Aula 04 Ciclo da ureia

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Ciclo da Uréia 
Rota metabólica responsável pela transformação da amônia em 
 URÉIA, livrando dessa forma o organismo dos efeitos 
 tóxicos da amônia. 
O catabolismo proteico começa com a hidrólise das ligações 
peptídicas – proteólise – liberando os resíduos de aminoácidos 
unidos em pequenas cadeias – peptídeos. 
 
Para as proteínas ingeridas, a proteólise ocorre no trato 
gastrointestinal. 
 
Quando não necessários como fonte de energia, a degradação 
geralmente prossegue apenas para eliminar os aminoácidos em 
excesso - como em caso de dieta rica em proteínas, que podem ter 
efeitos tóxicos pela incapacidade dos animais de armazenar 
aminoácidos livres. 
 
Degradação - os carboidratos são inacessíveis ou não são 
utilizados corretamente - jejum severo ou diabetes melito. 
Ciclo da Uréia 
Nos indivíduos normais a síntese de uréia é mínima quando há 
 equilíbrio energético mas a dieta não tem proteínas. 
 
Nestas condições as perdas de azoto são designadas de perdas 
 obrigatórias de aminoácidos . 
 
 
A síntese de uréia é maior quando a dieta contém proteínas. 
 
 
As moléculas dos aminoácidos da dieta que não são utilizados 
 para repor os “aas” libertados na hidrólise das proteínas 
 endógenas que sofreram catabolismo. 
 São obrigatoriamente degradados formando-se amônio 
 que é convertido em uréia . 
Ciclo da Uréia 
A maioria dos aminoácidos usados pelo organismo para a síntese 
 de proteínas, ou como precursores para outros aminoácidos 
 são obtidos da dieta ou da renovação das proteínas 
 endógenas. 
Ciclo da Uréia 
Aminoácidos 
Pigmentos 
 biliares 
Proteínas 
Aminoácidos NH4
+ 
Uréia 
Ácido úrico 
Alantoína 
Bases Nitrogenadas 
Glutation 
Neurotransmissores 
Grupo Hemo 
Remoção do grupo amino e oxidação da cadeia carbônica. 
 
Grupo amino uréia 
 
Cadeias carbônicas piruvato, acetil-CoA e intermediários do 
 ciclo de Krebs. 
Degradação dos aminoácidos 
Grupo amino da maioria dos aminoácidos é transferido 
 α-cetoglutarato glutamato; 
 Cadeia carbônica α-cetoácido. 
 
Essas reações são catalisadas por aminotransferases, que são encontradas 
 no citosol e mitocôndria. 
O α-cetoglutarato é um aceptor do grupo NH3. 
O glutamato é portanto, um produto comum em transaminação, 
 constituindo assim um reservatório temporário de grupos amino, 
 provenientes de diferentes aminoácidos. 
Amino-
transferases 
Transaminação é uma reação caracterizada pela transferência de um 
 grupo amina de um “aa” para um ácido α-cetônico, para formar 
 um novo aminoácido e um novo ácido α-cetônico, efetuado 
 pelas transaminases. 
Deaminação 
Serina 
Amônia 
Piruvato 
Ciclo de 
Krebs 
Deaminação 
Gliconeogênese 
Glicogênio ENERGIA 
Desaminação - “aa” libera seu grupo amina na forma de amônia e se 
 transforma em um cetoácido correspondente. Desaminases ou 
 desidrogenases (NADP). Ocorre na mitocôndria hepática. 
Ciclo 
de 
Krebs 
Oxaloacetato Oxaloacetato Oxaloacetato 
Fumarato Fumarato Fumarato 
Aspartato Aspartato Aspartato 
Citrulina Citrulina Citrulina 
Arginina Arginina Arginina 
Ornitina Ornitina Ornitina 
Argininossuccinato Argininosuccinato 
Citrato 
- 
Isocitrato 
a - cetoglutarato 
Succinil - CoA Succinato 
Glutamato a-Cetoglutarato 
H 2 O 
ATP 
PPi + AMP 
H 2 O Uréia Uréia Uréia 
Carbamil 
fosfato 
Carbamil Carbamil 
fosfato fosfato 
 
CO2 + NH4
+ 
Pi 
+ 
H 2 O 
Ornitina 
transcarbamilase 
Arginase 
Arginino- succinato 
sintase 
Argininosuccinase 
P 
Malato 
Eliminação pela urina 
Matriz mitocondrial 
Citoplasma 
Carbamilase fosfato 
sintase 
2 ATP 
2 ADP 
+ Pi 
Transaminação 
Aminoácidos glicogênicos : gliconeogênese 
 cetogênicos : corpos cetônicos 
 glico-cetogênicos: rota metabólica leva à formação de 
 glicose e de corpos cetônicos 
Ciclo da Uréia 
Aminoácidos 
Síntese de proteínas hepáticas e 
plasmáticas 
Transporte a tecidos periféricos 
Piruvato Intermediários do ciclo de Krebs 
Glicose 
Acetil-CoA 
Síntese de porfirinas 
Síntese de ácidos graxos 
CO2 + O2 
Ciclo de Krebs e 
fosforilação oxidativa 
ADP 
ATP 
O ciclo da uréia consiste em 
cinco reações : 
- duas dentro da mitocôndria 
- três no citosol. 
 
 
O ciclo utiliza: 
dois grupos amino – 
um do NH4
+ e um do aspartato, 
e um carbono do HCO3
- para 
formar a uréia. 
 
 
Essas reações utilizam a energia 
de quatro ligações de fosfato: 
3 de ATP 2 ADP e 1 AMP 
 
A molécula de ornitina é a 
 carregadora desses 
 átomos de “C” e “N” 
Ornitina 
Citrulina 
Citrulina 
Argininosuccinato Arginina 
Ornitina 
Passo Reagente Produto Catalisado por Localização 
1 2 ATP +HCO3
- +NH4
+ carbamoil fosfato + 2 ADP + Pi CPS1 mitocôndria 
2 carbamoil fosfato + ornitina citrulina + Pi 
Ornitina 
transcarbamoilase 
(OTC) 
mitocôndria 
3 citrulina + aspartato + ATP arginosuccinato + AMP + |PPi 
Argininosuccinato 
sintetase (ASS) 
citosol 
4 arginosuccinato Arginina + fumarato 
Arginosuccinato liase 
(ASL) 
citosol 
5 Arginina + H2O ornitina + uréia Arginase 1 (ARG1) citosol 
Reações do ciclo 
Fígado 
Glicose 
Glicose no sangue 
Glicose Piruvato 
Alanina 
Alanina no sangue 
Alanina 
Piruvato 
Proteína muscular 
Aminoácidos 
NH4+ 
Glutamato 
α-cetoglutarato 
aminotransferase 
α-cetoglutarato 
Glutamato 
NH4+ 
Uréia 
Gliconeo 
gênese 
Glicólise 
CICLO DA ALANINA 
 Há cinco enzimas envolvidas no ciclo da uréia: 
 
 Carbamil-fosfato sintetase (CPS) 
 Ornitina-transcarbamilase (OTC) 
 Arginino-succinato sintetase (AS) 
 Arginino-succinato liase (AL) 
 Arginase. 
 
Distúrbios do ciclo da uréia resultam na hiperamonemia. 
 
Os níveis elevados de amônia plasmática são altamente neurotóxicos. 
 - Deficiência de: 
 - AS têm níveis acentuadamente elevados de citrulina plasmática. 
 - AL têm níveis moderadamente elevados de citrulina e um 
 aumento de ácido arginino-succínico plasmático. 
 - CPS e OTC possuem níveis baixos ou indetectáveis de citrulina 
 plasmática. 
 - OTC ocorre um aumento do ácido orótico urinário. 
O ciclo da uréia produz, em uma das suas reações intermediárias, o 
 fumarato, que será liberado no citosol, e poderá assim ser 
 utilizado no ciclo de Krebs. 
Fumarato 
Transaminação a aspartato 
Malato 
Neoglicogênese 
Oxaloacetato 
Piruvato 
Acetil-CoA 
Citrato 
A partir deste ponto, o metabolismo da cadeia carbônica dos “aa” 
 confunde-se com o das cadeias carbônicas de 
 carboidratos ou de ácidos graxos. 
A oxidação pelo ciclo de Krebs ou utilização por outras vias 
 dependerá do tecido e do estado fisiológico do organismo. 
Embora existam vias próprias para a oxidação da cadeia carbônica 
 de cada aminoácido, estas diferentes vias de degradação 
 convergem para a produção de apenas alguns compostos: 
Piruvato 
Acetil-CoA 
Intermediários do Ciclo de Krebs 
- Defeitos genéticos em qualquer enzima envolvida na formação da 
 uréia tem uma capacidade diminuída de converter amônia em 
 uréia. 
 
- Elas não podem tolerar uma alimentação rica em proteínas, pois senão 
 os aminoácidos em excesso serão desaminados no fígado, 
 produzindo amônia livre no sangue. 
 
- A amônia é muito tóxica, provoca desordens mentais, 
 desenvolvimentoretardado, coma e morte.