Ciclo da uréia

no Ciclo da uréia produtos metabólicos finais contendo nitrogênio são convertidos em uréia. Este processo bioquímico ocorre no fígado. A uréia é então excretada pelos rins.

Qual é o ciclo da ureia?

As proteínas, isto é, proteínas, são constituídas por muitos aminoácidos. Estes, por sua vez, contêm pelo menos uma molécula de nitrogênio na forma de um grupo amino (-NH2). Se os aminoácidos com suas moléculas de nitrogênio são quebrados, a amônia tóxica (NH3) é produzida. A amônia é dissolvida no sangue na forma dos chamados íons de amônio (NH4 +). A substância também pode ter um efeito tóxico nessa forma dissolvida. A uréia é formada no fígado pela ligação de íons de amônio. Isso torna os íons inofensivos. A ureia resultante é excretada pelos rins.

Os humanos dependem do ciclo da uréia. A maioria dos animais aquáticos pode liberar imediatamente a amônia que acumulam na água por meio de seus fluidos corporais por osmose. Em pássaros e lagartos, o menos prejudicial ácido úrico é produzido em vez de uréia. Embora também seja excretado na urina, ao contrário da ureia, pode permanecer no corpo por mais tempo sem causar danos.

Função e tarefa

O ciclo da ureia também Ciclo da ornitina chamado, começa na mitocôndria. As mitocôndrias também são conhecidas como as usinas de energia da célula, uma vez que a molécula de alta energia ATP é produzida aqui. Dentro da matriz da mitocôndria, a enzima carbamoil fosfato sintetase 1 forma carbamoil fosfato a partir de amônia livre e dióxido de carbono.

Um resíduo de fosfato permanece nesta reação. Isso é necessário na próxima etapa. Aqui, a ornitina, um aminoácido que está presente na matriz mitocondrial, reage com o carbamoil fosfato formado na primeira etapa. O fosfato de carbamoil transfere seu grupo carbamoil para a ornitina. Citrulina e fosfato são formados. O catalisador dessa reação química é a enzima ornitina transcarbamilase.

Para o resto do processo, a citrulina resultante deve ser transportada da mitocôndria para o fluido celular das células do fígado (hepatócitos). Isso é feito usando o transportador ornitina-citrulina. No citoplasma dos hepatócitos, o grupo amino aspartato também passa a fazer parte do ciclo da ureia. O grupo carbonila da citrulina reage com o aspartato. A enzima catalisadora arginina succinato sintetase produz arginino succinato. Este é dividido em furamato livre e arginina livre por outra enzima catalisadora, argininosuccinase.

O furamato livre é regenerado para aspartato. A arginina, por sua vez, é clivada pela enzima arginase. Isso cria uréia e ornitina. A ornitina é transportada de volta para a mitocôndria e serve como uma molécula transportadora para a formação da citrulina. A uréia é excretada pelos rins como uma molécula solúvel em água.

Sem o ciclo da ureia, a toxina metabólica amônia não pode ser eliminada. A uréia é usada para desintoxicar o corpo. Se for perturbado, pode causar sintomas neurológicos graves.

Um fígado saudável é particularmente importante para o funcionamento do ciclo da ureia, pois é aqui que ocorre a maior parte da formação da ureia. Apenas uma pequena e insignificante parte da formação de uréia ocorre no rim. No entanto, como os rins excretam uréia, o conteúdo de uréia no sangue é usado para registrar e monitorar a progressão da insuficiência renal. O conteúdo de ureia no sangue também desempenha um papel no monitoramento da diálise ou na determinação da causa do coma.

Doenças e enfermidades

São conhecidos seis distúrbios do metabolismo da ureia. Estes são sempre o resultado de uma interrupção de uma das enzimas envolvidas. No caso de distúrbios do metabolismo da ureia, geralmente há uma deficiência em carbamoil fosfato sintetase, ornitina transcarbamilase, argininossuccinato sintetase, argininossuccinato liase, arginase ou N-acetilglutamato sintetase. A deficiência de uma dessas enzimas sempre leva a um acúmulo patologicamente alto de amônia no tecido e no sangue.

Um aumento do nível de amônia no sangue também é chamado de hiperamonemia. A hiperamonemia também pode ser causada por funções hepáticas anormais. Em particular, doenças hepáticas avançadas, como hepatite crônica ou cirrose hepática, prejudicam o ciclo da ureia por meio da destruição das células hepáticas.

As principais consequências de uma interrupção severa no ciclo da ureia são danos ao sistema nervoso central. Esses sintomas também são chamados de encefalopatia hepática. Se o ciclo da ureia for perturbado, uma quantidade excessiva de amônia tóxica permanece no sangue. O veneno celular ataca principalmente as células do sistema nervoso. Estes incham devido ao envenenamento. Isso aumenta a pressão intracraniana e, por fim, ocorre edema cerebral.

Os sintomas podem ser divididos em quatro níveis. No primeiro estágio, ocorrem apenas pequenas mudanças, como distúrbios de concentração ou alterações de humor. Em alguns casos, no entanto, os afetados já têm problemas para resolver tarefas aritméticas fáceis neste estágio. No segundo estágio, ocorre aumento da sonolência. A orientação de tempo é limitada. Isso é seguido por distúrbios da fala e da consciência. Os pacientes experimentam sonolência anormal, mas ainda respondem e estão despertos. A forma mais grave de encefalopatia hepática é o coma hepático, também conhecido como coma hepático. Esta fase é caracterizada por perda completa de consciência e falta total de reflexos. O coma hepático costuma ser fatal.

A manifestação de sintomas em distúrbios do ciclo da ureia é favorecida por diversos fatores. As infecções podem levar ao aumento da degradação celular e, portanto, a um maior acúmulo de aminoácidos. Uma maior ingestão de proteínas com alimentos pode sobrecarregar o já perturbado ciclo da ureia.

A terapia de distúrbios do ciclo da ureia é a medicação com acetato de fenila e benzoato. Ambos reagem junto com glutamina e glicina para formar fenacetilglutamina e ácido hipúrico. Como a uréia, eles podem remover o nitrogênio e também são excretados na urina.