Metabolismo De La Urea

 

 

 

Los seres humanos son totalmente dependientes de otros organismos para convertir el nitrógeno atmosférico en formas disponibles para el cuerpo.

La fijación de nitrógeno se lleva a cabo por nitrogenasas bacterianas que forman nitrógeno reducido, NH4 +, que luego pueden ser usados ​​por todos los organismos para formar aminoácidos.

El nitrógeno reducido entra en el cuerpo humano como ácidos amino libres dietéticos, proteína, y el amoníaco producido por las bacterias del tracto intestinal.

Un par de enzimas principales, la glutamato deshidrogenasa y la glutamina sintetasa, se encuentran en todos los organismos y efectuar la conversión de amoníaco en el glutamato aminoácidos y glutamina, respectivamente.

Amino y amida de estos grupos de 2 sustancias se transfieren libremente a otros esqueletos de carbono por reacciones de transaminación y transamidación.

Las aminotransferasas existen para todos los aminoácidos excepto treonina y lisina.

Los compuestos más comunes implicados como donante / aceptor de par en las reacciones de transaminación son el glutamato y el α-KG, que participan en reacciones con diversas aminotransferasas.

Aminotransferasas séricas tales como la aspartato aminotransferasa, AST (también llamado suero glutamato-oxaloacetato-aminotransferasa, SGOT) y alanina transaminasa, ALT (también llamado suero glutamato-piruvato aminotransferasa (SGPT) se han utilizado como marcadores clínicos de daño tisular, con el aumento de los niveles séricos lo que indica un aumento de la extensión del daño (ver la página Enzyme Kinetics para la descripción de la utilización de los niveles de enzimas en el diagnóstico).

alanina transaminasa tiene una función importante en la entrega de músculo esquelético de carbono y nitrógeno (en forma de alanina) en el hígado. en el músculo esquelético, el piruvato se transaminated a alanina, produciendo así una ruta adicional de transporte de nitrógeno del músculo al hígado. en el hígado, la alanina transaminasa transfiere el amoníaco a α-KG y regenera piruvato. el piruvato puede entonces ser desviado en la gluconeogénesis.

Esta proceso se conoce como el ciclo de la glucosa-alanina (véase más arriba).

El ciclo glucosa-alanina se utiliza principalmente como un mecanismo para el músculo esquelético para eliminar el nitrógeno, mientras que repone su abastecimiento energético.

Oxidación de la glucosa produce piruvato que puede experimentar transaminación a alanina.

Esta reacción es catalizada por la alanina transaminasa, ALT.

Adicionalmente, durante los períodos de ayuno, proteína del músculo esquelético es degradada por el valor de energía de los carbonos de aminoácidos y la alanina es un aminoácido importante en proteínas.

La alanina entonces entra en el torrente sanguíneo y se transporta al hígado.

En el hígado la alanina se convierte de nuevo a piruvato que es entonces una fuente de átomos de carbono para la gluconeogénesis.

La glucosa recién formada puede entonces entrar en la sangre para la entrega de nuevo al músculo.

El grupo amino transportado desde el músculo al hígado en forma de alanina se convierte en urea en el ciclo de la urea y se excreta.

La glutamato deshidrogenasa utiliza tanto cofactores de nucleótidos de nicotinamida; NAD + en la dirección de la liberación de nitrógeno y NADP + para la incorporación de nitrógeno.

En la reacción hacia delante como se muestra por encima de la glutamato deshidrogenasa es importante en la conversión de amoníaco libre y α-KG a glutamato, formando uno de los 20 aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas.

Sin embargo, se debe reconocer que la reacción inversa es un proceso anapletórico clave que une el metabolismo de aminoácidos con la actividad del ciclo TCA.

En la reacción inversa, la glutamato deshidrogenasa proporciona una fuente de carbono oxidable utilizado para la producción de energía, así como un portador de electrones reducida, NADH.

Como era de esperar para una enzima punto de ramificación con un vínculo importante con el metabolismo energético, la glutamato deshidrogenasa es regulada por la carga de energía celular.

ATP y GTP son efectores alostéricos positivos de la formación de glutamato, mientras que el ADP y el PIB son efectores alostéricos positivos de la reacción inversa.

Por lo tanto, cuando el nivel de ATP es alta, la conversión de glutamato a α-KG y otros intermedios del ciclo del TCA es limitada; cuando la carga de energía celular es baja, el glutamato se convierte en amoníaco y compuestos intermedios del ciclo del TCA oxidables.

El glutamato es también un principal donante amino a otros aminoácidos en reacciones de transaminación posteriores.

Las múltiples funciones de glutamato en el balance de nitrógeno lo convierten en una puerta de enlace entre el amoníaco libre y los grupos amino de la mayoría de los aminoácidos.

Tenga en cuenta que, en esta función, el amoníaco que surja en el tejido periférico se realiza en una forma no ionizable que no tiene ninguna de las propiedades neurotóxicas o alcalosis generadores de amoníaco libre.

El hígado contiene tanto la glutamina sintetasa y glutaminasa pero las enzimas se localizan en diferentes segmentos celulares.

Esto asegura que el hígado no es ni un productor neto ni consumidor de glutamina.

Las diferencias en la localización celular de estas dos enzimas permite el hígado para depurar el amoníaco que no ha sido incorporado en la urea.

Las enzimas del ciclo de la urea se encuentran en las mismas células como los que contienen glutaminasa.

El resultado de la distribución diferencial de estas dos enzimas hepáticas hace que sea posible controlar la incorporación amoniaco en urea o glutamina, este último conduce a la excreción de amoniaco por el riñón.

Cuando se produce acidosis el cuerpo va a desviar más la glutamina en el hígado al riñón.

Esto permite la conservación de ion bicarbonato desde la incorporación de amoniaco en urea requiere bicarbonato

Cuando la glutamina entra en el riñón, la glutaminasa libera un mol de amoníaco generando glutamato y luego libera glutamato deshidrogenasa otro mol de amoníaco generando α-KG.

La voluntad de amoniaco se ioniza a ion amonio (NH4 +) que se excreta.

El efecto neto es una reducción en la concentración de iones de hidrógeno, [H +], y por lo tanto un aumento en el pH