KLINISCHE CHEMIE 2
DEEL 1: AFBRAAKPRODUCTEN
0. INLEIDING
0.1 NIET-EIWITGEBONDEN STIKSTOFVERBINDINGEN: AFBRAAKPRODUCTEN VAN METABOLISME
- NPN – verbindingen
o Non-protein nitrogen
o Via urine weg
o Resultaat afbraak Ew en nucleïnezuren
0.2 OVERZICHT VAN DE BESPROKEN NPN -VERBINDINGEN
- Ureum: eindproduct afbraak AZ
- Ammonium: product vd deaminatie AZ tijdens eiwitafbraak
- Creatine: gesynthetiseerd uit AZ (rol in E-voorziening spieren)
- Creatinine: afvalproduct gevormd uit creatine
- Bilirubine: afbraakprod Hemoglobine
- Urinezuur: eindproduct afbraak purines
0.3 ROL VAN DE NIEREN ALS AFVALVERWERKERS
- Nieren:
o rol in homeostase
o Afvalverwerkers
o Verwijderen overtollige NPN-verbindingen
- Functionele eenheid nier = nefron
- In elk nefron: urine gevormd dr 3 mechanismen
o 1. Filtratie
▪ Id glomerulus
▪ Bowman-kapsel werkt als filter
▪ Water en kleine moleculen dr filter in voorurine
o 2. Terugresorptie
▪ Essentiële stoffen dr tubuli teruggewonnen
▪ Opgenomen dr bloed
▪ Oiv transportmechanismen en hornmonen
▪ Actief selectieproces
o 3. Excretie
▪ Creatinine en overtollige ionen
▪ In distale tubulus
▪ Omvat transport v stoffen uit bloed nr urine
,HOOFDSTUK 1. UREUM (BLOEDUREUMSTIKSTOF – BUN)
1.1 METABOLISME VAN UREUM
- BUN:
o Bloedureumstikstof
o N-houdende afvalprod vh eiwitmetabolisme
o Uit exogene & endogene eiwitten
1.1.1 EIWITAFBRAAK EN AMINOZUREN
- Eiwitten afgebroken tot AZ
- Structuur AZ
o Aminogroep (-NH2)
▪ Functionele groep uit N gebonden aan 2 H’s
▪ Aminogroep v basische aard
o Carboxylgroep (-COOH)
▪ C dubbel gebonden aan 0
▪ C enkelv gebonden aan -OH
▪ Zuur van aard
o Restgroep (R-groep)
▪ Variabel
1.1.2 AFBRAAK VAN AMINOZUREN
- Omzetting v AZ in ureum (uiteindelijke afvalprod)
- Id lever
- Omzetting via reeks enzymatische reacties (3 stappen)
o Stap 1: transaminatie
▪ α-aminogroep ve AZ overgedragen op α-ketozuur
▪ Reactie gekatalyseerd dr enzymen: transaminases of aminotransferases
▪ Ontstaan nieuw AZ en nieuw α-ketozuur, pyruvaat
▪ Pyruvaat w gebruikt vr productie E id citroenzuurcyclus
o Stap 2: oxidatieve deaminatie
▪ Aminogroep glutamaat verwijderd als ammoniumion (NH4+)
▪ Reactie regenereert α-ketoglutaraat
▪ Deze stap produceert H-ionen die w overgedragen op co-enzym
nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD+) (rol in E-prod)
▪ Omdat ammoniumion giftig: onmiddellijk verwijderd
o Stap 3: ureumcyclus
▪ Ammoniumion omgezet in ureumid lever
▪ Ureum gevormd uit 2 ammoniumionenen 1x CO2
▪ Ureum vervolgens afgescheiden dr urine
,1.1.3 DE UREUMCYCLUS: ONTGIFTEN VAN AMMONIUM
- Proces dr hepatische enyzmen
- Vindt plaats in mitochondriën en cytoplasma vd levercellen
- Essentieel voor ontgiften v ammonium
- 5 stappen id cyclus
o Stap 1: vorming van carbamoylfosfaat
▪ In mitochondriën
▪ CO2 w gecombineer met NH4+ om carbamoylfosfaat te vormen
▪ Reactie vereist E id vorm v ATP & w gekatalyseerd dr enzym carbamoylfosfaat synthetase
o Stap 2: vorming van citrulline
▪ Carbamoylfosfaat condenseert met ornithine om citruline te vormen
▪ In mitochondriën
▪ W gekatalyseerd dr enzym ornithine transcarbamoylase
o Stap 3: vorming van argininosuccinaat
▪ Citrulline w nr cytoplasma gebracht en condenseert met aspartaat om arginiosucinaat te
vormen
▪ Deze reactie vraag E die vrijkomt bij hydrolase v ATP en w gekatalyseerd dr enzym
argininosuccinaat synthase
o Stap 4: splitsing van argininosuccinaat
▪ Argininosuccinaat w gesplits in arginine en fumaraat
▪ Fumaraat is intermediair in citroenzuurcyclus
▪ Reactie w gekatalyseerd dr enzym argininosucciaat lyase
o Stap 5: hydrolyse v arginine
▪ Arginine w gehydrolyseerd tot ureum en ornithine
▪ Ornithine kan opnieuw deelnemen ad cyclus
▪ Reactie w gekatalyseerd dr enzym arginase
▪ Ureum w uitgescheiden via urine
- Betrokken AZ:
o Ornithine
o Citrulline
o Argininosucciaat
- Herkomst stikstofatomen in ureum
o 2 N-atomen van ammonium en aspartaat
- Samenvatting:
o Via transaminatie w aminogroep overgedragen op α-ketoglutaraat, wrdr glutamaat gevormd w
o Na oxidatieve deaminatie komen toxische ammoniumionen vrij (w omgezet nr ureum in levercellen)
, 1.2 METABOLISME VAN AMMONIUM
1.2.1 CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN VAN AMMONIUM
- In waterige opl komt ammoniak (NH3) voor in geprotoneerde vorm (NH4+), omdat pH v bloed lager is dan pKa v NH3
o pH bloed = 7,4
o pKa ammoniak = 9,24
- NH3 heeft vrij elektronenpaar → goeie Lewis-base
1.2.2 BRONNEN VAN AMMONIUM
- 2 primaire bronnen v ammonium in het menselijk lichaam
o 1. Lever: rol in metabolisme AZ, wrbij NH3 vrijkomt als bijproduct. Lever zet dit om in ureum
o 2. Darmen: NH3 geproduceerd dr werking bacteriën op ew en AZ id voeding.
▪ 2 belanrijke processen hier: bacteriële urease-activiteit en bacteriële aminozuurdeaminatie
• Bacteriële urease-activiteit
o Sommige bacteriën id darmen maken urease (enzym dat ureum omzet in
ammonium en carbonaat)
• Bacteriële aminozuurdeaminatie:
o Bacteriën id darmen knn AZ deaminieren, wrbij aminogroep w verwijderd en
ammoniumionen vrijkomen. Dit fermentatieproces is belangrijk wnr eiwitten of
AZ nt volledig dr lich opgenomen w en in dikke darm terechtkomen
1.3 EXCRETIE EN REABSORPTIE VAN UREUM
1.3.1 UREUMEXCRETIE EN DE INVLOED VAN HYDRATATIE
- Nieren scheiden ureum uit
- > 90% vh ureum w via nieren uitgescheiden
- Rest via maag-darmkanaal
- Verwaarloosbare hvlhd via zweet
1.3.2 GLOMERULAIRE FILTRATIE EN TERUGRESORPTIE VAN UREUM
- Nieren rol in handhaven stikstofbalans en voorkomen ophoping toxische ureumspiegels (uremie)
- Relatie tss ureum-conc ih bloed & urine en glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) (maat voor nierfunctie)
- Ureum w gefilterd id glomeruli vd nieren
- 40% vh gefiltreerde ureum w passief teruggeresorbeerd id tubuli
- 60% w uitgescheiden via urine
DEEL 1: AFBRAAKPRODUCTEN
0. INLEIDING
0.1 NIET-EIWITGEBONDEN STIKSTOFVERBINDINGEN: AFBRAAKPRODUCTEN VAN METABOLISME
- NPN – verbindingen
o Non-protein nitrogen
o Via urine weg
o Resultaat afbraak Ew en nucleïnezuren
0.2 OVERZICHT VAN DE BESPROKEN NPN -VERBINDINGEN
- Ureum: eindproduct afbraak AZ
- Ammonium: product vd deaminatie AZ tijdens eiwitafbraak
- Creatine: gesynthetiseerd uit AZ (rol in E-voorziening spieren)
- Creatinine: afvalproduct gevormd uit creatine
- Bilirubine: afbraakprod Hemoglobine
- Urinezuur: eindproduct afbraak purines
0.3 ROL VAN DE NIEREN ALS AFVALVERWERKERS
- Nieren:
o rol in homeostase
o Afvalverwerkers
o Verwijderen overtollige NPN-verbindingen
- Functionele eenheid nier = nefron
- In elk nefron: urine gevormd dr 3 mechanismen
o 1. Filtratie
▪ Id glomerulus
▪ Bowman-kapsel werkt als filter
▪ Water en kleine moleculen dr filter in voorurine
o 2. Terugresorptie
▪ Essentiële stoffen dr tubuli teruggewonnen
▪ Opgenomen dr bloed
▪ Oiv transportmechanismen en hornmonen
▪ Actief selectieproces
o 3. Excretie
▪ Creatinine en overtollige ionen
▪ In distale tubulus
▪ Omvat transport v stoffen uit bloed nr urine
,HOOFDSTUK 1. UREUM (BLOEDUREUMSTIKSTOF – BUN)
1.1 METABOLISME VAN UREUM
- BUN:
o Bloedureumstikstof
o N-houdende afvalprod vh eiwitmetabolisme
o Uit exogene & endogene eiwitten
1.1.1 EIWITAFBRAAK EN AMINOZUREN
- Eiwitten afgebroken tot AZ
- Structuur AZ
o Aminogroep (-NH2)
▪ Functionele groep uit N gebonden aan 2 H’s
▪ Aminogroep v basische aard
o Carboxylgroep (-COOH)
▪ C dubbel gebonden aan 0
▪ C enkelv gebonden aan -OH
▪ Zuur van aard
o Restgroep (R-groep)
▪ Variabel
1.1.2 AFBRAAK VAN AMINOZUREN
- Omzetting v AZ in ureum (uiteindelijke afvalprod)
- Id lever
- Omzetting via reeks enzymatische reacties (3 stappen)
o Stap 1: transaminatie
▪ α-aminogroep ve AZ overgedragen op α-ketozuur
▪ Reactie gekatalyseerd dr enzymen: transaminases of aminotransferases
▪ Ontstaan nieuw AZ en nieuw α-ketozuur, pyruvaat
▪ Pyruvaat w gebruikt vr productie E id citroenzuurcyclus
o Stap 2: oxidatieve deaminatie
▪ Aminogroep glutamaat verwijderd als ammoniumion (NH4+)
▪ Reactie regenereert α-ketoglutaraat
▪ Deze stap produceert H-ionen die w overgedragen op co-enzym
nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD+) (rol in E-prod)
▪ Omdat ammoniumion giftig: onmiddellijk verwijderd
o Stap 3: ureumcyclus
▪ Ammoniumion omgezet in ureumid lever
▪ Ureum gevormd uit 2 ammoniumionenen 1x CO2
▪ Ureum vervolgens afgescheiden dr urine
,1.1.3 DE UREUMCYCLUS: ONTGIFTEN VAN AMMONIUM
- Proces dr hepatische enyzmen
- Vindt plaats in mitochondriën en cytoplasma vd levercellen
- Essentieel voor ontgiften v ammonium
- 5 stappen id cyclus
o Stap 1: vorming van carbamoylfosfaat
▪ In mitochondriën
▪ CO2 w gecombineer met NH4+ om carbamoylfosfaat te vormen
▪ Reactie vereist E id vorm v ATP & w gekatalyseerd dr enzym carbamoylfosfaat synthetase
o Stap 2: vorming van citrulline
▪ Carbamoylfosfaat condenseert met ornithine om citruline te vormen
▪ In mitochondriën
▪ W gekatalyseerd dr enzym ornithine transcarbamoylase
o Stap 3: vorming van argininosuccinaat
▪ Citrulline w nr cytoplasma gebracht en condenseert met aspartaat om arginiosucinaat te
vormen
▪ Deze reactie vraag E die vrijkomt bij hydrolase v ATP en w gekatalyseerd dr enzym
argininosuccinaat synthase
o Stap 4: splitsing van argininosuccinaat
▪ Argininosuccinaat w gesplits in arginine en fumaraat
▪ Fumaraat is intermediair in citroenzuurcyclus
▪ Reactie w gekatalyseerd dr enzym argininosucciaat lyase
o Stap 5: hydrolyse v arginine
▪ Arginine w gehydrolyseerd tot ureum en ornithine
▪ Ornithine kan opnieuw deelnemen ad cyclus
▪ Reactie w gekatalyseerd dr enzym arginase
▪ Ureum w uitgescheiden via urine
- Betrokken AZ:
o Ornithine
o Citrulline
o Argininosucciaat
- Herkomst stikstofatomen in ureum
o 2 N-atomen van ammonium en aspartaat
- Samenvatting:
o Via transaminatie w aminogroep overgedragen op α-ketoglutaraat, wrdr glutamaat gevormd w
o Na oxidatieve deaminatie komen toxische ammoniumionen vrij (w omgezet nr ureum in levercellen)
, 1.2 METABOLISME VAN AMMONIUM
1.2.1 CHEMISCHE EIGENSCHAPPEN VAN AMMONIUM
- In waterige opl komt ammoniak (NH3) voor in geprotoneerde vorm (NH4+), omdat pH v bloed lager is dan pKa v NH3
o pH bloed = 7,4
o pKa ammoniak = 9,24
- NH3 heeft vrij elektronenpaar → goeie Lewis-base
1.2.2 BRONNEN VAN AMMONIUM
- 2 primaire bronnen v ammonium in het menselijk lichaam
o 1. Lever: rol in metabolisme AZ, wrbij NH3 vrijkomt als bijproduct. Lever zet dit om in ureum
o 2. Darmen: NH3 geproduceerd dr werking bacteriën op ew en AZ id voeding.
▪ 2 belanrijke processen hier: bacteriële urease-activiteit en bacteriële aminozuurdeaminatie
• Bacteriële urease-activiteit
o Sommige bacteriën id darmen maken urease (enzym dat ureum omzet in
ammonium en carbonaat)
• Bacteriële aminozuurdeaminatie:
o Bacteriën id darmen knn AZ deaminieren, wrbij aminogroep w verwijderd en
ammoniumionen vrijkomen. Dit fermentatieproces is belangrijk wnr eiwitten of
AZ nt volledig dr lich opgenomen w en in dikke darm terechtkomen
1.3 EXCRETIE EN REABSORPTIE VAN UREUM
1.3.1 UREUMEXCRETIE EN DE INVLOED VAN HYDRATATIE
- Nieren scheiden ureum uit
- > 90% vh ureum w via nieren uitgescheiden
- Rest via maag-darmkanaal
- Verwaarloosbare hvlhd via zweet
1.3.2 GLOMERULAIRE FILTRATIE EN TERUGRESORPTIE VAN UREUM
- Nieren rol in handhaven stikstofbalans en voorkomen ophoping toxische ureumspiegels (uremie)
- Relatie tss ureum-conc ih bloed & urine en glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) (maat voor nierfunctie)
- Ureum w gefilterd id glomeruli vd nieren
- 40% vh gefiltreerde ureum w passief teruggeresorbeerd id tubuli
- 60% w uitgescheiden via urine
