生体内でのアンモニアの無毒化

　アンモニアは、肝臓では、尿素回路で尿素に変換されたり、グルタミン合成酵素によりグルタミン酸と結合してグルタミンに変換され、無毒化される。 　アンモニアは、骨格筋や脳や腎臓などでは、グルタミン合成酵素により、グルタミン酸と結合して、グルタミンに変換され、無毒化される。骨格筋は、グルタミン合成酵素の活性は低いが、骨格筋の量が多いので、特に、肝不全の際には、アンモニアを無毒化する臓器として、重要。慢性肝不全では、血中への骨格筋からの血中へのグルタミン放出が、増加する。 　アンモニアは、腎臓（尿細管細胞）、心筋、脳などでは、GDHにより、α-ケトグルタル酸と結合して、グルタミン酸に変換され、無毒化される。

■　肝臓でのアンモニアの産生と処理

　肝臓は、循環血中（門脈血中）より、アンモニアとグルタミンを、取り込む。 　門脈周囲の細胞（periportal cells）内で、グルタミンは、グルタミナーゼにより分解され、その結果生成されるアンモニアは、循環血中を肝臓に流れて来たアンモニアと共に、尿素回路で、尿素に変換される。 　循環血中を肝臓に流れて来たアンモニアは、門脈周囲の細胞（periportal cells）内で処理されないと、肝静脈周囲の細胞（perivenous cells）で、グルタミン合成酵素により、グルタミンに変換される。 　従って、肝臓は、アンモニアを取り込んで、尿素を排泄するが、（門脈血中と肝静脈血中とで）グルタミンの濃度は、ほとんど変化しない。

■　腸管内でのアンモニア産生

　腸管内でも、アンモニアが産生される：腸管内では、食事（食餌、食物）由来のアミノ酸が、粘膜グルタミナーゼやGDH（小腸）、細菌デアミナーゼ（大腸）により、分解され、また、尿素が細菌ウレアーゼ（大腸）により分解され、アンモニアが、生成される。 　血中アンモニアの大部分は、腸管（消化管）内で、小腸粘膜や大腸内細菌により産生されたアンモニアと言われる。小腸粘膜グルタミナーゼにより生成されるアンモニアは、腸管内で産生されるアンモンニア量の約1/2を占める。 　腸管内で産生されたアンモニアは、吸収されて、門脈血中を肝臓に輸送され、尿素回路で尿素に変換されたり、グルタミン酸やグルタミンが生成される。 　なお、門脈-体循環短絡路があり、肝硬変では、この経路が発達して、門脈血が、体循環に入り、高アンモニア血症が生じる。

■　アミノ酸の異化によるアンモニア産生

　体内では、蛋白質代謝の過程で、アミノ酸の異化（脱アミノ反応）に伴なう窒素代謝で、アンモニアが生成される。 　なお、脳や骨格筋では、グルタミン合成酵素などにより、アンモニアは処理され、グルタミンやアラニンとして、血中に放出され、腎臓、小腸、肝臓で代謝される。

■　GDHによるアンモニア産生

　肝臓のミトコンドリア内で、GDH（グルタミン酸脱水素酵素）は、アンモニアを処理し、グルタミン酸を生成する：アンモニアは、GDHの平衡をグルタミン酸（Glu）生成の方向にする。アンモニアは、GDHによるグルタミン酸生成（アミノ酸同化生成）に必要なので、（肝臓内の）アンモニア濃度が、極端に低下することは、体内で合成される非必須アミノ酸の濃度を、低下させてしまうおそれがある。このようにして、GDHは、アンモニアを処理する。なお、GDHは、腎臓（尿細管細胞）、脳、腸にも存在している。 　GDHの反応は可逆的で、アンモニアとα-ケトグルタル酸から、グルタミン酸を生成するのとは逆に、グルタミン酸を異化（nitrogen liberation）して、アンモニアとα-ケトグルタル酸とに分解する異化反応も、GDHにより起こなわれる（運動時など）。このようにして、GDHは、アンモニアを産生（生成）する。しかし、GDHの平衡定数は、グルタミン酸を生合成する側に偏っている。

■　グルタミナーゼによるアンモニア産生

　脳などで生成されたグルタミンは、腎臓、腸管、肝臓などで、グルタミナーゼ（glutaminase）により、アンモニアとグルタミン酸とに、分解され、アンモニアが産生（生成）される。グルタミン酸は、さらに、GDHにより分解され、アンモニアが産生されたり、m-ASTにより、尿素回路で使用されるアスパラギン酸に変換される。

　⇒　生体内でのアンモニアの産生
　⇒　尿素サイクル(尿素回路、オルニチン回路)