دورة اليوريا
دورة اليوريا هي المسار الأيضي، الذي يقع بشكل رئيسي في الكبد، ويحول الأمونيا السامة الناتجة عن تكسير الأحماض الأمينية إلى يوريا، وهي مركب قابل للذوبان وأقل سمية بكثير تطرحه الكلى. كانت أول مسار أيضي دوري يتم وصفه، وتظل المسار الرئيسي للجسم للتخلص من النيتروجين الزائد.
Definition
دورة اليوريا هي سلسلة من التفاعلات التي تحدث جزئيًا في الميتوكوندريا وجزئيًا في السيتوسول، وتجمع الأمونيا والنيتروجين المشتق من الأسبارتات مع ثاني أكسيد الكربون لتصنيع اليوريا، مع تجديد الناقل الأورنيثين في كل دورة.
Scope
يغطي هذا المدخل الخطوات الإنزيمية الخمس الأساسية للدورة، وتقسيمها بين الميتوكوندريا والسيتوسول، ومصدري النيتروجين اللذين تدمجهما، وكيفية تنظيمها. يتم تغطية مصير المجموعات الأمينية قبل دخولها الدورة في مدخل الهدم، ومعالجة الأمونيا الأوسع في مدخل النيتروجين.
Core questions
- من أين يأتي ذرتي النيتروجين في اليوريا؟
- ما هي الخطوات التي تحدث في الميتوكوندريا وما هي التي تحدث في السيتوسول؟
- كيف يتوافق التدفق عبر الدورة مع حمل النيتروجين؟
Key concepts
- كاربامويل فوسفات سينثيتاز I
- أورنيثين ترانسكارباميلاز
- أرجينينوسكسينات سينثيتاز ولياز
- أرجينيز وتجديد الأورنيثين
- N-أسيتيل جلوتامات كمنشط تفارغي
- تقسيم الميتوكوندريا-السيتوسول
Mechanisms
داخل الميتوكوندريا، تتكثف الأمونيا والبيكربونات لتكوين فوسفات الكاربامويل بواسطة إنزيم كاربامويل فوسفات سينثيتاز I، وهو إنزيم يتطلب المنشط التفارغي N-أسيتيل جلوتامات. ثم يربط إنزيم أورنيثين ترانسكارباميلاز فوسفات الكاربامويل بالأورنيثين لتكوين السيترولين، الذي يُصدر إلى السيتوسول. هناك، يدمج إنزيم أرجينينوسكسينات سينثيتاز النيتروجين الثاني من الأسبارتات لتكوين الأرجينينوسكسينات، الذي يشطره إنزيم أرجينينوسكسينات لياز إلى أرجينين وفيومارات. أخيرًا، يحلل إنزيم الأرجينيز الأرجينين إلى يوريا وأورنيثين، ويعود الأورنيثين المتجدد إلى الميتوكوندريا لبدء دورة أخرى. وهكذا، يأتي نيتروجين واحد من اليوريا من الأمونيا الحرة والآخر من الأسبارتات، بينما يأتي الكربون من البيكربونات. يتم ضبط التدفق عن طريق توفر N-أسيتيل جلوتامات، الذي يعكس الحمل الكلي للنيتروجين، وعن طريق التغيرات طويلة الأمد في كميات الإنزيمات.
Clinical relevance
تؤدي أوجه القصور الوراثية في إنزيمات دورة اليوريا إلى ضعف التخلص من النيتروجين ويمكن أن تؤدي إلى تراكم الأمونيا، وتعتبر الدورة مركزية في كيفية حماية الجسم من سمية الأمونيا. يصف هذا المدخل المسار وكيفية دراسته؛ ويتبع تشخيص وإدارة اضطرابات دورة اليوريا إرشادات الإجماع المتخصصة ولا يتم تناولها كنصيحة فردية هنا.
Epidemiology
اضطرابات دورة اليوريا هي أخطاء وراثية نادرة فرديًا في الأيض؛ تلخص إرشادات الإجماع ترددها المشترك والتعرف السريري عليها، بينما تنتمي التقديرات التفصيلية إلى مصادر سريرية متخصصة.
Evidence & guidelines
الكيمياء الحيوية هي معرفة راسخة في الكتب المدرسية؛ بالنسبة للاضطرابات السريرية للدورة، تم نشر ومراجعة إرشادات إجماع دولية (Haeberle et al., 2012; 2019)، والتي يشير إليها هذا المدخل فقط لتوضيح مكان المعايير السريرية.
History
وصف هانز كريبس وكورت هينسيليت دورة الأورنيثين لتكوين اليوريا في عام 1932، وهي أول دورة أيضية يتم التعرف عليها. وقد وصفت الأعمال اللاحقة، ولا سيما سارة راتنر، خطوات الأرجينينوسكسينات وأكملت الخريطة الإنزيمية للمسار.
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Sarah Ratner
Related topics
Seminal works
- morris-2002
- haeberle-2019
Frequently asked questions
- لماذا يحول الجسم الأمونيا إلى يوريا؟
- الأمونيا سامة، خاصة للجهاز العصبي، لذا فإن تحويلها إلى يوريا، وهي قابلة للذوبان وأقل سمية بكثير، يسمح بنقل النيتروجين الزائد في الدم وإفرازه بأمان عن طريق الكلى.
- أين تحدث دورة اليوريا في الخلية؟
- تتوزع بين حجرتين: تحدث الخطوات الأولى في الميتوكوندريا في خلايا الكبد، وتحدث الخطوات المتبقية في السيتوسول، مع نقل المركبات الوسيطة بين الاثنين.