Bioquímica · Ruta metabólica
Ciclo de la urea !
El hígado convierte el amoníaco, tóxico para el cerebro, en urea, que se elimina por la orina. Lo hace con un ciclo de cinco enzimas.
Actualizado 2026-11-01
Mapa interactivo
Balance: ATP -4nh3 -1CO₂ -1
Datos clave
- Ocurre solo en el hígado (hepatocitos periportales): los dos primeros pasos en la mitocondria y los otros tres en el citosol.
- Cada urea lleva dos nitrógenos: uno del amoníaco libre (por la CPS-I) y otro del aspartato (por la argininosuccinato sintetasa).
- Gasta 3 ATP por vuelta, que equivalen a 4 enlaces fosfato de alta energía: 2 en la CPS-I y 2 en la argininosuccinato sintetasa (ATP → AMP).
- La CPS-I es el paso limitante y solo funciona con su activador alostérico, el N-acetilglutamato.
- El fumarato que libera la argininosuccinato liasa enlaza con el ciclo de Krebs («bicicleta de Krebs»).
- También llamado
- Ciclo de la ornitina, Ciclo de Krebs-Henseleit
Regulación
- El N-acetilglutamato activa la CPS-I; lo forma la NAG sintasa a partir de glutamato y acetil-CoA, y la arginina estimula esa sintasa.
- Las dietas ricas en proteína y el ayuno prolongado (glucagón, cortisol) aumentan la cantidad de las cinco enzimas.
- El flujo también depende del sustrato: más amoníaco y más ornitina aceleran el ciclo.
Los pasos, uno a uno
- Entrada · Carbamoil fosfato sintetasa I (CPS-I) irreversible Amoníaco + CO₂ + ATP → Carbamoil fosfato + ADP + fosfato (Pi)En la mitocondria une el amoníaco con el bicarbonato (CO₂) gastando 2 ATP y forma carbamoil fosfato; es la entrada del ciclo.Si falla: Déficit de CPS-I (autosómico recesivo): hiperamonemia neonatal grave con ácido orótico normal. Hiperamonemia →
- Paso 1 · Ornitina transcarbamilasa (OTC) irreversible Ornitina + Carbamoil fosfato → Citrulina + fosfato (Pi)Todavía en la mitocondria, pasa el carbamoilo a la ornitina y forma citrulina, que sale al citosol.Si falla: Déficit de OTC (ligado al X): hiperamonemia con ácido orótico alto en orina; es el trastorno del ciclo más frecuente. Déficit de ornitina transcarbamilasa (OTC) →
- Paso 2 · Argininosuccinato sintetasa (ASS) irreversible Citrulina + Aspartato + ATP → Argininosuccinato + amp + pyrophosphateEn el citosol une la citrulina con el aspartato, que aporta el segundo nitrógeno de la urea.Si falla: Citrulinemia tipo I (gen ASS1): hiperamonemia con citrulina muy alta en plasma. Hiperamonemia →
- Paso 3 · Argininosuccinato liasa (ASL) Argininosuccinato ⇌ Arginina + fumaratoParte el argininosuccinato en arginina y fumarato; el fumarato vuelve al ciclo de Krebs.Si falla: Aciduria argininosuccínica: hiperamonemia, cabello frágil (tricorrexis nodosa) y daño hepático. Hiperamonemia →
- Paso 4 · Arginasa 1 irreversible Arginina + H₂O → Ornitina + UreaHidroliza la arginina: libera urea y regenera la ornitina, que vuelve a la mitocondria para otra vuelta.Si falla: Déficit de arginasa: diplejía espástica progresiva; el amoníaco sube menos que en los otros defectos. Hiperamonemia →
Correlación clínica
- El defecto de cualquiera de sus enzimas causa hiperamonemia; el más frecuente es el déficit de OTC, ligado al X.
- En la cirrosis, el hígado lesionado y los cortocircuitos portosistémicos dejan llegar amoníaco al cerebro: encefalopatía hepática.
- En el déficit de OTC sube el ácido orótico en orina (el carbamoil fosfato sobrante pasa a la vía de las pirimidinas); en el de CPS-I no.
- La urea en sangre (BUN) baja en la insuficiencia hepática grave y sube en la insuficiencia renal o tras un sangrado digestivo alto.
Rutas
Enfermedades relacionadas
Relacionadas
- Amoníaco (amonio)
- Urea
- Glutamato (ácido glutámico)
- Glutamina
- Carbamoil fosfato sintetasa I (CPS-I)
- Ornitina transcarbamilasa (OTC)
- Argininosuccinato sintetasa (ASS)
- Argininosuccinato liasa (ASL)
- Arginasa 1
- Glutamato deshidrogenasa (GDH)
- Aspartato aminotransferasa (AST, GOT)
- Transaminación y desaminación
- Ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico)
Póngase a prueba
Piense la respuesta y toque la pregunta para verla.
¿De dónde vienen los dos nitrógenos de la urea?
Uno del amoníaco libre, que entra por la CPS-I, y otro del aspartato, que entra por la argininosuccinato sintetasa.
¿Qué molécula es el activador obligatorio de la CPS-I?
El N-acetilglutamato, que forma la NAG sintasa a partir de glutamato y acetil-CoA; la arginina estimula esa síntesis.
¿Qué dato distingue el déficit de OTC del déficit de CPS-I?
En el déficit de OTC el ácido orótico urinario está alto: el carbamoil fosfato acumulado pasa a la vía de las pirimidinas. En el de CPS-I no se forma.
¿Cuánta energía gasta una vuelta del ciclo?
3 ATP, equivalentes a 4 enlaces de alta energía, porque la argininosuccinato sintetasa convierte ATP en AMP y pirofosfato.
Información educativa, no es consejo médico. Ante un síntoma, consulte a un profesional de la salud.
Fuentes: Urea cycle (Reactome, 2026); Hereditary urea cycle abnormality: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026); Textbook of Biochemistry for Medical Students, 6th ed. (Jaypee Brothers Medical Publishers (Vasudevan DM, Sreekumari S, Vaidyanathan K), 2011).
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