A

1. METABOLISMO DEL
NITRÓGENO Y CICLO DE LA
UREA

2. CICLO DE LA UREA
• Los organismos vivientes excretan el exceso de nitrógeno que resulta del metabolismo de aminoácidos
en una de tres formas.
• Muchos organismos acuáticos simplemente excretan amonio.
• La mayoría de los terrestres vertebrados excretan urea.
• El otro producto posible de excreción es el ácido úrico, que es excretado por aves y reptiles terrestres.

3. CLASIFICACIÓN DE ORGANISMOS
• De acuerdo a lo anterior, los organismos vivientes, se clasifican en amonotélicos (excretan amonio),
urotélicos (excretan urea) y uricotélicos (excretan ácido úrico). Algunos organismos pueden cambiar su
metabolismo de amonotélicos a urotélicos o uricotélicos, según las restricciones de agua a las que sean
expuestos.

4. EL CICLO
La urea, se sintetiza en el hígado por las
enzimas del ciclo de la urea, que es
secretada al torrente sanguíneo y filtrada
en los riñones para excretarse en la orina.
El ciclo fue encontrado en 1932 por Hans
Krebs y Kurt Henseleit

5. PRIMERA REACCIÓN
El primer grupo amino que ingresa al ciclo
proviene del amoníaco libre
intramitocondrial. El amoníaco producido
en las mitocondrias, se utiliza junto con el
bicarbonato (producto de la respiración
celular), para producir carbamoil-fosfato.
Reacción dependiente de ATP y catalizada
por la carbamoil-fosfato-sintetasa I.
Enzima alostérica y modulada (+) por el N-
acetilglutamato.
Es decir
HCO3+ NH4  Carbamoil-fosfato.
Carbamoil fosfato sintetasa + N-
acetilglutamato. + 2ATP.

6. SEGUNDA REACCIÓN
El carbamoil-fosfato cede su grupo
carbamoilo a la ornitina, para formar
citrulina y liberar Pi. Reacción catalizada
por la ornitina transcarbamoilasa. La
citrulina se libera al citoplasma.
Es decir
Carbamil fosfato + Ornitina  Citrulina + Pi
Ornitina-transcarbamilasa

7. TERCERA REACCIÓN
El segundo grupo amino procedente del
aspartato (producido en la mitocondria
por transaminación y posteriormente
exportado al citosol) se condensa con la
citrulina para formar argininosuccinato.
Reacción catalizada por la
argininosuccinato sintetasa citoplasmática.
Enzima que necesita ATP y produce como
intermediario de la reacción citrulil-AMP.
Es decir
Citrulina+ Aspartato Arginosuccinato.
Arginosuccinato-sintetasa + ATP.

8. CUARTA REACCIÓN
El argininosuccinato se hidroliza por la
arginino succinato liasa, para formar
arginina libre y fumarato.
Es decir
Fumarato
Arginosuccinato  Arginina
.
Argino succinasa
(arginino succinato liasa)

9. QUINTA REACCIÓN
El fumarato ingresa en el ciclo de Krebs y la
arginina libre se hidroliza en el citoplasma,
por la arginasa citoplasmática para formar
urea y ornitina.
Es decir
Ornitina
Arginina Urea

10. SEXTA REACCIÓN
La ornitina puede ser transportada a la
mitocondria para iniciar otra vuelta del
ciclo de la urea

11. ENERGÉTICA DEL CICLO
• El ciclo de la urea reúne dos grupos amino y un bicarbonato, para formar una molécula de urea
• La síntesis de la urea requiere 4 Pi de alta energía. 2 ATP para formar el carbamoil - P y un ATP para
producir argininosuccinato. En la segunda reacción el ATP se hidroliza a AMP y PPi, que puede ser
nuevamente hidrolizado para dar 2 Pi.

12. CONEXIÓN ENTRE LOS
CICLOS DE LA UREA Y DE
KREBS
1. El fumarato producido en la
reacción de la argininosuccinato
liasa, ingresa a la mitocondria, donde
es blanco de la fumarasa y malato
deshidrogenasa para formar
oxalacetato.
2. El aspartato que actúa como
dador de N en el ciclo de la urea se
forma a partir del oxalacetato por
transaminación desde el glutamato.
3. Dado que las reacciones de los
dos ciclos están interconectados se
les ha denominado como doble ciclo
de Krebs.

13. REGULACIÓN DEL CICLO
• El flujo del N a través del ciclo de la urea dependerá de la composición de la dieta. Una dieta rica en
proteínas aumentará la oxidación de los aminoácidos, produciendo urea por el exceso de grupos
aminos, al igual que en una inanición severa.
• Las cinco enzimas se sintetizan a velocidades más elevadas, durante la inanición o en los animales con
dieta rica en proteínas.
• En individuos con deficiencias congénitas de enzimas del ciclo, distintas a la arginasa, el sustrato
correspondiente se acumula, lo que provoca un aumento de la velocidad de la reacción deficiente, por
lo que la velocidad del ciclo se mantiene baja. No obstante se producen acumulaciones de los sustratos
precedentes, hasta el amoniaco, lo que causa finalmente una hiperamonemia. El cerebro es
particularmente sensible a las [ ] elevadas de amonio.

14. REGULACIÓN
La enzima carbamoil-fosfato-sintetasa I es
activada alostéricamente por el N -
acetilglutamato que se sintetiza a partir
del acetil-CoA y el glutamato, por la N-
acetilglutamato sintetasa; enzima que, a
su vez, es activada por la arginina,
aminoácido que se acumula cuando la
producción de urea es lenta.