วงจรยูเรีย

ใน วงจรยูเรีย ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่มีไนโตรเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นยูเรีย กระบวนการทางชีวเคมีนี้เกิดขึ้นในตับ จากนั้นยูเรียจะถูกขับออกทางไต

วงจรยูเรียคืออะไร?

โปรตีนคือโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโนหลายชนิด สิ่งเหล่านี้มีไนโตรเจนอย่างน้อยหนึ่งโมเลกุลในรูปของกลุ่มอะมิโน (-NH2) ถ้ากรดอะมิโนที่มีโมเลกุลไนโตรเจนถูกทำลายลงจะเกิดแอมโมเนียที่เป็นพิษ (NH3) แอมโมเนียละลายในเลือดในรูปแบบของแอมโมเนียมไอออนที่เรียกว่า (NH4 +) สารนี้ยังสามารถมีผลเป็นพิษในรูปแบบที่ละลายได้นี้ ยูเรียถูกสร้างขึ้นในตับโดยการจับกับแอมโมเนียมไอออน สิ่งนี้ทำให้ไอออนไม่เป็นอันตราย ยูเรียที่ได้จะถูกขับออกทางไต

มนุษย์ขึ้นอยู่กับวัฏจักรของยูเรีย สัตว์น้ำส่วนใหญ่สามารถปล่อยแอมโมเนียที่สะสมลงในน้ำได้ทันทีผ่านทางของเหลวในร่างกายผ่านการออสโมซิส ในนกและกิ้งก่าจะมีการสร้างกรดยูริกที่เป็นอันตรายน้อยกว่าแทนยูเรีย แม้ว่าสิ่งนี้จะถูกขับออกทางปัสสาวะซึ่งแตกต่างจากยูเรีย แต่ก็สามารถคงอยู่ในร่างกายได้นานขึ้นโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย

ฟังก์ชันและงาน

วงจรยูเรียก็เช่นกัน วงจร Ornithine เรียกว่าเริ่มต้นในไมโตคอนเดรีย ไมโตคอนเดรียเป็นที่รู้จักกันในชื่อโรงไฟฟ้าของเซลล์เนื่องจาก ATP ของโมเลกุลพลังงานสูงถูกผลิตขึ้นที่นี่ ภายในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรียเอนไซม์คาร์บามอยล์ฟอสเฟตซินเตเทส 1 จะสร้างคาร์บามอยล์ฟอสเฟตจากแอมโมเนียอิสระและคาร์บอนไดออกไซด์

ยังคงมีสารฟอสเฟตตกค้างในปฏิกิริยานี้ สิ่งนี้จำเป็นในขั้นตอนถัดไป ออร์นิทีนซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่มีอยู่ในเมทริกซ์ไมโทคอนเดรียจะทำปฏิกิริยากับคาร์บามอยล์ฟอสเฟตที่เกิดขึ้นในขั้นตอนแรก carbamoyl phosphate จะถ่ายโอนกลุ่ม carbamoyl ไปยัง ornithine เกิด Citrulline และฟอสเฟต ตัวเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาเคมีนี้คือเอนไซม์ ornithine transcarbamylase

ในส่วนที่เหลือของกระบวนการนี้ citrulline ที่เกิดขึ้นจะต้องถูกลำเลียงจากไมโทคอนเดรียไปยังของเหลวในเซลล์ของเซลล์ตับ (hepatocytes) ทำได้โดยใช้ตัวขนย้าย ornithine-citrulline ในไซโทพลาซึมของเซลล์ตับกลุ่มอะมิโนแอสพาเทตก็กลายเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรของยูเรีย กลุ่มคาร์บอนิลของซิทรูลีนทำปฏิกิริยากับแอสพาเทต เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา arginine succinate synthetase จะสร้าง arginino succinate สิ่งนี้ถูกแบ่งออกเป็นฟูราเมตอิสระและอาร์จินีนอิสระโดยเอนไซม์ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวอื่น argininosuccinase

ฟูราเมตอิสระจะถูกสร้างใหม่เป็นแอสพาเทต อาร์จินีนถูกตัดออกโดยเอนไซม์อาร์จิเนส สิ่งนี้สร้างยูเรียและออร์นิทีน ออร์นิทีนจะถูกลำเลียงกลับเข้าสู่ไมโทคอนดรีออนและทำหน้าที่เป็นโมเลกุลพาหะสำหรับการสร้างซิทรูลีน ยูเรียจะถูกขับออกทางไตเป็นโมเลกุลที่ละลายน้ำได้

หากไม่มีวัฏจักรของยูเรียจะไม่สามารถกำจัดแอมโมเนียที่เป็นพิษจากการเผาผลาญได้ ยูเรียใช้ในการล้างพิษในร่างกาย หากถูกรบกวนอาจนำไปสู่อาการทางระบบประสาทที่รุนแรงได้

ตับที่แข็งแรงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อวงจรของยูเรียที่กำลังทำงานอยู่เนื่องจากเป็นจุดที่การสร้างยูเรียส่วนใหญ่เกิดขึ้น การสร้างยูเรียในไตมีเพียงส่วนน้อยและเล็กน้อยเท่านั้น อย่างไรก็ตามเนื่องจากไตขับยูเรียออกมาจึงมีการใช้ปริมาณยูเรียในเลือดเพื่อบันทึกและติดตามการลุกลามของภาวะไต ปริมาณยูเรียในเลือดยังมีบทบาทในการตรวจสอบการฟอกไตหรือในการระบุสาเหตุโคม่า

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ทราบความผิดปกติของการเผาผลาญยูเรียทั้งหมดหกรายการ สิ่งเหล่านี้เป็นผลมาจากการหยุดชะงักของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องเสมอ ในกรณีของความผิดปกติของการเผาผลาญของยูเรียมักจะมีความบกพร่องของ carbamoyl phosphate synthetase, ornithine transcarbamylase, argininosuccinate synthetase, argininosuccinate lyase, arginase หรือ N-acetylglutamate synthetase การขาดเอนไซม์อย่างใดอย่างหนึ่งเหล่านี้มักนำไปสู่การสะสมของแอมโมเนียในเนื้อเยื่อและเลือดในระดับสูงทางพยาธิวิทยา

ระดับแอมโมเนียที่เพิ่มขึ้นในเลือดเรียกอีกอย่างว่าภาวะ hyperammonaemia Hyperammonaemia อาจเกิดจากการทำงานของตับที่ผิดปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคตับระยะลุกลามเช่นตับอักเสบเรื้อรังหรือตับแข็งจะทำให้วงจรยูเรียทำลายเซลล์ตับ

ผลที่ตามมาหลักของการหยุดชะงักอย่างรุนแรงในวงจรยูเรียคือความเสียหายต่อระบบประสาทส่วนกลาง อาการเหล่านี้เรียกว่า hepatic encephalopathy หากวงจรยูเรียถูกรบกวนแอมโมเนียที่เป็นพิษมากเกินไปจะยังคงอยู่ในเลือด พิษของเซลล์ส่วนใหญ่จะโจมตีเซลล์ของระบบประสาท อาการบวมเหล่านี้เกิดจากพิษ สิ่งนี้จะเพิ่มความดันในกะโหลกศีรษะและในที่สุดก็เกิดอาการบวมน้ำในสมอง

อาการแบ่งออกได้เป็นสี่ระดับ ในระยะแรกมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเช่นความผิดปกติของสมาธิหรืออารมณ์แปรปรวน อย่างไรก็ตามในบางกรณีผู้ที่ได้รับผลกระทบมีปัญหาในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายในขั้นตอนนี้ ในขั้นตอนที่สองมีอาการง่วงนอนเพิ่มขึ้น การวางแนวเวลามี จำกัด ตามมาด้วยความผิดปกติของการพูดและสติ ผู้ป่วยมีอาการง่วงนอนผิดปกติ แต่ยังคงตอบสนองและตื่นตัว รูปแบบที่รุนแรงที่สุดของโรคสมองในตับคืออาการโคม่าในตับหรือที่เรียกว่าโคม่าตับ ขั้นตอนนี้มีลักษณะการสูญเสียสติโดยสิ้นเชิงและการขาดการตอบสนองโดยสิ้นเชิง อาการโคม่าของตับมักเป็นอันตรายถึงชีวิต

การแสดงอาการของความผิดปกติของวงจรยูเรียเป็นที่ชื่นชอบจากปัจจัยหลายประการ การติดเชื้อสามารถนำไปสู่การสลายตัวของเซลล์เพิ่มขึ้นและทำให้เกิดการสะสมของกรดอะมิโนเพิ่มขึ้น การบริโภคโปรตีนที่เพิ่มขึ้นพร้อมอาหารสามารถครอบงำวัฏจักรของยูเรียที่ถูกรบกวนไปแล้ว

การบำบัดความผิดปกติของวงจรยูเรียคือการใช้ยาร่วมกับฟีนิลอะซิเตทและเบนโซเอต ทั้งสองทำปฏิกิริยาร่วมกับ glutamine และ glycine เพื่อสร้าง phenacetylglutamine และ hippuric acid เช่นเดียวกับยูเรียสิ่งเหล่านี้สามารถกำจัดไนโตรเจนและถูกขับออกทางปัสสาวะด้วย