Siklus urea

dalam Siklus urea produk akhir metabolik yang mengandung nitrogen diubah menjadi urea. Proses biokimia ini berlangsung di hati. Urea kemudian dikeluarkan melalui ginjal.

Apa siklus urea?

Protein, yaitu protein, terdiri dari banyak asam amino. Ini pada gilirannya mengandung setidaknya satu molekul nitrogen dalam bentuk gugus amino (-NH2). Jika asam amino dengan molekul nitrogennya dipecah, amonia beracun (NH3) diproduksi. Amonia dilarutkan dalam darah dalam bentuk yang disebut ion amonium (NH4 +). Zat tersebut juga dapat memiliki efek toksik dalam bentuk terlarut ini. Urea dibentuk di hati dengan mengikat ion amonium. Ini membuat ion tidak berbahaya. Urea yang dihasilkan dikeluarkan melalui ginjal.

Manusia bergantung pada siklus urea. Sebagian besar hewan air dapat segera melepaskan amonia yang mereka kumpulkan ke dalam air melalui cairan tubuh melalui osmosis. Pada burung dan kadal, asam urat yang kurang berbahaya diproduksi daripada urea. Meskipun ini juga dikeluarkan melalui urin, tidak seperti urea, dapat bertahan lebih lama di dalam tubuh tanpa menyebabkan kerusakan.

Fungsi & tugas

Siklus urea juga Siklus ornithine disebut, dimulai di mitokondria. Mitokondria juga dikenal sebagai pembangkit tenaga sel, karena molekul ATP berenergi sangat tinggi diproduksi di sini. Karbamoil fosfat dibentuk dari amonia bebas dan karbon dioksida dalam matriks mitokondria oleh enzim karbamoil fosfat sintetase 1.

Residu fosfat tetap ada dalam reaksi ini. Ini diperlukan di langkah berikutnya. Di sini ornithine, asam amino yang ada dalam matriks mitokondria, bereaksi dengan karbamoil fosfat yang terbentuk pada langkah pertama. Karbamoil fosfat mentransfer gugus karbamoilnya ke ornitin. Sitrulin dan fosfat terbentuk. Katalis reaksi kimia ini adalah enzim ornithine transcarbamylase.

Untuk sisa proses, citrulline yang dihasilkan harus diangkut dari mitokondria ke dalam cairan sel hati (hepatosit). Ini dilakukan dengan menggunakan transporter ornithine-citrulline. Dalam sitoplasma hepatosit, gugus amino aspartat juga menjadi bagian dari siklus urea. Gugus karbonil sitrulin bereaksi dengan aspartat. Enzim katalis arginin suksinat sintetase menghasilkan arginino suksinat. Ini dipecah menjadi furamate bebas dan arginin bebas oleh enzim katalisator lain, argininosuccinase.

Furamat gratis diregenerasi menjadi aspartat. Arginin pada gilirannya akan dibelah oleh enzim arginase. Ini menciptakan urea dan ornithine. Ornithine diangkut kembali ke mitokondria dan berfungsi sebagai molekul pembawa untuk pembentukan citrulline. Urea diekskresikan melalui ginjal sebagai molekul yang larut dalam air.

Tanpa siklus urea, toksin metabolik amonia tidak dapat dibuang. Urea digunakan untuk mendetoksifikasi tubuh. Jika diganggu, dapat menyebabkan gejala neurologis yang parah.

Hati yang sehat sangat penting untuk berfungsinya siklus urea, karena di sinilah sebagian besar pembentukan urea terjadi. Hanya sebagian kecil dan dapat diabaikan dari pembentukan urea yang dilakukan di ginjal. Namun, sejak ginjal mengeluarkan urea, kandungan urea dalam darah digunakan untuk mencatat dan memantau perkembangan insufisiensi ginjal. Kandungan urea dalam darah juga berperan dalam pemantauan dialisis atau dalam menentukan penyebab koma.

Penyakit & penyakit

Sebanyak enam gangguan metabolisme urea diketahui. Ini selalu merupakan hasil dari gangguan enzim yang terlibat. Dalam kasus gangguan metabolisme urea, biasanya terdapat defisiensi sintetase karbamoil fosfat, ornithine transcarbamylase, argininosuccinate sintetase, argininosuccinate lyase, arginase atau N-acetylglutamate synthetase. Kekurangan salah satu enzim ini selalu menyebabkan akumulasi amonia yang tinggi secara patologis dalam jaringan dan darah.

Peningkatan kadar amonia dalam darah juga disebut hiperamonemia. Hiperamonemia juga bisa disebabkan oleh fungsi hati yang tidak normal. Secara khusus, penyakit hati lanjut seperti hepatitis kronis atau sirosis hati merusak siklus urea melalui penghancuran sel-sel hati.

Akibat utama dari gangguan parah pada siklus urea adalah kerusakan pada sistem saraf pusat. Gejala-gejala ini juga disebut sebagai ensefalopati hepatik. Jika siklus urea terganggu, terlalu banyak amonia beracun yang tertinggal di dalam darah. Racun sel terutama menyerang sel-sel sistem saraf. Ini membengkak karena keracunan. Ini meningkatkan tekanan intrakranial dan akhirnya terjadi edema otak.

Gejala dapat dibagi menjadi empat tingkatan. Pada tahap pertama hanya terdapat sedikit perubahan seperti gangguan konsentrasi atau mood swings. Namun, dalam beberapa kasus, mereka yang terpengaruh sudah memiliki masalah untuk menyelesaikan tugas aritmatika mudah pada tahap ini. Pada tahap kedua, rasa kantuk meningkat. Orientasi waktu terbatas. Ini diikuti oleh gangguan bicara dan kesadaran. Pasien mengalami rasa kantuk yang tidak normal tetapi masih responsif dan terbangun. Bentuk paling parah dari ensefalopati hepatik adalah koma hepatik, juga dikenal sebagai koma hepaticum. Tahap ini ditandai dengan kehilangan kesadaran total dan kurangnya refleks. Koma hati seringkali berakibat fatal.

Manifestasi gejala gangguan siklus urea dipengaruhi oleh beberapa faktor. Infeksi dapat menyebabkan peningkatan kerusakan sel dan dengan demikian meningkatkan akumulasi asam amino. Asupan protein yang meningkat dengan makanan dapat membanjiri siklus urea yang sudah terganggu.

Terapi gangguan pada siklus urea adalah pengobatan dengan fenil asetat dan benzoat. Keduanya bereaksi bersama dengan glutamin dan glisin untuk membentuk fenasetilglutamin dan asam hipurat. Seperti urea, ini dapat menghilangkan nitrogen dan juga diekskresikan dalam urin.