Mocznik i kwas moczowy to dwa związki wytwarzane przez organizm w celu usunięcia amoniaku z krwi. Oba te związki są toksyczne i mogą osiągnąć bardzo wysoki poziom w organizmie, jeśli nie są leczone.
Jest to również produkt odpadowy przemiany materii, który może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak podagra, rodzaj zapalenia stawów. Mocznik jest bardziej rozpuszczalny w wodzie niż kwas moczowy, więc jest łatwiejszy do wydalenia przez nerki.
Mocznik
Mocznik jest stałym nawozem azotowym, który jest używany w rolnictwie i ogrodnictwie. Jest też ważnym surowcem do produkcji żywic mocznikowo-formaldehydowych.
W cyklu mocznikowym ludzka wątroba łączy dwie cząsteczki amoniaku (NH3) z cząsteczką dwutlenku węgla (CO2), tworząc mocznik. Jest to bezpieczny i nietoksyczny związek azotu, który organizm wydala z moczem.
Jako nawóz azotowy, mocznik jest stosowany w glebie, aby podnieść pH i dostarczyć wymaganą ilość azotu do wzrostu roślin. Jeśli jednak mocznik nie zostanie całkowicie zhydrolizowany przez ureazę, może uwolnić wolny amoniak, który może być toksyczny dla nasion i korzeni sadzonek.
Błękitny mocznik to koncepcja zrównoważonej produkcji mocznika przy użyciu odnawialnych surowców (H2O, N2 i CO2), które mogłyby być wytwarzane na miejscu w miejscu użycia. Teoretycznie zmniejszyłoby to koszty transportu, a tym samym zanieczyszczenie środowiska, umożliwiając jednocześnie produkcję na skalę lokalną.
Kwas moczowy
Kwas moczowy jest substancją, która powstaje w ludzkim organizmie w wyniku rozpadu puryn. Może to nastąpić naturalnie w wyniku trawienia pokarmu lub normalnego rozpadu niektórych komórek ciała.
Kwas moczowy jest następnie filtrowany przez nerki i eliminowany z organizmu w moczu. Jeśli organizm wytwarza zbyt dużo kwasu moczowego lub nie wydala go w wystarczającej ilości, może się on gromadzić i tworzyć kryształy lub kamienie nerkowe, które mogą być niebezpieczne.
Kwas moczowy jest również wydzielany z niektórych typów komórek w organizmie, takich jak komórki nabłonka dróg oddechowych i jest silnym czynnikiem uczulającym. Powoduje również przerost komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych i podnosi ciśnienie krwi. Badania wykazały, że kwas moczowy jest istotnym czynnikiem prognostycznym w chorobach układu krążenia.
Puryna
Puryna jest zasadą azotową, która jest wykorzystywana w syntezie DNA i RNA. Występuje również w wielu produktach spożywczych, takich jak rodzynki, brokuły, kurczak, łosoś, wieprzowina, krewetki, fasola mung i soja.
W organizmie człowieka puryny są naturalnie produkowane przez wątrobę, nerki i jelita. Jednak jej nadmiar może prowadzić do podagry i kamieni nerkowych.
Gdy organizm rozkłada puryny, powstaje kwas moczowy. W skrajnych przypadkach może on powodować tworzenie się kryształów, które odkładają się w stawach, powodując stan zapalny i ból.
Za metabolizm puryn odpowiadają enzymy: syntaza PRPP, APRT i HGPRT. Ten szlak jest ważny dla odbudowy puli nukleotydów adenozyny (AdN) podczas ćwiczeń. IMP, inozyna (Ino), hipoksantyna (Hx), ksantyna (X) i kwas moczowy są produktami tego szlaku, które gromadzą się w mięśniach szkieletowych1,2 lub przenikają do krwi3,4. Związki te zmniejszają dostępność AdN dla innych procesów metabolicznych4,5.
Ammonia
Ammonia jest bezbarwnym, ostrym gazem o silnym, szkodliwym zapachu. Występuje naturalnie w środowisku naturalnym w powietrzu, wodzie i glebie i jest powszechnie wykorzystywany w zastosowaniach przemysłowych, takich jak nawozy sztuczne i środki czystości.
Jest również używany do produkcji tworzyw sztucznych, pestycydów i materiałów wybuchowych. Jest najczęściej stosowanym źródłem azotu na świecie.
W procesie Habera-Boscha wykorzystuje się parę wodną pod ciśnieniem do usunięcia wodoru z gazu ziemnego lub węgla i połączenia go z azotem w reaktorach do produkcji amoniaku. Proces ten pochłania 2% światowej energii i powoduje 1% emisji dwutlenku węgla.
Badacze na całym świecie próbują znaleźć sposób na wytwarzanie amoniaku ze źródeł odnawialnych, takich jak odpady rolnicze, lub przy użyciu paliw kopalnych do zasilania reakcji w ogniwach paliwowych. Jednak obecnie wydajność jest niewielka, a efektywność ograniczają cząsteczki wody kradnące elektrony, które w przeciwnym razie zostałyby wykorzystane do produkcji amoniaku. Co więcej, takie ogniwa paliwowe nie są tanie w budowie.
