แอมโมเนียม (Ammonium)

21.11.2567

ด้านสรีรวิทยา

แอมโมเนียผลิตขึ้นในทางเดินอาหาร แพร่กระจายผ่านเยื่อบุลำไส้ และถูกลำเลียงโดยพอร์ทัล ไหลเวียนไปยังตับ การล้างพิษโดยเซลล์ตับเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนเอนไซม์ของแอมโมเนียไปเป็นยูเรียหรือกรดยูริกโดยไมโตคอนเดรียหรือโดยการบริโภคแอมโมเนียในการผลิตกลูตามีน ส่วนแอมโมเนียใดๆก็ตาม ที่หลีกเลี่ยงการเผาผลาญของตับก็จะเข้าสู่ระบบไหลเวียน โดยที่กล้ามเนื้อโครงร่างและเนื้อเยื่ออื่นๆ จะล้างพิษแอมโมเนียด้วยการสร้างกลูตามีน แอมโมเนียเป็นพิษต่อระบบประสาทสูง ทำให้เกิดความผิดปกติของสารสื่อประสาท และสามารถทำให้เกิดการบาดเจ็บต่อแอสโตรไซต์ หากตรวจพบความเข้มข้นของแอมโมเนียมสูงถือเป็นสัญญาณของความผิดปกติของตับ สัตว์น้ำหลายชนิดจะขับแอมโมเนียออกมาเป็นของเสียไนโตรเจนหลัก การขับถ่ายไม่เพียงเกิดขึ้นโดยไตเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นที่เหงือกและผิวหนังด้วย

ด้านพิษวิทยา

แอมโมเนียที่ถูกรวมเข้าด้วยกันสามารถแพร่กระจายได้อย่างอิสระผ่านเซลล์เนื้อเยื่อ แต่จะเกิดเป็นแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์เมื่อสัมผัสกับน้ำในเนื้อเยื่อ แอมโมเนียที่ละลายน้ำและแอมโมเนียมไอออนที่ซึมผ่านได้น้อยมีอยู่ในสมดุลไดนามิกที่ทำหน้าที่ชะลอการดูดซึมแอมโมเนียเข้าสู่กระแสเลือด โดยขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของเนื้อเยื่อที่แทรกแซง ในช่วงระยะสั้น (⩽2 นาที) ที่สัมผัสกับแอมโมเนีย ⩽500 ppm แอมโมเนียที่ได้รับแรงกระตุ้นส่วนใหญ่ (83–92%) จะยังคงอยู่ในทางเดินหายใจส่วนบน กระบวนการดูดซับนี้อาจปรับเปลี่ยนได้หรืออิ่มตัวเนื่องจากแอมโมเนียส่วนใหญ่ที่ได้รับแรงกรุตุ้นในระหว่างการสัมผัสสารในระยะยาว (10–27 นาที) และจะถูกขับออกทางการหายใจโดย ∼4–30% ยังคงอยู่ภายในทางเดินหายใจส่วนบนและพร้อมสำหรับการดูดซับ แอมโมเนียหรือแอมโมเนียมไอออนถูกดูดซึมได้ดีจากทางเดินอาหาร เกือบ 100% ของแอมโมเนียที่ผลิตขึ้นภายในทางเดินอาหารของมนุษย์ (60 มก. กก.-1 วัน-1 วัน) จะถูกดูดซึมและเผาผลาญในตับเป็นยูเรียและกลูตามีน สมองยังสามารถแปลงแอมโมเนียเป็นกลูตามีน เนื่องจากการเผาผลาญผ่านครั้งแรกในตับ แอมโมเนียเพียงเล็กน้อยจากลำไส้จะไปถึงระบบไหลเวียน และปริมาณแอมโมเนียในเลือดที่มีนัยสำคัญทางพิษวิทยา (>1 ไมโครกรัมมิลลิลิตร-1) อาจเกิดขึ้นได้เฉพาะในสภาวะโรคร้ายแรงจากการเผาผลาญของแอมโมเนียโดย ตับและการขับถ่ายของสารโดยไตจะถูกทำลาย ถึงแม้ว่าจะไม่น่าเป็นไปได้ที่แอมโมเนียจำนวนมากที่สัมผัสกับผิวหนังจะถูกดูดซึม แต่แอมโมเนียที่เข้าสู่กระแสเลือดจะกระจายไปทั่วร่างกาย ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนหรือใช้เป็นบัฟเฟอร์ได้ แอมโมเนียที่ดูดซึมส่วนใหญ่จะถูกขับออกทางปัสสาวะในรูปของยูเรีย โดยจะขับออกทางอุจจาระหรืออากาศที่หมดอายุในปริมาณที่น้อยที่สุด

การส่งผ่าน Ammonium Transport

Amt เป็นโปรตีนเมมเบรนรวม 45–50 kDa โดยมีเฮลิซที่ทอดข้ามเมมเบรน 10–12 ตัว Amt permeases ดูเหมือนจะไกล่เกลี่ยแอมโมเนียมที่ใช้งานอยู่ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงกระตุ้นของโปรตอน แม้ว่าจะมีการเสนอว่าโปรตีน Amt อำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายของแอมโมเนียแบบสองทิศทาง เพอร์มีเอสเหล่านี้ยังขนส่งแอมโมเนียมเมทิลอะนาล็อก และที่จริงแล้ว การศึกษาการขนส่งส่วนใหญ่ได้ดำเนินการโดยใช้ [14C]เมทิลแอมโมเนียม เนื่องจากแอมโมเนียมยับยั้งการขนส่งเมทิลแอมโมเนียม จึงเชื่อกันว่าโปรตีนแอมโมเนียมมีบทบาทสำคัญในเรื่องความเข้มข้นของแอมโมเนียมต่ำ ซึ่งเป็นสภาวะปกติในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ยีนขนส่งแอมโมเนียมสมมุติ (amt) มีอยู่ในอาร์เคีย แบคทีเรีย ยีสต์ และพืช ในจีโนมโปรคาริโอตส่วนใหญ่ ยกเว้นไซยาโนแบคทีเรีย ยีน amt เชื่อมโยงกับยีน glnK ควบคุมที่กำหนดรหัสสำหรับโปรตีน PII ในผลิตภัณฑ์ยีน Escherichia coli, amtB และ glnK โต้ตอบเพื่อควบคุมกิจกรรมการขนส่งเพื่อตอบสนองต่อความพร้อมของไนโตรเจน ใน Synechocystis sp. PCC 6803 มีการระบุยีนสามตัว amt1 เป็นแอมโมเนียมแทรกซึมหลักในขณะที่ amt2 และ amt3 มีส่วนช่วยในการดูดซึมเพียงเล็กน้อย