Siklus Urea: Fase, Karakteristik dan Pentingnya

Siklus urea adalah suatu proses di mana organisme mengubah amonium menjadi urea dan memindahkannya dari tubuh melalui urin.

Amonium adalah produk senyawa dari metabolisme nitrogen, yang dilepaskan oleh asam amino dari degradasi protein. Amonium sangat beracun dan tubuh memiliki mekanisme alami untuk menghilangkannya dari sistem.

Siklus urea juga disebut siklus Krebs-Henseleit, untuk menghormati ahli biokimia Jerman, Hans Adolf Krebs, yang menemukan dan menandai fase dan kekhasan siklus ini bersama dengan ahli biokimia Kurt Henseleit, juga seorang Jerman, yang adalah kolaboratornya. Penemuan ini dilakukan pada tahun 1932.

Semua makhluk hidup perlu membuang kelebihan nitrogen dari organisme mereka. Namun, tidak semua dari mereka mengeluarkannya dengan cara yang sama. Makhluk air membuang senyawa ini dalam bentuk amonium; untuk alasan ini mereka disebut organisme amonotelian.

Reptil dan sebagian besar burung melepaskan nitrogen dari tubuh dalam bentuk asam urat; diberikan karakteristik ini, mereka diklasifikasikan di antara organisme uricotelic.

Dalam kasus vertebrata terestrial, sebagian besar membuang kelebihan nitrogen dalam bentuk urea, itulah sebabnya mereka disebut ureotelik.

Jika amonium tidak dihilangkan melalui siklus urea, ia dapat terakumulasi dalam darah, yang menghasilkan sindrom yang disebut hyperammonemia, yang dapat menyebabkan konsekuensi fatal.

Untuk alasan ini, sangat penting bahwa ada siklus urea cairan, untuk menghindari reaksi toksik dalam tubuh.

Fase dari siklus urea

Siklus urea dilakukan di hati. Ini terdiri dari lima proses yang berbeda dan dalam prosedur ini enzim yang berbeda berpartisipasi yang melakukan konversi yang diperlukan.

Melalui konversi ini, pengusiran amonium yang dihasilkan dalam tubuh dicapai sebagai hasil dari metabolisme nitrogen dalam tubuh.

Berikut ini akan merinci karakteristik masing-masing dari lima tahap siklus urea:

Fase pertama

Prosesnya dimulai pada mitokondria, organ seluler yang fungsinya menghasilkan energi selama proses respirasi sel.

Dalam mitokondria dihasilkan gugus amino pertama yang berasal dari amonia. Mitokondria mengandung bikarbonat, yang dihasilkan sebagai hasil dari respirasi seluler.

Kata bikarbonat terikat pada amonia dan, melalui partisipasi enzim karbamoil-fosfat sintetase I, yang menghasilkan karbamoil-fosfat.

Fase kedua

Dalam fase ini senyawa lain muncul: asam amino yang disebut ornithine, yang fungsi utamanya adalah bertindak dalam detoksifikasi organisme.

Karbamoil-fosfat akan mengantarkan karbamoil ke ornithine, dan dari sitrulline fusi akan dihasilkan, asam amino lain yang fungsinya mendukung vasodilatasi, di antara tugas-tugas lainnya. Dalam kasus khusus ini, citrulline akan menjadi perantara dalam siklus urea.

Pembentukan citrulline dilakukan melalui partisipasi enzim yang disebut ornithine transcarbamylase yang, selain menghasilkan citrulline, juga melepaskan fosfat.

Citrulline yang dilepaskan dalam fase kedua ini bergerak ke sitoplasma sel.

Fase ketiga

Selain amonia, gugus amino kedua yang berasal dari aspartat muncul dalam mitokondria, asam amino yang memiliki banyak fungsi, di antaranya transportasi nitrogen menonjol.

Aspartate berikatan dengan citrulline dan argininosuccinate dihasilkan.

Fase keempat

Pada fase keempat, argininosuksinat bereaksi sebagai akibat dari aksi enzim argininosuccinato lyase, yang menghasilkan dua senyawa: arginin bebas yang, di antara fungsi-fungsi lain, bertanggung jawab untuk menurunkan tekanan darah; dan fumarat, juga disebut asam fumarat.

Fase kelima

Pada fase terakhir dari siklus urea, arginin bereaksi terhadap aksi enzim arginase, yang menghasilkan penampilan urea dan ornithine.

Ada kemungkinan bahwa ornithine dipindahkan kembali ke mitokondria, untuk memulai siklus dari fase pertama, dan urea siap untuk dikeluarkan dari organisme.

Pentingnya siklus urea

Seperti yang sudah terlihat, amonium dikonversi menjadi urea melalui siklus yang dijelaskan di atas. Amonium sangat beracun bagi tubuh, sehingga perlu dikeluarkan dari tubuh.

Berkat aksi enzim dalam siklus urea, organisme ini dapat membuang amonium dan menghindari kesulitan, dalam banyak kasus yang fatal, yang terkait dengan akumulasi unsur yang sangat beracun ini bagi tubuh.

Gangguan dalam siklus urea

Dapat terjadi bahwa enzim pendegradasi amonium tidak bekerja dengan benar. Jika ini terjadi, organisme memiliki kesulitan untuk membuang amonium dan akhirnya mengakumulasinya baik di dalam darah maupun di otak.

Fenomena ini dikenal sebagai hiperamonemia, dan disebut tingkat tinggi amonium dalam tubuh.

Kegagalan dalam sintesis beberapa enzim bersifat turun temurun, yang dapat menyebabkan kelainan bawaan pada area metabolisme. Mungkin saja seorang anak dilahirkan dengan kelainan pada siklus urea sebagai akibat dari informasi genetik yang salah.

Jika ini terjadi, anak akan memiliki masalah untuk membuang amonia, akan menumpuknya dan mungkin menjadi mabuk dengan itu.

Gejala-gejala yang hadir mungkin ringan, seperti muntah atau penolakan makanan, tetapi juga bisa lebih serius, bahkan menghasilkan koma.

Perawatan

Untuk menghindari skenario fatal pada anak-anak yang memiliki kelainan pada siklus urea, penting untuk mengidentifikasi situasinya sedini mungkin, dan menghindari keracunan amonium melalui pilihan diet yang cermat yang akan paling nyaman.

Dalam diet ini, protein alami harus dibatasi, karena ketika anak menelannya, mereka melepaskan asam amino mereka sendiri, yang akan melepaskan amonium dan yang tidak dapat disintesis secara alami oleh organisme, sehingga hiperammonemia akan dihasilkan.

Orang yang menderita sindrom dalam siklus urea dapat menjalani kehidupan yang cukup normal, hanya dengan pembatasan di bidang makanan.