METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS

Presentación del tema: "METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS"— Transcripción de la presentación:

1 METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
Dra. María Victoria Aguirre Qca Biológica II- FaCENA UNNE

2 Objetivos: Conocer el destino de los esqueletos carbonados y los grupos amino de los aminoácidos Describir el transporte de los grupos amino entre los diferentes tejidos Conocer las principales vías desaminativas de los aminoácidos Distinguir las formas alternativas de excreción del amoníaco Establecer las relaciones metabólicas existentes entre el glutamato, glutamina y alfa-cetoglutarato Conocer algunas implicancias clínicas de fallas en el metabolismo de compuestos nitrogenados. Ej: fenilcetonuria, hiperamonemias

3 AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES
ARGININA HISTIDINA ISOLEUCINA LEUCINA LISINA METIONINA FENILALANINA TREONINA TRIPTOFANO VALINA NO ESENCIALES ALANINA ASPARAGINA ASPARTATO CISTEINA GLUTAMATO GLUTAMINA GLICINA PROLINA SERINA TIROSINA

4 Balance nitrogenado Equilibrio Nitrogenado Negativo Inanición
ingreso egreso Balance nitrogenado Equilibrio Nitrogenado Negativo Inanición Desnutrición proteica Senectud Fiebre severa Diabetes no controlada Neoplasias avanzadas Período post-quirúrgico Traumatismos Quemaduras extensas Sepsis e infecciones Equilibrio Nitrogenado Positivo Niñez (crecimiento y desarrollo) Mujeres gestantes Período post-inanición

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6 Relaciones metabólicas de los aminoácidos Acidos grasos, esteroles
PROTEINAS TISULARES Relaciones metabólicas de los aminoácidos Aminoácidos Proteínas dietarias UREA ( AA cetogénicos) Acidos grasos, esteroles Acetil CoA ENERGIA Purinas Pirimidinas Neurotransmisores Coenzimas Fosfolípidos Tiroxina Porfirinas Otros compuestos Intermediarios glucídicos GLUCONEOGENESIS (AA glucogénicos) Depósitos de glucógeno

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8 CATABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
DESTINO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS Intermediarios del ciclo de Krebs Aminoácidos glucogénicos (Gluconeogénesis) Aminoácidos cetogénicos ( AcetilCoA) Nuevos aminoácidos (transaminaciones) Oxidación completa ( ATP) DESTINO DEL GRUPO AMINO Síntesis de glutamina Síntesis de asparagina Biosíntesis de otros compuestos nitrogenados Síntesis de urea (excreción mayoritaria de grupos amino en mamíferos)

9 DESTINO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS DE LOS AMINOACIDOS

10 ANAPLEROSIS Y ANFIBOLISMO

11 DESTINO DEL GRUPO AMINO

12 TRANSAMINACIONES CARACTERISTICAS: Transferencia de un grupo amino desde un a-aminoácido a un a-cetoácido. Permite tanto el catabolismo como el anabolismo de aminoácidos Grupo prostético: fosfato de piridoxal. Localización: todos los tejidos, pero especialmente hígado y miocardio. Se produce en citosol y mitocondrias con isoenzimas de Km = 1 Interés clínico: GOT y GPT

13 Principales transaminaciones
GLUTAMATO + OXALACETATO  a-CETOGLUTARATO + ASPARTATO GLUTAMATO + PIRUVATO  a-CETOGLUTARATO + ALANINA

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15 Desaminaciones oxidativas
Todas liberan NH4+ y a-cetoácidos con oxidación de coenzimas Ocurren principalmente en hígado y riñón Pueden ser de tipo nicotinamida o flavín dependientes La más importante es la reacción de la glutamato deshidrogenasa cuantitativa y funcionalmente Presentan esteroespecificidad D-AA oxidasas (FAD dep) L- AA oxidasas (FMN dep)

16 Síntesis y degradación de la Glutamina
Síntesis de glutamina: Glutamina sintetasa mitocondrial en parénquima hepático (zona perilobulillar), músculo, riñones y cerebro Degradación de glutamina: La glutaminasa libera NH3 en hepatocitos periportales y células tubulares renales (regulación del pH)

17 Amoníaco Toxicidad del amoníaco NH3 NH4+ Causas
Origen 1.Desaminación oxidativa del glutamato 2. Degradación de restos alimentos nitrogenados por Bacterias de la flora intestinal normal pH 7.4 NH NH4+ Amoníaco Amonio 10 a 20g/dL Hiperamonemia Toxicidad sobre el SNC Niveles patológicos > 0.5mM > 1mM Convulsiones y coma Toxicidad del amoníaco Causas - Falla o insuficiencia Hepática severa. - Alteraciones de excreción de amoníaco.

18 Toxicidad Del amoníaco

19 Transporte del Nitrógeno
Glutamina La Glutamina es un aminoácido que sirve de transportador de nitrógeno (como función amida) en plasma entre los tejidos. El nitrógeno será usado para síntesis de productos o para su escreción (Higado y Riñon) Síntesis de glutamina: Glutamina sintetasa mitocondrial en parénquima hepático (zona perilobulillar), músculo, riñones y cerebro. Degradación de glutamina: La glutaminasa libera NH3 en hepatocitos periportales (para excreción) y células tubulares renales (para excreción y regulación del pH). Glutamina sintetasa Glutaminasa

20 Excreción del Nitrógeno de aminoácidos
Flujo global del nitrógeno en el catabolismo de aminoácidos aminoácido -cetoácido TRANSAMINACIÓN -cetoglutarato L-glutamato DESAMINACIÓN NH3 TRANSPORTE CO2 CICLO DE LA UREA Urea

21 PRODUCTOS DEL METABOLISMO NITROGENADO
EXACRECION DEL NITROGENO PRODUCTOS DEL METABOLISMO NITROGENADO EXCRECION DEL NITROGENO Metabolito urinario g/24 hs % total Ión amonio Creatinina Ácido úrico

22 Ciclo de la urea Ocurre en el hígado
Enzima reguladora: carbamilfosfato sintetasa I ( N-acetilglutamato como modulador +) Vía compartimentalizada intervienen mitocondria y citoplasma Requiere gasto energético (3 ATP por mol de urea con 4 rupturas netas de alta energía) Posee conexión directa con Krebs a través de fumarato Uremia normal: mg /dl (0,4 mM) Uremia ⇧ en insuficiencia renal

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24 Regulación del ciclo de la urea
A corto plazo: Activación alostérica de la carbamoil fosfatosintetasa I mitocondrial. Altas concentraciones de Arginina estimulan la formación del modulador a partir de Glutamato y AcetilCoA A largo plazo: Ingestas ricas en contenido proteico estimulan aumento de la transcripción de las enzimas del ciclo de la urea y de las transaminasas. Baja ingesta proteica ocasiona el efecto opuesto.

25 Alteraciones del ciclo de la urea
Defectos hereditarios de cualquiera de las 9 enzimas del ciclo. Más severas si se produce falla en las primeras reacciones. Los síntomas se presentan inmediatamente después del nacimiento: convulsiones, ataxia, vómitos, letargia y eventualmente coma. En casos de manifestación tardía y en adultos: hepatomegalia. Afectan 1/25000 nacimientos (155 casos /año en EEUU).

26 Relación del ciclo de la urea con el ciclo de Krebs
FUMARATO MALATO OXALACETATO Arginino succinato Arginina UREA Ornitina Carbamil fosfato Citrulina ASPARTATO Alfa ceto-ácidos a- amino ácidos

27 Errores innatos del metabolismo de aminoácidos
Compuesto nitrogenado Enfermedad Síntomas Enzima defectiva Arginina y comp. del ciclo de la urea Argininemia e hiperamonemia Ornitinemia Retardo mental, muerte perinatal, convulsiones Arginasa CarbamilPsintetasa Ornitindescarboxilasa Isoleucina, Leucina y Valina Cetoaciduriua de esqueletos ramificados Vómito,convulsiones, muerte neonatal, retardo mental Complejo deshidrogenasa de AA ramificados Metionina Homocistinuria Retardo mental, afecciones oculares, osteoporosis Cistationina sintetasa Tirosina Alcaptonuria Albinismo Orina oscura, tendencia a artritis Cabellos blancos, piel despigmentada Oxidasa del ác. Homogentísico Ausencia de tirosinasa en melanocitos Fenilalanina Fenilcetonuria Retardo mental Fenilalaninhidroxilasa

28 Metabolismo de aminoácidos
Fenilalanina y Tirosina

29 Fenilcetonuria Principal enfermedad por déficit de una enzima del metabolismo de los aminoácidos. PKU clásica (I) es una deficiencia autosómica recesiva de la fenilalanina hidroxilasa Síntomas neurológicos graves, retraso mental, debido a los efectos tóxicos de la Phen. Falta de pigmentación por déficit de tirosina para la formación de melanina. Tratamiento dieta sintética baja en fenilalanina pero que incluya tirosina durante los primeros años

30 Fenilcetonuria

31 CONCLUSIONES: Los AA se reutilizan al máximo
Sus esqueletos carbonados se oxidan como combustibles en caso de necesidad (inanición) En su catabolismo intervienen transaminasas y desaminasas Formas no tóxicas de transporte del grupo amino: glutamina y asparagina La principal forma de excreción del N en el hombre es en forma de urea Trastornos más graves y frecuentes: hiperamonemias y fenilcetonuria