Ciklus ureje

u Ciklus ureje Krajnji produkti metabolizma koji sadrže dušik pretvaraju se u ureu. Taj se biokemijski proces odvija u jetri. Urea se tada izlučuje putem bubrega.

Što je ciklus uree?

Proteini, tj. Proteini, sastoje se od mnogih aminokiselina. Oni zauzvrat sadrže najmanje jednu molekulu dušika u obliku amino skupine (-NH2). Ako se aminokiseline s njihovim molekulama dušika razgrade, nastaje toksični amonijak (NH3). Amonijak je otopljen u krvi u obliku takozvanih amonijevih iona (NH4 +). Tvar također može imati toksičan učinak u ovom otopljenom obliku. Urea nastaje u jetri vezanjem amonijevih iona. Zbog toga su ioni bezopasni. Rezultirajuća urea izlučuje se putem bubrega.

Ljudi ovise o ciklusu uree. Većina vodenih životinja može putem osmoze odmah osloboditi amonijak koji akumuliraju u vodi kroz tjelesne tekućine. U ptica i guštera stvara se manje štetna mokraćna kiselina umjesto ureje. Iako se i ovaj izlučuje s urinom, za razliku od ureje, on može duže ostati u tijelu bez prouzrokovanja štete.

Funkcija i zadatak

Ciklus uree, takođe Ornitinski ciklus nazvan, započinje u mitohondrijama. Mitohondrije su poznate i kao elektrane ćelije, jer se ovdje proizvodi vrlo visokoenergetska molekula ATP. Unutar matrice mitohondrija enzim karbamoil fosfat sintetaza 1 tvori karbamoil fosfat iz slobodnog amonijaka i ugljičnog dioksida.

Ostatak fosfata ostaje u ovoj reakciji. Ovo je potrebno u sljedećem koraku. Ovdje ornitin, aminokiselina koja je prisutna u mitohondrijskom matriksu, reagira s karbamoil fosfatom formiranim u prvom koraku. Karbamoil fosfat prenosi svoju karbamoilnu skupinu na ornitin. Formiraju se citrulin i fosfat. Katalizator ove kemijske reakcije je enzim ornitin transkarbamilaza.

U ostatku postupka, dobiveni citrulin mora se transportirati iz mitohondrija u staničnu tekućinu jetrenih stanica (hepatocite). To se provodi pomoću ornitinsko-citrulnog transportera. U citoplazmi hepatocita amino skupina aspartat također postaje dio urea ciklusa. Karbonilna skupina citrulina reagira s aspartatom. Katalitički enzim arginin sukcinat sintetaza stvara arginino sukcinat. To se dijeli na slobodni furamat i slobodni arginin drugim katalizatorskim enzimom, argininosukcinazom.

Slobodni furamat regenerira se u aspartat. Arginin se zauzvrat odvaja enzimom arginazom. To stvara ureu i ornitin. Ornitin se prevozi natrag u mitohondrij i služi kao molekula nosača za stvaranje citrulina. Urea se izlučuje putem bubrega kao molekula topiva u vodi.

Bez ciklusa uree metabolički toksin amonijak ne može se zbrinuti. Urea se koristi za detoksikaciju tijela. Ako se uznemiri, može dovesti do teških neuroloških simptoma.

Zdrava jetra je posebno važna za funkcionirajući ciklus uree, jer se tu odvija većina stvaranja uree. U bubregu se provodi samo mali i zanemariv dio stvaranja uree. Međutim, budući da bubrezi izlučuju ureu, sadržaj uree u krvi koristi se za evidentiranje i praćenje napredovanja bubrežne insuficijencije. Sadržaj uree u krvi također igra ulogu u praćenju dijalize ili u utvrđivanju uzroka kome.

Bolesti i bolesti

Poznato je ukupno šest poremećaja metabolizma uree. To je uvijek rezultat poremećaja jednog od uključenih enzima. U slučaju poremećaja metabolizma uree obično postoji nedostatak karbamoil fosfat sintetaze, ornitin transkarbamilaza, argininosukcinat sintetaza, argininosukcinatna liza, arginaza ili N-acetilglutamat sintetaza. Manjak jednog od ovih enzima uvijek dovodi do patološki visokog nakupljanja amonijaka u tkivu i krvi.

Povećana razina amonijaka u krvi također se naziva hiperammonemija. Hiperammonemija može biti uzrokovana i abnormalnim funkcijama jetre. Konkretno, uznapredovale jetrene bolesti poput kroničnog hepatitisa ili ciroze jetre narušavaju ciklus uree kroz uništavanje jetrenih stanica.

Glavne posljedice teškog poremećaja ciklusa uree su oštećenja središnjeg živčanog sustava. Ovi se simptomi nazivaju i jetrenom encefalopatijom. Ako je poremećen ciklus uree, u krvi ostaje previše toksičnog amonijaka. Stanični otrov uglavnom napada stanice živčanog sustava. Oni nabubre zbog trovanja. To povećava intrakranijalni tlak i na kraju dolazi do edema mozga.

Simptomi se mogu podijeliti u četiri razine. U prvoj fazi postoje samo male promjene poput poremećaja koncentracije ili promjene raspoloženja. U nekim slučajevima, međutim, oni koji su pogođeni već imaju problema s rješavanjem lakih aritmetičkih zadataka u ovoj fazi. U drugoj fazi postoji povećana pospanost. Vremenska orijentacija je ograničena. Nakon toga slijede poremećaji govora i svijesti. Pacijenti osjećaju nenormalnu pospanost, ali su i dalje osjetljivi i budni. Najteži oblik jetrene encefalopatije je hepatička koma, poznata i kao koma hepaticum. Ovu fazu karakterizira potpuni gubitak svijesti i potpuni nedostatak refleksa. Jetrna koma je često smrtna.

Manifestacija manifestacije u poremećajima ciklusa uree pogoduje nekoliko čimbenika. Infekcije mogu dovesti do povećanog propadanja stanica i na taj način do povećanog nakupljanja aminokiselina. Povećani unos proteina hranom može nadvladati već poremećeni ciklus uree.

Terapija poremećaja u ciklusu uree je lijek s fenil acetatom i benzoatom. Oboje reagiraju zajedno s glutaminom i glicinom kako bi tvorili fenacetilglutamin i hippurnu kiselinu. Kao i ureja, oni mogu ukloniti dušik i izlučuju se mokraćom.