Cikel sečnine je zaporedje biokemičnih reakcij, katerih namen je pridobiti to spojino iz amoniaka.
Amoniak je strupena snov iz presnove dušika, ki jo je treba hitro odstraniti iz telesa. Izločanje je lahko z neposrednim izločanjem ali z izločanjem po pretvorbi v manj strupene spojine.
Amonijak ribe izločajo neposredno, saj je topen v vodi in se hitro raztopi.
Ptice in kopenske živali izločajo dušik v obliki sečne kisline.
Kopenske živali izločajo dušik v obliki sečnine, spojine, ki je zelo topna v vodi in nestrupena za celice.
Pri ljudeh in sesalcih je skoraj 80% izločenega dušika v obliki sečnine.
Kje poteka cikel sečnine?
Cikel sečnine poteka v celicah jetra in v manjši meri v ledvice. Začne se v mitohondrijih in se premakne v celični sol celice, kjer poteka večji del cikla.
Cikel sečnine in Krebsov cikel
Cikel sečnine je povezan s Krebsovim ciklom.
Reakciji obeh ciklov sta povezani in nekateri vmesni produkti, ki nastanejo v Krebsovem ciklu, so predhodniki reakcij za cikel sečnine.
Več o Krebsov cikel.
Faze cikla sečnine
Sestavljen je iz petih reakcij, dveh znotraj mitohondrijev in treh v citozolu.
Vsak korak katalizira encim. Tako je v sečninskem ciklu vključenih pet encimov: karbamil-fosfat sintetaza, ornitin-transkarbamilaza, arginin-sukcinat-sintetaza, arginin-sukcinat-liaza in arginaza.
Na kratko se cikel zgodi na naslednji način:
1. Encim karbamil-fosfat sintetaza, prisoten v mitohondrijih, katalizira kondenzacijo amoniaka z bikarbonatom in tvori karbamoilfosfat. Za to reakcijo porabimo dve molekuli ATP.
2. Kondenzacija ornitina, prisotnega v mitohondrijih, in karbamoilfosfata ustvarja citrulin pod delovanjem encima ornitin-transkarbamilaza. Citrulin se prenese v citosol in reagira z aspartatom, da nastane argininosukcinat in fumarat.
3. Encim arginin-sukcinat sintetaza, ki je prisoten v citozolu, s porabo ATP katalizira kondenzacijo citrulina in aspartata in tvori argininosukcinat.
4. Encim arginin sukcinat liaza katalizira preoblikovanje arginin sukcinat v arginin in fumarat.
5. Encim arginaze katalizira razgradnjo arginina, kar povzroči nastanek sečnine in ornitina. Ornitin se vrne v mitohondrije in ponovno zažene cikel.
Faze cikla sečnine
Funkcije cikla sečnine
Glavna naloga ciklusa sečnine je odstranjevanje strupenega amoniaka iz telesa. To pomeni, da ima funkcijo odstranjevanja neželenega dušika iz telesa.
Sečnina se iz telesa višjih živali izloči z urinom. Vsak dan se iz telesa zdrave odrasle osebe odstrani približno 10 do 20 g amoniaka.
Sečnina in prežvekovalci
Sečnina se uporablja za prehrano prežvekovalcev. To je zato, ker se po doseganju živalca v vampu spremeni v amoniak in CO2, nato mikroorganizmi začnejo uporabljati ta vir dušika za sintezo novih beljakovin.
Ta ukrep je pomemben, saj dopolnjuje vir beljakovin v prehrani in zagotavlja razgradljive beljakovine v vampu, kar zagotavlja boljšo prebavo vlaknin in sintezo mikrobnih beljakovin.
