CICLO DA URÉIA

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A quantidade de nitrogênio ingerida a cada dia, principalmente na 
forma de proteína na dieta, é igual à quantidade de nitrogênio excretada. O 
principal produto de excreção de nitrogênio é a ureia, o qual é eliminado 
pelo corpo na urina. Esse composto produzido principalmente no fígado 
pelo ciclo da ureia, serve como uma forma de eliminar a amônia, o qual é 
tóxica. A ureia passa para a circulação sanguínea e chega aos rins, sendo 
excretada na urina. 
O ciclo da ureia inicia dentro da mitocôndria hepática, mas 3 de suas 
etapas ocorrem no citosol. O primeiro grupo amina que entra no ciclo da 
ureia é derivado da amônia na matriz mitocondrial. 
O NH4
+ presente na mitocôndria hepática é utilizado juntamente com 
o CO2 (como HCO2) produzido pela respiração mitocondrial, para formar 
carbamoil-fosfato na matriz. Essa reação é dependente de ATP, sendo 
catalisada pela carbamoil-fosfato-sintetase I. O carbamoil-fosfato entra no 
ciclo da ureia. O ciclo tem apenas 4 etapas enzimáticas. Primeiro o 
carbamoil-fosfato doa seu grupo carbamoila para a ornitina formando 
citruilina, com a liberação de P1. A reação é catalisada pela ornitina-
transcarbamoilase. A ornitina não é um dos 20 aminoácidos-chave do 
metabolismo do nitrogênio. Ela é sintetizada a partir do glutamato em uma 
via com cinco etapas. A ornitina desempenha um papel que se assemelha 
àquele do oxalacetato no ciclo do ácido cítrico, aceitando material a cada 
volta do ciclo da ureia. A citrulina produzida no primeiro passo do ciclo da 
ureia passa da mitocôndria para o citosol. 
Os próximos dois passos trazem o segundo grupo amina. A fonte é o 
aspartato produzido na mitocondira por transaminação e transportado para 
o citosol. A reação de condensação entre o grupo amina do aspartato e o 
grupo carbonila da citrulina forma arginino-succinato. Essa reação 
citosólica, catalisada pela arginino-succinato-sintetase, requer ATP e 
ocorre via um intermediário citrutil-AMP. O arginino-succinato é, então, 
clivado pela arginino-succinase, formando arginina e fumarato; esse último 
é convertido em malato e a seguir entra na mitocôndria para unir-se aos 
intermediários do ciclo o ácido cítrico. Esse passo é a única reação 
reversível do ciclo da ureia. Na última etapa do ciclo a enzima arginase 
cliva a arginina, produzindo ureia e ornitina. A ornitina é transportada para 
a mitocôndria para iniciar outra volta do ciclo da ureia. 
 
 Uma vez que o fumarato produzido na reação da arginino-succinase 
também é intermediário do ciclo do ácido cítrico, os ciclos estão, a princípio 
interconectados, processo apelidado de “bicicleta de Krebs”. Cada ciclo 
opera independentemente e a comunidade entre elas depende do 
transporte de intermediários-chave entre mitocôndria e o citosol. Os 
principais transportadores na membrana interna da mitocôndria incluem o 
transportador malato--cetoglutarato, o transportador glutamato-aspartato 
e o transportador glutamato OH-. Juntos esses transportadores facilitam o 
movimento do malato e do glutamato para dentro da matriz mitocondrial e 
o movimento do aspartato e do -cetoglutarato para fora da mitocôndria 
rumo ao citosol. Diversas enzimas do ciclo do ácido cítrico, incluindo a 
fumarase e a malato-desidrogenase, também estão presentes como 
isoenzimas no citosol. Não há um transportador para levar diretamente o 
fumarato gerado na síntese de arginina no citosol para matriz mitocondrial. 
Contudo, o fumarato pode ser convertido em malato no citosol. Fumarato e 
malato podem ser metabolizados no citosol ou o malato pode ser 
transportado para o interior da mitocôndria, para utilização no ciclo do 
ácido cítrico. O aspartato formado na mitocôndria por transaminação entre 
o oxalacetato e o glutamato pode ser transportado para o citosol, onde atua 
como doador de nitrogênio na reação do ciclo da ureia catalisada pela 
arginino-succinato-sintetase. Essas reações constituem a lançadeira 
aspartato-arginino-succinato, fornecem elos metabólicos entre essas vias 
separadas, pelos quais os grupos amina e os esqueletos carbonados dos 
aminoácidos são processados.