Destino dello ione ammonio e ciclo dell'urea.

Per ripetere per l'imminente esame di biochimica ho deciso di fare una serie di post sugli argomenti trattati. Perdonate eventuali imprecisioni.

Destino dello ione ammonio.

L'eccesso di NH₄⁺ deve essere eliminato perché risulta tossico per la cellula e dai tessuti deve essere trasportato al fegato per entrare nel ciclo dell'urea. Può essere trasportato dal torrente sanguigno sotto forma di glutammina, sintetizzata dalla glutammina sintetasi, con consumo di ATP. Una volta nel fegato, l'enzima glutamminasi converte la glutammina in glutammato e ione NH₄⁺.

Dal muscolo lo ione ammonio può essere trasportato anche sotto forma di alanina nel ciclo glucosio- alanina. Il glutammato trasferisce il gruppo amminico al piruvato con formazione di alanina e -chetoglutarato. Una volta che l'alanina è giunta nel fegato cede il gruppo amminico all'-chetoglutarato, formando piruvato e glutammato. Il glutammato è deamminato ossidativamente e produce lo ione NH₄⁺ che può entrare nel ciclo dell'urea, mentre l'altro prodotto è il piruvato, utilizzato nella gluconeogenesi.

Ciclo dell'urea.

Questo ciclo consiste di cinque reazioni, due mitrocondriali e due citoplasmatiche.

La reazione complessiva è: HCO₃^-+NH₄⁺ +3ATP+Aspartato+H₂O-->Urea+Acido fumarico+2ADP+AMP+2Pi+PPi. La reazione di per sé è piuttosto semplice, ma viene frazione perché piuttosto dispendiosa da un punto di vista energetico.

I reazione:

Reazione mitocondriale, catalizzata dalla carbammil fosfato sintetasi I, enzima appartenente alla classe delle ligasi.

HCO₃^-+NH₄⁺+2ATP--> Carbammil fosfato+ 2ADP+Pi.

II reazione:

Reazione mitocondriale, catalizzata dall'ornitina carbamiltransferasi, enzima appartenente alla classe delle transferasi.

Carbammil fosfato+ ornitina-----> Citrullina+ Pi.

III reazione:

Reazione citoplasmatica, catalizzata dall'argininsuccinato sintetasi, un enzima appartenente alla classe delle ligasi, con formazione di citrullil-AMP, come prodotto intermedio.

Citrullina+Aspartato+ATP--> Argininsuccinato+ AMP+ PPi.

IV reazione:

Reazione citoplasmatica, reversibile, catalizzata dall'argininsuccinato liasi, un enzima appartenente alla classe delle liasi.

Argininsuccinato <::::::::> Arginina+fumarato.

V reazione:

Reazione citoplasmatica, catalizzata dall'arginasi, enzima appartenente alla classe delle idrolasi.

Arginina+H₂O -----> Urea+ ornitina.

Il ciclo dell'urea può essere regolato a livello di tutti gli enzimi coinvolti. Deficit di tali enzimi portano ad iperammoniemia. Mancanza di carbammilfosfato sintetasi I porta ad iperammoniemia di tipo I, mancanza di ornitina carbammiltransferasi porta ad iperammoniemia di tipo II, mancanza di argininsuccinato sintetasi porta citrullinemia, mancanza di argininsuccinato liasi porta argininsuccinico aciduria, mentre mancanza di arginasi porta argininemia.