Почему мочевина не превращается в организме в аммиак?

После того, как печень перерабатывает метаболиты с образованием мочевины и других побочных продуктов, они с кровью попадают в сердце, затем насыщаются кислородом, а некоторые из них по почечной артерии попадают в почки.

Мочевина в воде может разлагаться на аммиак, который ядовит, как указано на странице № 170 (6) учебника , при производстве аммиака.

Реагент и продукт находятся в равновесии. Также присутствует газообразный продукт, CO 2 , который потенциально может выделяться во время оксигенации крови. Отсюда, согласно принципу Ле Шателье, возможен сдвиг равновесия в сторону произведения

NH 2 CONH 2 + 2H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3 ⇌ 2NH 3 + H 2 O + CO 2

Вероятность разложения мочевины до аммиака высока при движении в крови (т.е. при длительном пути) и в мочевом пузыре, но этого все же не происходит. Почему нет?

лучше задать 2 разных вопроса. Просто спросите: почему мочевина не распадается на аммиак внутри мочевого пузыря? 1 фраза, простая, легко читаемая. Разложение мочи также является разложением.
Я попытался переписать его очень кратко. Это интересный вопрос. Очевидно, мочевая кислота отвечает за половину антиоксидантного потенциала крови, несмотря на то, что pH крови составляет 7,35. При таком pH и температуре аммиак может стать газообразным и токсичным. Моча имеет pH 6, поэтому в ней избыток H+, поэтому аммиак в основном превращается в аммоний NH4, который в 100 раз менее токсичен, чем аммиак. Круговорот азота в аквариумах и растениях — это то, что помогает понять пруды, водопроводную воду, растения, аквариумы, поэтому меня всегда интересовал круговорот азота.
стоит отметить, что белое вещество из экскрементов птиц и ящериц — это мочевая кислота. Рыбы производят много аммиака, и у них также есть бактериальный симбиоз в жабрах, чтобы поглощать его, а водные животные могут производить аммиак напрямую из-за избытка воды, тогда как большинству наземных животных приходится приспосабливаться к азотным отходам при ограниченном количестве воды. .
Другая информация здесь, из чтения о рыбах, которые выделяют 90% азота в виде аммиака/аммония. в нем говорится: большая часть аммиака в крови рыб — это ионы аммония. примечание: pK NH3 = 9-10; кровь рыб = рН 7,4) я не могу это объяснить.
@com.reachble Можете ли вы написать свои комментарии в ответ?
Я не знаю точного ответа, возможно, это из-за константы кислотной диссоциации, плазмы крови, времени превращения мочевины? и я не знаю настоящей причины, я не знаю биохимии. По-видимому, аммиак NH3 может проходить через клеточные стенки, а NH4 — нет.

Ответы (2)

Ответ на этот вопрос довольно прост:

Энергия активации некатализируемой реакции такова, что количество разложения мочевины в водном растворе при температуре крови и рН незначительно по сравнению со временем, необходимым для переноса мочевины в почки.

Литература, подтверждающая это, очень старая, поэтому я сначала процитирую относительно недавнюю (2004 г.) и (я думаю) свободно доступную статью Роберта П. Хаузингера о уреазе, в которой он пишет:

Субстрат [т.е. мочевина] обладает высокой резонансной стабилизацией (от 30 до 40 ккал/моль), что снижает реакционную способность его карбонильного углерода, так что самопроизвольный гидролиз мочевины никогда не наблюдался . Скорее всего, мочевина разлагается в растворе (приблизительный период полураспада 3,6 года при 38°C) путем медленного выведения аммиака с образованием цианистой кислоты (17).

Ссылка [17] — это статья Зернера по биоорганической химии от 1991 года, на которую требуется подписка в библиотеке. По сути, он цитирует тот же период полураспада:

Молекула мочевины очень стабильна. Между pH 2 и pH 12 неферментативное разложение мочевины в водной среде не зависит от pH и имеет период полураспада 3,6 года при 38°C (36-38).

Ссылки 36 — это книга, написанная в 1923 году, а ссылки 37 и 38 датируются 1942 и 1955 годами соответственно. Последнее я не проверял, но могу, если кто потребует.

Все это неудивительно, поскольку целью цикла мочевины у млекопитающих (и т. д.) является устранение токсичного аммиака, и, как указывает @Fizz, фермент уреаза необходим бактериям, которые используют это соединение.

[Частичный ответ]

[Утверждение OP:] Мочевина в воде может разлагаться на аммиак, который является токсичным.

Наверное, не так легко, как вы думаете. Если Википедия права :

Сама по себе мочевина очень стабильна из-за резонансных форм, которые она может принимать.

Некоторые бактерии используют уреазу для катализа реакции на 14 порядков (говорит Википедия).

Есть несколько первоисточников 1930-х годов по резонансным формам мочевины; Я их еще не читал.

Судя по экспериментальным данным в растворах (не в крови), мочевина будет близка к максимальной стабильности в крови, по крайней мере, с точки зрения pH:

Анализ стабильности показывает, что мочевина более стабильна в диапазоне рН 4-8, а стабильность мочевины снижается при повышении температуры для всех значений рН. В экспериментальном диапазоне значений температуры и начальной концентрации мочевины наименьшая деструкция мочевины была обнаружена при рН лактатного буфера 6,0. Скорость разложения мочевины в растворах и аптечных препаратах находится в зависимости от исходных концентраций мочевины. При более высоких начальных концентрациях мочевины скорость деградации представляет собой убывающую функцию со временем. Это свидетельствует о том, что обратная реакция является фактором деградации концентрированного раствора мочевины.

Что касается скорости реакции в терминах, которые даже я могу понять:

Молекула мочевины очень стабильна. Между pH 2 и pH 12 неферментативное разложение мочевины в водной среде не зависит от pH и имеет период полураспада 3,6 года при 38°C.

(В этом обзоре цитируются данные из более старых статей, поэтому, по-видимому, у них были менее чувствительные методы, поэтому они пришли к выводу о более широком диапазоне pH, где он наиболее стабилен.)

Для специалистов в области химии существует гораздо больше информации о кинетике реакции.

По сути, вы говорите, что вопрос основан на ложной предпосылке, точка зрения, которую я считаю правильной, и в этом случае я бы проголосовал за закрытие. Однако ни вы, ни автор не привели никаких данных о скорости некаталитической реакции. Не могли бы вы найти некоторые, чтобы мы могли решить это окончательно, пожалуйста.
@ Дэвид: я пытаюсь. Лучшее, что я нашел, не в крови, а в растворе. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25043489 Мне нужно получить доступ к полному документу для получения подробной информации...
@David: я нашел больше химии мочевины, чем могу сейчас обработать: hal.archives-ouvertes.fr/hal-01449373/document
Кровь, скорее всего, не имеет значения. Вода подойдет. Я посмотрю позже, если вы не можете найти информацию самостоятельно. Однако плакат должен быть сделан, чтобы обосновать свои претензии или отозвать.