¿Cuál es la definición de urea?
Nuestro cuerpo contiene muchas proteínas, que se fabrican y descomponen constantemente en distintos tejidos. Las proteínas son aminoácidos con lafórmula química general de R-CH(NH2)-COOH, donde R es una cadena lateral.
Como puedes observar, en todos los aminoácidos hay al menos un grupo amino -NH2.
Después de una comida, las moléculas de alimentos digeridos, como los aminoácidos, se absorben en la sangre en elintestino delgado. A continuación, la sangre los transporta al hígado a través de lacirculación portal. La mayoría de las veces, hay un exceso de aminoácidos absorbidos; en su lugar, el organismo necesita otras moléculas, como ácidos grasos o distintos tipos de aminoácidos. Las células hepáticas descomponen el exceso de aminoácidos del organismo que no pueden almacenarse en compuestos intermedios que pueden utilizarse para fabricar otros aminoácidos, azúcares o ácidos grasos.
Las enzimas del hígado, como las transaminasas, dividen el excedente de moléculas de aminoácidos, eliminando el grupo amina de los aminoácidos. La parte de la molécula que contiene carbono puede utilizarse entonces para fabricar otros tipos de aminoácidos. Alternativamente, puede convertirse en glucosa y almacenarse como glucógeno en el hígado o convertirse en ácidos grasos y almacenarse en los tejidos grasos.
El grupo amina, que contiene nitrógeno, se convierte en amoníaco, que es muy tóxico. Así que se convierte inmediatamente en urea, una molécula inorgánica con la fórmula química de CO(NH2)2, en un ciclo de reacciones denominado ciclo de la urea.
La urea se considera unproducto de desecho, y niveles elevados de la misma en la sangre pueden ser perjudiciales. Por ello, la mayor parte de la urea debe filtrarse de la sangre. La mayor parte de la urea sanguínea se filtra en los riñones, y una pequeña cantidad se excreta en el sudor.
Laurea es un subproducto de la descomposición de aminoácidos en el hígado que se filtra de la sangre en los riñones, y una parte también se excreta en el sudor.
Las funciones de la urea
Durante elcatabolismo de los aminoácidos, el grupo amina que se libera se convierte en amoníaco. El amoníaco libre es muy tóxico para las células, sobre todo paralas células nerviosas del cerebro. El hígadoconvierte rápidamente el amoníacoen urea en una serie de reacciones conocidas como ciclo de la urea.
La urea es mucho menos tóxica que el amoníaco, y acaba excretándose por la orina.
Laproducción de urea permite mantener losniveles de amoníaco en sangre en una concentración baja y segura.
La ureaes también uno de los grandes protagonistas delgradiente corticomedular en los riñones. A medida que se profundiza en los riñones, aumenta la concentración de urea. El líquido que se recoge tiene un alto contenido en productos de desecho, pero también contiene muchas moléculas de agua. El agua se desplaza de una zona de baja osmolaridad a otra de alta osmolaridad. A medida que el líquido se desplaza, la osmolaridad en el exterior es mayor que en el interior. Por tanto, el agua se va. El gradiente corticomedular garantiza que en todo el recorrido del conducto colector, la osmolaridad fuera del conducto sea mayor que la osmolaridad dentro. Por lo tanto, el aguasale constantemente del conducto, produciendo una orina concentrada.
El gradiente osmótico corticomedular es el gradiente de osmolaridad en el líquido entre las células renales.
Los iones de sodio y la urea son los solutos principales de este gradiente, y su concentración aumenta a medida que se profundiza en los riñones.
Osmolaridad es un término que describe el número de partículas de soluto en una solución.
Causas de una elevada concentración de urea en la orina
Los riñones son órganos homeostáticos vitales situados en la parte posterior del abdomen que filtran el exceso de agua, iones y urea de unos 150 litros de sangre diarios para producir unos 2 litros de orina.
¡Puedes considerar que tus riñones son las instalaciones de tratamiento de residuos de tu cuerpo!
Además de filtrar la sangre, los riñones regulan el contenido de agua de nuestra sangre y sintetizan hormonas importantes, como la eritropoyetina y la vitamina D activada.
La médula y la corteza son las dos secciones principales del riñón. La corteza es la porción más ligera que se encuentra en el exterior, mientras que la médula está en el centro, conectada con la pelvis renal y el uréter.
Cada riñón tiene alrededor de un millón de unidades filtrantes en funcionamiento llamadas nefronas. Cada nefrona se extiende desde la corteza hasta la médula y consta de muchos componentes, cada uno con una función específica.
Lapresión sanguínea es ligeramente superior en el glomérulo, un conjunto de capilares con paredes como un tamiz. Moléculas diminutas como el agua, la glucosa, la urea y los iones pueden atravesar el tamiz, pero las moléculas más grandes, como las proteínas y las células sanguíneas, permanecen en el glomérulo y se devuelven a la circulación sanguínea.
Elconjunto de moléculas diminutas y agua filtrada desciende por una serie de nefronas y entra en el conducto colector. Las nefronas desempeñan un papel esencial en la creación de un gradiente osmótico, denominado gradiente corticomedular, que aumenta a medida que se adentra en la médula. Posteriormente, este gradiente permite que se reabsorba más agua en el conducto colector. El producto final es unaorina muy concentrada con grandes cantidades de productos de desecho que acaban fluyendo hacia la vejiga a través de los uréteres.
Un gradiente osmótico se refiere a las diferencias de concentración entre dos soluciones situadas a distintos lados de una membrana semipermeable.
Como hemos explicado antes, la urea es un subproducto del metabolismo de las proteínas. Por lo tanto, si por cualquier motivo aumenta el metabolismo de las proteínas en el organismo, se producirá más urea y se excretará en la orina.
Por ejemplo, cantidades elevadas de proteínas en la dieta pueden provocar una mayor descomposición proteica y la producción de más urea.
Alternativamente, cuando el cuerpo está deshidratado y necesita preservar su contenido de agua, los riñones reabsorben más agua de la orina. Esto aumenta la concentración de urea en la orina.
¿Cuáles son los efectos secundarios de la urea?
Aunque la ureaes menos tóxica que el amoníaco, unos niveles elevados de urea en la sangre pueden tener graves consecuencias. El término uremia se utiliza para describir lasconcentraciones elevadas de urea en la sangre.
Lascantidades típicas de urea en la sangre oscilan entre 2,5 y 7,8 mmol/L.
Convulsiones,
coma,
parada cardiaca
y muerte
son algunos de los efectos secundarios graves de la uremia no tratada.
Además, los niveles elevados de urea pueden acelerar la eliminación de plaquetas y mermar su capacidad de unirse a los lugares dañados a lo largo de los vasos sanguíneos. Las plaquetas son los agentes primarios que inician la cascada de formación de coágulos. Como consecuencia , lauremia no tratada puede provocar hemorragias espontáneas. Esto puede ocurrir en el intestino o en elcerebro, lo que da lugar a más complicaciones.
Losriñonesfiltran laurea de la sangre . Si los riñones dejan de filtrar la sangre adecuadamente, la urea se acumula en la sangre. Los problemas renales pueden clasificarse en dos grupos: lesión renal aguda (LRA) y enfermedad renal crónica (ERC).
- LaLRA se produce cuandolos riñones dejan de funcionar correctamente de forma repentina, normalmente a causa de otra enfermedad grave.
- La ERCes un trastorno a largo plazo en el que losriñones no funcionan tan bien como deberían.
La IRAy la ERC pueden provocar laacumulación de productos de desecho en la sangre. Pero laERC provoca uremia con más frecuencia que la IRA.
Usos comunes de la urea
La urea fuela primera molécula orgánica que pudo fabricarse sintéticamente. Es un compuesto con muchas aplicaciones en camposmédicos y no médicos.
Agricultura
La ureaes un fertilizanteideal parael suelo, ya que tiene más proporción de contenido denitrógeno quetodos los fertilizantes sólidos portadores de nitrógeno. Una vez añadida al suelo, la urea se descomponeen amoníaco y dióxido de carbono. A continuación, las bacterias del suelo convierten el amoníaco en nitrato, que esabsorbido por las raíces de las plantas.
Laplanta utiliza el nitrato para fabricar compuestos orgánicos que contienen nitrógeno como aminoácidos y nucleótidos.
Industria automovilística
La urease utiliza en loscatalizadores de los coches para reducir la omisión de los peligrosos compuestos de óxido de nitrógeno (NOx) en los gases de escape. En estos catalizadores, la urea se inyecta en el sistema de escape, donde se descomponeen amoniaco y dióxido de carbono. A continuación, el amoniaco reacciona con los gases NOx y produce gas nitrógeno y agua, que son compuestos no tóxicos.
Aplicaciones médicas
La prueba del aliento con urea es una herramienta que utiliza ureamarcada con carbono-14 para comprobar la presencia de Helicobacter pylori (H. pylori) en el estómago. La infección bacteriana por H. pylori se asocia a úlceras de estómago y de intestino delgado. Esta bacteria tiene una enzima llamada ureasa que cataliza la descomposición de la urea en amoníaco y dióxido de carbono. El amoníaco en solución es básico, y reacciona con el ácido del estómago para que el entorno sea menos ácido y más adecuado para que crezca la bacteria.
Existen dos isótopos del carbono: el carbono-13 y el carbono-14.
El carbono-13 es el isótopo estable y el que se encuentra con más frecuencia, por lo que el carbono-14 es más raro.
En laprueba del aliento con urea , a la persona que se somete a la prueba se le da a beber urea marcada con carbono-14. Si una persona tiene H. pylori en el estómago, la bacteria convierte la urea en amoniaco y dióxido de carbono. Por tanto, la persona tendría mayor cantidad de dióxido de carbono con carbono-14 en el aire queexhala .
Urea - Puntos clave
Las proteínas se producen y descomponen constantemente en el organismo. Las proteínas están formadas por aminoácidos, y durante el metabolismo de las proteínas, los grupos aminos de los aminoácidos se eliminan y se convierten en urea, que finalmente se elimina por la orina.
Los riñones son órganos vitales que eliminan el exceso de agua, iones y urea de la sangre.
En la enfermedad renal crónica y la lesión renal aguda, el riñón está deteriorado y no filtra la sangre tan bien como debería. Esto provoca la acumulación en la sangre de productos de desecho como la urea.
Unos niveles elevados de urea en la sangre pueden ser tóxicos y provocar convulsiones, coma y, finalmente, la muerte.
Fuera del cuerpo, la urea se utiliza para diversas aplicaciones. Entre ellas, se utiliza como fertilizante en la agricultura, en los catalizadores de los automóviles y en las pruebas de aliento con urea.
1. NHS Bristol Trust, Urea, https://www.nbt.nhs.uk/severn-pathology/requesting/test-information/urea#:~:text=Gama de referencia%20%3A%202,5%20%2D%207,8%20mmol%2FL.
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