25.4: El ciclo de la urea

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 72945

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Objetivos de aprendizaje

Describir las reacciones del ciclo de la urea.

La desaminación de aminoácidos da como resultado la producción de amoníaco (así como el ion amonio, NH ₄ ⁺). El amoníaco es una base extremadamente tóxica y su acumulación en el cuerpo rápidamente sería fatal. Los animales que viven en ambientes acuáticos tienden a liberar amoníaco en el agua. Los organismos terrestres han desarrollado otros mecanismos para excretar desechos nitrogenados. Estos animales deben desintoxicar el amoníaco convirtiéndolo en una forma relativamente no tóxica como la urea o el ácido úrico. Los mamíferos, incluidos los humanos, producen urea a través del ciclo de la urea, mientras que los reptiles y muchos invertebrados terrestres producen ácido úrico. Los animales que secretan urea como material de desecho nitrogenado primario se denominan animales ureotélicos.

El ciclo de la urea

El ciclo de la urea es el mecanismo principal por el cual los mamíferos convierten el amoníaco en urea. La urea se elabora en el hígado y se excreta en la orina. La reacción química global por la que el amoníaco se convierte en urea es 2 NH ₃ (amoníaco) + CO ₂ + 3 ATP + H ₂ O → H ₂ N-CONH ₂ (urea) + 2 ADP + 4 P _i + AMP.

El ciclo de la urea utiliza cinco etapas intermedias, catalizadas por cinco enzimas diferentes, para convertir el amoníaco en urea, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\). El aminoácido L-ornitina se convierte en diferentes intermedios antes de ser regenerado al final del ciclo de la urea. Por lo tanto, el ciclo de la urea también se conoce como el ciclo de la ornitina. La enzima ornitina transcarbamilasa cataliza un paso clave en el ciclo de la urea y su deficiencia puede conducir a la acumulación de niveles tóxicos de amoníaco en el organismo. Las dos primeras reacciones ocurren en las mitocondrias y las últimas tres reacciones ocurren en el citosol. La concentración de urea en la sangre, llamada nitrógeno ureico en sangre o BUN, se utiliza como indicador de la función renal.

Figura\(\PageIndex{1}\): El ciclo de la urea convierte el amoníaco en urea.

Nota Conexión diaria: Gota

Los mamíferos utilizan cristales de ácido úrico como antioxidante en sus células. Sin embargo, demasiado ácido úrico tiende a formar cálculos renales y también puede causar una dolorida afección llamada gota, donde los cristales de ácido úrico se acumulan en las articulaciones, como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Las elecciones alimentarias que reducen la cantidad de bases nitrogenadas en la dieta ayudan a reducir el riesgo de gota. Por ejemplo, el té, el café y el chocolate tienen compuestos similares a la purina, llamados xantinas, y deben ser evitados por personas con gota y cálculos renales.

Figura\(\PageIndex{2}\): La gota provoca la inflamación visible en la articulación del dedo gordo izquierdo de esta persona. (crédito: “Gonzosft” /Wikimedia Commons)