1. Regulación del ciclo de la urea:
El ciclo de la urea es una vía metabólica clave para eliminar el exceso de nitrógeno derivado del catabolismo de
proteínas y otros compuestos nitrogenados. Su regulación es compleja e involucra varios mecanismos:
1. Regulación por sustratos: Las enzimas del ciclo se activan por la disponibilidad de sus respectivos sustratos, como
el amoniaco, la N-acetilglutamato, etc.
2. Regulación alostérica: Algunas enzimas del ciclo están sujetas a regulación alostérica por efectores positivos o
negativos que modulan su actividad.
3. Regulación por modificaciones covalentes: Fosforilaciones e interacciones con otras proteínas reguladoras pueden
activar o inhibir algunas enzimas clave.
4. Regulación transcripcional: La expresión de los genes que codifican las enzimas del ciclo está regulada por
factores de transcripción sensibles a niveles de compuestos nitrogenados.
5. Regulación por compartimentalización: Algunas reacciones ocurren en orgánulos específicos (mitocondrias),
controlando el flujo metabólico.
6. Regulación por ciclos de feed-back: Ciertos productos finales (como la arginina) ejercen inhibición por
retroalimentación negativa sobre algunas enzimas del ciclo.
La regulación integrada permite ajustar con precisión la actividad del ciclo de la urea según los requerimientos de
eliminación de nitrógeno, manteniendo la homeostasis de compuestos tóxicos como el amoniaco.
2. Generación de urea:
La urea es el principal producto final del catabolismo de compuestos nitrogenados en los seres humanos y otros
mamíferos. Su generación ocurre a través del ciclo de la urea, una ruta metabólica cíclica que tiene lugar
principalmente en los hepatocitos (células del hígado).
El proceso de generación de urea consta de los siguientes pasos clave:
1. Formación de carbamoil fosfato: El amoniaco proveniente del catabolismo de aminoácidos reacciona con CO2 y
ATP para formar carbamoil fosfato, en una reacción catalizada por la enzima carbamoil fosfato sintetasa I.
2. Síntesis de citrulina: El carbamoil fosfato reacciona con ornitina para generar citrulina, en un paso catalizado por
la enzima ornitina transcarbamilasa.
3. Síntesis de argininsuccinato: La citrulina se condensa con aspartato para formar argininsuccinato, mediante la
enzima argininsuccinato sintetasa.
4. Formación de arginina: El argininsuccinato se escinde en arginina y fumarato, por acción de la enzima
argininsuccinato liasa.
5. Síntesis de urea: La arginina es hidrolizada por la enzima arginasa, produciendo ornitina y urea, que es el producto
final excretado por la orina.
El ciclo se completa cuando la ornitina regenerada participa en un nuevo ciclo de reacciones.
Este proceso permite eliminar el exceso de nitrógeno de compuestos tóxicos como el amoniaco, convirtiéndolo en
urea que es mucho más soluble y menos tóxica para el organismo.
La generación de urea es esencial para mantener los niveles normales de amoniaco en sangre y prevenir su
acumulación neurotóxica.
3. Formación de arginina y fumarato:
Aquí está el resumen de la formación de arginina y fumarato en el ciclo de la urea:
La arginina y el fumarato son generados en el cuarto paso del ciclo de la urea, a partir del argininsuccinato. Esta
reacción está catalizada por la enzima argininsuccinato liasa (ASL) y ocurre en la matriz mitocondrial de los
hepatocitos.
