Por que não há acúmulo de amônio nas células?

Passo 1

O enunciado pergunta por que as células não acumulam amônio (íon NH4^+). O conteúdo aqui envolve bioquímica de transporte e assimilação de nitrogênio, em particular como o equilíbrio amônia/amônio, a permeabilidade de membrana e as vias enzimáticas (glutamato desidrogenase e glutamina sintetase) impedem o acúmulo de NH4^+.

Passo 2

Dentro da célula há um equilíbrio entre amônia ( NH3) e amônio ( NH4^+) controlado pelo pH e pelo pKa da reação \r
NH3 + H^+ <=ftharpoons NH4^+ \r
Como o pKa dessa reação é aproximadamente 9,25 e o pH citosólico fica em torno de 7,2, temos \r
[NH4^+][NH3] = 10^pKa - pH approx 10^9,25 - 7,2 approx 100 \r
Isso quer dizer que quase toda a amônia existe na forma de NH4^+, mas somente NH3 difunde livremente pela membrana, equilibrando-se para fora da célula sempre que tende a haver acúmulo.

Passo 3

Além disso, qualquer
á \r
Essas reações têm alta afinidade por (\mathrm{NH}_4^+], de modo que o íon é imediatamente incorporado em aminoácidos, nunca chegando a se acumular livremente.

Passo 4

Os canais ou transportadores específicos de NH4^+ na membrana celular também são regulados conforme a necessidade de nitrogênio. Se a concentração de amônio começa a subir, a célula reduz a expressão ou a atividade desses transportadores, evitando entrada excessiva. Ao mesmo tempo, a difusão de NH3 para fora e a rápida assimilação de NH4^+ mantêm a concentração intracelular muito baixa.

Resposta

Não há acúmulo de amônio porque: \r
(a) o pH intracelular favorece a forma NH4^+, mas só NH3 difunde livremente, saindo sempre que tende a aumentar; \r
(b) todo NH4^+ que entra é imediatamente convertido em aminoácidos pelas enzimas glutamato desidrogenase e glutamina sintetase/GOGAT; \r
(c) os transportadores de NH4^+ são finamente regulados, impedindo entrada excessiva. Assim, a célula evita qualquer acúmulo tóxico de amônio.

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