尿素は、窒素含有化合物と潜在的に有毒な代謝副産物の分解を助ける比較的毒性のない有機化合物です。尿素は、肝細胞のミトコンドリアと細胞質の両方で発生する尿素サイクルを通じて肝臓で生成されます。
私たちの体は信じられないほどの機械であり、数十億の異なるアクションとコマンドを同時に実行し、何兆もの細胞が調和して動作し、私たちの繁栄と機能を維持しています.しかし、細胞レベルでは、これらの代謝活動は化学反応に分解される可能性があり、その一部は体が排除する必要のある副産物を生成します.尿素は、このような代謝サイクルの最終的な非毒性生成物であり、その後体内から除去することができます.なぜ尿素がそれほど重要なのかを詳しく説明する前に、尿素がどこでどのように生産されるかを見てみましょう.
尿素の化学式 (写真提供:Anastasiya Litvinenka/Shutterstock)
尿素サイクル
私たちが食べる食品の大部分は、脂肪、タンパク質、または炭水化物のいずれかに分類できます。これらはすべて、代謝または分解されるときに体のエネルギーを生成することができます.炭水化物は、多くの酵素プロセスによって糖に分解され、その後エネルギーに代謝されます。油脂は小腸で脂肪酸とグリセロールに分解されます。最後に、タンパク質は塩酸と特殊な酵素によってアミノ酸に分解され、その時点でこれらのアミノ酸は小腸に移動します.
クレブス-ヘンゼライト サイクルとしても知られる尿素サイクルは、新しいタンパク質を生成するために再構成されないアミノ酸のこれらの小さな鎖が、最終的に代謝されて体のエネルギーを生成する方法です。アミノ酸が肝臓で代謝されると、遊離のアンモニアが生成されます 、そして二酸化炭素。残念なことに、アンモニアは体にとって非常に有毒であり、体内にアンモニアが蓄積すると致命的になる可能性があるため、危険性の低いものに急速に変換する必要があります.したがって、アンモニアは尿素サイクルに入り、身体が容易に除去できる無毒の尿素に変換されます。
(写真提供:Yikrazuul/Wikimedia Commons)
このサイクルは、ミトコンドリアから始まり、ミトコンドリアと肝細胞の細胞質で行われます。アンモニアと二酸化炭素は、2 ATP の助けを借りて結合し、リン酸カルボミルを形成します。細胞質からの別のアミノ酸は、カルボミルリン酸と結合し、オルニチントランスカルボミラーゼ酵素の助けを借りてシトルリンを形成します.次にシトルリンは細胞質に輸送され、そこでアミノ酸アスパラギン酸と反応してアルギノコハク酸を形成します。酵素アルギノスクシナーゼと結合すると、フマル酸とアルギニンが生成されます。最後に、酵素アルギナーゼがアルギニンを分解して尿素とオルニチンを生成し、サイクルを完了します.オルニチンは尿素サイクルに再結合して再利用できますが、尿素は可溶性化合物であり、血液に吸収されて腎臓に移動します.
その説明は酵素の名前で重くなったかもしれませんが、短い話は次のとおりです:アンモニアは尿素サイクルに入り、4 つの変換ステップを経て、3 ATP の全体的な価格で、肝細胞は結果として無毒の尿素を生成します.これはその後、腎臓に運ばれ、毎日尿の大部分として排泄されます。
尿素が重要な理由
私たちの体では、尿素は体内の過剰な窒素廃棄物を排除するための安全な容器であり、肝臓に危険なアンモニアが蓄積しないようにします.さらに、尿素は腎臓で水分を再吸収する役割を果たしており、体内の水分バランスを良好に保つために重要です。これは、体内の水分をさらに排出するのではなく、高濃度の尿を生成する信号として体に働きかけます。
体内の尿素とアンモニアのレベルを適切に維持することは、全体的な健康にとって重要です。いずれかが過剰になると、酸塩基の不均衡や深刻な病気を引き起こす可能性があるためです.人または乳児が酵素欠乏症を患っており、尿素サイクルが正常に機能しない場合、嘔吐や昏睡が続くことがあります.アンモニアは信じられないほど強力な化合物であり、体内に蓄積させてはなりません.尿素サイクルと尿中の尿素の適切な移動/排泄は、毎日 10 ～ 20 グラムの致命的なアンモニアを処理する可能性がある命を救うシーケンスです!
最後の言葉
体の代謝経路は、私たちの生存の魅力的で基本的な側面です。尿素サイクルは、解糖やクエン酸サイクルほど注目されていないかもしれませんが、尿素の生成により、過剰な窒素廃棄物を迅速かつ効率的な方法で処理することができます.尿素を生成するのに必要なエネルギーはわずかですが、このサイクルにより、私たちの体は主要なエネルギー源としてタンパク質を利用することができ、無毒の副産物は尿濃度の調節を助け、酸塩基の恒常性を維持するのに役立ちます!
