Ammoniummechanismus

Bei einer Azidose besteht ein Bikarbonatmangel, der die Bikarbonat-abhängige Harnstoffsynthese in der Leber hemmt - das führt zur Einsparung von Bikarbonat. Bei dieser azidotischen Stoffwechsellage gewinnt der Ammoniummechanismus an Bedeutung, um Ammoniak zu entgiften.

Im perivenösen Bereich des Leberazinus katalysiert das Enzym Glutamat-Ammonium-Ligase (Glutaminsynthetase) dazu ATP-abhängig folgende Reaktion: $${\displaystyle Ammonium+Glutamat\to Glutamin}$$ Es wird also vermehrt Glutamin gebildet, das bei Azidosen in Form eines erhöhten Plasma-Glutaminspiegels auch nachweisbar ist.

Glutamin kann in den Glomeruli der Niere frei filtriert werden. Im proximalen Tubulus setzen die Enzyme Glutaminase und Glutamatdehydrogenase das Glutamin wieder zum Ammoniumion um:

$${\displaystyle Glutamin\to N{H}_4^{+}+Glutamat}$$ $${\displaystyle Glutamat\to N{H}_4^{+}+\alpha \text{-}Ketoglutarat}$$

Das entstandene Ammoniumion (NH₄⁺) steht physiologisch im Gleichgewicht mit Ammoniak (NH₃), liegt bei azidotischer Stoffwechsellage jedoch fast ausschließlich als Ammonium vor. Es wird mit dem Urin ausgeschieden und damit Ammoniak und überschüssige Protonen eliminiert. Daher entsteht über den Ammoniummechanismus der Anteil der nicht titrierbaren Säuren im Harn.

Gleichzeitig wird α-Ketoglutarat zu zwei Molekülen HCO₃^- verstoffwechselt. Sie werden über die Vena renalis wieder der systemischen Zirkulation zugeführt und bedeuten einen Zugewinn an Bikarbonat, der ebenfalls der Azidose entgegenwirkt.