på urea syklus, nitrogen-holdige metabolske sluttprodukter omdannes til urea. Denne biokjemiske prosessen finner sted i leveren. Urea blir deretter utskilt av nyrene.
Hva er urea-syklusen?
på urea syklus, metabolske sluttprodukter som inneholder nitrogen omdannes til urea. Proteiner, eller proteiner, består av mange aminosyrer. Disse inneholder igjen minst en nitrogen molekyl i form av en aminogruppe (-NH2). Når aminosyrer og deres nitrogen molekyler er nedbrutt, giftig ammoniakk (NH3) dannes. I blodden ammoniakk er oppløst i form av såkalte ammoniumioner (NH4 +). Selv i denne oppløste formen kan stoffet ha en toksisk effekt. I leveren, urea dannes ved å binde ammoniumionene. Dette gjør ionene ufarlige. Den dannede ureaen skilles ut gjennom nyrene. Mennesker er avhengige av urea-syklusen. De fleste akvatiske dyr kan umiddelbart frigjøre det resulterende ammoniakk inn Vann gjennom deres kroppsvæsker av osmose. I fugler og øgler, jo mer ufarlige urinsyre produseres i stedet for urea. Dette utskilles også gjennom urinen, men i motsetning til urea kan det forbli i kroppen lenger uten å forårsake skade.
Funksjon og oppgave
Urea-syklusen, også kalt ornitinsyklusen, begynner i mitokondrier. mitokondrier er også kjent som kraftverkene i cellen fordi det er her det høyenergimolekylet ATP produseres. Innenfor matrisen til mitokondrier, karbamoyl fosfat er dannet av fri ammoniakk og karbon dioksid av enzymet karbamoyl fosfat syntetase 1. Denne reaksjonen etterlater en fosfat rester. Dette er nødvendig i neste trinn. Her reagerer ornitin, en aminosyre som er tilstede i mitokondrie-matrisen, med karbamoylfosfatet dannet i det første trinnet. I denne prosessen overfører karbamoylfosfatet sin karbamoylgruppe til ornitinet. Citrulline og fosfat dannes. Katalysatoren for denne kjemiske reaksjonen er enzymet ornitintranscarbamylase. For at prosessen skal fortsette, er citrulline dannet må transporteres fra mitokondriene inn i cellevæsken i leveren celler (hepatocytter). Dette gjøres ved hjelp av ornitinen-citrulline transportør. I cytoplasmaet til hepatocytter blir aminogruppen aspartat også en del av urea-syklusen. Karbonylgruppen av citrullin reagerer med aspartat. Dette produserer argininosuccinat av det katalyserende enzymet argininosuccinatsyntetase. Dette spaltes av et annet katalyserende enzym, argininosuccinase, i fritt furamat og fritt arginin. Det frie furamatet regenereres til aspartat. De arginin blir igjen spaltet av enzymet arginase. Dette produserer urea og ornitin. Ornitinet transporteres tilbake til mitokondrion der det fungerer som et bærermolekyl i dannelsen av citrullin. Urea utskilles av nyre som en Vann-oppløselig molekyl. Uten urea-syklusen kan det metabolske toksinet ammoniakk ikke kastes. Urea tjener dermed til å avgifte kroppen. Hvis det forstyrres, kan alvorlige nevrologiske symptomer oppstå. En sunn lever er spesielt viktig for en fungerende urea-syklus, da det er her størstedelen av urea-dannelsen finner sted. Bare en liten og ubetydelig del av dannelsen av urea foregår i nyre. Imidlertid siden nyre utskiller urea, ureainnholdet i blod brukes til å oppdage og overvåke fremdriften av nyreinsuffisiens. Blood urea nivåer spiller også en rolle i dialyse overvåking eller ved å bestemme årsaken til koma.
Sykdommer og klager
Totalt seks lidelser i ureametabolisme er kjent. Disse er alltid et resultat av en forstyrrelse av et enzym som er involvert. Dermed er det vanligvis en mangel på karbamoylfosfatsyntetase, ornitintranskarbamylase, argininosuccinatsyntetase, argininosuccinatlyase, arginase eller N-acetyl glutamat syntetase ved forstyrrelser i urea metabolisme. Mangel på noen av disse enzymer resulterer alltid i patologisk høy akkumulering av ammoniakk i vev og blod. Et forhøyet ammoniakknivå i blodet blir også referert til som hyperammonemi. Hyperammonemi kan også være forårsaket av dysfunksjon i leveren. Spesielt avanserte leversykdommer som kroniske hepatitt eller levercirrhose svekker urea-syklusen på grunn av død av leverceller. Konsekvensene av en alvorlig forstyrrelse i urea-syklusen er primært skade på nervesystemet. Dette tilstand er også referert til som leverencefalopati. Hvis urea-syklusen blir forstyrret, forblir for mye giftig ammoniakk i blodet. Cytotoksinet angriper primært cellene i nervesystemet. Disse hovner opp som følge av forgiftningen. Dette øker det intrakraniale trykket og fører til slutt til hjerneødem. Symptomene kan deles inn i fire trinn. I den første fasen er det bare milde endringer som f.eks konsentrasjon lidelser eller humørsvingninger. I noen tilfeller har de berørte imidlertid allerede problemer med å løse enkle regningsproblemer på dette stadiet. I andre fase er det økt søvnighet. Den timelige orienteringen er begrenset. Dette følges av tale- og bevissthetsforstyrrelser. Pasienter lider av unormal søvnighet, men er fremdeles lydhør og kan vekkes. Den mest alvorlige formen for leverencefalopati er lever koma, også kalt coma hepaticum. Dette stadiet er preget av fullstendig bevisstløshet og fullstendig fravær av refleks. Hepatisk koma er ofte dødelig. Manifestasjonen av symptomer i ureasyklusforstyrrelser favoriseres av noen faktorer. For eksempel kan infeksjoner føre til økt cellulært forfall og dermed til en økt opphopning av aminosyrer. Økt proteininntak i kosten kan også overbelaste den allerede forstyrrede urea-syklusen. De terapi av forstyrrelser i urea-syklusen utføres medisinsk med fenylacetat og benzoat. Begge reagerer sammen med glutamin og glysin for å danne fenacetylglutamin og hippursyre. I likhet med urea kan disse fjerne nitrogen og skilles også ut i urinen.
