ammoniak

ammoniak is de chemische verbinding van waterstof en stikstof. De moleculaire formule van ammoniak is NH3. De stof wordt in het lichaam aangemaakt wanneer eiwitten worden afgebroken.

Wat is ammoniak?

Ammoniak is een kleurloos gas dat bestaat uit drie waterstofatomen en één stikstofatoom. Het gas heeft een zeer scherpe geur. Ammoniak is giftig voor het menselijk lichaam. Het is daar meestal aanwezig als een in water oplosbaar zout.

In deze vorm wordt het ook wel ammonium (NH4 +) genoemd. Ammoniak is betrokken bij verschillende stofwisselingsprocessen. Het komt echter vooral voor wanneer eiwit in de darm wordt afgebroken. Ammoniak wordt ook geproduceerd tijdens het celmetabolisme en de afbraak van aminozuren. Ammoniak kan de cellen van het lichaam ernstig beschadigen. Daarom wordt het in de lever omgezet in ureum en vervolgens via de nieren in de urine uitgescheiden.

Functie, effect en taken

Ammoniak speelt een belangrijke rol in de stofwisseling bij de opbouw en afbraak van aminozuren. Bij deze metabolische processen is de ammoniak echter in de vorm van ammonium.

Ammonium en α-ketoglutaraat worden omgezet in glutamaat in een speciaal chemisch proces dat bekend staat als reductieve aminering. Glutamaat, ook wel glutaminezuur genoemd, is een α-aminozuur. Omdat het lichaam zelf glutaminezuur kan aanmaken met behulp van ammonium, is het een van de niet-essentiële aminozuren. Glutaminezuur is als aminozuur ook een belangrijk onderdeel van eiwitten. Door het transaminatieproces kunnen andere niet-essentiële aminozuren worden geproduceerd uit glutamaat.

Glutamaat is niet alleen betrokken bij de synthese van aminozuren, het is ook een van de belangrijkste prikkelende neurotransmitters in het centrale zenuwstelsel (CZS). Tegelijkertijd is het aminozuur ook de voorloper van γ-aminoboterzuur (GABA). Dit is op zijn beurt de belangrijkste remmende neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel. Glutamaat zou ook een positief effect hebben op de spiergroei en het immuunsysteem.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Bij de afbraak van aminozuren wordt een groot deel van ammoniak geproduceerd. De belangrijkste plaats van productie van vrije ammoniak is de darm. Met name in de dikke darm wordt onder invloed van bacteriën ammoniak geproduceerd uit onverteerd eiwit. De aminozuren worden eerst weer afgebroken tot glutamaat.

Dit aminozuur wordt vervolgens opgesplitst in de oorspronkelijke stoffen α-ketoglutaraat en ammoniak door het enzym glutamaathydrogenase. Niet alle ammoniak die op deze manier ontstaat, kan worden gebruikt om aminozuren weer op te bouwen. Bij grotere hoeveelheden heeft ammoniak ook een cytotoxische werking, waardoor het lichaam ammoniak moet kunnen afbreken. Organismen die inheems zijn in het water, kunnen ammoniak vaak rechtstreeks via hun huid in het omringende water afgeven. Vóór uitscheiding moeten mensen de giftige ammoniak omzetten in een niet-giftige vorm. Bij een gezonde lever wordt ammoniak snel opgenomen.

Dit bereikt meestal de lever via de poortader. De lever zet dan ammoniak of ammonium om in ureum (ureum). Ureum is een witte, kristallijne en niet-giftige stof. Het wordt via de nieren in de urine uitgescheiden.

De normale plasmawaarde voor ammoniak is 27 tot 90 μg ammoniak / dl. Dit komt overeen met een hoeveelheid van 16 tot 53 μmol / l. De ammoniakspiegels in het bloed worden meestal bepaald als onderdeel van een onderzoek naar de leverfunctie.

Ziekten en aandoeningen

Verlaagde ammoniakspiegels in het bloedserum zijn niet klinisch relevant. Verhoogde ammoniakspiegels treden meestal op bij een verminderde leverfunctie. De afbraak van ammoniak is sterk verstoord bij levercirrose.

Levercirrose is het eindstadium van veel leveraandoeningen. Het stadium is onomkeerbaar en daarom is levercirrose niet te genezen. Meestal ontwikkelt cirrose zich in de loop van jaren tot decennia. In Europa is alcoholmisbruik de meest voorkomende oorzaak van levercirrose. Chronische virale hepatitis kan ook eindigen in cirrose van de lever.

Bij cirrose wordt leverweefsel vernietigd en worden de leverfunctiecellen opnieuw gemodelleerd door bindweefsel. Dit verstoort enerzijds de bloedstroom naar de lever. Aan de andere kant kunnen de levercellen hun ontgiftingstaak niet meer vervullen. Als het ammoniakniveau significant toeneemt als gevolg van een verminderde leverfunctie, kan hepatische encefalopathie optreden. Dit is een hersenstoornis als gevolg van de onvoldoende ontgiftingsfunctie van de lever. De reden voor deze schade is waarschijnlijk de gelijkenis van ammonium en kalium. Wanneer kalium en ammonium worden uitgewisseld, wordt de zogenaamde NMDA-receptor verstoord.

Hierdoor kan op zijn beurt meer calcium de zenuwcel binnendringen. Celdood treedt op. De hepatische encefalopathie kan worden onderverdeeld in vier fasen. De vier stadia worden voorafgegaan door latente of minimale hepatische encefalopathie. Dit uit zich in een slechte concentratie, verminderde drive of geheugenproblemen. In de eerste fase is er een merkbare vermindering van het bewustzijnsniveau, een duidelijke aandrijfstoornis en een stoornis van de fijne motoriek. In de tweede fase lijden de getroffenen aan desoriëntatie, geheugenstoornissen, onduidelijke spraak en ernstige slaperigheid.

De derde fase gaat gepaard met ernstige verstoring van het bewustzijn, verlies van oriëntatie, spierstijfheid, ontlasting en urine-incontinentie en een onstabiele manier van lopen. De meest ernstige vorm van hepatische encefalopathie is hepatisch coma (stadium 4). De patiënten zijn bewusteloos en kunnen niet meer gewekt worden door pijnprikkels. De spierreflexen zijn volledig gedoofd.

Vanwege de doordringende geur is vergiftiging door gasvormige ammoniak vrij zeldzaam. Ammoniak in gasvorm wordt voornamelijk via de longen opgenomen. Door te reageren met vocht heeft het een sterk corrosief effect op de slijmvliezen van de luchtwegen. Boven een bepaalde concentratie is er levensgevaar. De ammoniak kan leiden tot larynxoedeem, glottisspasmen, longoedeem of longontsteking en zo ademhalingsfalen veroorzaken.