Urea cykel

i Urea cykel metaboliska slutprodukter som innehåller kväve omvandlas till urea. Denna biokemiska process sker i levern. Urea utsöndras sedan genom njurarna.

Vad är ureacykeln?

Proteiner, dvs proteiner, består av många aminosyror. Dessa innehåller i sin tur minst en kvävemolekyl i form av en aminogrupp (-NH2). Om aminosyrorna med kvävemolekylerna bryts ned, produceras giftig ammoniak (NH3). Ammoniaken löses i blodet i form av så kallade ammoniumjoner (NH4 +). Ämnet kan också ha en toxisk effekt i denna upplösta form. Urea bildas i levern genom att binda ammoniumjoner. Detta gör joner ofarliga. Den resulterande urea utsöndras genom njurarna.

Människor beror på ureacykeln. De flesta akvatiska djur kan omedelbart släppa ammoniak som de samlas i vattnet via sina kroppsvätskor via osmos. Hos fåglar och ödlor produceras den mindre skadliga urinsyran istället för urea. Även om detta också utsöndras i urinen, till skillnad från urea, kan det förbli i kroppen längre utan att orsaka skada.

Funktion & uppgift

Ureacykeln också Ornitincykel kallas, börjar i mitokondrierna. Mitokondrier är också kända som kraftverk i cellen, eftersom den mycket högenergiska molekylen ATP produceras här. Inom matokondrierens matris bildar enzymet karbamoylfosfatsyntetas 1 karbamoylfosfat från fri ammoniak och koldioxid.

En fosfatrest kvarstår i denna reaktion. Detta krävs i nästa steg. Här reagerar ornitin, en aminosyra som är närvarande i mitokondrial matris, med karbamoylfosfat som bildades i det första steget. Karbamoylfosfatet överför sin karbamoylgrupp till ornitinet. Citrulline och fosfat bildas. Katalysatorn för denna kemiska reaktion är enzymet ornitintranskarbamylas.

För resten av processen måste den resulterande citrullinen transporteras från mitokondrierna till cellcellsvätskan (hepatocyter). Detta görs med hjälp av transportören ornithine-citrulline. I cytoplasma av hepatocyterna blir aminogruppen aspartat också en del av ureacykeln. Karbonylgruppen av citrulline reagerar med aspartat. Det katalyserande enzymet argininsuccinatsyntetas producerar argininosuccinat. Detta delas upp i fritt furamat och fritt arginin av ett annat katalyserande enzym, argininosuccinas.

Det fria furamatet regenereras till aspartat. Argininet klyvs i sin tur av enzymet arginas. Detta skapar urea och ornitin. Ornitinet transporteras tillbaka in i mitokondrionen och fungerar som en bärarmolekyl för bildandet av citrulline. Urea utsöndras genom njurarna som en vattenlöslig molekyl.

Utan ureacykeln kan det metaboliska toxinet ammoniak inte kasseras. Urea används för att avgifta kroppen. Om den är störd kan det leda till allvarliga neurologiska symtom.

En frisk lever är särskilt viktig för en fungerande ureacykel, eftersom det är här som mest av ureabildningen äger rum. Endast en liten och försumbar del av ureabildningen utförs i njurarna. Eftersom njurarna utsöndrar urea används emellertid ureainnehållet i blodet för att registrera och övervaka utvecklingen av njurinsufficiens. Karbamidhalten i blodet spelar också en roll vid dialysövervakning eller för att fastställa en komaorsak.

Sjukdomar och sjukdomar

Totalt sex störningar i ureametabolismen är kända. Dessa är alltid resultatet av en störning av en av de enzymer som är involverade. När det gäller ureametabolism är det vanligtvis en brist på karbamoylfosfatsyntetas, ornitintranskarbamylas, argininosuccinatsyntetas, argininosuccinatlyas, arginas eller N-acetylglutamatsyntetas. En brist i ett av dessa enzymer leder alltid till en patologiskt hög ansamling av ammoniak i vävnad och blod.

En ökad ammoniaknivå i blodet kallas också hyperammonaemia. Hyperammonaemia kan också orsakas av onormala leverfunktioner. I synnerhet försämrar avancerade leversjukdomar, såsom kronisk hepatit eller levercirros, ureacykeln genom förstörelse av leverceller.

De viktigaste konsekvenserna av en allvarlig störning i ureacykeln är skador på centrala nervsystemet. Dessa symtom kallas också lever encefalopati. Om ureacykeln störs kvarstår för mycket giftig ammoniak i blodet. Cellgiften angriper huvudsakligen cellerna i nervsystemet. Dessa sväller på grund av förgiftningen. Detta ökar det intrakraniella trycket och i slutändan uppstår hjärnödem.

Symtomen kan delas in i fyra nivåer. I det första steget är det bara små förändringar som koncentrationsstörningar eller humörsvängningar. I vissa fall har de drabbade emellertid redan problem för att lösa enkla aritmetiska uppgifter i detta skede. I det andra steget är det ökad dåsighet. Tidsorienteringen är begränsad. Detta följs av tal- och medvetandestörningar. Patienter upplever onormal dåsighet men är fortfarande lyhörda och väckbara. Den mest allvarliga formen av lever encefalopati är leverkoma, även känd som koma hepaticum. Detta stadium kännetecknas av fullständig medvetenhetsförlust och en fullständig brist på reflexer. Leverkoman är ofta dödlig.

Manifestationen av symtom vid störningar i ureacykeln föredras av flera faktorer. Infektioner kan leda till ökat cellförfall och därmed till en ökad ansamling av aminosyror. Ett ökat intag av proteiner med mat kan överväldiga den redan störda ureacykeln.

Behandlingen av störningar i ureacykeln är medicinering med fenylacetat och bensoat. Båda reagerar tillsammans med glutamin och glycin för att bilda fenacetylglutamin och hippursyra. Liksom urea kan dessa avlägsna kväve och utsöndras också i urinen.