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Le cycle de l'urée

 

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Le cycle de l'urée est un cycle de réactions biochimiques qui produit de l'urée dans l'organisme à partir de l'ammoniac toxique. Ce cycle, nommé aussi cycle de l'ornithine, se déroule au niveau du foie.

 

L'ammoniac toxique est transporté d'une façon non toxique par un acide aminé, l'acide glutamique (Glu, glutamate). Cet acide aminé subit une transamination et "porte" le groupement ammonium NH4+ en donnant de la glutamine (Gln). Celle-ci portant l'ammoniaque non toxique (l'ammoniaque est moins toxique que l'ammoniac) jusqu'aux reins et/ou au foie où il est libéré et où il peut interagir dans le cycle de l'urée.

 

Sommaire :

L'urée

Le prologue

 

Le cycle

 

L'output

 

Schémas

 

Contenu :

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L'urée :

 

L'urée est la diamide de l'acide carbonique :

 

CO2 + NH4+ (provenant de la désamination d'acides aminés) + un groupement NH2 (provenant de l'acide asparagine d'origine alimentaire/ de la réserve (glutamine))

 

L'urée est le produit final principal du métabolisme de l'azote. L'urée est formé dans le foie lors de la dégradation d'acides aminés en sels ammoniacaux et est éliminé du sang par les reins via les urines.

 

Lors de la désamination des acides aminés, utilisant l'asparagine et la glutamine comme derniers intermédiaires, le dioxyde de carbone (CO2) et l'ammoniac sont libérés (NH3). La vitamine B6 joue ici le rôle de cofacteur, ainsi que le Mo et le Fe, en cas de conversion purinique défaillante vers l'acide urique.

 

Aussi le CO2 provenant du cycle de Krebs et non éliminé par les poumons est fixé dans le cycle d'urée.

 

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Le prologue

 

Le glutamate (Glu) joue le rôle de tampon entre le cycle de l'acide citrique et le cycle d'urée :

 

 

    1. Gestion de base :

 

Le Glutamate fonctionne comme réservoir d'azote, en attendant son passage dans le cycle d'urée. En cas de manque d'acide glutamique (glutamate)---> perturbation du cycle d'urée ---> provoquant une augmentation de la concentration d'ammoniac toxique dans le cerveau!

 

 

---> Le Glutamate (Glu) influence donc fortement la vitesse du cycle de l'acide citrique et du cycle d'urée!

 

 

Glutamate (Glu) ---> glutamate déshydrogénase  ---> alpha kétoglutarate (cycle de l'acide citrique)

 

        • alpha kétoglutarate  + 1ier ion NH4+ ---> transaminase  --->  glutamate (+ glutamate d'origine alimentaire)

 

 Cette réaction a lieu lorsque  :

 

        • le taux d'ADP est élevé (activation du cycle de l'acide citrique pour produire de l'ATP)

        • le taux de GTP est faible (un taux élevé de GTP freine le cycle de l'acide citrique : si le GTP n'est pas assez consommé, sa concentration dans le cycle de l'acide citrique s'élève)

        • le taux de NADH est faible (un taux élevé de NADH freine le cycle de l'acide citrique : lorsque la chaîne respiratoire est débordée par d'autres substances ou lorsque la respiration est trop lente...)

 

 

    1. Uniquement en cas d'excès de NH4+ , la réaction suivante a lieu :

 

Glutamate  + 2ième ion NH4+ /Mg/Mn ---> Glutamine (Gln) : en attendant le passage dans le cycle d'urée,

ou

 

Glutamate  + AcCoA  ---> N-acétylglutamate = activateur de la première étape du cycle d'urée :

 

Cette réaction se déroule lorsque la concentration de glutamate est élevée : le cycle de l'urée est donc lancé par une concentration élevée de glutamate, possible uniquement dans le cas où le cycle de l'acide citrique fonctionne bien!

 

---> Le Glutamate lance donc le cycle d'urée = le départ!

 

 

Voir aussi : "Cycle d'urée, Fonction".

 

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Le cycle :

 

L'ammoniac entre dans le cycle lors de la synthèse du carbamyl-phosphate (1ier N)  et quitte le cycle lors de la conversion de l'arginine en ornithine :

 

CO2 (Lien avec le cycle de Krebs) + 2 ATP + NH3 (Lien avec le métabolisme des acides aminés)  ---> via N-acétylglutamate/Mg --->  carbamyl-phosphate  --->

 

 

---> l'entrée du cycle d'urée :

 

 

      • L-ornithine ---> L-citrulline : première étape :

 

        • le carbamyl-phosphate intervient dans la conversion de la L-ornithine, la molécule porteuse (provenant de la glutamate (Lien avec le cycle de Krebs) ou de l'arginine alimentaire), en L-citrulline via l'ornithine transcarbamylase. Avec la biotine comme cofacteur.

 

      • L-citrulline ---> Arginine succinate : deuxième étape :

 

        • la L-citrulline est convertie en Arginine Succinate avec l'aide de l'Asparagine (2ième N) (Lien vers le cycle de Krebs : oxaloacétate ---> asparagine). Avec comme cofacteurs, la B6, l'ATP et le Mg2+.

 

      • Arginine succinate ---> Arginine + fumarate : troisième étape :  

 

        • l'Arginine succinate est convertie en Arginine + fumarate, lequel migre vers le cycle de Krebs (Lien vers le cycle de Krebs). (la créatine est synthétisée à partir de l'Arginine).

 

      • Arginine ---> L-Ornithine : quatrième étape :

 

        • l'Arginine est convertie en L-Ornithine avec libération d'urée (CH4N2O) (---> éliminé par les urines). Avec le Mn2+ comme cofacteur.

 

 La L-Ornithine est donc la molécule porteuse/le point de départ du cycle d'urée (cfr. l'oxaloacétate dans le cycle de l'acide citrique).

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L'output :

 

 

 

 

Fumarate ---> Oxaloacétate ---> via transamination avec la conversion de glutamate ---> alpha kétoglutarate ---> aspartate (L-asparagine) ----> retour dans le cycle d'urée au niveau de la deuxième étape.

 

Lien vers : ce mécanisme est un cycle de recyclage via le cycle de l'acide citrique avec le glutamate dans une position clé.

 

Voir aussi : "Cycle d'urée, Fonction".

 

 

Note :

L'urée rend l'urine plus basique... Ce que font des bactéries aussi!

Donc, en cas d'infection ---> rend le milieu encore plus alcalin.

 

      • attention pour la formation éventuelle de calculs.

      • acidifier le milieu (= le rendre moins basique) avec de la vitamine C ou avec des Canneberges.

 

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Schémas :

 

 

Le cycle de l'urée (avec le cycle de l'ornithine)

 

 

 

Le cycle de l'urée se déroule dans le foie. L'urée est le produit final du métabolisme de l'azote et se trouve éliminée par les reins.

 

L'ammoniac NH3 et le dioxyde de carbone CO2 sont libérés après la désamination d'acides aminés, utilisant l'asparagine et la glutamine comme derniers intermédiaires.

 

L'ammoniac entre dans le cycle d'urée lors de la synthèse du carbamyl phosphate (1) (à partir de l'ammoniac, de l'ATP et du dixoyde de carbone dans la mitochondrie) et quitte le cycle lors de la conversion de l'arginine en ornithine + urée (2) (--> via les reins).   

 

 

Dans le cycle de l'urée, 3 acides aminés interviennent : L-Arginine, L-Ornithine etL-Citrulline  

 

Une perturbation du cycle de l'urée n'entraîne ni acidose, ni cétose ou hypoglycémie ; toutefois, l'ammoniac exercera un effet toxique direct sur le système nerveux central. Le même effet se manifeste lorsque l'urée ne peut pas être éliminée par voie rénale.

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

L'interaction entre le cycle de Krebs et le cycle de l'urée

 

 

 

 

Interaction entre le cycle de l'urée  et le cycle de l'acide citrique (Krebs)

 

Input :

l'aspartate après transamination

 

le carbamyl phosphate (à partir de CO2 + NH4 e.a. provenant du cycle de Krebs)

 

Output :

l'urée (---> via les urines)

des acides alpha kétocarboniques (---> Krebs)

 

 

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