O que caracteriza o ciclo da uréia como sendo um processo ciclico?

O metabolismo de proteínas provenientes da dieta é uma das vias de produção de energia do organismo. Esse processo, porém, produz compostos nitrogenados tóxicos como a amônia (NH3), a qual precisa ser convertida em compostos menos tóxicos para ser eliminada pelo organismo. A ureiaé um composto orgânico menos tóxico que a amônia, de fórmula química CH4N2O, sendo a principal excreta nitrogenada dos mamíferos.

Nesses animais, o conjunto de reações de conversão da amônia em ureia para a sua eliminação compõe o que chamamos de ciclo da ureia. Esse ciclo ocorre em células do fígado e, de forma simplificada, é composto por 5 etapas.

1a etapa: síntese do carbamoil-fosfato

A síntese da uréia se inicia na matriz da mitocôndria com a condensação do dióxido de carbono (CO2) com a amônia (NH3), fonte primária de nitrogênio, utilizando ATP para formar o composto chamado de carbamoil-fosfato.

2a etapa: carbamoil-fosfato mais ornitina formam a citrulina

Ainda na mitocôndria, ocorre a reação de união do grupo carbamoil-fosfato a uma molécula chamada de ornitina através de ação enzimática. Essa reação gera o composto chamado de citrulina, e para que ela ocorra é gasta energia proveniente de moléculas de ATP. A citrulina é então transportada da mitocôndria para o citoplasma da célula, onde vão ocorrer as outras reações do ciclo da ureia. Tanto a entrada da ornitina para a mitocôndria quanto a saída da citrulina da mesma mitocôndria, envolvem sistemas de transporte pela membrana interna mitocondrial.

3a etapa: citrulina mais aspartato formam argino-succinato

Já no citoplasma, a citrulina é ligada por ação enzimática a um aminoácido chamado de aspartato (C4H7NO4) através do grupamento amino (NH2) do aspartato, sendo este a segunda fonte de nitrogênio do ciclo. Essa reação é uma condensação que requer ATP, e ao final dela é formada a molécula chamada de argino-succinato.

4a reação: a quebra do argino-succinato forma arginina e fumarato

Nessa etapa ocorre a quebra da molécula de argino-succinato, catalisada por ação enzimática. Essa reação gera o aminoácido arginina, o qual retém o nitrogênio, e libera uma molécula de fumarato.

Como reações paralelas, porém importantes para o ciclo da ureia, temos a adição de água (H2O) ao fumarato formando um composto chamado de malato. O malato, ganha elétrons em um processo de oxidação, formando o composto chamado de oxaloacetato. Essas duas reações são análogas às do ciclo de Krebs da respiração celular, mas são catalisadas por enzimas diferentes. A partir daí, do oxaloacetato reage com o aminoácido glutamato, regenerando o aspartato, que pode ser usado novamente na 3ª etapa do ciclo.

5ª etapa: a quebra da arginina libera ureia e regenera ornitina

A última etapa do ciclo da ureia consiste na quebra da arginina, catalisada pela ação de enzimas do fígado, liberando a ureia, que vai ser filtrada pelos rins e eliminada na urina. Além dela, essa reação tem como produto, a ornitina, que torna a penetrar na mitocôndria para participar da 2ª etapa, fechando assim o ciclo da ureia.

Para encontrar a resposta para essa pergunta precisamos colocar em prática nossos conhecimentos em Bioquímica.

O ciclo da ureia consiste em uma sequência de reações que ocorrem em animais terrestres e que visam produzir Ureia a partir de amônia, esse ciclo ocorre nas células hepáticas, nos rins e possui cinco etapas:

Etapa I: Condensação da amônia e formação do Carbamilfosfato, ocorre na mitocôndria;

Etapa II: Condensação da Ornitina e do Carbamilfosfato gerando Citrulina que é transportada para o citosol onde reagirá com Aspartato e gerará Argininosuccinato e Fumarato;

Etapa III: Condensação da Citrulina e formação Argininossuccinato;

Etapa IV: Conversão do Argininossuccinato em Arginina e Fumarato;

Etapa V: Quebra da Arginina em Ureia e Ornitina.

O ciclo da Ureia é considerado um processo cíclico pois a Ornitina gerada na última etapa volta para a mitocôndria onde ela será reutilizada em uma outra rodada de reações.

Portanto, o ciclo da Ureia é um ciclo pois ele se retroalimenta, as moléculas geradas em sua ultima etapa darão inicio a uma nova primeira etapa.