Üre döngüsü

içinde Üre döngüsü nitrojen içeren metabolik son ürünler üreye dönüştürülür. Bu biyokimyasal süreç karaciğerde gerçekleşir. Üre daha sonra böbrekler yoluyla atılır.

Üre döngüsü nedir?

Proteinler yani proteinler birçok amino asitten oluşur. Bunlar da bir amino grubu (-NH2) şeklinde en az bir nitrojen molekülü içerir. Azot moleküllü amino asitler parçalanırsa toksik amonyak (NH3) üretilir. Amonyak, kanda amonyum iyonları (NH4 +) adı verilen formda çözülür. Madde, bu çözünmüş formda da toksik etkiye sahip olabilir. Üre, karaciğerde amonyum iyonlarına bağlanarak oluşur. Bu, iyonları zararsız hale getirir. Ortaya çıkan üre böbrekler yoluyla atılır.

İnsanlar üre döngüsüne bağlıdır. Suda yaşayan hayvanların çoğu, biriktirdikleri amonyağı ozmoz yoluyla vücut sıvıları yoluyla suya anında salabilir. Kuşlarda ve kertenkelelerde üre yerine daha az zararlı ürik asit üretilir. Bu da idrarla atılsa da üreden farklı olarak vücutta daha uzun süre zarar vermeden kalabilir.

İşlev ve görev

Üre döngüsü de Ornitin döngüsü denilir mitokondride başlar. Mitokondri, çok yüksek enerjili ATP molekülü burada üretildiği için hücrenin enerji santralleri olarak da bilinir. Mitokondri matrisi içinde, karbamoil fosfat sentetaz 1 enzimi, serbest amonyak ve karbon dioksitten karbamoil fosfat oluşturur.

Bu reaksiyonda bir fosfat kalıntısı kalır. Bu, sonraki adımda gereklidir. Burada mitokondriyal matrikste bulunan bir amino asit olan ornitin, ilk adımda oluşan karbamoil fosfat ile reaksiyona girer. Karbamoil fosfat, karbamoil grubunu ornitine aktarır. Sitrülin ve fosfat oluşur. Bu kimyasal reaksiyonun katalizörü, ornitin transkarbamilaz enzimidir.

İşlemin geri kalanı için, ortaya çıkan sitrülin, mitokondriden karaciğer hücrelerinin (hepatositler) hücre sıvısına taşınmalıdır. Bu, ornitin-sitrülin taşıyıcı kullanılarak yapılır. Hepatositlerin sitoplazmasında, amino grubu aspartat da üre döngüsünün bir parçası haline gelir. Sitrülinin karbonil grubu aspartat ile reaksiyona girer. Katalizör enzim arginin süksinat sentetaz, arginino süksinat üretir. Bu, başka bir katalizör enzim olan argininosüksinaz tarafından serbest furamat ve serbest arginin olarak ikiye ayrılır.

Serbest furamat, aspartata dönüştürülür. Arginin sırayla enzim arginaz tarafından bölünür. Bu üre ve ornitin oluşturur. Ornitin mitokondriye geri taşınır ve sitrülin oluşumu için taşıyıcı bir molekül görevi görür. Üre, suda çözünür bir molekül olarak böbrekler yoluyla atılır.

Üre döngüsü olmadan metabolik toksin amonyak atılamaz. Üre, vücudu detoksifiye etmek için kullanılır. Rahatsız edilirse ciddi nörolojik semptomlara yol açabilir.

Sağlıklı bir karaciğer, işleyen bir üre döngüsü için özellikle önemlidir, çünkü üre oluşumunun çoğunun gerçekleştiği yer burasıdır. Üre oluşumunun sadece küçük ve ihmal edilebilir bir kısmı böbrekte gerçekleşir. Bununla birlikte, böbrekler üre salgıladığından, kandaki üre içeriği böbrek yetmezliğinin ilerlemesini kaydetmek ve izlemek için kullanılır. Kandaki üre içeriği ayrıca diyaliz izlemede veya koma nedenini belirlemede rol oynar.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Toplam altı üre metabolizması bozukluğu bilinmektedir. Bunlar her zaman ilgili enzimlerden birinin bozulmasının sonucudur. Üre metabolizması bozuklukları durumunda, genellikle karbamoil fosfat sentetaz, ornitin transkarbamilaz, argininosüksinat sentetaz, argininosüksinat liyaz, argininaz veya N-asetilglütamat sentetazda bir eksiklik vardır. Bu enzimlerden birindeki bir eksiklik her zaman doku ve kanda patolojik olarak yüksek bir amonyak birikimine yol açar.

Kandaki artan amonyak seviyesi aynı zamanda hiperamonemi olarak da adlandırılır. Hiperamonemiye, anormal karaciğer fonksiyonlarından da kaynaklanabilir. Özellikle kronik hepatit veya karaciğer sirozu gibi ilerlemiş karaciğer hastalıkları, karaciğer hücrelerini yok ederek üre döngüsünü bozar.

Üre döngüsündeki ciddi bir bozulmanın ana sonuçları, merkezi sinir sistemine verilen hasardır. Bu semptomlara ayrıca hepatik ensefalopati adı verilir. Üre döngüsü bozulursa, kanda çok fazla toksik amonyak kalır. Hücre zehiri esas olarak sinir sistemi hücrelerine saldırır. Bunlar zehirlenmeden dolayı şişer. Bu kafa içi basıncını artırır ve sonuçta beyin ödemi oluşur.

Semptomlar dört seviyeye ayrılabilir. İlk aşamada, konsantrasyon bozuklukları veya duygudurum dalgalanmaları gibi sadece küçük değişiklikler vardır. Bununla birlikte, bazı durumlarda, etkilenenlerin bu aşamada kolay aritmetik görevleri çözmek için zaten sorunları vardır. İkinci aşamada artan uyuşukluk vardır. Zaman yönelimi sınırlıdır. Bunu konuşma ve bilinç bozuklukları izlemektedir. Hastalar anormal uyuşukluk yaşarlar ancak yine de duyarlı ve uyanabilirler. Hepatik ensefalopatinin en şiddetli şekli, koma hepaticum olarak da bilinen hepatik komadır. Bu aşama, tamamen bilinç kaybı ve tam bir refleks eksikliği ile karakterizedir. Hepatik koma genellikle ölümcüldür.

Üre döngüsü bozukluklarında semptomların tezahürü birkaç faktör tarafından desteklenmektedir. Enfeksiyonlar hücre çürümesinin artmasına ve dolayısıyla amino asit birikiminin artmasına neden olabilir. Yiyeceklerle birlikte artan protein alımı, zaten bozulmuş olan üre döngüsünü alt edebilir.

Üre döngüsündeki bozuklukların tedavisi fenil asetat ve benzoat ile ilaç tedavisidir. Her ikisi de fenasetilglutamin ve hippurik asit oluşturmak için glutamin ve glisin ile birlikte reaksiyona girer. Üre gibi, bunlar da nitrojeni giderebilir ve ayrıca idrarla atılır.