מעגל השתנן הוא הדרך העיקרית שבה יונקים מסלקים אמוניה, תוצר פסולת חנקני של קטבוליזם חלבונים, מהגוף על-ידי המרתה לשתנן, אשר מבוצעת על-ידי תאים בכבד. החל במיטוכונדריה התאית, אמוניה משתנה תחילה לתרכובת קרבמויל פוספט באמצעות ביקרבונט, ATP אנרגיה בצורת, והאנזים קרבמויל פוספט סינתאז 1. לאחר מכן, האנזים אורניטין טרנסקרבמילאז מרכיב קרבמויל פוספט וחומצת האמינו אורניטין ליצירת ציטרולין, אשר מועבר אל הציטוזול.בשלב שלישי זה, ציטרולין מתרכב עם אספרטט כדי ליצור ארגינינוסוקצינאט. תגובה זו היא אנזימטית, נשלטת על-ידי ארגינינוסוקצינאט סינתטאז ודורשת כמות אנרגיה גדולה AMP-ל ATP על-ידי המרת. ארגינינוסוקצינאט אז מפוצל לארגינין ופומרט על-ידי האנזים ארגינינוסוקצינאט ליאז.בשלב האחרון, האנזים ארגינאז 1 מפצל את הארגינין לשתנן ואורניטין. השתנן לבסוף מופרש על-ידי הכליות. האורניטין חוזר אל המיטוכונדריה כדי להשתתף שוב במעגל השתנן.