Kitaran Urea

di dalam Kitaran Urea produk akhir metabolik yang mengandungi nitrogen ditukar menjadi urea. Proses biokimia ini berlaku di hati. Urea kemudian diekskresikan melalui buah pinggang.

Apakah kitaran urea?

Protein, iaitu protein, terdiri daripada banyak asid amino. Ini seterusnya mengandungi sekurang-kurangnya satu molekul nitrogen dalam bentuk kumpulan amino (-NH2). Sekiranya asid amino dengan molekul nitrogennya dipecah, amonia toksik (NH3) dihasilkan. Amonia dilarutkan dalam darah dalam bentuk ion amonium (NH4 +). Bahan ini juga boleh memberi kesan toksik dalam bentuk larut ini. Urea terbentuk di hati dengan mengikat ion ammonium. Ini menjadikan ion tidak berbahaya. Urea yang dihasilkan diekskresikan melalui buah pinggang.

Manusia bergantung pada kitaran urea. Sebilangan besar haiwan akuatik dapat segera melepaskan amonia yang terkumpul ke dalam air melalui cecair badan mereka melalui osmosis. Pada burung dan kadal, asid urik yang kurang berbahaya dihasilkan daripada urea. Walaupun ini juga diekskresikan dalam air kencing, tidak seperti urea, ia dapat kekal di dalam badan lebih lama tanpa menyebabkan kerosakan.

Fungsi & tugas

Kitaran urea juga Kitaran Ornithine dipanggil, bermula di mitokondria. Mitokondria juga dikenal sebagai pembangkit tenaga sel, kerana molekul tenaga tinggi ATP dihasilkan di sini. Dalam matriks mitokondria, enzim karbamoil fosfat sintetase 1 membentuk karbamoil fosfat dari amonia bebas dan karbon dioksida.

Residu fosfat kekal dalam tindak balas ini. Ini diperlukan pada langkah seterusnya. Di sini ornithine, asid amino yang terdapat dalam matriks mitokondria, bertindak balas dengan fosfat karbamoil yang terbentuk pada langkah pertama. Karbamoyl fosfat memindahkan kumpulan karbamoilnya ke ornithine. Citrulline dan fosfat terbentuk. Pemangkin tindak balas kimia ini ialah enzim ornithine transcarbamylase.

Untuk sisa proses, citrulline yang dihasilkan mesti diangkut dari mitokondria ke dalam cairan sel sel hati (hepatosit). Ini dilakukan dengan menggunakan transporter ornithine-citrulline. Dalam sitoplasma hepatosit, kumpulan amino aspartat juga menjadi sebahagian daripada kitaran urea. Kumpulan karbonil citrulline bertindak balas dengan aspartat. Enzim pemangkin arginine succinate synthetase menghasilkan arginino succinate. Ini dibahagikan kepada furamate bebas dan arginin bebas oleh enzim pemangkin lain, argininosuccinase.

Furamate bebas dijana semula menjadi aspartat. Arginine seterusnya dibelah oleh enzim arginase. Ini menghasilkan urea dan ornithine. Ornithine diangkut kembali ke mitokondria dan berfungsi sebagai molekul pembawa untuk pembentukan citrulline. Urea diekskresikan melalui buah pinggang sebagai molekul larut dalam air.

Tanpa kitaran urea, metabolisme toksin metabolik tidak dapat dibuang. Urea digunakan untuk menyahtoksin badan. Sekiranya terganggu, ia boleh menyebabkan gejala neurologi yang teruk.

Hati yang sihat sangat penting untuk kitaran urea yang berfungsi, kerana di sinilah sebahagian besar pembentukan urea berlaku. Hanya bahagian kecil dari pembentukan urea yang dilakukan di dalam buah pinggang. Namun, kerana ginjal mengeluarkan urea, kandungan urea dalam darah digunakan untuk merekod dan memantau perkembangan kekurangan buah pinggang. Kandungan urea dalam darah juga berperanan dalam pemantauan dialisis atau dalam menentukan penyebab koma.

Penyakit & penyakit

Sebanyak enam gangguan metabolisme urea diketahui. Ini selalu terjadi akibat gangguan salah satu enzim yang terlibat. Dalam kes gangguan metabolisme urea, biasanya terdapat kekurangan karbamoil fosfat synthetase, ornithine transcarbamylase, argininosuccinate synthetase, argininosuccinate lyase, arginase atau N-acetylglutamate synthetase. Kekurangan salah satu enzim ini selalu menyebabkan pengumpulan amonia yang tinggi secara patologi dalam tisu dan darah.

Peningkatan tahap amonia dalam darah juga disebut hiperammonaemia. Hiperammonaemia juga boleh disebabkan oleh fungsi hati yang tidak normal. Khususnya, penyakit hati yang maju seperti hepatitis kronik atau sirosis hati merosakkan kitaran urea melalui pemusnahan sel hati.

Akibat utama gangguan teruk dalam kitaran urea adalah kerosakan pada sistem saraf pusat. Gejala ini juga disebut sebagai ensefalopati hepatik. Sekiranya kitaran urea terganggu, terlalu banyak amonia toksik yang tinggal di dalam darah. Racun sel terutamanya menyerang sel-sel sistem saraf. Ini membengkak kerana keracunan. Ini meningkatkan tekanan intrakranial dan akhirnya edema otak berlaku.

Gejala boleh dibahagikan kepada empat tahap. Pada peringkat pertama hanya ada sedikit perubahan seperti gangguan konsentrasi atau perubahan mood. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes, mereka yang terlibat mempunyai masalah untuk menyelesaikan tugas aritmetik yang mudah pada tahap ini. Pada peringkat kedua, terdapat peningkatan rasa mengantuk. Orientasi masa adalah terhad. Ini diikuti oleh gangguan pertuturan dan kesedaran. Pesakit mengalami rasa mengantuk yang tidak normal tetapi masih responsif dan terbangun. Bentuk ensefalopati hepatik yang paling teruk adalah koma hepatik, juga dikenali sebagai koma hepaticum. Tahap ini dicirikan oleh kehilangan kesedaran sepenuhnya dan kekurangan refleks sepenuhnya. Koma hepatik sering membawa maut.

Manifestasi gejala dalam gangguan kitaran urea disukai oleh beberapa faktor. Jangkitan boleh menyebabkan peningkatan kerosakan sel dan dengan itu peningkatan pengumpulan asid amino. Peningkatan pengambilan protein dengan makanan dapat mengatasi kitaran urea yang sudah terganggu.

Terapi gangguan dalam kitaran urea adalah ubat dengan fenil asetat dan benzoat. Kedua-duanya bertindak balas bersama-sama dengan glutamin dan glisin untuk membentuk fenasetilglutamin dan asid hippuric. Seperti urea, ini dapat menghilangkan nitrogen dan juga dikeluarkan dalam air kencing.