Harnstoff: Stoffwechselprodukt des Eiweißabbaus

Harnstoff ist ein Stoffwechselprodukt des Aminosäureabbaus. Harnstoffbezogene Indikatoren helfen auch bei der Beurteilung der Nierenfunktion. Änderungen des Harnstoffs werden durch den BUN-Index dargestellt. Die Menge an Harnstoff im Körper kann aus vielen verschiedenen Gründen zunehmen oder abnehmen. Informieren wir uns hier mit SignsSymptomsList über Harnstoff und seinen Stoffwechsel; sowie Gesundheitszustände im Zusammenhang mit BUN (ein Indikator für die Harnstoffkonzentration im Blut).

Inhalt

• 1. Was ist Harnstoff?
• 2. Geschichte der Entdeckung von Harnstoff
• 3. Harnstoffproduktion und -ausscheidung
• 4. Harnstoffzyklus
• 5. Harnstoffkonzentration im Blut

1. Was ist Harnstoff?

Harnstoff (auch als Harnstoff bekannt) ist ein Abfallprodukt vieler lebender Organismen. Es ist der wichtigste organische Bestandteil des menschlichen Urins. Das liegt daran, dass es am Ende einer Kettenreaktion steht, die die Aminosäuren abbaut, aus denen Proteine ​​bestehen.

Diese Aminosäuren werden in der Leber verstoffwechselt zu: Ammoniak, CO2, Wasser und Energie. Aber Ammoniak ist zelltoxisch. Daher muss es aus dem Körper ausgeschieden werden. Wasserorganismen wie Fische können Ammoniak direkt ins Wasser abgeben. Aber Landtiere brauchen eine andere Entsorgungsmethode. Also wandelt die Leber Ammoniak in eine ungiftige Verbindung um – Harnstoff. Es wird sicher im Blut zu den Nieren transportiert; wo es im Urin ausgeschieden wird.

Jeder Zustand, der die Ausscheidung von Harnstoff durch die Nieren beeinträchtigt, kann zu Urämie, einer Ansammlung von Harnstoff und anderen stickstoffhaltigen Abfallprodukten im Blut führen, die tödlich sein können. Um den Zustand umzukehren, muss die Ursache des Nierenversagens beseitigt werden, oder der Patient muss sich einer Dialyse unterziehen, um Abfallprodukte aus dem Blut zu entfernen.

Harnstoff ist ein kleines organisches Molekül (M = 60), das aus zwei miteinander verbundenen Amingruppen (-NH2) und einer Carbamylgruppe (CO) besteht.

2. Geschichte der Entdeckung von Harnstoff

Harnstoff hat eine ziemlich interessante Geschichte. Es wurde erstmals 1773 von HM Rouelle entdeckt und aus menschlichem Urin isoliert. Es wurde dann 1828 von Friedrich Wohler erfolgreich synthetisiert. Die Synthese war fast ein Zufall. Weil Wohler versuchte, eine andere Verbindung, Ammoniumcyanat, herzustellen, um die Cyanatforschung fortzusetzen, an der er mehrere Jahre zuvor gearbeitet hatte. Als er Silbercyanat zu Ammoniumchloridlösung hinzufügte, erhielt er eine weiße kristalline Substanz, die sich als ähnlich dem aus Urin gewonnenen Harnstoff erwies.

Diese Entdeckung ist wichtig, da sie Harnstoff zur ersten organischen Verbindung macht, die aus vollständig anorganischen Ausgangsmaterialien synthetisiert wird.

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3. Harnstoffproduktion und -ausscheidung

Die Harnstoffproduktion hängt mit den Proteinen zusammen, die wir essen. Proteine ​​bestehen aus Ketten von Aminosäuren. Aminosäuren werden voneinander getrennt, wenn Proteine ​​​​aus der Nahrung im Magen-Darm-Trakt verdaut werden. Sie werden dann durch die Schleimhaut des Verdauungstrakts aufgenommen und zum Aufbau spezifischer Proteine ​​verwendet, die unser Körper benötigt.

Überschüssige Aminosäuren werden in einem als Desaminierung bekannten Prozess abgebaut. Dabei wird die Amingruppe einer Aminosäure (-NH2) entfernt und in ein Molekül Ammoniak (NH3) umgewandelt. Die Entgiftung findet hauptsächlich in der Leber statt.

Ammoniak ist sehr zelltoxisch. Ammoniakmoleküle reagieren mit Kohlendioxid im Körper, um Harnstoff zu produzieren, eine viel sicherere Chemikalie. Die Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff findet in der Leber durch einen Prozess statt, der als Harnstoffzyklus bekannt ist. Blutgefäße transportieren Harnstoff zu den Nieren, um ihn aus dem Blut und in den Urin zu entfernen. Urin wird in der Blase gespeichert und beim Urinieren an die Umgebung abgegeben. Der Gesamtvorgang wird als Ausscheidung bezeichnet. Über den Schweiß werden kleine Mengen Harnstoff aus unserem Körper ausgeschieden.

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4. Harnstoffzyklus

Der Harnstoffzyklus entfernt Ammoniak aus dem Blut und produziert Harnstoff. Schließlich in Form von Urin ausgeschieden. Dieser Zyklus wird von den Zellen der Leber durchgeführt und weist, wie der Name schon sagt, den letzten Schritt des Stoffwechsels zum vorherigen Schritt des Zyklus hin.

4.1. Zusammenfassung der Schritte im Harnstoffzyklus

Ammoniak entsteht durch den Abbau von Aminosäuren/Darmbakterien.

• Mitochondriale Phase:

Carbamoylphosphat wird durch CPSI aus Ammoniak und Bicarbonat gebildet.

OTC kondensiert Carbamoylphosphat und Ornithin zu Citrullin.

Citrullin wird dann von SLC25A15 zum Zytoplasma transportiert.

• Zellstadium:

– ASS kondensiert Citrullin und Aspartat zu Argininenosuccinat.

Argininosuccinat wird von ASL zu Arginin und Fumarat abgebaut.

– Als nächstes wird Arginin durch Arginase in Harnstoff und Ornithin zerlegt.

Ornithin-Translokase transportiert Ornithin in die Mitochondrien.

Dort wird es wiederum vom OTC verwendet, um Citrullin zu bilden. Das Citrullin wird dann wieder zu Harnstoff und Ornithin verarbeitet, und der Kreislauf geht weiter. Während des Zyklus ist Harnstoff das einzige neue Produkt, das gebildet wird, während alle anderen im Zyklus verwendeten Moleküle recycelt werden.

4.2. Was passiert, wenn der Harnstoffzyklus schief geht?

Wenn es ein Problem mit dem Harnstoffzyklus gibt, steigt der Ammoniakspiegel im Blut und verursacht Urämie. Ammoniak kann die Barriere zwischen dem Blutstrom und dem Gehirn überwinden.

Sobald es in das Gehirn gelangt, kann es den TCA-Zyklus stoppen, indem es einen der Metaboliten, α-Ketoglutarat, abbaut. Das bedeutet, dass diese Gehirnzellen keine Energie produzieren können. Es wird schließlich zu ernsthaften neurologischen Problemen wie irreversiblen Hirnschäden führen.

Die Ursache der Abweichung kann folgende Ursachen haben:

• Leberschäden ( Zirrhose ).
• Genetischer Defekt eines der oben genannten Enzyme.

In beiden Fällen haben erhöhte Ammoniakwerte potenzielle Folgen.

Vererbte Störungen des Harnstoffzyklus gehören zu den „Stoffwechselstörungen“. Dies wird als „Störung des Harnstoffzyklus“ bezeichnet. Die Symptome treten normalerweise bei Neugeborenen etwa 24-48 Stunden nach der Geburt auf. Die schwersten Symptome treten bei Säuglingen mit CPS-Defekten auf.

5. Harnstoffkonzentration im Blut

Der BUN-Test (oder Blut-Harnstoff-Stickstoff-Test) hilft beim Nachweis des Blutharnstoffspiegels. Wenn die Nieren diese Substanz nicht gut aus dem Körper entfernen, steigt die Menge an Harnstoff im Blut. Der BUN-Test kann zeigen, wie gut die Nieren arbeiten.

Die Ergebnisse des Blut-Harnstoff-Stickstoff-Tests werden in den USA in Milligramm pro Deziliter (mg/dl) und international in Millimol pro Liter (mmol/l) gemessen. Im Allgemeinen gelten etwa 7 bis 20 mg/dl (2,5 bis 7,1 mmol/l) als normal.

Der Normalbereich kann jedoch je nach dem vom Labor verwendeten Referenzbereich und Ihrem Alter variieren. Bitten Sie Ihren Arzt, Ihnen die Ergebnisse zu erklären.

Der Harnstoff-Stickstoffgehalt steigt tendenziell mit dem Alter an. Neugeborene haben niedrigere Werte als andere und die Bereiche bei Kindern variieren ebenfalls. Im Allgemeinen bedeutet ein hoher Harnstoff-Stickstoffspiegel im Blut, dass Ihre Nieren nicht gut funktionieren.

5.1. Eine Erhöhung der Harnstoffkonzentration im Blut

Es gibt viele Ursachen für hohe Blutharnstoffspiegel, darunter:

• Obstruktion der Harnwege.
• Verminderte Nierendurchblutung aufgrund von: Herzinsuffizienz oder kürzlichem Herzinfarkt.
• Hypovolämischer Schock.
• Schwere Hypotonie.
• Magenblutung.
• Schlimme Verbrennungen.
• Bestimmte Medikamente, wie einige Antibiotika.
• Der Verzehr vieler proteinreicher Lebensmittel führt dazu, dass die Leber große Mengen an Harnstoff produziert.

Nierenerkrankungen können zu erhöhtem Harnstoff im Blut führen.

• Dehydration aufgrund von: geringer Flüssigkeitsaufnahme; übermäßige Austrocknung (Schwitzen, Erbrechen, Durchfall, Diuretika usw.). Dehydration erhöht auch den Harnstoffspiegel im Blut. Denn diese hängt von der Wassermenge im Blut ab. Befindet sich im Blut weniger Wasser als üblich, aber die gleiche Menge Harnstoff, ist die Harnstoffkonzentration höher als normal.
• Altern.
• Verletzung.
• Schwere Infektion.

Einige Behandlungen für hohen Harnstoffstickstoff im Blut:

• Beseitigen Sie Protein aus der Nahrung.
• Entfernen Sie überschüssiges Ammoniak.
• Ergänzen Sie die fehlenden Moleküle des Harnstoffzyklus.
• Darüber hinaus können Natriumbenzoat und Natriumacetat verwendet werden, um ammoniakhaltige Verbindungen zu bilden, die mit dem Kot ausgeschieden werden können.
• Der Zucker Lactulose reduziert nachweislich die Ammoniakproduktion der Darmbakterien und fördert die Ammoniakausscheidung im Stuhl.
• Alternativ können Antibiotika eingesetzt werden, um ammoniakbildende Darmbakterien zu eliminieren.

5.2. Abnahme der Harnstoffkonzentration im Blut

Es kann auch zu niedrigeren Blutharnstoffspiegeln als normal kommen. Dies könnte folgende Ursachen haben:

• Schwangerschaft.
• Fortgeschrittene Lebererkrankung (Zirrhose, Leberversagen ) .
• Vererbter Defekt im „Harnstoffzyklus“ (verminderte Harnstoffsynthese).
• Zu viel Wasser trinken und das Blut verdünnen.
• Nicht viel Protein zu sich zu nehmen oder aufgrund gesundheitlicher Probleme nicht genügend Aminosäuren durch die Dünndarmwand aufnehmen zu können.
• Ein Gesundheitsproblem, das zu niedrigen Harnstoffspiegeln führen kann, ist Zöliakie. Zotten sind Zotten an der Schleimhaut des Dünndarms, wo verdaute Nahrung aufgenommen wird. Bei Zöliakie schädigt der Verzehr von Gluten die Darmzotten. Dies reduziert die Aufnahme von Nährstoffen, einschließlich Protein, erheblich. Gluten ist ein Komplex von Proteinen, der in mehreren Körnern vorkommt, darunter Weizen, Roggen und Gerste. Während die meisten Menschen ohne Probleme Gluten essen, haben einige Menschen eine Glutenunverträglichkeit.

Harnstoff ist ein Stoffwechselabfallprodukt, das von den Nieren mit dem Urin ausgeschieden wird. Eine Nierenerkrankung ist mit einer verminderten Harnstoffausscheidung und daraus resultierenden erhöhten Blutspiegeln verbunden. Die Einschränkung von Harnstoff bei Nierenfunktionstests hängt mit einer verminderten Sensitivität und Spezifität zusammen, so dass ein normaler Harnstoff nicht unbedingt eine Nephropathie ausschließt und eine leichte bis mäßige Erhöhung des Harnstoffs nicht auf eine Nierenerkrankung zurückgeführt werden kann.

Doktor Truong My Linh