Ornitina: ciclo dell’urea

L’acido 2,5-diamminopentanoico noto come ornitina è un amminoacido non proteinogenico ovvero non è codificato dal codice genetico di alcun essere vivente. L’ornitina è un amminoacido non essenziale  prodotto dall’azione enzimatica dell’arginasi sull’arginina, che si traduce nella produzione di urea.

È un substrato chiave per la sintesi di prolina, poliammine e citrullina e svolge anche un ruolo importante nella regolazione di diversi processi metabolici

Proprietà

Ha un centro chirale in α al carbossile e quindi si può presentare sia in forma D che L.

Tuttavia, come accade per molte molecole biologiche, in natura è presente solo sotto una determinata forma che è la forma L.

È un solido incolore solubile in acqua con una costante di equilibrio K_a pari a 0.0115. L’ornitina ha un peso molecolare di 13.,16  Da, con un punto di fusione di 140 °C ed è abbastanza solubile in acqua.  Presenta 3 donatori di legami idrogeno e 4 accettori di legami idrogeno ed è anche nota per essere coinvolta nella produzione di ormone della crescita in eccesso e per bruciare il grasso in eccesso nel corpo. Svolge anche un ruolo critico nel funzionamento del fegato e nel funzionamento del sistema immunitario.

E’ un amminoacido presente in natura che si trova nella carne, nel pesce, nei latticini e nelle uova. È  presente anche nelle noci cocco, arachidi e noci,  cereali come avena e  grano, fagioli, carruba e soia.

Ornitina e ciclo dell’urea

È  uno dei reagenti chiave nel ciclo dell’urea scoperto da Krebs che è responsabile dell’80% dell’escrezione di azoto nel corpo. Il ciclo dell’urea è un ciclo metabolico presente in tutti gli organismi ureotelici (inclusi gli esseri umani e altri mammiferi, ma non uccelli o rettili) che elimina l’azoto in eccesso e l’ammoniaca tossica dall’organismo sotto forma di urea. Noto anche come

ciclo dell’ornitina, questo processo avviene principalmente nel fegato e riunisce due gruppi amminici raccolti dall’ammoniaca e dall’aspartato in una molecola di urea attraverso cinque reazioni. Le prime due si verificano nei mitocondri e le successive tre nel citosol.

L’ornitina migliora la funzionalità epatica e aiuta a disintossicare le sostanze nocive.

L’urea è prodotta attraverso una serie di reazioni che avvengono nel citosol e nella matrice mitocondriale delle cellule epatiche. Il ciclo coinvolge tre amminoacidi ornitina, citrullina e arginina ed è quindi detto, dalle loro iniziali, ciclo dell’oca

Interviene nel secondo stadio del ciclo dell’urea che avviene nei mitocondri in cui il carbamilfosfato reagisce con l’ornitina per dare fosfato e citrullina.

La reazione avviene grazie all’ornitina carbamoiltransferasi, enzima appartenente alla classe delle transferasi, che catalizza la seguente reazione:
carbamilfosfato + ornitina ⇄ fosfato + citrullina

La citrullina così formata è rilasciata nel citosol per essere utilizzata nelle altre fasi del ciclo.

Sintesi

E’ uno dei prodotti dell’azione dell’enzima arginasi sull’arginina. L’arginasi è un enzima contenente manganese come cofattore che catalizza la reazione:
arginina + H₂O → ornitina + urea

A seguito della reazione l’urea  è rilasciata dal fegato nel circolo ematico ed è trasportata ai reni, dove è filtrata dal sangue ed è escreta nell’urina mentre l’ornitina è riciclata.

Consente lo smaltimento dell’azoto in eccesso e funge da precursore della citrullina e dell’arginina. L’ornitina viene decarbossilata dall’ornitina decarbossilasi (ODC), l’ enzima limitante nella sintesi delle poliammine , in putrescina , che è il precursore immediato per la sintesi di spermidina e spermina .

Funzioni

Oltre che a partecipare al ciclo dell’urea  è fondamentale per la produzione di proteine, enzimi e tessuto muscolare.

Inoltre è il punto di partenza per la sintesi di molte poliammine come putrescina e spermina e di vari altri importanti composti come l’acido glutammico e la prolina ed è necessaria per una corretta funzione immunitaria e una buona funzionalità epatica.

Ha  un’ampia gamma di applicazioni nell’industria farmaceutica e alimentare.

È  presente in molti tipi di integratori sotto forma di sale cloridrato e utilizzata dagli atleti e, in particolare, dagli atleti che praticano il sollevamento pesi