Cycle de l'urée
Définition
Le cycle de l'urée (cycle de Krebs-Henselheit) constitue un ensemble de réactions se déroulant dans le foie de certains vertébrés. Le cycle de l'urée élimine l'ammoniac du sang et produit de l'urée, qui est finalement excrétée sous forme d'urine. Ce cycle est effectué par les cellules du foie et, comme son nom l'indique, la dernière étape du processus alimente une étape antérieure du cycle.
Le cycle de l'urée :
Le cycle de l'urée a pour fonction principale l'élimination de l'ammoniac.
Explications
L'ammoniac peut être produit par la dégradation des acides aminés ou par les bactéries intestinales chez l'homme. Si le niveau d'ammoniac dans le sang devient trop élevé, il devient toxique pour le cerveau.
L'ornithine cytoplasmique pénètre dans la mitochondrie, fixe un carbamylphosphate pour former de la citrulline qui ressort de la mitochondrie. La citrulline sera convertie en arginine par combinaison avec un acide aspartique. L'arginine cède alors un molécule d'urée et redonne de l'ornithine.
L'ammoniac est formé par la dégradation des acides aminés/bactéries intestinales (flore intestinale) :
- Le stade mitochondrial :
- Le phosphate de carbamoyle est formé à partir d'ammoniac et de bicarbonate, par la carbamoylphosphate synthétase (CPS).
- L'ornithine transcarbamoylase (OTC) condense le phosphate de carbamoyle et l'ornithine pour former de la citrulline.
- La citrulline est ensuite transportée vers le cytosol par SLC25A15.
- Le stade cytosolique :
- L'argininosuccinate synthétase (AS) condense la citrulline et l'aspartate pour former de l'argininosuccinate.
- L'argininosuccinate est décomposé en arginine et fumarate par l'argininosuccinate lyase (AL).
- L'arginine est décomposée en urée et ornithine par l'arginase.
- Ornithine translocase transporte l'ornithine dans les mitochondries.
Stade mitochondrial
Les deux premières étapes du cycle de l'urée interviennent dans les mitochondries de la cellule. Tout d'abord, l'enzyme carbamoylphosphate synthétase (CPS) prend de l'ammoniac et du bicarbonate et forme du phosphate de carbamoyl avec l'utilisation de l'adénosine triphosphate (ATP). C'est l'étape du cycle qui détermine la vitesse à laquelle le cycle progresse. LaN-acétylglucosamine est également nécessaire au fonctionnement de la CPS et sert de régulateur de la formation d'urée.
OTC condense ensuite le phosphate de carbamoyl et l'ornithine, qui forme de la citrulline. Cette citrulline est ensuite déplacée hors des mitochondries dans le cytosol de la cellule par le transporteur SLC25A15.
Stade cytosolique
L'argininosuccinate synthétase (AS) prend la citrulline formée au stade mitochondrial et la condense avec de l'aspartate pour former de l'argininosuccinate. Le processus existe par la formation d'un intermédiaire, la citrulline-AMP.
L'argininosuccinate est ensuite décomposé en arginine et fumarate par AL. Le fumarate est ensuite incorporé dans un autre cycle métabolique, le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA). Le cycle TCA, également connu sous le nom de cycle de l'acide citrique ou cycle de Krebs, peut alors reformer l'aspartate, qui est utilisé par AS.
L'arginine est ensuite décomposée en urée et ornithine par l'arginase. L'arginine peut également être acquise à partir de l'alimentation, et cela peut également être pris par les cellules du foie et décomposé en urée et ornithine par l'arginase.
L'ornithine est ensuite transportée dans les mitochondries par l'ornithine translocase. Là, il est à nouveau utilisé par OTC pour former de la citrulline. La citrulline est ensuite traitée pour former à nouveau de l'urée et de l'ornithine, et le cycle se poursuit. Au cours du cycle, l'urée est le seul nouveau produit qui se forme, tandis que toutes les autres molécules utilisées dans le cycle sont recyclées.
Que se passe-t-il lorsque le cycle de l'urée tourne mal ?
S'il y a un problème avec le cycle de l'urée, le niveau d'ammoniac dans le sang augmentera, provoquant une hyperammonémie. L'ammoniac est capable de traverser la barrière entre la circulation sanguine et le cerveau. Une fois qu'il pénètre dans le cerveau, il peut arrêter le cycle du TCA en épuisant l'un des métabolites, le α-cétoglutarate. Cela signifie que ces cellules du cerveau ne peuvent pas fabriquer d'énergie, ce qui conduit finalement à leur mort. Cela finira par entraîner des problèmes neurologiques, qui peuvent être aussi graves que des lésions cérébrales irréversibles.
Les problèmes peuvent survenir en raison de dommages au foie (cirrhose) ou d'un défaut héréditaire dans l'une des enzymes ci-dessus. Dans les deux cas, le niveau d'ammoniac augmente avec les conséquences potentielles précédemment détaillées.
Les défauts héréditaires du cycle de l'urée font partie des erreurs innées du métabolisme et sont connus sous le nom de "troubles du cycle de l'urée". Les symptômes sont généralement présents chez les nouveau-nés environ 24 à 48 heures après la naissance. Les symptômes les plus graves sont observés chez les nouveau-nés présentant un défaut de CPS.
Le traitement de l'hyperammonémie consiste à éliminer les protéines de l'alimentation, à éliminer l'excès d'ammoniac et à compléter avec des molécules du cycle de l'urée qui manquent. En outre, le benzoate de sodium et l'acétate de sodium peuvent être utilisés pour former des composés contenant de l'ammoniac qui peuvent être excrétés par les matières fécales.
Il a été démontré que le lactulose de sucre réduit la production d'ammoniac par les bactéries intestinales et favorise l'excrétion d'ammoniac par les matières fécales. Alternativement, les antibiotiques peuvent être utilisés pour éliminer les bactéries intestinales formant de l'ammoniac.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "cycle de l'urée" :
- cycle de Krebs-Henselheit
0 antonyme (sens contraire).
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L'expression CYCLE DE L'UREE est dans la page 8 des mots en C du lexique du dictionnaire.
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