ВВЕДЕНИЕ
Живой организм - это чудо, которое балансирует между прекрасным и
ужасным. Наш организм полон веществ, которые сами по себе способны
принести ему невероятный ущерб. Но тем не менее эти вещества нам
жизненно необходимы.
В одних реакциях они являются побочными продуктами, в других -
субстратами для веществ, которые принесут пользу организму. Одно из
этих веществ - Аммиак, нейротоксин, который затрагивает большое
количество процессов, синтезируется, преобразуется, ресинтезируется и
утилизируется.
Эта книга - путеводитель цикла аммиака. Как он может попасть в
организм? Как там образуется? Что способствует его гиперпродукции? На
какие процессы может влиять его избыток? Каковы производные аммиака и их
свойства? Как он утилизируется? Какие гены участвуют в процессе
утилизации?
Следуя сложному пути аммиака, эта книга описывает большое количество
биохимических и биологических процессов в нашем организме.
Начнем же наше путешествие!
Прошу обратить внимание, данная книга не является медицинским
учебником.
Материал представляет сборник моих личных практических наработок,
новейшие исследования и открытия научного сообщества, знания, собранные
в течение пройденных лет обучения, а также опыт коллег.
Данная книга призвана расширить научные знания читателя.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О АММИАКЕ
Аммиак - это сигнальная молекула, метаболит, который
в избытке, становится нейротоксином. В зависимости от давления и
температурных условий аммиак может быть жидким или газообразным. Он не
имеет цвета и обладает характерным резким и неприятным запахом.
Структурная формула аммиака NH3 (1 атом Азота и 3 атома Водорода)
выглядит следующим образом.
Без азота нет жизни. Азот - один из ключевых компонентов живых
организмов. Атомы азота находятся во всех белках и ДНК.
Все живое нуждается в азоте. Большинство атомов азота, составляющих
78% атмосферы, тесно связаны парами как N2. Чтобы растения могли расти,
а животные жить, им необходима форма азота, которая связана с углеродом,
водородом или кислородом, чаще всего в качестве органических соединений
азота (аминокислот), аммоний/аммиак (NH4+, NH3) и нитраты/нитриты. В то
время как животные черпают свой реактивный азот из растений и других
животных в результате пищевой цепочки, растения получают реактивный азот
из почвы или воды.
Азот присутствует в атмосфере в качестве газа. При связывании азота,
бактерии превращают его в аммиак - форму азота, используемую
растениями.
В процессе удобрения почв для сельскохозяйственных нужд, содержащиеся
в удобрении азот и фосфор переносятся в озера и реки, вызывая цветение
водорослей (эвтрофикацию). Этот процесс приводит к появлению в воде
цианобактерий, которые в период цветения выделяют токсины (алкалоиды и
низкомолекулярные пептиды), способные вызвать отравление людей и
животных. Эвтрофикация также приводит к дефициту кислорода, заморам рыб
и животных.
Аммиак встречается естественным образом во всей окружающей среде: в
воздухе, почве, воде, растениях и животных, включая человеческие
организмы.
У него щелочная реакция. Контакт с чистым аммиаком может привести
к:
Человеческое тело расщепляет белковые продукты на аминокислоты и
аммиак, а затем превращает аммиак в мочевину. Поскольку аммиак является
побочным продуктом метаболизма, организму необходимо его преобразовать и
утилизировать. Обычно аммиак эффективно преобразуется в мочевину,
мочевую кислоту или глутамин. Однако не всегда преобразование происходит
так успешно. У людей с дефектами в механизме преобразования, может
развиться ряд нарушений в функционировании организма, начиная от
гипераммониемии, печеночной энцефалопатии и заканчивая комой, а в худших
случаях – смертью.
АММИАК В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
Глобальный азотный цикл имеет решающее значение для биогеохимии
Земли. Большие природные потоки азота поступают из атмосферы в наземные
экосистемы. Затем фиксированный азот превращается микроорганизмами в
широкий спектр аминокислот и окисленных соединений и, наконец,
возвращается в атмосферу в виде молекулярного азота путем денитрификации
микробов в почвах, водах, а также в отложениях.
Способы выделения аммиака в животном мире:
Аммониотелический: водные животные выделяют аммиак в виде NH3
прямо в воду.
Урикотелический: птицы и рептилии выделяют аммиак в виде мочевой
кислоты.
Уреотелический: млекопитающие, включая человека, и также акулы,
превращают аммиак в мочевину.
Образующиеся из аммиака после денитрифицирующих преобразований,
оксиды азота играют ключевую роль в радиационном равновесии Земли и в
химии озонового слоя в стратосфере. Если исключить влияние людей на
природу и их активность в качестве производителей азотных соединений,
производство оксидов азота молниями будет единственным источником нового
пула азота в окружающей среде. Вмешательство человека в глобальный
азотный цикл Земли приводит, с одной стороны, к увеличению производства
продуктов питания, но с другой стороны, вызывает дисбаланс азота в
природе, оказывает негативное влияние на здоровье человека, вызывает
изменения климата. Выбросы аммиака в природе растут из-за
высокоэффективного сельского хозяйства. Растительность, обработанная
азотными удобрениями в сельскохозяйственных культурах, либо используется
непосредственно в качестве пищи для человека, либо в качестве пищи для
скота, который впоследствии станет источником пищи для человека.
Уменьшение площади зеленых насаждений, приводит к тому, что
неорганический азот, находящийся в почве, превращается в газ (NO, N2O,
N2). Этот процесс происходит в зависимости от физических и химических
условий почвы. К сожалению, эти соединения играют важную роль в химии
атмосферы и влияют на другие соединения, столь же важные, как озон.
Сохранение природы требует, чтобы глобальные выбросы азотистых
соединений были равны глобальному лесовосстановлению нашей планеты.
Исследователи предупреждают, что насыщенные азотом почвы не могут
удерживать и обрабатывать избыток азотных соединений из окружающей
среды. По мере роста населения и потребления пищи (особенно продуктов
животного происхождения) в будущем все больше и больше соединений азота
будут превращаться из не реактивных в реактивные формы.
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Азот, в соответствии со своим циклом циркуляции в природе,
встречается в различных формах, превращаясь в ту или иную форму в
зависимости от обстоятельств. Его можно встретить как:
Также в наших телах он проходит ряд трансформаций, поэтому, говоря о
самом аммиаке, никогда нельзя забывать о других формах, которые может
принимать азот.
Гидроксид аммония используется в пищевой промышленности - это один из
наиболее часто используемых консервантов для пищевой промышленности. Он
дает производителям гарантию отсутствия роста нежелательных бактерий и
патогенных микроорганизмов (среди прочего, он атакует бактерии E. coli,
предотвращая их размножение и распространение). В 70-е гг. после долгих
дебатов было признано, что гидроксид аммония является полностью
безопасным и эффективным препаратом. Он используется сегодня тысячами
производителей - наиболее часто используется при производстве мясных и
других требующих консервации пищевых продуктов. По сей день это один из
наиболее часто используемых консервантов в пищевых продуктах.
Производители утверждают, что до тех пор, пока вы потребляете аммиак в
небольших количествах, он не будет представлять опасности для вашего
здоровья.
Итак, какие продукты могут содержать большое количество аммиака? К
ним относятся:
мясо,
шоколад,
сыры,
йогурты,
пончики, торты, печенье,
арахисовое масло,
продукты с добавлением Е150с и Е150d. Добавки Е150с и Е150d
используют для окраски в карамельный цвет (тесто, пиво, шоколад,
печенье, спиртные напитки и ликеры, кремы, чипсы и тд),
продукты с добавлением E503 (карбонат аммония). Добавка E503
применяется вместо соды и дрожжей (печенье, бублики, торты и прочие
хлебобулочные изделия).
В настоящее время масштабы использования добавок при производстве
продуктов питания невероятно велики, и точный их объём до сих пор
остается для нас, обычных потребителей, непостижимой загадкой.