اختلال سیکل اوره

واکنشهای مختلفی که در داخل سلول انجام می‌گیرد به تشکیل ترکیبات زاید در سلول منتهی می‌شود. خروج این ترکیبات از سلول باعث تغییر ترکیب و خواص محیط اطراف سلول می‌شود. به تدریج آن را برای ادامه زندگی نامساعد می‌باشد. در اثر تخریب اسیدهای آمینه که طی آن گروه یا گروههای آمین اسید آمینه طبیعی بدن موجودات طی اکسایش برداشته می‌شوند و در صورتی که جهت سنتز ترکیبات نیتروژن‌دار جدید یا در سایر کنش و واکنشهای متابولیسمی یاخته به مصرف نرسند مجتمع شده و به شکل قابل ترشح درمی‌آیند.

 

اشکال دفع نیتروژن در موجودات زنده

در جانوران مختلف ، نیتروژن گروه آمینو به یکی از سه شکل اصلی زیر ترشح می‌شود. اکثر موجودات آبزی نیتروژن را به صورت آمونیاک (NH₃) آزاد می‌سازنند. آمونیاک ترکیبی بسیار سمی است ولی به علت محلول بودن در آب سمیت آن برای موجود زنده کاهش می‌یابد. پرندگان و برخی از خزندگان نیتروژن را به صورت اسید اوریک ترشح می‌کنند. اسید اوریک سمی نیست ولی در آب نامحلول است و به همین دلیل به صورت جاودانه موجود دفع می‌شود.

سایر موجودات ، نیتروژن را به صورت اوره به خارج ترشح می‌کنند اوره نسبت به NH₃ سمیت کمتری دارد و در آب نیز حل می‌شود. خون مواد نیتروژن‌دار مثل اوره و اسید اوریک را می‌گیرد و در حین گردش در بدن همواره از کلیه‌ها می‌گذرد. در کلیه‌ها مواد نیتروژن‌دار زاید آب اضافی و مواد دفعی دیگر از خون گرفته شده و به خارج دفع می‌گردد. غلظت اوره در پلاسمای خون 0.03 و مقدار آن را در ادرار 2 درصد است.

چرخه اوره

در جانورانی به نام اورئوتلیک ، آمونیاک حاصل از ‌اسید آمینه (گروه آمین به علت داشتن ‘pk بالا در PH خون به صورت یون آمونیوم است)، در کبد بوسیله یک مکانیسم چرخه‌ای به اوره تبدیل می‌شود. ‌این چرخه نخستین بار توسط که بس و همکارانش کشف و به نام چرخه اوره نامگذاری شد. سه ترکیب اصلی این چرخه اسید امینه‌ها هستند. این سه ترکیب عبارتند از: آرژنین که جزء اسیدهای آمینه اصلی سازنده پروتئینها است. اورنیتین و سیترولین دو اسید آمینه کمیاب‌اند و منحصرا در‌این چرخه وارد می‌شوند. آمونیاک حاصل از اسید آمینه در مجاورت ATP با CO₂ ترکیب شده و ترکیبی به نام کربومویل فسفات می‌دهد.

CO₂ + NH₄⁺ + 2ATP + H₂O → 2ADP + P

مراحل چرخه اوره

مرحله اول

آغاز چرخه با اورنیتین است که در مجاورت کربومویل فسفات به سیترولین مبدل می‌شود. آنزیم اورنتین ترانس کربامیلاز واکنش را کاتالیز می‌کند. این مرحله در ماتریکس میتوکندری انجام می‌گیرد مراحل بعدی در سیتوسل صورت می‌گیرد.

Pi + سیترولین<——-اورنیتین ترانس کربامیلاز——کربومویل فسفات + اورنیتین

مرحله دوم

مرحله‌ای است که در طی آن سیترولین با مصرف انرژی با آسپارتات ترکیب شده و آرژینینو سوکسینات می‌دهد. آنزیم آرژینییو سوکسینات واکنش را کاتالیز می‌کند.

ADP+H+ آرژینینو سوکسینات<—–آرژینینو سوکسینات سنتتاز —ATP + آسپارتات + سیترولین

مرحله سوم

مرحله تبدیل آرژینینو سوکسینات به آرژنین تحت اثر آنزیم لیاز است طی‌این واکنش فومارات – که یکی از واسطه‌های چرخه کربس است نیز حاصل می‌شود.

فومارات + آرژنین<——-لیاز——-آرژنینو سوکسینات

مرحله چهارم

در ‌این مرحله تحت اثر آنزیم آرژیناز ، اوره فرآورده آغازگر چرخه اوره یعنی اورنیتین ساخته می‌شود.

اوره + اورنیتین <—-آرژیناز——–H₂O + آرژنیتین

نقصهای ژنتیکی چرخه اوره میتوانند زندگی افراد را به خطر اندازند

افراد مبتلا به نقصهای ژنتیکی در هر کدام از آنزیمهای شرکت کننده در تولید اوره ، نمی‌توانند غذاهای غنی از پروتئین را تحمل کنند. اسیدهای آمینه‌ای که بیش از توان مورد نیاز روزانه برای سنتز پروتئین خورده می‌شوند، در کبد دآمینه شده و تولید آمونیاکی می‌کنند که نمی‌تواند به اوره تبدیل و در گردش خون منتقل گردد. آمونیاک شدیدا سمی است. درمانهای متعدی برای مبتلایان به نقص در چرخه اوره صورت می‌پذیرد. تجویز دقیق اسیدهای آروماتیک بنزوات یا فنیل استات در رژیم غذایی می‌تواند به کاهش مقادیر آمونیاک خون کمک کند.

سندرم اورمی

دیالیز در مبتلایان به نارسایی حاد کلیه وقتی سطح نیتروژن ، اوره سرم (SUN) آنها به 100 – 70 میلیگرم در دسی‌لیتر می‌رسد. یا هنگامی که کلیرانس کراتینین آنها به کمتر از 20 – 15 میلی‌لیتر در دقیقه کاهش می‌یابد، شروع می‌شود. به مجموعه نشانه‌ها و علایمی که به علت آثار سمی افزایش مواد نیتروژنی و دیگر مواد زاید در خون ایجاد می‌شود، سندرم اورمی گویند. وضعیت عقلانی و روانی این بیماران تغییر می‌کند و عاقبت دچار گیجی شده و نهایتا به اغما می‌روند.

بيماري هاي ارثي سوخت و ساز يكي از شايع ترين بيماري ها در جوامع مختلف از جمله ايران هستند. اين بيماري ها ناشي از اختلالات ژني بوده و هميشه به صورت ارثي منتقل مي شوند. بنابراين در كشورهايي نظير ايران كه ازدواج هاي خانوادگي بسيار شايع است به وفور مشاهده مي شوند.در اين بيماري ها اختلال يك ژن موجب مي شود كه سوخت وساز مواد غذايي در بدن ناقص صورت گرفته در نتيجه انرژي مورد نياز بدن تأمين نشود. انرژي كه براي اندام هاي حياتي بدن (نظير مغز) يك نياز ضروري است. سوخت و ساز ناقص مواد غذايي منجر به توليد مواد سمي مي شود كه علاوه بر مغز، اندام هاي ديگر را تحت تأثير قرار مي دهد. اندام هايي چون كبد، كليه، چشم  (نابينايي) گوش (كري). همچنين عنوان مي شود بسياري از موارد مرگ ها و سكته هاي ناگهاني و يا مشكلات عضلاني در سنين جواني مي توانند ناشي از اين بيماري ها باشند. چرا كه شايع ترين علائم اين بيماري ها علائم عصبي هستند كه در بيشتر مواقع به صورت تشنج و صرع بروز مي كنند.

در مصاحبه اي با دكتر طليعه زمان، فوق تخصص بيماري هاي گوارش و متابوليسم اطفال، دارنده بورد ايالتي آمريكا و عضو هيأت علمي دانشگاه علوم پزشكي تهران به بحث در مورد اين بيماري ها پرداختيم. به گفته ايشان در صورت مشاهده شش گروه علامت فرد بايد از جهت بيماري هاي ارثي سوخت و ساز بررسي شود.

۱ – وجود هر نوع مشكل عصبي

۲ – داشتن استفراغ هاي دوره اي و اختلال رشد

۳ – داشتن كبد بزرگ

۴ – سنگ كليه

۵ – آسيب عضلاني (ميوپاتي)

۶ – وجود بويي خاص در بدن

و اما شايع ترين اين بيماري ها شامل: اسيدوزهاي آلي ارثي، G6PD ، فنيل كتونوري، بيماري شربت افرا و اختلالات چرخه اوره است.

اختلالات چرخه اوره

اختلالات چرخه اوره هم بيماري هاي اتوزومي مغلوب است كه در آن آمونياكي كه در نتيجه سوخت و ساز مواد پروتئيني در بدن توليد مي شود و بايد تحت تاثير آنزيم هاي خاصي به اوره تبديل شود به دليل عدم وجود اين آنزيم، به صورت آمونياك در بدن باقي مانده و در نهايت با افزايش سطح آمونياك بدن آسيب مغزي رخ مي دهد.علايم اين بيماري در دو شكل تظاهر مي كنند. حمله اي و مزمن. در شكل حمله اي فرد بي اشتهايي، خواب آلودگي و استفراغ دوره اي دارد كه گاهي حتي تشنج و مرگ نيز رخ مي دهد. از طرفي ميزان بالاي آمونياك در خون منجر به ورم مغز شده و فرد مستعد فشرده شدن مغز به داخل كانال نخاعي و در نتيجه قطع تنفس و مرگ ممكن است رخ دهد. به همين دليل اين بيماري جزو اورژانس هاي طب اطفال است كه بايد قبل از وقوع فتق مقري تشخيص داده شود.و اما در شكل مزمن، بيماري شديد نيست، اما تشنج هاي گاه به گاه وجود دارد و حتي امكان تشنج هاي مقاوم و عقب ماندگي ذهني است.

يكي از شايع ترين علايم بيماري، وجود سنگ هاي كليوي است. اين افراد محدوديت مصرف پروتئين دارند و تا سنين 8 تا 9 سالگي و بارداري بايد توسط رژيم هاي شديد غذايي كنترل شوند، اما پس از اين دوران مي توانند تا حدي رژيم غذايي آزادانه تري داشته باشند.

---

نمونیک برای فراگیری سیکل اوره

 

 

1. Orange: Ornithine
2. Cola: Carbamoyl Phosphate
3. Coffee: Citrulline
4. Alcohol: Aspartate (enters cycle)
5. Argentina: Arginosuccinate
6. For: Fumarate (leaves cycle)
7. Aggressive: Arginine
8. Urine: Urea (leaves cycle)