Ciclo dell'urea Flashcards
Eliminazione dell’ammoniaca
Gli animali AMMONIOTELICI (pesci) eliminano l’ammoniaca sotto forma di AMMONIO.
Gli animali URICOTELICI (rettili, uccelli) la eliminano sotto forma di ACIDO URICO.
Gli animali UREOTELICI la eliminano sotto forma di UREA mediante il CICLO DELL’UREA.
L’escrezione giornaliera di urea è di circa 15-20g ma può scendere a 2-3g nel digiuno o salire a 100g con diete iperproteiche
Cos’è il ciclo dell’urea?
E’ anche detto CICLO DELL’ORNITINA: l’ornitina è un aa (assomiglia a una lisina ma con un CH₂ in meno), è il PRECURSORE dell’UREA.
Comprende 4 reazioni che avvengono nel FEGATO in parte nei MITOCONDRI in parte nel CITOSOL. E’ un ciclo che parte dall’ornitina che deve essere rigenerata per poter ricominciare il ciclo
Reazione 1: formazione del carbammilfosfato
La CO₂ proveniente dalla respirazione cellulare sotto forma di BICARBONATO e l’NH₄⁺ proveniente dalle reazioni di glutamminasi e glutammato deidrogenasi si uniscono per formare il CARBAMMILFOSFATO.
Il bicarbonato reagisce con l’ATP formando il CARBOSSIFOSFATO.
Il carbossifosfato reagisce con l’AMMONIACA liberando Pi e formando CARBAMMATO.
Il carbammato reagisce con l’ATP per formare il CARBAMMILFOSFATO che è un prodotto ATTIVATO con un legame ad ALTA ENERGIA la cui rottura può essere utilizzata nelle successive reazioni.
La condensazione e l’attivazione di NH₄⁺ e HCO₃⁻ sono catalizzate dalla CARBAMMILFOSFATO SINTETASI I
Reazione 2: formazione citrullina
Il carbammilfosfato si lega con l’ORNITINA nella MATRICE MITOCONDRIALE per formare la CITRULLINA. La reazione è catalizzata dall’ORNITINA TRANS CARBAMILASI e viene rilasciato FOSFATO per l’attacco dell’ammoniaca sul C
Reazione 3: formazione dell’arginin succinato
La CITRULLINA viene trasportata nel CITOSOL e si combina con l’ASPARTATO che funge da donatore del secondo gruppo AMMINICO formando l’ARGININ SUCCINATO. La reazione è catalizzata dall’ARGININ SUCCINATO SINTETASI e richiede ATP.
La reazione prevede un INTERMEDIO in cui l’AMP è legato all’ASPARTATO e lo TRASFERISCE sulla CITRULLINA. Viene rilasciato PPi che va incontro a IDROLISI generando ENERGIA
Reazione 4: formazione dell’arginina
La SCISSIONE dell’arginin succinato ad opera dell’ARGININ SUCCINASI forma l’ARGININA e rilascia il FUMARATO. Il fumarato nel citosol viene trasformato in MALATO dalla FUMARASI, il malato forma l’OSSALACETATO che nel citosol dà inizio alla GLUCONEOGENESI
Reazione 5: Formazione urea
Con un enzima chiamato ARGINASI che prevede l’IDROLISI l’ARGININA PERDE il gruppo GUANIDINICO generando UREA e ricostituendo l’ORNITINA che rientra nei MITOCONDRI e il ciclo ricomincia
Bilancio del ciclo dell’urea
Il ciclo dell’urea richiede l’impegno di CO₂ e NH₄⁺ con formazione dell’urea.
E’ presente un intermedio cioè l’arginin succinato che si forma da citrullina e aspartato. L’aspartato si forma dalla transaminazione AST in cui l’ossalacetato partecipa come αchetoacido accettore. L’ossalacetato nel citosol epatico genera glucosio tramite la gluconeogenesi ma in parte viene transaminato per produrre aspartato per il ciclo dell’urea.
L’arginin succinato viene scisso in arginina che continua con il ciclo dell’urea e fumarato che mediante trasformazione in malato e poi ossalacetato rifornisce aspartato.
Questo ciclo aggiuntivo fumarato-aspartato ha lo scopo di rifornire l’acido aspartico per il ciclo dell’urea e ossalacetato per la gluconeogenesi
Collegamento con TCA
Il fumarato che si forma dall’arginin succinato forma malato che può entrare nel mitocondrio e nel ciclo dell’acido citrico.
Anche l’ossalacetato formato dall’aspartato per transaminazione può trasformarsi in malato che va ad alimentare il ciclo dell’acido citrico.
Questo collegamento con il ciclo dell’acido citrico riduce il dispendio energetico perché gli intermedi che si formano non richiedono altri interventi di ATP ma si produce potere riducente sotto forma di NADH e FADH₂ nel corso del ciclo dell’acido citrico
