En este video vamos a hablar acerca del ciclo de la uria, dónde ocurre, por qué ocurre y cuáles son las reacciones bioquímicas involucradas. En el cuerpo humano se puede generar amoníaco. El amoníaco es una sustancia que se genera a partir del catabolismo de aminoácidos, a partir del catabolismo de bases nitrogenadas como purinas y pirimidinas, y también la microbiota intestinal puede generar amoníaco.
Este amoníaco puede llegar a ser tóxico y una manera de que el cuerpo humano se deshaga de este componente es a través del ciclo de la uria. El ciclo de la uria genera uria a partir de amoníaco principalmente y luego la excreta a esta uria en la orina. El ciclo de la uria ocurre principalmente en el hígado específicamente en los hepatocitos y dentro de los hepatocitos El ciclo de la uria, sus reacciones, se distribuyen entre la mitocondria y el citosol.
Previamente a las reacciones del ciclo de la uria es necesario comprender algunos detalles. El amoníaco habíamos dicho que venía de varias fuentes. En el caso de los aminoácidos, los aminoácidos tienen el grupo amino. El amoníaco deriva de este grupo amino.
Otro dato importante es que el amoníaco existe en forma de ión amonio principalmente. Aproximadamente el 98% del amoníaco está en esta forma de ión amonio. ¿Y esto por qué?
Porque a pH fisiológico al amoníaco se le une un protón. Es por eso que se convierte en ión amonio. Algunos también le llaman amoníaco protonado o cation de amoníaco.
El ciclo de la uria comienza en la matriz mitocondrial. Cuando este amoníaco que está en la mitocondria o del que viene del citosol reacciona con el ión bicarbonato. Esta reacción va a formar carbamilfosfato. Algunos le llaman carbamoylfosfato también.
En esta reacción participa la enzima carbamilfosfato sintetasa 1 que requiere dos ATPs y como cofactor requiere magnesio. El carbamilfosfato reacciona con la ornitina que viene del citosol. Esta reacción genera citrulina y libera un fósforo inorgánico. En esta reacción participa la ornitina transcarbamilasa.
Luego la citrulina sale de la mitocondria y va a reaccionar con el aspartato que es un aminoácido. Este aspartato se generó en la mitocondria principalmente. El producto de esta reacción es arginino succinato. Notemos que en esta reacción se requiere un ATP y se libera un AMP y pirofosfato. Aquí la enzima que participa es la argininosuccinato sintetasa 1. Posteriormente el argininosuccinato se va a convertir en arginina y fumarato.
Aquí participa la enzima argininosuccinato liasa. Algunos también le llaman argininosuccinasa, pero ese es un nombre antiguo. La arginina finalmente es procesada por la arginasa para formar ornitina.
En esta reacción ingresa agua y finalmente liberamos también uria. La ornitina que se generó en esta reacción volverá a entrar a la matriz mitocondrial para reaccionar con el carbamil fosfato y continuar el ciclo. Notemos que uno de los grupos amino de la uria deriva del amoníaco y el otro grupo amino deriva del aspart.
que ingresó en la reacción catalizada por la argininosuccinato sintetasa. El carbono deriva del ión bicarbonato y el oxígeno es del agua que ingresó en la reacción de la arginasa. Es así como el ciclo de la uria se distribuye entre el citosol y la matriz mitocondrial.
En el citosol hay tres reacciones y en la matriz mitocondrial hay dos. El paso limitante de la velocidad del ciclo de la uria es el paso en donde participa la enzima. carbamilfosfato sintetasa 1. Esta enzima es regulada positivamente por el N-acetilglutamato. Gracias a todas estas reacciones el amoníaco se convierte en uria y de esta manera se asegura que los niveles de amoníaco estén aproximadamente entre 10 a 20 microgramos por decilitro. En contextos de ayuno prolongado, de inanición y de alta ingesta proteica, El ciclo de la uria va a estar muy activo.
Se ha evidenciado que en estos contextos se generan alta cantidad de estas enzimas del ciclo de la uria.