Ciclo de la Urea

Introducción

• El ciclo de la urea es un proceso bioquímico para eliminar el amoníaco, compuesto tóxico, del cuerpo humano.
• El amoníaco se genera a partir del catabolismo de aminoácidos, bases nitrogenadas (purinas y pirimidinas) y la microbiota intestinal.
• El ciclo convierte el amoníaco en urea, que se excreta en la orina.

Ubicación y Estructura

• Ocurre principalmente en el hígado, específicamente en los hepatocitos.
• Las reacciones del ciclo se distribuyen entre la mitocondria y el citosol de los hepatocitos.

Fuentes de Amoníaco

• Derivado de grupos amino de los aminoácidos.
• Existe principalmente como ión amonio (98%) debido al pH fisiológico.

Reacciones del Ciclo de la Urea

1. Inicio en la Matriz Mitocondrial

   • El amoníaco reacciona con el ión bicarbonato formando carbamilfosfato.
   • Enzima: Carbamilfosfato sintetasa 1 (requiere dos ATPs y magnesio).

2. Formación de Citrulina

   • El carbamilfosfato reacciona con la ornitina (del citosol) generando citrulina y liberando fósforo inorgánico.
   • Enzima: Ornitina transcarbamilasa.

3. Reacción con Aspartato

   • La citrulina sale de la mitocondria y reacciona con el aspartato formando argininosuccinato.
   • Enzima: Argininosuccinato sintetasa 1 (usa un ATP y libera AMP y pirofosfato).

4. Formación de Arginina y Fumarato

   • El argininosuccinato se convierte en arginina y fumarato.
   • Enzima: Argininosuccinato liasa (también conocida como argininosuccinasa).

5. Formación de Ornitina y Urea

   • La arginina es procesada por la arginasa para formar ornitina y liberar urea.
   • Requiere: Ingreso de agua.

Aspectos Bioquímicos

• Los grupos amino de la urea derivan del amoníaco y el aspartato.
• El carbono de la urea proviene del ión bicarbonato y el oxígeno del agua.

Distribución de Reacciones

• Citoplasma: Tres reacciones.
• Matriz Mitocondrial: Dos reacciones.

Regulación

• El paso limitante es catalizado por la enzima carbamilfosfato sintetasa 1.
• Regulada positivamente por el N-acetilglutamato.

Condiciones de Actividad

• Ciclo activo en ayuno prolongado, inanición y alta ingesta proteica.
• Generación de enzimas del ciclo en altos niveles en estos contextos.

Objetivos

• Mantener niveles de amoníaco entre 10 a 20 µg/dL mediante el ciclo de la urea.