El ciclo de la urea

El ciclo de la urea describe cómo las células hepáticas convierten el amoníaco en urea. El amoníaco es un producto de desecho tóxico del catabolismo proteico. Los animales terrestres deben convertir el amoníaco en urea menos tóxica, que puede ser eliminada de forma segura por los riñones a través de la orina. Los animales marinos excretan amoníaco directamente, y el agua circundante diluye el amoníaco a niveles seguros.

Los cinco pasos básicos en el ciclo de la urea:

1. la conversión de amoníaco (NH₃) a carbamoil fosfato
2. la introducción de la ornitina en la transformación del carbamoil fosfato a citrulina
3. la transformación de la citrulina en argininosuccinato que implica aspartato y energía química (ATP)
4. la conversión de arginosuccinato en arginina con fumarato como subproducto
5. la formación de urea y ornitina a partir de arginina

Observe que la ornitina se utiliza en el segundo paso y se regenera en el último paso. Dado que la ornitina se recicla, el ciclo de la urea a veces se conoce como el ciclo de ornitina.

Los niveles elevados de amoníaco en la sangre, o hiperamonemia, son el resultado de una interrupción del ciclo de la urea. Esto puede ocurrir a nivel del órgano donde el tejido cicatricial bloquea el suministro de sangre al hígado. El tejido cicatricial, o cirrosis, puede ser el resultado del abuso crónico del alcohol o la infección por hepatitis B o C.

Dentro de las células hepáticas, la interrupción del ciclo de la urea también puede ocurrir en cualquiera de sus cinco pasos. La deficiencia de ornitina transcarbamilasa (DOTC) es un trastorno metabólico hereditario que resulta en una deficiencia total o parcial de enzimas en el paso 2, que afecta a la producción de citrulina a partir de ornitina y carbamoil fosfato.

La hiperamonemia en adultos, como resultado de la cirrosis o trastornos metabólicos de aparición tardía, puede provocar déficits en la atención y otros deterioros cognitivos. También tienen un mayor riesgo de muerte por insuficiencia hepática. En los neonatos con deficiencias enzimáticas de aparición temprana, cabe esperar que se produzcan retrasos en el desarrollo. Si no son diagnosticados y tratados, estos bebés corren el riesgo de entrar en coma y morir. Aún no se entiende completamente cómo un nivel elevado de amoníaco daña el cerebro y produce retrasos cognitivos y del desarrollo; sin embargo, las alteraciones en los niveles de aminoácidos y neurotransmisores, las interrupciones en la función del canal iónico, y los déficits de energía en el cerebro se han propuesto como posibles mecanismos.