מחזור אוריאה

בתוך ה מחזור אוריאה מוצרי קצה מטבוליים המכילים חנקן מומרים לאוריאה. תהליך ביוכימי זה מתרחש בכבד. לאחר מכן מופרש האוריאה דרך הכליות.

מהו מחזור האוריאה?

חלבונים, כלומר חלבונים, מורכבים מחומצות אמינו רבות. אלה בתורם מכילים לפחות מולקולת חנקן אחת בצורה של קבוצת אמינו (-NH2). אם חומצות האמינו עם מולקולות החנקן שלהם מתפרקות, נוצרת אמוניה רעילה (NH3). האמוניה מומסת בדם בצורה של מה שמכונה יוני אמוניום (NH4 +). לחומר יכול להיות גם השפעה רעילה בצורה מומסת זו. אוריאה נוצר בכבד על ידי קשירת יוני אמוניום. זה הופך את היונים למזיקים. האוריאה המתקבלת מופרשת דרך הכליות.

בני אדם תלויים במחזור האוריאה. מרבית בעלי החיים המימיים יכולים לשחרר מייד את האמוניה שהם צוברים למים באמצעות נוזלי גופם באמצעות אוסמוזה. אצל ציפורים ולטאות נוצרת חומצת השתן הפחות מזיקה במקום אוריאה. למרות שזה מופרש גם בשתן, שלא כמו אוריאה, הוא יכול להישאר בגוף יותר מבלי לגרום נזק.

פונקציה ומשימה

גם מחזור אוריאה מחזור אורניטין נקרא, מתחיל במיטוכונדריה. מיטוכונדריה ידועים גם כתחנות הכוח של התא, מכיוון שמולקולת ATP מאוד אנרגטית מאוד מיוצרת כאן. בתוך המטריצה ​​של המיטוכונדריה, האנזים קרבמויל פוספט סינתזה 1 יוצר קרבמויל פוספט מאמוניה חופשית ופחמן דו חמצני.

בתגובה זו נותרו שאריות פוספט. זה נדרש בשלב הבא. כאן אורניטין, חומצת אמינו הקיימת במטריקס המיטוכונדריאלי, מגיבה עם הקרבמויל פוספט שנוצר בשלב הראשון. הפחמן הקרבמוייל מעביר את קבוצת הקרבמויל שלו לאורניטין. נוצרים סיטרולין ופוספט. הזרז לתגובה כימית זו הוא האנזים ornithine transcarbamylase.

להמשך התהליך יש להעביר את הציטרולין המתקבל מהמיטוכונדריה לנוזל התא של תאי הכבד (הפטוציטים). זה נעשה באמצעות טרנספורטר ornithine-citrulline. בציטופלסמה של ההפטוציטים, קבוצת האמינו אספרטט הופכת גם היא לחלק ממעגל האוריאה. קבוצת הקרבוניל של הציטרולין מגיבה עם אספרטט. האנזים המזרז את הסינתזה של ארגינין סוכטין מייצר סוכיני ארגינינו. זה מחולק ל furamate חופשי וארגינין חופשי על ידי אנזים מזרז אחר, argininosuccinase.

הפורמט החופשי מתחדש לאספרטט. הארגינין נסוק על ידי האנזים ארגיניז. זה יוצר אוריאה ואורניטין. האורניטין מועבר חזרה למיטוכונדריון ומשמש כמולקולת נשא ליצירת ציטרולין. האוריאה מופרשת דרך הכליות כמולקולה מסיסה במים.

ללא מחזור אוריאה, לא ניתן להיפטר מהרעלת המטבולית אמוניה. אוריאה משמשת לניקוי רעלים מהגוף. אם זה מופרע, זה יכול להוביל לתסמינים נוירולוגיים קשים.

כבד בריא חשוב במיוחד למחזור אוריאה מתפקד, מכיוון שכאן מתרחש רוב היווצרות האוריאה. רק חלק קטן וזניח מהיווצרות אוריאה מתבצע בכליה. עם זאת, מכיוון שהכליות מפרישות אוריאה, תוכן האוריאה בדם משמש לתיעוד ופיקוח על התקדמות אי ספיקת הכליות. תכולת האוריאה בדם ממלאת גם היא מעקב אחר דיאליזה או בקביעת גורם תרדמת.

מחלות ומחלות

ידועות בסך הכל שש הפרעות במטבוליזם של אוריאה. אלה הם תמיד תוצאה של שיבוש באחד האנזימים המעורבים. במקרה של הפרעות במטבוליזם של אוריאה, לרוב קיים מחסור בסינתזת קרבמויל פוספט, אורניטין טרנסקרבמילאז, סינתז ארגינינו-אוקסינאט, ארגינינו-סוקסיט lyase, ארגיניז או N- אצטיל גלוטמט סינתזה. מחסור באחד מהאנזימים הללו מוביל תמיד להצטברות גבוהה פתולוגית של אמוניה ברקמות ובדם.

רמת אמוניה מוגברת בדם נקראת גם היפר-אמונמיה. היפרמונמיה יכולה להיגרם גם כתוצאה מתפקודי כבד לא תקינים. בפרט מחלות כבד מתקדמות כמו דלקת כבד כרונית או שחמת כבד פוגעות במחזור השתן דרך הרס תאי הכבד.

ההשלכות העיקריות של שיבוש קשה במחזור האוריאה הן פגיעה במערכת העצבים המרכזית. תופעות אלה מכונות גם אנצפלופתיה של הכבד. אם מחזור האוריאה מופר, נשאר יותר מדי אמוניה רעילה בדם. רעל התא תוקף בעיקר את תאי מערכת העצבים. אלה מתנפחים בגלל ההרעלה. זה מגביר את הלחץ התוך גולגולתי ובסופו של דבר מתרחשת בצקת מוחית.

ניתן לחלק את התסמינים לארבע רמות. בשלב הראשון ישנם רק שינויים קלים כמו הפרעות ריכוז או תנודות במצב הרוח. עם זאת, בחלק מהמקרים, לסובלים מהבעיות יש כבר בעיות לפתור משימות חשבון קלות בשלב זה. בשלב השני ישנה נמנום מוגבר. כיוון הזמן מוגבל. אחרי זה מגיעים הפרעות בדיבור ותודעה. מטופלים חווים נמנום חריג אך הם עדיין מגיבים וניתנים להתעוררות. הצורה החמורה ביותר של אנצפלופתיה של הכבד היא תרדמת כבד, המכונה גם תרדמת כבדית. שלב זה מאופיין באובדן הכרה מוחלט וחוסר רפלקסים מוחלט. תרדמת הכבד היא לעתים קרובות קטלנית.

ביטוי התסמינים בהפרעות במחזור האוריאה מועדף על ידי מספר גורמים. זיהומים יכולים להוביל לעששת תאים מוגברת ובכך להצטברות מוגברת של חומצות אמינו. צריכה מוגברת של חלבונים עם מזון יכולה להציף את מחזור האוריאה המופרע כבר.

הטיפול בהפרעות במחזור השתן הוא תרופות עם פניל ​​אצטט ובנזואט. שניהם מגיבים יחד עם גלוטמין וגליצין ויוצרים פנצטילגלוטמין וחומצה היפורית. כמו אוריאה, אלה יכולים להסיר חנקן ומופרשים גם בשתן.