19.14. Виведення Амін азоту з організму становить ще одну складну біохімічну проблему
Яким чином виводиться з організму надлишок амінного азоту? Порівняльні біохімічні дослідження на різних видах тварин показали, що існують три головні форми, в яких може виводитися з організму аміни азот - вільний аміак, сечовина і сечова кислота. Більшість тварин, що мешкають у воді, наприклад кісткові риби, виділяють аміни азот у вигляді аміаку; такі організми називаються аммоніотеліческімі. У більшості наземних тварин аміни азот виводиться у вигляді сечовини; їх називають уреотеліческімі.
Мал. 19-15. Різні форми амінного азоту, в яких він виводиться з організму у різних видів тварин.
У птахів, ящірок і змій він виводиться у вигляді сечової кислоти; такі організми носять назву урікотеліческіх (рис. 19-15)
Ці відмінності обумовлені анатомічними і фізіологічними відмінностями зазначених груп тварин, пов'язаними з середовищем їхнього життя. У кісткових риб аміни азот транспортується кров'ю у вигляді глутаміну, але через зябра він виводиться у вигляді аміаку, тому що в зябрах міститься глутамінази, що каталізує гідроліз глутаміну, що приводить до утворення глутамату і аміаку. Оскільки аміак легко розчинний у воді, він швидко розбавляється і несеться потоком води, у великій кількості омиває зябра. Кісткових риб, отже, не потрібно складної сечової системи для виділення аміаку.
Однак, коли в процесі еволюції деякі водні тварини почали пристосовуватися до наземного способу життя. виділення амінного азоту у вигляді аміаку через зябра стало для них вже неможливим. Згодом у наземних тварин виникли інші способи виділення амінного азоту.
Таким тваринам для виведення з організму водорозчинних продуктів азотистого обміну потрібні нирки і сечовий міхур. Ясно, однак, що виділення прямо в сечу великої кількості вільного легко проникає крізь мембрани, могло б призводити до його реабсорбції, т. Е. До його повернення в кров. Є в цьому і ще одна незручність: оскільки аміак знаходиться в крові головним чином у вигляді іона його виведення зажадало б одночасного виведення такого ж кількості якихось аніонів, наприклад хлорид-іона або фосфат-іона. Щоб уникнути цих ускладнюють обставин, більшість наземних тварин набуло в процесі еволюції здатність виділяти аміни азот у вигляді сечовини - нейтрального добре розчинної у воді і нетоксичного з'єднання. Однак така здатність утворювати і виділяти сечовину не дається даром: як ми побачимо далі, для цього організму доводиться витрачати значні кількості енергії у формі АТР.
Для птахів дуже важливий їх вага. Тим часом разом з сечовиною в сечу повинні надходити і досить великі кількості води. Тому у птахів в процесі еволюції виробився інший спосіб виведення амінного азоту, в якому вода в помітних кількостях не бере. У них аміни азот перетворюється в сечову кислоту, яка відносно погано розчиняється у воді, так що сеча птахів являє собою напівтверду масу, що складається з кристалів сечової кислоти і дуже невеликої кількості води (рис. 19-15). Перевага, яку дає виведення амінного азоту у вигляді твердої сечової кислоти, організм птахів оплачує посиленою метаболічної роботою, тому що біосинтез сечової кислоти - це складний процес, що вимагає витрати енергії.
Проілюструвати важливу роль середовища проживання в визначенні способу виведення з організму амінного азоту можна на прикладі пуголовків, у яких в процесі метаморфоза цей спосіб змінюється. Пуголовки, що мешкають тільки в воді, виділяють аміни азот у вигляді аміаку через зябра. У печінки у пуголовка немає ферментів, необхідних для того, щоб виробляти сечовину, проте в процесі метаморфоза ці ферменти у нього з'являються і він втрачає здатність виділяти аміак. У дорослої жаби, яка більшу частину часу проводить на суші, аміни азот майже цілком виділяється у вигляді сечовини.