Metabolismo da Amônia e o Ciclo da Ureia

A amônia é um subproduto neurotóxico do catabolismo de aminoácidos e proteínas que o corpo deve eliminar continuamente. O fígado faz isso principalmente através do ciclo da ureia (o ciclo da ornitina ou de Krebs-Henseleit), que converte a amônia em ureia para excreção renal. Quando a síntese hepática de ureia falha ou é contornada, a amônia acumula-se no sangue e pode afetar o cérebro.

Definition

O ciclo da ureia é a via hepática que converte a amônia, derivada em grande parte do catabolismo de aminoácidos e do nitrogênio intestinal, em ureia para excreção, servindo como a principal rota do corpo para a eliminação de nitrogênio e desintoxicação de amônia.

Scope

A entrada abrange as fontes de amônia, as etapas e a compartimentalização do ciclo da ureia, o papel complementar da síntese de glutamina no manuseio da amônia e as consequências da ureagênese prejudicada. É um relato de referência da fisiologia da eliminação de nitrogênio; as síndromes clínicas de hiperamonemia são tratadas na entrada de encefalopatia hepática.

Core questions

• De onde vem a amônia circulante?
• Quais são as etapas do ciclo da ureia e como ele é compartimentalizado no hepatócito?
• Como o fígado e o músculo usam a síntese de glutamina para tamponar a amônia?
• O que acontece com a amônia quando a síntese hepática de ureia é prejudicada ou contornada?

Key concepts

• Amônia como produto residual de nitrogênio
• Ciclo da ureia (ciclo da ornitina)
• Etapas do ciclo mitocondrial e citosólico
• Carbamoil fosfato sintetase I
• Síntese de glutamina e tamponamento de amônia
• Zonação de hepatócitos periportais versus perivenosos
• Derivação portossistêmica
• Hiperamonemia

Mechanisms

A amônia surge da desaminação de aminoácidos, da quebra da glutamina e do metabolismo bacteriano intestinal de substratos nitrogenados absorvidos no sangue portal (Braissant et al., 2013; Rui, 2014). Hepatócitos periportais convertem amônia e carbamoil fosfato derivado de bicarbonato em ureia através do ciclo da ureia, cujas primeiras etapas ocorrem na mitocôndria e as etapas restantes no citosol, regenerando ornitina a cada volta (Krebs & Henseleit, 1932). Hepatócitos perivenosos fornecem um backup de alta afinidade incorporando amônia residual em glutamina via glutamina sintetase, e o músculo esquelético também capta amônia formando glutamina. Quando a massa hepática funcional é perdida ou o sangue portal contorna os hepatócitos através de shunts portossistêmicos, a amônia escapa da desintoxicação e aumenta na circulação sistêmica, onde pode atravessar para o cérebro e perturbar a função de astrócitos e neurônios.

Clinical relevance

A integridade da ureagênese hepática sustenta a capacidade do corpo de manter baixos os níveis de amônia no sangue; sua falha liga a doença hepática e certos defeitos enzimáticos hereditários à amônia elevada e seus efeitos neurológicos. Esta entrada explica a fisiologia que conecta o metabolismo do nitrogênio à hiperamonemia clínica e não é uma base para diagnóstico ou tratamento de qualquer indivíduo.

Evidence & guidelines

A bioquímica do manuseio da amônia e sua neurotoxicidade é revisada por Braissant e colegas (2013), e o lugar do ciclo da ureia no metabolismo hepático é descrito em revisões de fisiologia padrão (Rui, 2014). O próprio ciclo foi descrito pela primeira vez por Krebs e Henseleit (1932).

History

Hans Krebs e Kurt Henseleit descreveram o ciclo da ornitina de formação de ureia em 1932, um dos primeiros ciclos metabólicos a ser elucidado e um marco na bioquímica. Trabalhos posteriores mapearam as enzimas, sua compartimentalização dentro do hepatócito e os distúrbios hereditários do ciclo da ureia que surgem quando etapas individuais falham.

Seminal works

• krebs-henseleit-1932
• braissant-2012

Frequently asked questions

Por que a amônia é perigosa?

A amônia é neurotóxica; quando os níveis sanguíneos aumentam, ela pode atravessar para o cérebro e perturbar a função dos astrócitos, razão pela qual o corpo a converte continuamente na molécula inofensiva e excretável da ureia.

Como a amônia pode aumentar mesmo quando as enzimas do ciclo da ureia estão intactas?

Em doença hepática avançada, o sangue portal que transporta amônia de origem intestinal pode contornar hepatócitos funcionais através de shunts portossistêmicos, de modo que a amônia nunca é apresentada ao ciclo da ureia para desintoxicação.