Digestión, absorción y metabolismo de proteínas y aminoácidos

IMPORTANCIA Las proteínas suministran los bloques estructurales (a.a.) necesarios para la síntesis de nuevas proteínas constituyentes del organismo, y por ello, se dice que tienen una función plástica o estructural La calidad o valor biológico de las proteínas de la dieta, depende de su contenido en aminoácidos esenciales

ABSORCIÓN En la saliva, no existen enzimas con acción proteolítica. La hidrólisis de proteínas se inicia en el estómago

TRANSPORTE DE AMINOACIDOS Los a.a. atraviesan las membranas a través de mecanismos de transportadores específicos. Pueden hacerlo por: Transporte activo secundario Difusión facilitada

DESTINO DE LOS AMINOACIDOS Una vez absorbidos, los aminoácidos tienen diferentes alternativas metabólicas: Utilización (sin modificación) en síntesis de nuevas proteínas especificas. Transformación en compuestos no proteicos de importancia fisiológica. Degradación con fines energéticos.

Todos los aminoácidos, cualquiera sea su procedencia, pasan a la sangre y se distribuyen a los tejidos, sin distinción de su origen. Este conjunto de a.a. libres constituye un “fondo común” o “pool”, al cual se recurre para la síntesis de nuevas proteínas o compuestos derivados.

UTILIZACION ORIGEN Síntesis de proteínas Absorción en intestino Síntesis de Compuestos no nitrogenados Degradación de proteínas AMINOACIDOS Síntesis de aminoácidos Urea NH3 Producción de Energía glucosa acetoácidos Cuerpos cetónicos

METABOLISMO DE AMINOACIDOS Los aminoácidos, no se almacenan en el organismo. Sus niveles dependen del equilibrio entre biosíntesis y degradación de proteínas corporales, es decir el balance entre anabolismo y catabolismo (balance nitrogenado). El N se excreta por orina y heces

CATABOLISMO DE AMINOACIDOS La degradación se inicia por procesos que separan el grupo aamino. Estos procesos pueden ser reacciones de transferencia (transaminación) o de separación del grupo amino (desaminación)

TRANSAMINACIÓN Es la transferencia reversible de un grupo amino a un acetoacido, catalizada por una aminotransferasa, utilizando piridoxal fosfato como cofactor El a.a. se convierte en acetoácido y el acetoácido en el aminoácido correspondiente. Es decir, el grupo amino no se elimina sino se transfiere a un acetoácido para formar otro aminoácido.

Todos los a.a. excepto lisina y treonina, participan en reacciones de “transaminacion” con piruvato, oxalacetato o acetoglutarato. a.a.(1) + acetoácido(2) a.a.(2) + acetoácido (1) Alanina + acetoglutarato piruvato + glutamato A su vez, la alanina y el aspartato reaccionan con acetoglutarato, obteniéndose glutamato como producto

La Aspartato aminotransferasa cataliza en ambos sentidos la reaccion. El acetoglutarato es el aceptor del grupo amino, cedido por el aspartato.

DESAMINACIÓN El grupo amino del glutamato, puede ser separado por desaminacion oxidativa catalizada por la glutamato deshidrogenasa, utilizando NAD y NADP como coenzimas. Se forma acetoglutarato y NH3 La mayoría del NH3 producido en el organismo se genera por esta reacción

La glutamato deshidrogenasa se encuentra en la matriz mitocondrial. Es una enzima alosterica activada por ADP y GDP e inhibida por ATP y GTP. Cuando el nivel de ADP o GDP en la célula es alto, se activa la enzima y la producción de acetoglutarato, alimentará el ciclo de Krebs y se generará ATP

VIAS METABOLICAS DEL NH3 Fuentes de NH3 en el organismo: Desaminación oxidativa de glutamato Acción de bacterias de la flora intestinal

VÍAS DE ELIMINACION DEL NH3 La vía mas importante de eliminación es la síntesis de urea en hígado También se elimina NH3, por la formación de glutamina

CICLO DE LA UREA Todo el NH3 originado por desaminación, es convertido a UREA en el hígado. El proceso consume 4 enlaces fosfato (ATP) por cada molécula de UREA.

SÍNTESIS DE UREA Se lleva a cabo en los hepatocitos, en un mecanismo llamado “ ciclo de la urea”, en el cual intervienen cinco enzimas y como alimentadores ingresan NH3, CO2 y aspartato, el cual cede su grupo amino

Comprende las siguientes reacciones: CICLO DE LA UREA Comprende las siguientes reacciones: Síntesis de carbamil fosfato Síntesis de citrulina Síntesis de argininsuccinato Ruptura de argininsuccinato Hidrólisis de arginina

DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE A.A. Según el destino se clasifican en: Cetogénicos: producen cuerpos cetónicos. Glucogénicos: producen intermediarios de la gluconeogénesis (piruvato, oxalacetato, fumarato, succinilCoA o acetoglutarato). Glucogénicos y cetogénicos.

ACIDOS GRASOS COLESTEROL CUERPOS CETONICOS GLUCONEOGENESIS Triptofano Phe Tir Leu Lis Prolina Arg Hist Glu ACETOACETILCoA CICLO DE KREBS GLUTAMATO Leucina Isoleucina Triptofano ACETILCoA Phe Tirosina Ala Cis Gli Ser Treonina Isoleu Met Val Treonina PIRUVATO Asparragina Aspartato

BIOSINTESIS DE A.A. Los a.a. esenciales no pueden ser producidos por el organismo. Si puede biosintetizarse el acetoácido correspondiente, entonces el organismo producirá dicho aminoácido por transaminación

BIOSINTESIS DE AMINAS BIOLOGICAS Muchas de las aminas biológicas formadas por descarboxilación son sustancias de importancia funcional Para este proceso de síntesis el organismo utiliza piridoxalfosfato como coenzima

AMINAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA Histamina Acido g-aminobutirico (GABA) Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina) Hormona Tiroidea Melatonina Serotonina Creatina

Histamina Se produce por descarboxilación de la histidina, catalizada por la histidina descarboxilasa y piridoxalfosfato como coenzima

La histamina tiene gran importancia biológica ya que tiene acción vasodilatadora, disminuye la presión sanguínea, colabora en la constricción de los bronquiolos, estimula la producción de HCl y estimula la pepsina en estomago, se libera bruscamente en respuesta al ingreso de sustancias alérgenas en los tejidos. Se degrada muy rápidamente

Acido g-aminobutirico (GABA) Se forma por descarboxilación del ácido glutámico, generalmente en el sistema nervioso central. Utiliza piridoxalfosfato como coenzima.

El GABA es un compuesto funcionalmente muy importante, ya que es el intermediario químico regulador de la actividad neuronal, actuando como inhibidor o depresor de la transmisión del impulso nervioso

CATECOLAMINAS: Dopamina, Noradrenalina y Adrenalina Se producen en el sistema nervioso y en la medula adrenal. Derivan de la TIROSINA La Dopamina es un neurotransmisor importante

La acción de las catecolaminas es muy variada: Son vasoconstrictores en algunos tejidos y vasodilatadores en otros, aumentan la frecuencia cardíaca, son relajantes del músculo bronquial, estimulan la glucógenolisis en músculo y la lipólisis en tejido adiposo. Son rápidamente degradadas y eliminadas del organismo

Hormonas Tiroideas Tiroxina y Triyodotironina, se sintetizan a partir de TIROSINA Existen enfermedades relacionadas al defecto en el metabolismo de estos a.a. (fenilcetonuria, albinismo)

Melatonina La melatonina es una hormona derivada de la glándula pineal. Bloquea la acción de la hormona melanocito estimulante y de adrenocorticotrofina. Se forma a partir del triptófano por acetilación y luego metilación

Serotonina Es un neurotransmisor y ejerce múltiples acciones regulatorias en el sistema nervioso (mecanismo del sueño, apetito, termorregulación, percepción de dolor, entre otras)

CREATINA Es una sustancia presente en músculo esquelético, miocardio y cerebro, libre o unida a fosfato (creatinafosfato) Arginina, glicina y metionina, están involucradas en su síntesis.

La reacción se inicia en riñón y se completa en hígado, desde donde pasa a la circulación y es captada por músculo esquelético, miocardio y cerebro y reacciona con ATP para dar creatinafosfato. La creatina fosfato constituye una reserva energética utilizada para mantener el nivel intracelular de ATP en el músculo durante periodos de actividad intensa.