuronów oraz wpływem na neurochemię, krążenie i równowagę elektrolitową w mózgu. Amoniak oddziałuje nie tylko fizycznie na tkanki, lecz także biochemicznie na poziomie komórkowym. Amoniak w znacznym stopniu wpływa na równowagę neuroprzekaźników, pracę mitochondriów (produkcję energii) i sprzyja rozwojowi stanu zapalnego.

Źródła amoniaku:

1) Przemysł spożywczy

Wodorotlenek amonu jest stosowany w przemyśle spożywczym—należy do najczęściej używanych konserwantów. Używają go dziś tysiące producentów—najczęściej przy produkcji mięsa i innych produktów wymagających konserwacji. Producenci twierdzą, że dopóki spożywasz amoniak w małych ilościach, nie stanowi on zagrożenia dla zdrowia.

Które produkty mogą zawierać duże ilości amoniaku? Należą do nich:

• mięso,
• czekolada,
• sery,
• jogurty,
• pączki, ciasta, ciasteczka,
• masło orzechowe,
• produkty z dodatkami E150c i E150d. Dodatki E150c i E150d służą do barwienia na kolor karmelowy (ciasto, piwo, czekolada, ciasteczka, napoje spirytusowe i likiery, kremy, chipsy itd.),
• produkty z dodatkiem E503 (węglan amonu). E503 stosuje się zamiast sody i drożdży (ciasteczka, bajgle, ciasta i inne wyroby piekarnicze).

2) Białko

Dziennie spożywamy około 100 g białka. W żołądku kwas solny rozkłada białka przy udziale enzymu pepsyny na peptydy; następnie na poziomie jelita grubego peptydy rozdzielane są na coraz mniejsze cząsteczki, aż do aminokwasów. Proces ten zachodzi przy udziale enzymów. Gotowe aminokwasy są następnie wchłaniane przez nabłonek jelita cienkiego za pomocą jonów sodu (Na+) i transportowane do krwi.

W procesie deaminacji aminokwasów (ważny proces w naszym organizmie) może powstawać amoniak.

Organizm może wykorzystywać białka do produkcji energii. Produkt rozpadu—amoniak—trafia do cyklu mocznikowego, aby w wyniku przetworzenia w nietoksyczną mocznikę zostać wydalony z organizmu wraz z moczem.

3) Flora patogenna

Zaburzenie mikroflory jelitowej pociąga za sobą wiele niekorzystnych konsekwencji. Wiele patogennych mikroorganizmów potrafi „odzyskiwać” amoniak z mocznika. Ponadto mogą one wydzielać substancje chemiczne nasilające neurotoksyczny efekt amoniaku.

4) Rozpad puryn

Puryny odgrywają ważną rolę w mechanorecepcji (mechanoreceptor jest receptorem czuciowym odpowiedzialnym za odbiór sygnałów takich jak dotyk, wibracja, ból). Receptory purynowe znajdują się w całym mózgu. Produktem ubocznym cyklu purynowego jest amoniak.

5) Szlak sulfatacji

Szlak sulfatacji jest bardzo ważny dla człowieka. Szlak rozpoczyna się od przekształcenia homocysteiny w cystationinę i kończy się powstaniem glutationu, tauryny, siarczanów i siarczynów. Produktami ubocznymi reakcji są amoniak i siarkowodór.

Jak amoniak jest wydalany z organizmu?

Amoniak jest przekształcany w mocznik dzięki cyklowi mocznikowemu. Mocznik jest końcowym produktem metabolizmu białek.

Synteza mocznika jest procesem pięciostopniowym, w którym uczestniczą enzymy:

• N-acetylo glutamian syntaza,
• Karbamoilofosforan syntaza,
• Ornityna karbamoilotransferaza,
• Argininobursztynian syntaza,
• Argininobursztynian liaza,
• Arginaza,
• Syntaza tlenku azotu.

Pierwsze dwa enzymy—N-acetylo glutamian syntaza i karbamoilofosforan syntaza—znajdują się i pełnią swoją funkcję w mitochondriach, kolejne dwa w cytoplazmie komórki. Defekty genetyczne zaburzające pracę cyklu mocznikowego mogą prowadzić do hiperamonemii typu pierwszego i drugiego, kwasicy oraz zaburzeń cyklu Krebsa.

Geny związane z cyklem mocznikowym:

• NAGS – synteza N-acetylo glutaminianu,
• CPS I – synteza karbamoilofosforanu,
• OTC – synteza cytruliny,
• ASS – synteza argininobursztynianu,
• ASL – synteza argininy,
• ARG – synteza ornityny,
• NOS3 – synteza tlenków azotu.