Fonction et dysfonction du cycle de l'urée
Dernière mise à jour : 2021.11.19
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 :
La fonction du cycle de l'urée
La régulation du métabolisme de l'azote (N)
La dysfonction du cycle de l'urée
Contenu :
La fonction du cycle de l'urée :
Bien que l'ammoniac soit produit dans la plupart des tissus de l'organisme, sa transformation en urée se déroule dans le foie.
La concentration d'ammoniac est maintenue sous le seuil de toxicité par la conversion du glutamate (Glu, acide glutaminique) vers la glutamine (Gln), réservoir temporaire d'ions ammonium NH4+, sous forme d'ammoniac).
alpha kétoglutarate + 1ier ion NH4+ ---> transaminase ---> glutamate
Uniquement en cas d'excès de NH4+ , la réaction suivante a lieu :
Glutamate + glutamine synthetase/2ième ion NH4+ /Mg/Mn ---> Glutamine (Gln) : en attendant le passage dans le cycle de l'urée
La glutamine peut se diffuser vers le sang à travers la membrane plasmatique des cellules et arrive via la veine porte dans le foie. Le foie est riche en glutaminases, des enzymes qui catalysent la conversion de la glutamine en NH4+ et en glutamate. L'ion NH4+ libéré interagit ensuite dans la synthèse d'urée (cycle d'urée).
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Glutamine ---> glutaminases ---> glutamate + NH4+ ---> urée
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Le glutamate possède donc une position clé.
La régulation du métabolisme de l'azote (N) :
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Via les urines : excrétion d'ammoniac sous forme d'urée.
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Via les urines : sous forme d'acide urique (dégradation des purines).
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Via le glutamate (Glu) : stockage temporaire sous forme de glutamine à partir d'alpha kétoglutarate (cycle de l'acide citrique).
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Voir aussi : la "Balance Gln/Glu/apha KG".
Note :
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au niveau de l'intestin, la Glutamine (Gln) peut être transformée en énergie et en alanine ; l'alanine intestinale ou musculaire peut ensuite être convertie en urée et glucose au niveau du foie ( voir aussi : "Stress catabolique").
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la Gln passe la barrière hémato-encéphalique et peut donc servir comme source d'énergie en cas d'un déficit sévère de glucose.
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Voir aussi : "Gluconéogenèse".
La dysfonction du cycle d'urée :
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Une perturbation du cycle d'urée n'entraîne ni acidose, ni cétose ou hypoglycémie, mais se manifeste par un effet toxique direct de l'ammoniac sur le SNC.
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Une toxicité ammoniacale peut survenir en cas de conversion défaillante des purines en acide urique (p.ex. lorsque les cofacteurs Fe et Mo manquent) (voir aussi : "Métabolisme protéique").
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On peut observer une détérioration cérébrale nette lorsque la production d'urée via le cycle d'urée est défaillante, ou lorsque l'urée ne peut pas être éliminée via les reins! Dans ces situations, les ions ammonium s'accumulent.
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En outre, à côté de son effet sur le taux d'acidité du sang (plus alcalin), les ions ammonium peuvent passer la barrière hémato-encéphalique et être transformés dans le cerveau en glutamate (via l'alpha-kétoglutarate).
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---> l'alpha-kétoglutarate peut s'épuiser rapidement, entraînant également l'épuisement d'oxaloacétate, pouvant provoquer l'arrêt du cycle de l'acide citrique! Avec risque d'absence de phosphorylation oxydative : arrêt de la production d'ATP.
---> l'excès de glutamate peut induire sa conversion en glutamine : avec un risque accru d'épuisement du glutamate;
---> Etant donné que le glutamate est un précurseur du GABA, un neurotransmetteur, sa diminution au niveau du cerveau peut causer un effet aussi bien sur la production énergétique que sur la neurotransmission!! 1/3 des cellules cérébrales utilisent le GABA comme neurotransmetteur.
Glutamate ---> vit B6, Mn, Taurine ---> GABA
Autres causes :
Un déficit de substrat pour le cycle d'urée :
---> déficit en arginine pour le cycle d'urée.
---> élévation de la créatinine dans le sang et ensuite dans l'urine.
Côté pratique :
Etats de risque en cas de défaillances métaboliques fonctionnelles au niveau du cycle de Krebs et d'urée :
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jeûner, suivre un régime
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végétariens
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personnes âgées
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mauvaise digestion (enzymes!)
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troubles d'absorption (achlorhydrie)
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oedèmes (l'urée induit une diurèse et diminue l'enflure rapidement)
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lésions ou plaies importantes
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sénilité : perte de la mémoire, désorientation
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surentraînement, épuisement, stress
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maladies chroniques, interventions chirurgicales (stress, ...)
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maladies neuromusculaires
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Soutenir le cycle d'urée avec des suppléments alimentaires :
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Mg (acides aminés chelés)
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Biotine (Vit H) (synthétisée dans les intestins)
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Mn (acides aminés chelés)
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Stimulation clinique :
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Diminution de l'apport protéique (fromage, viande...) : purines!
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Apport suffisant d'O2 : exercices!
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Favoriser l'évacuation des selles : diminuer ou éviter une putréfaction ou une fermentation... : afin de prévenir l'achlorhydrie ou l'hypochlorhydrie (---> bétaïne (de préférence avec un repas à base de pain)).
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Suppléments alimentaires :
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Manifestation d'une Hyperammonémia :
Symptômes :
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céphalées (migraine), irritabilité, fatigue, épuisement, diarrhée, nausées, confusion mentale, vision trouble, défaut d'élocution, troubles auditifs, ...
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Suppléments de :
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l'alpha-kétoglutarate, un agent détoxifiant naturel : 500 à 2500mg/j, associé à un régime pauvre en protéines! Les maux de tête doivent diminuer ou même disparaître.
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