Ciclul ureei

în Ciclul ureei produsele finale metabolice care conțin azot sunt transformate în uree. Acest proces biochimic are loc în ficat. Ureea este apoi excretată prin rinichi.

Ce este ciclul ureei?

Proteinele, adică proteinele, sunt formate din mai mulți aminoacizi. Acestea conțin la rândul lor cel puțin o moleculă de azot sub forma unei grupe amino (-NH2). Dacă aminoacizii cu moleculele lor de azot sunt descompuse, se produce amoniac toxic (NH3). Amoniacul este dizolvat în sânge sub forma așa-numitilor ioni de amoniu (NH4 +). Substanța poate avea, de asemenea, un efect toxic sub această formă dizolvată. Ureea este formată în ficat prin legarea ionilor de amoniu. Acest lucru face ca ionii să fie inofensivi. Ureea rezultată este excretată prin rinichi.

Oamenii depind de ciclul ureei. Majoritatea animalelor acvatice pot elibera imediat amoniacul pe care îl acumulează în apă prin fluidele corpului lor prin osmoză. La păsări și șopârlele, acidul uric mai puțin dăunător este produs în locul ureei. Deși acest lucru este excretat și în urină, spre deosebire de uree, acesta poate rămâne în organism mai mult timp fără a provoca pagube.

Funcție și sarcină

Ciclul ureei, de asemenea Ciclul ornitinei numit, începe în mitocondrii. Mitocondriile sunt cunoscute și sub denumirea de centrale electrice ale celulei, deoarece aici se produce molecula cu foarte mare energie ATP. În cadrul matricei mitocondriilor, enzima carbamoil fosfat sintetaza 1 formează fosfat carbamoil din amoniac liber și dioxid de carbon.

În această reacție rămâne un reziduu de fosfat. Acest lucru este necesar în pasul următor. Aici ornitina, un aminoacid care este prezent în matricea mitocondrială, reacționează cu fosfatul carbamoil format în prima etapă. Fosfatul carbamoil își transferă gruparea carbamoil în ornitină. Se formează citrulină și fosfat. Catalizatorul acestei reacții chimice este enzima ornitină transcarbamilază.

Pentru restul procesului, citrulina rezultată trebuie transportată din mitocondrie în fluidul celular al celulelor hepatice (hepatocite). Aceasta se face folosind transportorul ornitină-citrulină. În citoplasma hepatocitelor, grupul amino aspartat devine, de asemenea, parte a ciclului ureei. Grupul carbonil al citrulinei reacționează cu aspartatul. Enzima catalizatoare de arginina succinat sintaza produce succinat de arginino. Aceasta este împărțită în furamat liber și arginină liberă printr-o altă enzimă catalizatoare, argininosuccinază.

Furamatul liber este regenerat la aspartat. Arginina este la rândul ei clivată de enzima arginaza. Acest lucru creează uree și ornitină. Ornitina este transportată înapoi în mitocondriune și servește ca o moleculă purtătoare pentru formarea citrulinei. Ureea este excretată prin rinichi ca o moleculă solubilă în apă.

Fără ciclul ureei, amoniacul toxinei metabolice nu poate fi eliminat. Ureea este folosită pentru detoxifierea organismului. Dacă este deranjat, poate duce la simptome neurologice severe.

Un ficat sănătos este deosebit de important pentru un ciclu de funcționare a ureei, deoarece aici are loc cea mai mare parte a formării ureei. Doar o parte mică și neglijabilă a formării ureei este efectuată la nivelul rinichilor. Cu toate acestea, din moment ce rinichii excretă uree, conținutul de uree din sânge este utilizat pentru a înregistra și monitoriza evoluția insuficienței renale. Conținutul de uree în sânge joacă, de asemenea, un rol în monitorizarea dializei sau în determinarea unei cauze în comă.

Boli și afecțiuni

Un total de șase tulburări ale metabolismului ureei sunt cunoscute. Acestea sunt întotdeauna rezultatul unei perturbări a uneia dintre enzimele implicate. În cazul tulburărilor de metabolism ale ureei, există de obicei o deficiență în carbamoi fosfat sintasaza, transcarbamilaza de ornitină, argininosuccinata sintaza, argininosuccinatul liază, arginaza sau N-acetilglutamatul sintaza. O deficiență în una dintre aceste enzime duce întotdeauna la o acumulare patologic ridicată de amoniac în țesut și sânge.

Un nivel crescut de amoniac în sânge se mai numește hiperamonemie. Hiperammonemia poate fi cauzată și de funcțiile hepatice anormale. În special, bolile hepatice avansate, cum ar fi hepatita cronică sau ciroza hepatică, afectează ciclul ureei prin distrugerea celulelor hepatice.

Principalele consecințe ale unei perturbări severe în ciclul ureei sunt deteriorarea sistemului nervos central. Aceste simptome sunt, de asemenea, denumite encefalopatie hepatică. Dacă ciclul ureei este perturbat, rămâne prea mult amoniac toxic în sânge. Otrăvul celular atacă în principal celulele sistemului nervos. Acestea se umfla din cauza intoxicației. Aceasta crește presiunea intracraniană și în cele din urmă apare edemul creierului.

Simptomele pot fi împărțite în patru niveluri. În prima etapă, există doar modificări ușoare, cum ar fi tulburările de concentrare sau modificările de dispoziție. În unele cazuri, însă, cei afectați au deja probleme în rezolvarea sarcinilor aritmetice ușoare în această etapă. În a doua etapă, există o somnolență crescută. Orientarea timpului este limitată. Aceasta este urmată de tulburări de vorbire și conștiință. Pacienții au o somnolență anormală, dar sunt totuși sensibili și treziți. Cea mai severă formă de encefalopatie hepatică este coma hepatică, cunoscută și sub denumirea de coma hepaticum. Această etapă se caracterizează prin pierderea completă a conștiinței și o lipsă completă de reflexe. Coma hepatică este adesea fatală.

Manifestarea simptomelor în tulburările ciclului ureei este favorizată de mai mulți factori. Infecțiile pot duce la creșterea descompunerii celulare și, astfel, la o acumulare crescută de aminoacizi. Un aport crescut de proteine ​​cu alimente poate copleși ciclul ureei deja perturbat.

Terapia tulburărilor din ciclul ureei este medicația cu acetat de fenil și benzoat. Ambele reacționează împreună cu glutamina și glicina pentru a forma fenacetilglutamina și acidul hipuric. Ca și uree, acestea pot elimina azotul și sunt excretate și în urină.