El ciclo de la urea

CICLO DE LA UREA

El ciclo de la urea es llevado a cabo en el hígado, permite la síntesis del compuesto que le da su nombre y representa la principal forma de eliminación de los desechos nitrogenados, especialmente grupos amino procedentes de los aminoácidos de las proteínas de la dieta y de las proteínas endógenas cuando estas se someten al proceso de recambio. El Ciclo la Urea se lleva a cabo en el Hígado y tiene como finalidad expulsar del organismo los desechos nitrogenados.

La Urea es sintetizada en el hígado por las reacciones del Ciclo de la Urea, enunciado por Hans Krebs y Kurt Henseleit en 1932, y que comprende cinco reacciones enzimáticas, dos realizadas en las mitocondrias y tres citosólicas

•La estequiometría del ciclo .de la Urea será:

CO2 + NH4+ + 3 ATP + aspartato + 2H2O ――→ UREA + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi + fumarato.

-1. El primer grupo amino que ingresa al ciclo proviene del amoníaco libre intramitocondrial. El amoníaco producido en las mitocondrias, se utiliza junto con el bicarbonato (producto de la respiración celular), para producir carbamil-fosfato. Reacción dependiente de ATP y catalizada por la carbamilfosfato-sintetasa I. Enzima alostérica y modulada (+) por el N-acetilglutamato.

-2. El carbamil-fosfato cede su grupo carbamilo a la ornitina, para formar citrulina y liberar Pi. Reacción catalizada por la ornitina transcarbamilasa. La citrulina se libera al citoplasma.

-3. El segundo grupo amino procedente del aspartato (producido en la mitocondria por transaminación y posteriormente exportado al citosol) se condensa con la citrulina para formar argininosuccinato. Reacción catalizada por la argininosuccinato sintetasa citoplasmática. Enzima que necesita ATP y produce como intermediario de la reacción citrulil-AMP

-4. El argininosuccinato se hidroliza por la arginino succinato liasa, para formar arginina libre y fumarato.

-5. El fumarato ingresa en el ciclo de Krebs y la arginina libre se hidroliza en el citoplasma, por la arginasa citoplásmica para formar urea y ornitina.

-6. La ornitina puede ser transportada a la mitocondria para iniciar otra vuelta del ciclo de la urea. En resumen, el ciclo de la urea consta de dos reacciones mitocondriales y tres citoplasmáticas

REGULACIÓN DEL CICLO

El ciclo de la urea funciona solo para eliminar el exceso de nitrógeno. En las dietas de alto contenido proteico los esqueletos de carbono de los aminoácidos son oxidados para energía o almacenados como grasa y glicógeno, pero el nitrógeno amino debe ser excretado. Para facilitar este proceso, las enzimas del ciclo de la urea son controladas a nivel del gen. Se han observado cambios en las concentraciones en las enzimas del ciclo de hasta 20 veces más con cambios a largo plazo en la cantidad de proteína dietética. Cuando las proteínas dietéticas aumentan significativamente, las concentraciones de las enzimas se elevan. De regreso a una dieta balanceada, los niveles de las enzimas decrecen. Bajo condiciones de inanición, los niveles de las enzimas se elevan mientras las proteínas son degradas y los esqueletos de carbono de los aminoácidos son usados para proporcionar energía, incrementando así la cantidad de nitrógeno que debe ser excretado.

La regulación a corto plazo del ciclo ocurre principalmente en la CPS-I, que está relativamente inactiva en ausencia de su activador alostérico N-acetilglutamato. La concentración del estado estacionario de N-acetilglutamato está determinado por la concentración de sus componentes acetil-CoA y glutamato y por la arginina, la cual es un efector alostérico positivo de N-acetilglutamato sintasa.

SINTESIS DE CARBAMOIL FOSFATO

El ciclo comienza con la condensación en presencia de dos moléculas de ATP, de una molécula de ión amonio (NH4+) con otra del ión bicarbonato (HCO3¯), para producir un compuesto denominado Carbamoil-fosfato.

SÍNTESIS DE CITRULINA

Una vez se ha formado el Carbamoil fosfato, este entra a alimentar el ciclo al reaccionar con un aminoácido no proteico: La L-ornitina, en una reacción catalizada por la enzima L-Ornitina Transcarbamilasa.

SÍNTESIS DE ARGINOSUCCINATO

La síntesis de arginosuccinato ocurre mediante la condensación de Citrulina y aspartato. En esta reacción, el grupo amino del acido aspártico entra a formar parte de la estructura del arginosuccinato y en últimas, hará parte de la estructura de la Urea. Esta reacción gasta la tercera molécula de ATP que se necesita durante el ciclo y está catalizada por la enzima Arginosuccinato Sintasa. No obstante, la hidrólisis que sufre esta vez el Trifosfato de Adenosina es de tipo pirofosfatolítica

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