মানব শরীরের স্বাভাবিক জীবন বজায় রাখার জন্য, এটি বিষাক্ত পদার্থ নির্মূল করার প্রক্রিয়া তৈরি করেছে। তাদের মধ্যে, অ্যামোনিয়া হল নাইট্রোজেনাস যৌগ, প্রাথমিকভাবে প্রোটিনগুলির বিপাকের শেষ পণ্য। NH3 শরীরের জন্য বিষাক্ত এবং যে কোনো বিষের মতোই রেচনতন্ত্রের মাধ্যমে নির্গত হয়। কিন্তু অ্যামোনিয়া ক্রমাগত প্রতিক্রিয়ার একটি সিরিজের মধ্য দিয়ে যাওয়ার আগে, যাকে বলা হয় অরনিথিন চক্র।
নাইট্রোজেন বিপাকের প্রকার
সব প্রাণী পরিবেশে অ্যামোনিয়া ত্যাগ করে না। নাইট্রোজেন বিপাকের বিকল্প শেষ পদার্থ হল ইউরিক অ্যাসিড এবং ইউরিয়া। তদনুসারে, নির্গত পদার্থের উপর নির্ভর করে তিন ধরনের নাইট্রোজেন বিপাক বলা হয়।
অ্যামোনিওটেলিক প্রকার। এখানে শেষ পণ্য হল অ্যামোনিয়া। এটি পানিতে দ্রবণীয় বর্ণহীন গ্যাস। অ্যামোনিওথেলিয়া হল নোনা জলে বসবাসকারী সমস্ত মাছের বৈশিষ্ট্য৷
Ureotelic প্রকার। ইউরিওথেলিয়া দ্বারা চিহ্নিত প্রাণীরা পরিবেশে ইউরিয়া ছেড়ে দেয়। উদাহরণ হলমিঠা পানির মাছ, উভচর এবং স্তন্যপায়ী প্রাণী, মানুষ সহ।
ইউরিকোটেলিক প্রকার। এতে প্রাণীজগতের সেই প্রতিনিধিদের অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যেখানে চূড়ান্ত বিপাক হল ইউরিক অ্যাসিড স্ফটিক। নাইট্রোজেন বিপাকের পণ্য হিসাবে এই পদার্থটি পাখি এবং সরীসৃপ পাওয়া যায়।
এইগুলির যে কোনও ক্ষেত্রে, বিপাকের শেষ পণ্যের কাজ হল শরীর থেকে অপ্রয়োজনীয় নাইট্রোজেন অপসারণ করা। যদি এটি না ঘটে, সেল ট্যাক্সেশন এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির বাধা পরিলক্ষিত হয়৷
ইউরিয়া কি?
ইউরিয়া হল কার্বনিক অ্যাসিডের একটি অ্যামাইড। এটি অরনিথিন চক্রের প্রতিক্রিয়ার সময় অ্যামোনিয়া, কার্বন ডাই অক্সাইড, নাইট্রোজেন এবং কিছু পদার্থের অ্যামিনো গ্রুপ থেকে গঠিত হয়। ইউরিয়া হল মানুষ সহ ইউরিওটেলিক প্রাণীর মলত্যাগকারী পণ্য।
ইউরিয়া হল শরীর থেকে অতিরিক্ত নাইট্রোজেন বের করার এক উপায়। এই পদার্থ গঠন একটি প্রতিরক্ষামূলক ফাংশন আছে, কারণ. ইউরিয়া অগ্রদূত - অ্যামোনিয়া, মানুষের কোষের জন্য বিষাক্ত।
বিভিন্ন প্রকৃতির 100 গ্রাম প্রোটিন প্রক্রিয়াজাত করার সময়, 20-25 গ্রাম ইউরিয়া প্রস্রাবে নির্গত হয়। পদার্থটি লিভারে সংশ্লেষিত হয় এবং তারপরে রক্ত প্রবাহের সাথে কিডনির নেফ্রনে প্রবেশ করে এবং প্রস্রাবের সাথে নির্গত হয়।
যকৃত হল ইউরিয়া সংশ্লেষণের প্রধান অঙ্গ
পুরো মানবদেহে এমন কোনো কোষ নেই যেখানে অরনিথিন চক্রের একেবারে সমস্ত এনজাইম উপস্থিত থাকবে। হেপাটোসাইট ব্যতীত, অবশ্যই। লিভার কোষের কাজ শুধুমাত্র হিমোগ্লোবিন সংশ্লেষণ এবং ধ্বংস করা নয়, ইউরিয়া সংশ্লেষণের সমস্ত প্রতিক্রিয়াও সম্পাদন করা।
নিচেঅরনিথিন চক্রের বর্ণনাটি এই সত্যের সাথে খাপ খায় যে এটি শরীর থেকে নাইট্রোজেন অপসারণের একমাত্র উপায়। যদি অনুশীলনে মূল এনজাইমগুলির সংশ্লেষণ বা ক্রিয়া বাধাগ্রস্ত হয়, তবে ইউরিয়া সংশ্লেষণ বন্ধ হয়ে যাবে এবং রক্তে অ্যামোনিয়ার আধিক্য থেকে শরীর মারা যাবে।
অর্নিথাইন চক্র। বিক্রিয়ার জৈব রসায়ন
ইউরিয়া সংশ্লেষণ চক্র বিভিন্ন পর্যায়ে সঞ্চালিত হয়। অরনিথিন চক্রের সাধারণ স্কিমটি নীচে উপস্থাপিত হয়েছে (ছবি), তাই আমরা প্রতিটি প্রতিক্রিয়া আলাদাভাবে বিশ্লেষণ করব। প্রথম দুটি পর্যায় সরাসরি লিভার কোষের মাইটোকন্ড্রিয়ায় সংঘটিত হয়।
NH3 দুটি ATP অণু ব্যবহার করে কার্বন ডাই অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করে। এই শক্তি-গ্রাহক প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, কার্বাময়েল ফসফেট গঠিত হয়, যা একটি ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ধন ধারণ করে। এই প্রক্রিয়াটি কার্বাময়েল ফসফেট সিন্থেটেজ এনজাইম দ্বারা অনুঘটক হয়।
কার্বাময়েল ফসফেট অরনিথিনের সাথে এনজাইম অরনিথিন কার্বাময়েল ট্রান্সফারেজ দ্বারা বিক্রিয়া করে। ফলস্বরূপ, উচ্চ-শক্তির বন্ধনটি ধ্বংস হয়ে যায় এবং এর শক্তির কারণে সিট্রুলাইন তৈরি হয়।
তৃতীয় এবং পরবর্তী পর্যায় মাইটোকন্ড্রিয়ায় নয়, হেপাটোসাইটের সাইটোপ্লাজমে সংঘটিত হয়।
সিট্রুলাইন এবং অ্যাসপার্টেটের মধ্যে একটি বিক্রিয়া আছে। 1টি ATP অণু গ্রহণের সাথে এবং এনজাইম আর্জিনাইন-সক্সিনেট সিন্থেসের ক্রিয়ায়, আরজিনাইন-সক্সিনেট গঠিত হয়।
Arginino-succinate, আরগিনিনো-succin-lyase এনজাইম সহ, আর্জিনাইন এবং fumarate-এ ভেঙে যায়।
আর্জিনাইন পানির উপস্থিতিতে এবং আর্গিনেসের ক্রিয়ায় অরনিথিন (1 বিক্রিয়া) এবং ইউরিয়া (চূড়ান্ত পণ্য) এ ভেঙ্গে যায়। চক্রটি সম্পূর্ণ।
ইউরিয়া সংশ্লেষণ চক্রের শক্তি
অরনিথিন চক্র হল একটি শক্তি-গ্রাহক প্রক্রিয়া যেখানে অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট (এটিপি) অণুর ম্যাক্রোঅার্জিক বন্ডগুলি গ্রাস করা হয়। সমস্ত 5টি বিক্রিয়ার সময়, মোট 3টি ADP অণু গঠিত হয়। এছাড়াও, মাইটোকন্ড্রিয়া থেকে সাইটোপ্লাজমে পদার্থের পরিবহনে এবং তদ্বিপরীতেও শক্তি ব্যয় হয়। ATP কোথা থেকে আসে?
ফুমারেট, যা চতুর্থ বিক্রিয়ায় গঠিত হয়েছিল, ট্রাইকারবক্সিলিক অ্যাসিড চক্রে একটি সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। ফিউমারেট থেকে ম্যালেটের সংশ্লেষণের সময়, NADPH নিঃসৃত হয়, যার ফলে 3টি ATP অণু তৈরি হয়।
গ্লুটামেট ডিমিনেশন প্রতিক্রিয়া লিভারের কোষকে শক্তি সরবরাহে ভূমিকা পালন করে। একই সময়ে, 3টি ATP অণুও নির্গত হয়, যা ইউরিয়া সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
অরনিথাইন চক্র কার্যকলাপের নিয়ন্ত্রণ
সাধারণত, ইউরিয়া সংশ্লেষণ বিক্রিয়ার ক্যাসকেড তার সম্ভাব্য মানের 60% এ কাজ করে। খাদ্যে প্রোটিনের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে, প্রতিক্রিয়াগুলি ত্বরান্বিত হয়, যা সামগ্রিক দক্ষতা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। অরনিথিন চক্রের বিপাকীয় ব্যাধিগুলি উচ্চ শারীরিক পরিশ্রম এবং দীর্ঘায়িত উপবাসের সময় পরিলক্ষিত হয়, যখন শরীর তার নিজস্ব প্রোটিনগুলি ভেঙে ফেলতে শুরু করে।
অরনিথাইন চক্রের নিয়ন্ত্রণ জৈব রাসায়নিক স্তরেও ঘটতে পারে। এখানে লক্ষ্য হল প্রধান এনজাইম কার্বাময়েল ফসফেট সিন্থেটেজ। এর অ্যালোস্টেরিক অ্যাক্টিভেটর হল এন-এসিটাইল-গ্লুটামেট। শরীরে এর উচ্চ সামগ্রীর সাথে, ইউরিয়া সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া স্বাভাবিকভাবে এগিয়ে যায়। পদার্থ নিজেই বা তার অভাব সঙ্গেঅগ্রদূত, গ্লুটামেট এবং এসিটাইল-কোএ, অরনিথিন চক্র তার কার্যকরী ভার হারায়।
ইউরিয়া সংশ্লেষণ চক্র এবং ক্রেবস চক্রের মধ্যে সম্পর্ক
উভয় প্রক্রিয়ার প্রতিক্রিয়া মাইটোকন্ড্রিয়াল ম্যাট্রিক্সে সংঘটিত হয়। এটি কিছু জৈব পদার্থের জন্য দুটি জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করা সম্ভব করে।
CO2 এবং অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট, যা সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রে গঠিত হয়, কার্বামল ফসফেটের পূর্বসূরি। এছাড়াও ATP শক্তির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উৎস।
অরনিথাইন চক্র, যার প্রতিক্রিয়া লিভার হেপাটোসাইটগুলিতে ঘটে, এটি ফিউমারেটের উৎস, ক্রেবস চক্রের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ স্তর। তদুপরি, এই পদার্থটি, বেশ কয়েকটি ধাপে ধাপে প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, অ্যাসপার্টেটের জন্ম দেয়, যা ফলস্বরূপ, অর্নিথিন চক্রের জৈব সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়। ফিউমারেট বিক্রিয়া হল NADP-এর একটি উৎস, যা ADP থেকে ATP-কে ফসফরিলেট করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
অরনিথাইন চক্রের জৈবিক অর্থ
প্রোটিনের অংশ হিসেবে নাইট্রোজেনের সিংহভাগই শরীরে প্রবেশ করে। বিপাক প্রক্রিয়ায়, অ্যামিনো অ্যাসিড ধ্বংস হয়, অ্যামোনিয়া বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলির শেষ পণ্য হিসাবে গঠিত হয়। অরনিথিন চক্রটি পরপর কয়েকটি বিক্রিয়া নিয়ে গঠিত, যার প্রধান কাজ হল NH3 কে ইউরিয়াতে রূপান্তরিত করে ডিটক্সিফাই করা। ইউরিয়া, ঘুরে, কিডনির নেফ্রনে প্রবেশ করে এবং প্রস্রাবের সাথে শরীর থেকে নির্গত হয়।
এছাড়া, অরনিথিন চক্রের উপজাত হল আর্জিনিনের উৎস, একটি অপরিহার্য অ্যামিনো অ্যাসিড।
সংশ্লেষণে লঙ্ঘনইউরিয়া হাইপার্যামোনেমিয়ার মতো রোগের কারণ হতে পারে। এই প্যাথলজিটি মানুষের রক্তে অ্যামোনিয়াম আয়ন NH4+ এর বর্ধিত ঘনত্ব দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এই আয়নগুলি শরীরের জীবনকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে, কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া বন্ধ বা ধীর করে দেয়। এই রোগকে উপেক্ষা করলে মৃত্যু হতে পারে।
