Metabolismo del amoníaco y el ciclo de la urea
El amoníaco es un subproducto neurotóxico del catabolismo de aminoácidos y proteínas que el cuerpo debe eliminar continuamente. El hígado lo hace principalmente a través del ciclo de la urea (el ciclo de la ornitina o de Krebs-Henseleit), que convierte el amoníaco en urea para su excreción renal. Cuando la síntesis hepática de urea falla o es eludida, el amoníaco se acumula en la sangre y puede afectar el cerebro.
Definition
El ciclo de la urea es la vía hepática que convierte el amoníaco, derivado en gran parte del catabolismo de aminoácidos y del nitrógeno intestinal, en urea para su excreción, sirviendo como la principal ruta del cuerpo para la eliminación de nitrógeno y la desintoxicación de amoníaco.
Scope
La entrada abarca las fuentes de amoníaco, los pasos y la compartimentalización del ciclo de la urea, el papel complementario de la síntesis de glutamina en el manejo del amoníaco y las consecuencias de la ureagénesis deteriorada. Es una descripción de referencia de la fisiología de la eliminación de nitrógeno; los síndromes clínicos de hiperamonemia se tratan en la entrada de encefalopatía hepática.
Core questions
- ¿De dónde proviene el amoníaco circulante?
- ¿Cuáles son los pasos del ciclo de la urea y cómo se compartimentaliza en el hepatocito?
- ¿Cómo utilizan el hígado y el músculo la síntesis de glutamina para amortiguar el amoníaco?
- ¿Qué sucede con el amoníaco cuando la síntesis hepática de urea está deteriorada o es eludida?
Key concepts
- Amoníaco como producto de desecho nitrogenado
- Ciclo de la urea (ciclo de la ornitina)
- Pasos del ciclo mitocondrial y citosólico
- Carbamoil fosfato sintetasa I
- Síntesis de glutamina y amortiguación de amoníaco
- Zonificación de hepatocitos periportales versus perivenosos
- Derivación portosistémica
- Hiperamonemia
Mechanisms
El amoníaco surge de la desaminación de aminoácidos, de la degradación de glutamina y del metabolismo bacteriano intestinal de sustratos nitrogenados absorbidos en la sangre portal (Braissant et al., 2013; Rui, 2014). Los hepatocitos periportales convierten el amoníaco y el carbamoil fosfato derivado del bicarbonato en urea a través del ciclo de la urea, cuyos primeros pasos ocurren en la mitocondria y los pasos restantes en el citosol, regenerando ornitina en cada vuelta (Krebs & Henseleit, 1932). Los hepatocitos perivenosos proporcionan un respaldo de alta afinidad al incorporar el amoníaco residual en glutamina a través de la glutamina sintetasa, y el músculo esquelético también capta amoníaco al formar glutamina. Cuando se pierde masa hepática funcional o la sangre portal elude los hepatocitos a través de derivaciones portosistémicas, el amoníaco escapa a la desintoxicación y aumenta en la circulación sistémica, donde puede cruzar al cerebro y alterar la función astrocitaria y neuronal.
Clinical relevance
La integridad de la ureagénesis hepática es fundamental para la capacidad del cuerpo de mantener bajos los niveles de amoníaco en sangre; su fallo vincula la enfermedad hepática y ciertos defectos enzimáticos hereditarios con el amoníaco elevado y sus efectos neurológicos. Esta entrada explica la fisiología que conecta el metabolismo del nitrógeno con la hiperamonemia clínica y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento de ningún individuo.
Evidence & guidelines
La bioquímica del manejo del amoníaco y su neurotoxicidad es revisada por Braissant y colaboradores (2013), y el lugar del ciclo de la urea en el metabolismo hepático se describe en revisiones de fisiología estándar (Rui, 2014). El ciclo en sí fue descrito por primera vez por Krebs y Henseleit (1932).
History
Hans Krebs y Kurt Henseleit describieron el ciclo de la ornitina de la formación de urea en 1932, uno de los primeros ciclos metabólicos en ser dilucidados y un hito en la bioquímica. Trabajos posteriores mapearon las enzimas, su compartimentalización dentro del hepatocito y los trastornos hereditarios del ciclo de la urea que surgen cuando fallan los pasos individuales.
Related topics
Seminal works
- krebs-henseleit-1932
- braissant-2012
Frequently asked questions
- ¿Por qué es peligroso el amoníaco?
- El amoníaco es neurotóxico; cuando sus niveles en sangre aumentan, puede cruzar al cerebro y alterar la función astrocitaria, razón por la cual el cuerpo lo convierte continuamente en urea, una molécula inofensiva y excretable.
- ¿Cómo puede aumentar el amoníaco incluso cuando las enzimas del ciclo de la urea están intactas?
- En la enfermedad hepática avanzada, la sangre portal que transporta amoníaco de origen intestinal puede eludir los hepatocitos funcionales a través de derivaciones portosistémicas, por lo que el amoníaco nunca se presenta al ciclo de la urea para su desintoxicación.