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Por Susha Cheriyedath, M.Sc.Reviewed by Yolanda Smith, B.Pharm.
Em humanos e mamíferos, quase 80% do nitrogénio excretado é na forma de ureia, que é produzida através de uma série de reacções que ocorrem no citosol e na matriz mitocondrial das células hepáticas. Estas reacções são colectivamente denominadas ciclo da ureia ou ciclo Krebs-Henseleit.
Amoníaco é um produto tóxico do metabolismo do azoto que deve ser removido do nosso corpo. O ciclo da ureia ou ciclo da ornitina converte o excesso de amoníaco em ureia nas mitocôndrias das células hepáticas. A ureia forma-se, depois entra na corrente sanguínea, é filtrada pelos rins e é finalmente excretada na urina.
A reacção global para a formação de ureia a partir do amoníaco é a seguinte:
2 Amónia + CO2 + 3ATP —> ureia + água + 3 ADP
Passos no ciclo da ureia
O ciclo da ureia é uma série de cinco reacções catalisadas por várias enzimas chave. As duas primeiras etapas do ciclo têm lugar na matriz mitocondrial e as restantes etapas têm lugar no citosol. Assim, o ciclo da ureia abrange dois compartimentos celulares da célula hepática.
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- Na primeira etapa do ciclo Krebs-Henseleit, o amoníaco produzido nas mitocôndrias é convertido em fosfato de carbamoyl por uma enzima chamada carbamoyl fosfato sintetase I. A reacção pode ser dada da seguinte forma:
NH3 + CO2 + 2ATP → carbamoyl fosfato + 2ADP + Pi
- >li> A segunda etapa envolve a transferência de um grupo de carbamoyl fosfato de carbamoyl para ornitina para formar citrulina. Esta etapa é catalisada pela enzima ornitina transcarbamoylase (OTC). A reacção é dada da seguinte forma:
Fosfato de carbamoyl + ornitina → citrulline + Pi
Citrulline assim formada é libertada no citosol para utilização no resto das etapas do ciclo.
- A terceira etapa é catalisada por uma enzima chamada argininosuccinato sintetase, que utiliza citrulina e ATP para formar um intermediário citrullyl-AMP, que reage com um grupo amino do aspartato para produzir argininosuccinato. Esta reacção pode ser dada da seguinte forma:
Citrulline + ATP + aspartato → argininosuccinato + AMP + PPi
- li> A quarta etapa envolve a clivagem do argininosuccinato para formar fumarato e arginina. Argininosuccinate lyase é a enzima catalisadora desta reacção, que pode ser representada da seguinte forma:
Argininosuccinate → arginina + fumarate
- Na quinta e última etapa do ciclo da ureia, a arginina é hidrolisada para formar ureia e ornitina. Esta é catalisada pela arginase e pode ser dada da seguinte forma:
Arginina → ureia + ornitina
A reacção global pode ser dada da seguinte forma:
2NH3 + CO2 + 3ATP g de ureia + 2ADP + AMP + PPi + 2Pi
Significado do ciclo da ureia
O principal objectivo do ciclo da ureia é eliminar o amoníaco tóxico do organismo. Cerca de 10 a 20 g de amoníaco é removido do corpo de um adulto saudável todos os dias. Um ciclo disfuncional da ureia significaria um excesso de amoníaco no corpo, o que pode levar a hiperamonemia e doenças relacionadas. A deficiência de uma ou mais das principais enzimas catalisadoras de várias reacções no ciclo da ureia pode causar perturbações relacionadas com o ciclo. Defeitos no ciclo da ureia podem causar vómitos, coma e convulsões em bebés recém-nascidos. Isto é frequentemente mal diagnosticado como septicemia e tratado com antibióticos em vão. Mesmo 1mm de excesso de amoníaco pode causar danos graves e irreversíveis.
Diagnóstico dos defeitos do ciclo da ureia
Um aminograma sanguíneo é usado rotineiramente no diagnóstico de distúrbios do ciclo da ureia. A concentração dos aminoácidos portadores de azoto, glutamina e alanina, no plasma é elevada no caso de deficiência de OTC. Em bebés, os níveis elevados de ácido orótico na urina podem ser um indicador de deficiência de OTC. Níveis elevados de citrulina no sangue e argininosuccinato são também observados em casos de citrullinemia.
Em crianças mais velhas, estas perturbações podem apresentar-se sob a forma de falha de crescimento, retardamento psicomotor e anomalias comportamentais. Assim, a monitorização e quantificação do amoníaco sanguíneo e ácido orótico urinário são cruciais em doentes com sintomas neurológicos inexplicáveis.
Outras Leituras
- Todo o conteúdo do ciclo da ureia
- Tratamentos das perturbações do ciclo da ureia
- O que são perturbações do ciclo da ureia?
- Symptoms of Urea Cycle Disorders
- Urea Cycle Disorder Research
Escrito por
Susha Cheriyedath
Susha tem um Bachelor of Science (B.Sc.) em Química e Mestrado em Bioquímica pela Universidade de Calicut, Índia. Sempre teve um grande interesse em medicina e ciências da saúde. Como parte do seu mestrado, especializou-se em Bioquímica, com ênfase em Microbiologia, Fisiologia, Biotecnologia, e Nutrição. No seu tempo livre, adora cozinhar uma tempestade na cozinha com as suas experiências de cozedura super-messy.