Ureasykli

että Ureasykli typpeä sisältävät aineenvaihduntatuotteet muutetaan ureaksi. Tämä biokemiallinen prosessi tapahtuu maksassa. Urea erittyy sitten munuaisten kautta.

Mikä on ureasykli?

Proteiinit, ts. Proteiinit, koostuvat monista aminohapoista. Nämä puolestaan ​​sisältävät ainakin yhden typpimolekyylin aminoryhmän (-NH2) muodossa. Jos aminohapot niiden typpimolekyyleineen hajoavat, muodostuu myrkyllistä ammoniakkia (NH3). Ammoniakki liukenee veressä ns. Ammoniumionien (NH4 +) muodossa. Aineella voi olla myös myrkyllinen vaikutus tässä liuenneessa muodossa. Urea muodostuu maksassa sitomalla ammoniumioneja. Tämä tekee ioneista vaarattomia. Tuloksena oleva urea erittyy munuaisten kautta.

Ihmiset riippuvat ureasyklistä. Suurin osa vesieläimistä voi heti vapauttaa veteen kertyneen ammoniakin kehon nesteiden kautta osmoosin kautta. Lintuissa ja liskoissa syntyy vähemmän haitallista virtsahappoa urean sijasta. Vaikka tämä erittyy myös virtsaan, toisin kuin urea, se voi pysyä kehossa pidempään aiheuttamatta vahinkoa.

Toiminto ja tehtävä

Myös ureasykli Ornitiinisykli nimeltään, alkaa mitokondrioista. Mitokondrioita tunnetaan myös solun voimalaitoksina, koska täällä tuotetaan erittäin korkeaenerginen molekyyli ATP. Mitokondrioiden matriisissa karbamoyylifosfaattisyntetaasi 1 -entsyymi muodostaa karbamoyylifosfaatin vapaasta ammoniakista ja hiilidioksidista.

Fosfaattijäännös pysyy tässä reaktiossa. Tämä vaaditaan seuraavassa vaiheessa. Ornitiin, aminohappo, joka on läsnä mitokondriaalimatriisissa, reagoi tässä vaiheessa muodostuneen karbamoyylifosfaatin kanssa. Karbamoyylifosfaatti siirtää karbamoyyliryhmänsä ornitiiniin. Muodostuu sitrulliini ja fosfaatti. Tämän kemiallisen reaktion katalyytti on ornitiinitranskarbamylaasi-entsyymi.

Loppuprosessin aikana tuloksena oleva sitrulliini on kuljetettava mitokondrioista maksasolujen (maksasolujen) solunesteeseen. Tämä tehdään käyttämällä ornitiini-sitrulliini-kuljetinta. Hepatosyyttien sytoplasmassa aminoryhmästä aspartaatista tulee myös osa ureasykliä. Sitrulliinin karbonyyliryhmä reagoi aspartaatin kanssa. Katalysaattori-entsyymi arginiinisukkinaattisyntetaasi tuottaa argininosukkinaatin. Toinen katalysoiva entsyymi, argininosukkinaasi, jakaa tämän vapaaseen furamaattiin ja vapaaseen arginiiniin.

Vapaa furamaatti regeneroidaan aspartaatiksi. Arginiini entsyymi puolestaan ​​pilkkoo arginiinin. Tämä luo ureaa ja ornitiinia. Ornitiinia kuljetetaan takaisin mitokondrioon ja se toimii kantajamolekyylinä sitrulliinin muodostukseen. Urea erittyy munuaisten kautta vesiliukoisena molekyylinä.

Ilman ureasykliä metabolista toksiini-ammoniakkia ei voida hävittää. Ureaa käytetään kehon myrkytykseen. Jos se on häiriintynyt, se voi johtaa vakaviin neurologisiin oireisiin.

Terve maksa on erityisen tärkeä toimivan ureasyklin kannalta, koska tässä tapahtuu suurin osa urean muodostumisesta. Vain pieni ja merkityksetön osa urean muodostumisesta suoritetaan munuaisissa. Koska munuaiset kuitenkin erittävät ureaa, veren ureapitoisuutta käytetään munuaisten vajaatoiminnan etenemisen rekisteröintiin ja seurantaan. Veren ureapitoisuudella on myös merkitystä dialyysin seurannassa tai kooman syyn määrittämisessä.

Sairaudet ja vaivat

Urea-aineenvaihdunnassa tunnetaan yhteensä kuusi häiriötä. Nämä ovat aina seurausta osallistuvan entsyymin hajoamisesta. Urean aineenvaihdunnan häiriöissä on yleensä puutetta karbamoyylifosfaattisyntetaasissa, ornitiinitranskarbamylaasissa, argininosukkinaattisyntetaasissa, argininosukkinaattilyasissa, arginaasissa tai N-asetyyliglutamaattisyntetaasissa. Yhden näiden entsyymien puute johtaa aina patologisesti korkeaan ammoniakin kertymiseen kudokseen ja vereen.

Lisääntynyttä ammoniakkitasoa veressä kutsutaan myös hyperammonemiaksi. Hyperammonemia voi johtua myös epänormaaleista maksan toiminnoista. Erityisesti pitkälle edenneet maksasairaudet, kuten krooninen hepatiitti tai maksakirroosi, heikentävät ureasykliä tuhoamalla maksasoluja.

Urea-syklin vakavan häiriön tärkeimmät seuraukset ovat keskushermoston vaurioituminen. Näitä oireita kutsutaan myös maksan enkefalopatiaksi. Jos ureasykli on häiriintynyt, vereen jää liian paljon myrkyllistä ammoniakkia. Solumyrkky hyökkää lähinnä hermoston soluihin. Nämä turpoavat myrkytyksen vuoksi. Tämä lisää kallonsisäistä painetta ja lopulta tapahtuu aivoödeema.

Oireet voidaan jakaa neljään tasoon. Ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu vain pieniä muutoksia, kuten keskittymishäiriöt tai mielialan vaihtelut. Joissakin tapauksissa asianosaisilla on kuitenkin jo tässä vaiheessa ongelmia ratkaista helppo aritmeettinen tehtävä. Toisessa vaiheessa uneliaisuus lisääntyy. Aikasuunta on rajoitettu. Tätä seuraa puhe- ja tietoisuuden häiriöt. Potilaat kokevat epänormaalia uneliaisuutta, mutta ovat edelleen reagoivia ja herääviä. Maksan enkefalopatian vakavain muoto on maksakooma, joka tunnetaan myös nimellä coma hepaticum. Tälle vaiheelle on ominaista täydellinen tajunnan menetys ja täydellinen refleksien puute. Maksakooma on usein tappava.

Useat tekijät suosivat oireiden ilmenemistä ureasyklin häiriöissä. Infektiot voivat lisätä solujen rappeutumista ja siten lisätä aminohappojen kertymistä. Lisääntynyt proteiinin saanti ruoan kanssa voi hävittää jo häiriintyneen ureasyklin.

Ureasyklin häiriöiden hoito on lääkitys fenyyliasetaatilla ja bentsoaatilla. Molemmat reagoivat yhdessä glutamiinin ja glysiinin kanssa fenasetyyliglutamiinin ja hipurahapon muodostamiseksi. Kuten urea, nämä voivat poistaa typpeä ja erittyvät myös virtsaan.