Urê: Sản phẩm chuyển hóa của quá trình phân hủy protein

Urê là sản phẩm chuyển hóa của quá trình phân hủy axit amin. Các chỉ số liên quan đến sản phẩm này cũng giúp đánh giá tình trạng hoạt động của thận. Lượng urê trong cơ thể có thể tăng, giảm do nhiều nguyên nhân khác nhau. Sau đây hãy theo dõi bài viết của ThS.BS Vũ Thành Đô để tìm hiểu về urê và chu trình chuyển hóa của nó; cũng như những tình trạng sức khỏe có liên quan đến chỉ số BUN.

Urê là gì?

Urê (còn được gọi là cacbamit) là chất thải của nhiều cơ thể sống. Nó là thành phần hữu cơ chính của nước tiểu người. Đó là do nó nằm ở cuối chuỗi phản ứng phá vỡ các axit amin tạo nên protein.

Các axit amin này được chuyển hóa trong gan thành: amoniac, CO₂, nước và năng lượng. Nhưng amoniac là chất độc đối với các tế bào. Do đó phải được đào thải ra khỏi cơ thể. Các sinh vật sống dưới nước, chẳng hạn như cá, có thể thải amoniac trực tiếp vào nước. Nhưng các động vật sống trên cạn cần một phương pháp thải bỏ khác. Vì vậy, gan chuyển đổi amoniac thành một hợp chất không độc hại. Nó được vận chuyển một cách an toàn trong máu đến thận; nơi nó được loại bỏ qua nước tiểu.

Một người trưởng thành thường bài tiết khoảng 25 gam urê mỗi ngày. Khi urê để lâu, vi khuẩn sẽ chuyển nó trở lại thành amoniac; tạo ra mùi hăng quen thuộc của nhà vệ sinh.

Bất kỳ tình trạng nào làm cản trở quá trình đào thải urê của thận đều có thể dẫn đến nhiễm độc niệu, tích tụ urê và các chất thải nitơ khác trong máu có thể gây tử vong. Để đảo ngược tình trạng bệnh, phải loại bỏ nguyên nhân gây suy thận, hoặc bệnh nhân phải lọc máu để loại bỏ các chất thải ra khỏi máu.

Urê là một phân tử hữu cơ nhỏ (M = 60) bao gồm hai nhóm amin (-NH2) và một nhóm cacbamyl (C-O) được liên kết với nhau.

Lịch sử phát hiện Urê

Urê có một lịch sử khá thú vị. Nó lần đầu tiên được phát hiện và phân lập từ nước tiểu người bởi H.M. Rouelle vào năm 1773. Sau đó được Friedrich Wohler tổng hợp thành công vào năm 1828. Quá trình tổng hợp gần như là một sự tình cờ. Vì Wohler đã cố gắng tạo ra một hợp chất khác, amoni cyanate, để tiếp tục nghiên cứu về cyanat mà ông đã nghiên cứu trong vài năm trước đó. Khi thêm bạc xyanat vào dung dịch amoni clorua, anh ta thu được một chất kết tinh màu trắng, được chứng minh là giống với urê thu được từ nước tiểu.

Khám phá này rất quan trọng, vì điều này khiến urê trở thành hợp chất hữu cơ đầu tiên được tổng hợp từ nguyên liệu ban đầu hoàn toàn vô cơ.

Xem thêm: Sự thật về nước tiểu của bạn.

Sản xuất và bài tiết urê

Chu trình sản xuất có liên quan đến các protein mà chúng ta ăn vào. Protein bao gồm các chuỗi axit amin. Các axit amin được tách ra khỏi nhau khi protein từ thức ăn được tiêu hóa trong đường tiêu hóa. Sau đó, chúng được hấp thụ qua lớp niêm mạc của đường tiêu hóa và được sử dụng để xây dựng các protein cụ thể cần thiết cho cơ thể chúng ta.

Các axit amin dư thừa bị phá vỡ trong một quá trình được gọi là khử amin. Trong quá trình này, nhóm amin của một axit amin (-NH₂) bị loại bỏ và chuyển thành phân tử amoniac (NH₃). Quá trình khử độc diễn ra chủ yếu ở gan.

Amoniac rất độc đối với tế bào. Các phân tử amoniac phản ứng với carbon dioxide trong cơ thể để tạo ra urê, một hóa chất an toàn hơn nhiều. Quá trình chuyển đổi amoniac thành urê diễn ra trong gan theo một quá trình được gọi là chu trình urê. Các mạch máu vận chuyển urê đến thận để loại bỏ urê khỏi máu và đưa vào nước tiểu. Nước tiểu được lưu trữ trong bàng quang và thải ra ngoài môi trường khi chúng ta đi tiểu. Quá trình tổng thể được gọi là bài tiết. Một lượng nhỏ urê được thải ra khỏi cơ thể chúng ta theo đường mồ hôi.

Xem thêm: Top 5 Phòng khám thận uy tín tại TP.HCM.

Chu trình urê

Chu trình urê loại bỏ amoniac khỏi máu và tạo ra urê. Cuối cùng được bài tiết dưới dạng nước tiểu. Chu trình này được thực hiện bởi các tế bào của gan, và như tên gọi của nó cho thấy bước cuối cùng của quá trình chuyển hóa sang bước trước đó của chu trình.

Tóm tắt các bước trong chu trình urê

Amoniac được hình thành do sự phân hủy các axit amin / vi khuẩn đường ruột.

Giai đoạn ti thể

• Carbamoyl phosphate được hình thành từ amoniac và bicarbonate, bởi CPSI.
• OTC ngưng tụ carbamoyl phosphate và ornithine để tạo thành citrulline.
• Citrulline sau đó được SLC25A15 vận chuyển đến bào tương.

Giai đoạn tế bào:

• ASS ngưng tụ citrulline và aspartate để tạo thành argininosuccinate.
• Argininosuccinate được ASL phân hủy thành arginine và fumarate.
• Tiếp đó, Arginine được arginase phân hủy thành urê và ornithine.
• Ornithine translocase vận chuyển ornithine vào ti thể.

Ở đó, nó lại được sử dụng bởi OTC, để tạo thành citrulline. Sau đó citrulline được xử lý để tạo thành urê và ornithine một lần nữa, và chu trình tiếp tục. Trong chu kỳ, urê là sản phẩm mới duy nhất được hình thành, trong khi tất cả các phân tử khác được sử dụng trong chu trình đều được tái chế.

Điều gì sẽ xảy ra khi chu trình urê đi sai?

Nếu có vấn đề với chu trình urê, thì nồng độ amoniac trong máu sẽ tăng cao, gây ra chứng tăng ure huyết. Amoniac có thể vượt qua hàng rào giữa dòng máu và não.

Một khi nó xâm nhập vào não, nó có thể ngừng chu trình TCA bằng cách làm cạn kiệt một trong các chất chuyển hóa, α-ketoglutarate. Điều này có nghĩa là những tế bào não này không thể tạo ra năng lượng. Cuối cùng sẽ dẫn đến các vấn đề thần kinh nghiêm trọng như tổn thương não không thể phục hồi.

Nguyên nhân gây ra sự sai lệch có thể do:

• Tổn thương gan (xơ gan).
• Khiếm khuyết di truyền của một trong các enzym trên.

Trong cả hai trường hợp, mức amoniac tăng lên kèm theo những hậu quả tiềm ẩn.

Các khuyết tật chu trình urê di truyền là một phần của “khiếm khuyết trong quá trình trao đổi chất”. Được gọi là “rối loạn chu trình urê”. Các triệu chứng thường xuất hiện ở trẻ sơ sinh vào khoảng 24 – 48 giờ sau khi sinh. Các triệu chứng nghiêm trọng nhất được thấy ở trẻ sơ sinh bị khiếm khuyết trong CPS.

Nồng độ urê trong máu

Xét nghiệm BUN (hoặc xét nghiệm Nitơ urê trong máu) giúp phát hiện nồng độ urê trong máu. Nếu thận không làm tốt nhiệm vụ loại bỏ chất này ra khỏi cơ thể, lượng urê trong máu sẽ tăng lên. Xét nghiệm BUN có thể cho biết thận đang hoạt động tốt như thế nào.

Kết quả của xét nghiệm nitơ urê trong máu được đo bằng miligam trên decilit (mg / dL) ở Hoa Kỳ và milimol trên lít (mmol / L) ở quốc tế. Nói chung, khoảng 7 đến 20 mg / dL (2,5 đến 7,1 mmol / L) được coi là bình thường.

Nhưng phạm vi bình thường có thể khác nhau, tùy thuộc vào phạm vi tham chiếu mà phòng thí nghiệm sử dụng và tuổi của bạn. Bạn nên nhờ cầu bác sĩ giải thích kết quả với bạn.

Nồng độ nitơ urê có xu hướng tăng theo tuổi. Trẻ sơ sinh có mức độ thấp hơn những người khác và phạm vi ở trẻ em cũng khác nhau. Nói chung, mức nitơ urê trong máu cao có nghĩa là thận của bạn không hoạt động tốt.

Sự tăng nồng độ urê trong máu

Nguyên nhân

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc nồng độ urê trong máu tăng cao, bao gồm:

• Tắc nghẽn đường tiết niệu.
• Giảm tưới máu thận do: Suy tim sung huyết hoặc cơn đau tim gần đây.
• Sốc giảm thể tích.
• Hạ huyết áp nghiêm trọng.
• Xuất huyết dạ dày.
• Vết bỏng nặng.
• Một số loại thuốc, chẳng hạn như một số loại thuốc kháng sinh.
• Ăn nhiều thực phẩm giàu chất đạm.

• Mất nước do: lượng chất lỏng thấp; mất nước quá nhiều (đổ mồ hôi, nôn mửa, tiêu chảy, thuốc lợi tiểu, v.v…). Vì điều này phụ thuộc vào lượng nước trong máu. Nếu có ít nước hơn bình thường trong máu nhưng cùng một lượng urê thì nồng độ urê sẽ cao hơn bình thường.
• Sự lão hóa.
• Chấn thương.
• Nhiễm trùng nặng.

Điều trị

Một số phương pháp điều trị chứng tăng urê trong máu:

• Loại bỏ protein khỏi chế độ ăn.
• Loại bỏ amoniac dư thừa.
• Bổ sung các phân tử của chu trình urê bị thiếu.
• Ngoài ra, natri benzoat và natri axetat có thể được sử dụng để tạo thành các hợp chất chứa amoniac có thể được thải ra ngoài qua phân.
• Đường lactulose đã được chứng minh là làm giảm sản xuất amoniac của vi khuẩn đường ruột, cũng như thúc đẩy sự bài tiết amoniac qua phân.
• Ngoài ra, thuốc kháng sinh có thể được sử dụng để loại bỏ vi khuẩn đường ruột hình thành amoniac.

Sự giảm nồng độ urê trong máu

Cũng có thể có nồng độ urê trong máu thấp hơn bình thường. Điều này có thể là do:

• Thai kỳ.
• Bệnh gan tiến triển (xơ gan, suy gan).
• Di truyền khiếm khuyết trong “chu trình urê”.
• Uống quá nhiều nước và làm loãng máu.
• Không ăn nhiều protein hoặc không thể hấp thụ đủ axit amin qua thành ruột non do vấn đề sức khỏe.
• Một vấn đề sức khỏe có thể tạo ra nồng độ urê thấp là bệnh celiac. Villi là những nhung mao trên niêm mạc ruột non, nơi hấp thụ thức ăn đã tiêu hóa. Trong bệnh celiac, việc tiêu thụ gluten gây tổn thương các nhung mao. Điều này làm giảm đáng kể sự hấp thụ các chất dinh dưỡng, bao gồm cả protein. Gluten là một phức hợp protein được tìm thấy trong một số loại ngũ cốc, bao gồm lúa mì, lúa mạch đen và lúa mạch. Trong khi hầu hết mọi người ăn gluten không có vấn đề gì, một số người không dung nạp gluten.

Urê là chất thải của quá trình trao đổi chất được thận bài tiết qua nước tiểu. Bệnh thận liên quan đến giảm bài tiết urê và hậu quả là tăng nồng độ trong máu. Hạn chế của urê khi xét nghiệm chức năng thận liên quan đến độ nhạy và độ đặc hiệu giảm, do đó urê bình thường không nhất thiết loại trừ bệnh thận và urê tăng nhẹ đến trung bình không thể được cho là do bệnh thận.