Nitrogen, Nitrogen Cycle and Excretion of Nitrogen

00:01 In den Vorlesungen über den Aminosäurestoffwechsel, habe ich darüber gesprochen, wie Amine von einem Molekül zum anderen bewegt werden, und wie Ammoniak ein giftiges Nebenprodukt ihres Stoffwechsels darstellt.

00:11 In diesem Vortrag werde ich darüber sprechen, wie diese Amine und der Ammoniak kombiniert und für die Ausscheidung vorbereitet werden.

00:18 Stickstoff kommt im Körper, wie wir gesehen haben, in verschiedenen Formen vor.

00:22 Das Gleichgewicht ist absolut entscheidend.

00:24 Stickstoff ist ein essentieller Nährstoff, aber es ist auch eines, das in zwei hohe Mengen giftig sein können.

00:30 Der Körper muss in der Lage sein, den Stickstoff aus dem Aminosäurestoffwechsel zu verarbeiten.

00:35 Stickstoff wird aber auch für die Synthese anderer Moleküle benötigt.

00:38 Dazu gehören die Nukleotide ATP, GTP, CTP, UTP, dATP, dCTP, dGTP und dTTP.

00:47 Stickstoff wird auch für die Herstellung von Nicht-Protein-Aminosäuren benötigt.

00:51 Dazu gehören Ornithin, Citrullin und Sarkosin, wie auf dem Bildschirm zu sehen ist.

00:56 Und es gibt noch andere stickstoffhaltige Verbindungen, die für die Synthese im Körper notwendig sind.

01:01 Dazu gehören Cholin, verschiedene Vitamine und Carnitin.

01:07 Der Stickstoffkreislauf ist ein sehr wichtiger Kreislauf in unserer Umwelt.

01:10 Der Stickstoff in unserer Atmosphäre muss reduziert werden.

01:14 Es gibt nitrifizierende Organismen in den tiefsten Teilen unseres Bodens, die Stickstoff aufnehmen und ihn in Amine umwandeln, die für höhere Organismen nützlich sind.

01:23 Dieser Gesamtprozess ist auf der Folie dargestellt.

01:28 Nun muss Stickstoff ausgeschieden werden, wenn das Gleichgewicht aufrechterhalten werden soll.

01:33 Wie ich bereits erwähnt habe, machen Aminosäuren durch Transaminierung Stickstoff mobil.

01:38 Es ist sehr einfach, den Stickstoff von einer Aminosäure zu einer Ketosäure und umgekehrt umzuwandeln.

01:45 Die Toxizität von Ammoniak bedeutet, dass der Stickstoff, der produziert wird, als Nebenprodukt des Aminosäurenstoffwechsels anfällt, exakt ausgeschieden werden muss.

01:54 Im Prozess der Ausscheidung gibt es verschiedene Strategien, die von verschiedenen Organismen angewandt werden.

02:00 Es gibt beispielsweise Organismen, die ammonotelisch sind - also Ammoniak ausscheiden.

02:04 Das gilt auch für Fische, und deshalb müssen Sie Ihr Aquarium regelmäßig reinigen.

02:08 Uricotelische Organismen scheiden Harnsäure aus, darunter auch Vögel.

02:14 Ureotelische Organismen schließen den Menschen ein.

02:16 Diese scheiden Harnstoff aus und dazu gehören auch die meisten Wirbeltiere und ein paar Wirbellose.

02:22 Wenn wir uns nun die Struktur dieser Moleküle ansehen, sehen wir natürlich, dass Ammoniak nur einen Stickstoff enthält. Dieser hat aber den Vorteil, dass er wasserlöslich ist.

02:31 Ammoniak hat natürlich den Nachteil, dass er giftig ist.

02:34 Harnsäure ist ein sehr gutes Mittel, um eine Menge Stickstoff loszuwerden.

02:37 Es hat vier Stickstoffe in sich, aber leider hat es den Nachteil, dass es nicht sehr wasserlöslich ist.

02:44 Harnstoff ist sozusagen der perfekte Kompromiss zwischen den beiden.

02:47 Er enthält zwei Stickstoffverbindungen für die Ausscheidung und ist sehr wasserlöslich.

02:52 Der Ammoniak, der beim Aminosäureabbau entsteht, wird im Harnstoffzyklus verwendet.

02:58 Und die Harnsäure, die durch den Purinabbau entsteht, ist ein Nebenprodukt des Abbaus von Nukleotiden.

03:05 Und schließlich wird Harnstoff durch den Harnstoffzyklus produziert.