Ammoniak

nach dem altägyptischen Gott Amon
Summenformel: NH₃

1 Definition [bearbeiten]

Ammoniak ist ein stechend riechendes, farbloses Gas, das aus einem Stickstoff- und drei Wasserstoffatomen aufgebaut ist.

2 Chemie [bearbeiten]

1 Liter Wasser kann 700 Liter Ammoniakgas aufnehmen. Die wässrige Lösung nennt man Ammoniakwasser oder Salmiakgeist. In der Natur entsteht Ammonik bei Fäulnis stickstoffhaltiger organischer Verbindungen (z.B. Eiweiß, Harnstoff). Da Ammonikgas beim Verdampfen der Umgebung sehr viel Wärme entzieht, wird es zur Kälteerzeugung verwendet.

2.1 Bildung von Ammoniak [bearbeiten]

Die bedeutendste Möglichkeit zur Entfernung des Stickstoffrestes aus Aminosäuren ist die Glutamatdehydrogenase-Reaktion. Dabei erfolgt eine reversible oxidative Desaminierung der Glutaminsäure zu α-Ketoglutarsäure, wobei freier Ammoniak gebildet wird. Daneben gibt es noch einige weitere Reaktionen von untergeordneter Bedeutung, bei denen Ammoniak frei wird.

Technisch wird Ammoniak mit dem Haber-Bosch-Verfahren hergestellt. Als Base kann Ammoniak in wässriger Lösung mit Säuren Salze bilden (Ammoniumsalze), bei denen an Stelle eines einwertigen Metallatoms die Ammoniumgruppe NH⁺ steht.

2.2 Überführung von Ammoniak in organische Bindung [bearbeiten]

Reaktionen zur Ammoniakentgiftung im Organismus sind

• die Synthese von Glutaminsäure aus α-Ketoglutarsäure als sicherlich wichtigste Reaktion
• die Fixierung von Ammoniak als Säureamidgruppe des Glutamins (Glutaminsynthetase-Reaktion)
• die Synthese von Carbamylphosphat, die Ausgangssubstanz der Harnstoffsynthese und der Pyrimidinsynthese.

3 Serumkonzentration von Ammoniak [bearbeiten]

All diese verschiedenen Mechanismen sorgen dafür, dass die Ammoniakkonzentration innerhalb der Zellen und in den Körperflüssigkeiten außerordentlich gering gehalten wird. Die normale Serumkonzentration von Ammoniak beträgt zirka 0,05 mg/100 ml. Vergleichsweise ist die Harnstoffkonzentration 20 - 50 mg/100 ml, d.h. die Konzentration des im Harnstoff entgifteten Ammoniaks im Serum beträgt rund das 400fache der Ammoniakkonzentration. Dem Transport von Ammoniak dient der Alaninzyklus.

4 Ammoniakintoxikation [bearbeiten]

Hauptbildungsstätte von freien Ammoniak ist der Darm. Insbesondere im Dickdarm wird durch bakterielle Einwirkung aus nicht verdauten Eiweiß Ammoniak freigesetzt und auch absorbiert. Bei intakter Leberfunktion erfolgt eine rasche Aufnahme und Entgiftung dieses vorwiegend im Pfortaderblut erscheinenden Ammoniaks durch die Leber. Bei Leberschäden führen Proteinmahlzeiten zu sogenannter Ammoniakintoxikation. Das Pfortaderblut gelangt unter diesen Bedingungen unter Umgehung der Leber direkt in den großen Kreislauf. Die toxische Wirkung des Ammoniaks wird vorwiegend auf das Zentralnervensystem (ZNS) ausgeübt. Bei der Ammoniakintoxikation kommt es zu Desorientiertheit und zu zerebralen Krämpfen.