Guia SEDUCLA Metabolismo Nitrogeno y Ciclo urea

Vista previa del material en texto

Metabolismo del Nitrógeno y 
Ciclo de la urea 
GUIA DE ESTUDIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Barquisimeto 2021 
Ultima revisión julio 2022 
 
 
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL 
LISANDRO ALVARADO 
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FUNCIONALES 
SECCION BIOQUIMICA 
INTRODUCCION 
Las proteínas constituyen las principales biomoléculas o moléculas biológicas, ya 
que gracias a ellas las células de nuestro organismo mantienen su estructura y realizan 
múltiples funciones, permitiendo el armónico funcionamiento de los órganos y sistemas. 
Como tienen conocimiento previo de la unidad III, las proteínas son moléculas 
que se forman por la unión de un mínimo de 50 aminoácidos. Es decir, para construir una 
proteína, es necesario la unión de aminoácidos, similar cuando se quiere formar una figura 
con piezas de lego, que para llegar a lograrlo es necesario la unión de cada una de estas y 
así obtener la figura deseada. 
Las proteínas se forman en la célula a partir de los aminoácidos que proceden de 
los alimentos y los que se obtienen de la degradación (proteólisis) de proteínas ya 
existente en nuestro organismo. Las proteínas que se fabrican son las que realmente se 
necesitan, es decir, no se producen proteínas adicionales para guardarlas ya que nuestro 
organismo no tiene esa capacidad, como si sucede con los carbohidratos y grasas. Debido 
a que las proteínas no se pueden almacenan se catabolizan, cuando estas no sean utilizadas 
para alguna función o hayan perdido su capacidad de funcionar. 
 El proceso de cómo se eliminan o degradan las proteínas es lo contrario a cuando 
se fabrican o sintetizan, es decir, las figuras obtenidas de la unión de varias piezas de lego 
deben ser nuevamente separadas, por lo que del catabolismo de una proteína se obtendrán 
de nuevo cientos de aminoácidos que formaban la estructura de esta molécula. El proceso 
no termina allí, pues los aminoácidos deben también ser eliminados ya que tampoco existe 
forma de guardarlos. 
A la degradación de los aminoácidos se le conoce como catabolismo de 
aminoácidos. Recordando la estructura de estas moléculas, están formados por un grupo 
amino y un esqueleto carbonado o de átomos de carbono. Durante su catabolismo, estos 
grupos químicos son separados y posteriormente transformados en otros. 
Por una parte, el esqueleto carbonado que al pasar por una serie de reacciones 
genera como productos intermediarios del ciclo de Krebs, acetilCoA, piruvato y 
acetoacetato que llevan a la síntesis de compuestos como la glucosa, cuerpos cetónicos y 
de estos obtener energía. El grupo amino o nitrógeno se libera como amoniaco, un 
compuesto que resulta ser muy toxico al organismo por lo que debe ser expulsado del 
mismo. Para ello, el amoniaco en el hígado, rápidamente se convierte en una molécula 
llamada urea que luego será eliminada a través de la orina formada en los riñones. El 
catabolismo de los aminoácidos es similar a cuando queremos deshacernos de un objeto 
viejo el cual está formado por varias piezas, donde algunas de estas piezas serán 
reutilizadas para crear otro objeto que será útil como es el caso de los esqueletos 
carbonados, pero habrá otras piezas que serán eliminadas ya que no tienen alguna utilidad, 
como el amoniaco. 
La síntesis o formación de urea es esencial para conservar la salud porque 
representa la manera en que nuestro organismo de desintoxica del excedente de amoniaco 
obtenido del catabolismo de los aminoácidos. De no llevarse a cabo la formación de urea, 
los niveles de amoniaco se incrementarían llegando a ser tóxicos y dañinos, 
principalmente para el sistema nervioso central. A pesar de que la urea es más soluble y 
menos toxica que el amoniaco, su concentración debe mantenerse dentro de rangos 
tolerables y por ser sintetizada en hígado y eliminada por los riñones, es utilizada para 
evaluar la funcionalidad de ambos órganos en diversas enfermedades. 
En resumen, podemos decir que los aminoácidos por sí solo no representan una 
amenaza para nuestro organismo, pero si el producto de su degradación como lo es el 
amoniaco, que rápidamente es expulsado del organismo en forma de urea, que también 
debe eliminarse de manera constante y es útil como indicador del funcionamiento 
hepático y renal en un individuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Generalidades 
Los aminoácidos desempeñan diversas funciones, entre las que destaca la síntesis 
de las macromoléculas biológicas más importante como son las proteínas, ya que 
mantienen la estructura celular y participan en prácticamente todas las funciones de la 
célula. La mayoría de las proteínas del organismo están sujetas a una continua biosíntesis 
y degradación, proceso denominado recambio proteico, que constituye un proceso 
fisiológico importante en todas las formas de vida. En un adulto sano la cantidad total de 
proteínas del organismo es constante, de modo que la velocidad de síntesis de las 
proteínas es igual a la de su degradación. Los estudios de marcaje isotópico indican que 
se sintetizan unos 400 g de proteína al día y que igual cantidad se degrada. 
Velocidad e Importancia del Recambio Proteico: 
El recambio proteico consiste en la continua biosíntesis y degradación de las 
proteínas corporales. La velocidad de degradación de una proteína se expresa a través de 
su vida media (t ½), es decir, el tiempo requerido para reducir su concentración a 50% de 
su valor inicial. 
Las diversas proteínas presentan una enorme variabilidad en cuanto a sus tiempos 
de vida, que van de pocos minutos a muchos meses. Las proteínas que se secretan a un 
medio extracelular, como las enzimas digestivas, las hormonas polipeptídicas y los 
anticuerpos, tienen un recambio bastante rápido, mientras que las proteínas que 
desempeñan un papel predominantemente estructural, como el colágeno del tejido 
conjuntivo, son mucho más estables metabólicamente. Las enzimas reguladoras (claves) 
poseen vida media corta mientras que las enzimas que no constituyen puntos de control 
metabólico tienen un recambio relativamente corto. 
El recambio proteico puede verse como un sistema de control de calidad ya que 
elimina proteínas defectuosas (mutación). Sin embargo, también el recambio es un 
mecanismo que permite la desnaturalización espontanea de proteínas normales que ya no 
cumplirán su función. Por otra parte, este mecanismo permite regular las vías metabólicas 
ya que acelera o retrasa la degradación de enzimas claves controlando así sus niveles 
enzimáticos. 
 
 
Destino metabólico de los Aminoácidos: Panorama general 
Cada día los humanos catabolizan de 1 a 2% del total de sus proteínas corporales 
totales, principalmente proteínas musculares. Los aminoácidos, productos de esta 
degradación, se unen a los aminoácidos procedentes de la alimentación formando un 
“pool” o saco común de aminoácidos. De estos aminoácidos se reutilizan el 75 a 80% 
para la síntesis de nuevas proteínas y un mínimo porcentaje de estos aminoácidos son la 
fuente principal de átomos de nitrógeno que se requiere en diversas rutas metabólicas para 
la síntesis de bases nitrogenadas, vitaminas, hormonas, neurotransmisores, entre otras 
moléculas (Figura 1). Entre un 20 a 25% de los aminoácidos restantes se catabolizan ya 
que estos no se almacenan, eliminando el nitrógeno (NH3/NH4+) bajo la forma de urea, 
ácido úrico o amonio y las partes no nitrogenadas de los aminoácidos (denominadas 
esqueletos carbonados o α-cetoácidos) se degradan para formar intermediarios del ciclo 
de Krebs, acetil CoA, acetoacetil CoA o piruvato y con ello ser utilizados como fuente de 
energía (oxidación) o como sustratos para la biosíntesis de carbohidratos, cuerpos 
cetonicos y lípidos, a través de vías metabólicas como la gluconeogénesis, cetogénesis o 
lipogénesis, respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Visión general del metabolismo de los aminoácidos. (Imagen correo)Proteínas 
Dieta 
(exogenas) 
Aminoácido 
 
Pool 
Aminoácido 
Síntesis Proteínas 
 (endógenas) 
75%-80% 
Síntesis de: 
• Bases nitrogenadas 
• Glutatión 
• Neurotransmisores 
(colina) 
• Vitaminas (Niacina) 
• Hormonas 
20%-25% 
C 
R 
NH3+ 
COO- 
H 
NH3+/NH4 
• Urea 
• Acido úrico 
• Amonio 
• Gluconeogénesis 
• Cetogénesis 
• Lipogénesis 
• Oxidación 
C 
R 
O 
COO- 
Balance Nitrogenado 
A través del consumo de proteínas animal o vegetal durante la alimentación, los 
animales reponen continuamente el aporte de nitrógeno (principalmente aminoácidos) y 
de esta manera se reemplaza el nitrógeno perdido o excretado por las heces, orina y 
transpiración. La diferencia entre el ingreso y la pérdida total de nitrógeno se conoce 
como balance de nitrógeno o nitrogenado (BN) (BN=Nitrógeno ingerido – Nitrógeno 
excretado). 
Cuando la ingesta diaria de nitrógeno es igual a la que se pierde por la excreción, 
el organismo se encuentra en equilibrio nitrogenado o balance nitrogenado normal. 
Los adultos sanos típicamente se encuentran bajo este equilibrio nitrogenado. Sin 
embargo, durante el embarazo, el crecimiento de un niño o la recuperación después de un 
periodo de inanición o traumatismo el organismo alcanza un balance nitrogenado 
positivo, en el que el consumo normal de nitrógeno supera a la perdida. En 
contraposición, cuando hay un balance nitrogenado negativo, se pierde más nitrógeno 
del que se ingiere, y esta situación puede presentarse después de una cirugía, en 
determinados estados patológicos como el cáncer avanzado y como resultado a una 
ingesta inadecuada o insuficiente de proteínas de alta calidad. 
Considerando el recambio proteico en la vida diaria de una persona de 70 Kg 
tenemos, que habitualmente esa persona consumiría 100 g de proteínas durante el día, de 
acuerdo a su requerimiento, y como tiene un balance nitrogenado normal, excretara la 
misma cantidad en productos nitrogenados, principalmente como urea. Como se 
mencionó al inicio, la síntesis y degradación de las proteínas oscilan en 400 g, entonces 
el conjunto total de aminoácidos de un individuo de 70 Kg seria de 500 g/día, 100 g 
ingeridos y 400 g liberados a través de la degradación proteica. De este conjunto, 400 g 
(75 a 80%) se reutilizarán de nuevo para la síntesis proteica y 100 g (20 a 25%) se 
catabolizarán y se serán excretados. 
METABOLISMO DEL NITRÓGENO 
En la presente guía solo abordaremos los procesos metabólicos que se 
desarrollan durante el catabolismo de los aminoácidos y los productos que se forman 
de estos, como la urea. 
Debido a que las proteínas y por ende los aminoácidos no se almacenan en el 
organismo, el excedente de estos compuestos se degrada en su mayor parte cuando su 
consumo en la dieta supera a las necesidades existentes para la síntesis de proteínas y 
otras moléculas. El proceso de degradación de los aminoácidos incluye dos tipos de 
reacciones químicas: transaminación y desanimación oxidativa (Figura 2), que 
permiten la remoción del grupo amino del α-aminoácido para su posterior eliminación en 
forma de urea. 
Transaminación: 
La transaminación constituye el primer paso en el catabolismo de los aminoácidos. 
Consiste en transferir el grupo α-amino desde un α-aminoácido, que dona el grupo α-
amino, a un α-cetoácido, que acepta el grupo α-amino. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Flujo Global del nitrógeno en el catabolismo de aminoácidos. Adaptado de: 
Murray y col; Bioquimica de Harper, 29a edición digital en espanol). 
 
Las reacciones de transaminación están catalizadas por un grupo de enzimas 
denominadas aminotransferasas o transaminasas que utilizan como cofactor el piridoxal 
fosfato (PAL) que procede de la vitamina B6. Estas enzimas se encuentran tanto en el 
citoplasma como en las mitocondrias. 
 
 
 
Desamimación 
Oxidativa 
α-Cetoácido 
α-Aminoácido α-Cetoglutarato 
L- Glutamato 
Transamimación 
Ciclo de la urea 
NH
4
 CO
2
 
Urea 
α-Aminoácido α-Cetoglutarato 
α-Cetoácido L- Glutamato 
Aminotransferasas-PAL 
Los cetoácidos piruvato, oxaloacetato y α-cetoglutarato, son receptores del grupo 
α-amino, formando los aminoácidos correspondientes alanina, aspartato y glutamato 
respectivamente. Sin embargo, la mayoría de las transaminasas utilizan el α-cetoglutarato 
como cetoácido receptor del grupo amino formando glutamato, ya que es el único 
aminoácido de los tejidos de mamíferos que se somete a una desanimación oxidativa a 
una velocidad considerable permitiendo finalmente la remoción del grupo α-amino como 
ion amonio (NH4 +) para su posterior eliminación en forma de urea (Figura 2). 
Debido a que las reacciones de transaminación son fácilmente reversibles 
desempeñan un papel importante tanto en la síntesis como en la degradación de los 
aminoácidos. Existen transaminasas específicas para la síntesis de todos los aminoácidos 
que se encuentran en las proteínas, excepto la treonina y la lisina, siempre y cuando se 
disponga de los correspondientes cetoácidos. 
Sin embargo, de los 20 L- α –Aminoácidos, las células solo puede sintetizar 10 
cetoácidos por lo que se obtienen los 10 aminoácidos respectivos y a los que se les 
denomina aminoácidos no esenciales (Ala, Asn, Asp, Cys, Glu, Gln, Gly, Pro, Ser, Tyr) 
porque no es necesario consumirlos ya que el organismo puede sintetizarlos en cantidades 
suficientes. En contraposición, los aminoácidos que no se pueden sintetizar y deben 
proporcionarse en el alimento para cubrir las necesidades metabólicas, se les conoce como 
aminoácidos esenciales (Arg, His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Val). 
Desaminacion Oxidativa (DO): 
Como se ha mencionado, el proceso de degradación de los aminoácidos implica 
inicialmente que ocurra la transaminación, siendo el cetoácido aceptor más frecuente el 
α-cetoglutarato formando L-Glutamato (Figura 2). 
Posteriormente el glutamato, durante la reacción de DO, libera el grupo α-amino 
como ion amonio (NH4 +) gracias a la acción de la enzima glutamato deshidrogenasa, 
presente en las mitocondrias de todos los tejidos de los mamíferos, y al mismo tiempo 
ocurre la oxidación del glutamato a α-cetoglutarato utilizando como cofactor al NAD+ o 
NADP+ como agente oxidante. 
L-Glutamato α-cetoglutarato + NH4 + 
Debido a que esta reacción es reversible, puede ocurrir tanto en el catabolismo como en 
la biosíntesis de glutamato (aminación reductora). 
NADP+/ NAD+ 
 
NADPH+ H+/ NADH + H+ 
 
Transporte del Amoniaco al Hígado 
El amoniaco (NH3 +) o ion amonio (NH4 +), producto de la degradación de los 
aminoácidos y procedente de todos los tejidos, debe ser transportado al hígado en forma 
de alanina o glutamina, para su conversión final en urea a través de dos mecanismos 
(Figura 3): 
1.-En la mayoría de los tejidos extrahepáticos, el amoniaco se transporta hasta el hígado 
en forma de grupo amida de la glutamina: El glutamato se convierte en glutamina en una 
reacción que requiere ATP y es catalizada por la enzima glutamina sintetasa, enzima 
mitocondrial. La síntesis del enlace amida de la glutamina, se logra a expensas de la 
hidrólisis de una molécula de ATP a ADP y Pi lo que inclina fuertemente la reacción en 
dirección de la síntesis de glutamina. 
L-Glutamato + NH4 + + ATP L-Glutamina + ADP + Pi + H2O 
La glutamina se transporta por la sangre al hígado donde libera por hidrolisis, el nitrógeno 
amida de la glutamina en forma de amoniaco y se forma glutamato, reacción catalizada 
por la enzima glutaminasa. 
L-Glutamina + H2O L-Glutamato + NH4 + 
Adicionalmente, el glutamato obtenido puede aportar otro ion amonio por desaminación 
oxidativa. 
2.- El musculo, que obtiene la mayor parte de su energía de la glucólisis, utiliza como 
ruta para el transporte del amoniaco hacia el hígado, el ciclo glucosa-alanina: El piruvato, 
generado de la glucólisis, experimenta una transaminación con el glutamato para generaralanina y α-cetoglutarato respectivamente. La alanina se transporta al hígado, donde 
pierde su nitrógeno mediante la inversión de los procesos anteriores. 
 
Figura 3. Glu: Glutamato, αKG: α-cetoglutarato, T: transaminasa. Transporte del 
amoniaco al hígado para la síntesis de urea. 
Tomado: Mathews C y Van Holde K. Bioquímica, segunda edición. 
 
Excreción del amoniaco 
Aunque el amoniaco participa en la síntesis y degradación de los aminoácidos, su 
acumulación aun en cantidades mínimas, son toxicas para el sistema nervioso central por 
lo que un hígado sano metaboliza rápidamente el amoniaco de la sangre portal. 
Los animales excretan el nitrógeno derivado de los aminoácidos y otras fuentes, 
como tres productos nitrogenados: amoniaco, ácido úrico y urea. El predominio de uno 
de estos productos depende de la disponibilidad de agua del medio ecológico en el cual 
se encuentre el animal. Para la mayor parte de los animales acuáticos, que pueden captar 
y expulsar cantidades ilimitadas de agua, eliminan el nitrógeno en forma de amoniaco 
(organismo amoniotélicos) ya que este se disuelve en el agua y difunde al exterior. Los 
pájaros, reptiles terrestres y los insectos convierten la mayor parte de su exceso de 
amoniaco en ácido úrico (organismos uricotélicos), el cual es bastante insoluble, 
precipita y puede excretarse sin una pérdida de agua importante. La mayoría de los 
mamíferos, incluyendo el ser humano, excretan gran parte del nitrógeno en forma de urea 
(organismos ureotélicos), excepto el perro dálmata que lo excreta principalmente como 
ácido úrico. A diferencia del amoniaco, la urea es muy soluble y presenta pH neutro por 
lo que no afecta el pH cuando se acumula en sangre. En humanos que consumen dietas 
Ciclo Glucosa-Alanina 
occidentales, la urea sintetizada en el hígado, liberada hacia la circulación y eliminada 
por los riñones, representa de 80 a 90% del nitrógeno excretado. 
 
CICLO DE LA UREA 
Como ya se mencionó, la acumulación de amonio tiene consecuencias toxicas al 
organismo, por lo que se debe eliminarse con la misma rapidez con la que se genera. Uno 
de las principales formas de excreción del amoniaco o ion amonio (NH3/NH4+) es bajo la 
forma de urea, que se sintetiza a partir del amoníaco, CO2 y aspartato en una vía 
metabólica cíclica denominada ciclo de la urea que se desarrolla únicamente en el hígado. 
En la figura 4 se representa de manera esquemática la vía metabólica y en la figura 5 se 
muestra la vía metabólica con cada una de las reacciones 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Representación esquemática del ciclo de la urea y su compartimiento celular. 1, Carbamil-fosfato 
sintetasa I;2, Ornitina transcarbamilasa; 3, Argininosuccinato sintetasa; 4, Argininosuccinato liasa; 5, 
Arginasa. Tomado: Herrera E. Bioquímica aspectos estructurales y vías metabólicas, volumen I. 
 
UREA 
M
em
b
ra
n
a 
M
it
o
co
n
d
ri
al
 in
te
rn
a
 
Ornitina 
Citrulina 
Citrulina 
Argininosuccinato 
Fumarato 
Arginina 
Ornitina 
Aspartato 
Glutamato 
MITOCONDRIA CITOPLASMA 
Carbamil-P 
2ATP 
HCO3- 
NH4+ 
+ 
Glutamato 
Aminoácidos 
Acetil-CoA 
N-Acetilglutamato 
1 ATP 
1 
2 
3 
4 
Malato 
Oxaloacetato 
NAD+ 
NADH+ H+ 
alfacetoglutarato 
5 
Acetilglutamato sintasa 
+ 
 
Figura 5. Reacciones e intermediarios en la biosíntesis de urea. Tomado: Murray y col; 
Bioquímica de Harper, 29a edición digital en español). 
 
La síntesis urea comienza con la formación de carbamil o carbamoil fosfato en la 
matriz mitocondrial y aunque es la primera reacción en la síntesis de urea, no forma parte 
del ciclo. Los sustratos de esta reacción son amoniaco (NH+4) y bicarbonato (HCO-3) y es 
catalizada por la enzima carbamil fosfato sintetasa I. Los tejidos humanos contienen 
dos formas de carbamil fosfato sintetasa: la enzima carbamil fosfato sintetasa I, es 
mitocondrial hepática, que participa en la síntesis de urea y la carbamil fosfato sintetasa 
II, una enzima citosólica que emplea glutamina en vez de amoniaco como donador de 
nitrógeno para la síntesis de pirimidina. 
La formación de carbamil fosfato requiere de dos moles de ATP, un ATP sirve como 
fuente de fosfato y el otro proporciona la fuerza impulsora para la síntesis del enlace 
amida y el enlace anhidro del ácido del carbamoil fosfato. 
NH4 + + HCO-3 + 2 ATP Carbamil fosfato + 2 ADP + Pi + 2 H+ 
 
El carbamil fosfato reacciona a continuación con la ornitina procedente del citosol 
para formar citrulina. Esta reacción ocurre en la matriz mitocondrial catalizada por la 
enzima ornitina transcarbamilasa que cataliza la transferencia de la porción carbamil 
del carbamil fosfato a la ornitina, formando citrulina y ortofosfato o fosfato inorgánico. 
La citrulina pasa al citosol mediada por los sistemas de transporte de la membrana interna 
mitocondrial que también facilitan la entrada de ornitina a la mitocondria. 
Carbamoil fosfato + Ornitina Citrulina + Pi + H+ 
 
Una vez que la citrulina se encuentra en el citosol reacciona con el aspartato para formar 
argininosuccinato. Esta reacción requiere de ATP y esta catalizada por la enzima 
argininosuccinato sintasa. (El grupo alfa-amino del aspartato, que se forma a partir del 
oxaloacetato mediante reacciones de transaminación en el hígado, proporciona el segundo 
nitrógeno que se incorpora en última instancia en la urea). 
 Citrulina + Aspartato Argininosuccinato + PPi + 2H+ 
 
A continuación, la enzima argininosuccinato liasa o argininosuccinasa escinde el 
argininosuccinato para formar arginina (el precursor inmediato de la urea) y libera el 
esqueleto del aspartato como fumarato. Gracias a las enzimas fumarasa y malato 
deshidrogenasa citosolicas, el fumarato genera L-malato y su posterior oxidación 
(dependiente de NAD+) a oxaloacetato. La transaminacion del oxaloacetato por el 
glutamato forma de nuevo aspartato. 
Argininosuccinato Arginina + Fumarato 
 
En la reacción final del ciclo de la urea, la enzima arginasa cataliza la hidrólisis de la 
arginina para formar ornitina y urea. La ornitina vuelve a la mitocondria para condensarse 
con el carbamoil fosfato e iniciar de nuevo el ciclo. 
Arginina + H2O Urea + Ornitina 
La urea se produce únicamente en hígado debido a que la arginasa solo se encuentra 
en cantidades significativas en este órgano. 
Estequiometria y Balance Energético 
2 NH4+ + CO2 + 3 ATP + 2 H2O UREA + 3ADP + 3 Pi 
Regulación del ciclo urea 
De forma general, existen dos tipos de control de la síntesis de urea: 
1. Control a largo plazo: mediado sobre las actividades de las enzimas que 
participan en la vía metabólica. Cuando disminuye el consumo de proteínas a 
través de la dieta también se reduce la actividad enzimática, y de esta manera se 
disminuye la excreción de urea por la orina. En contraposición, un aumento en la 
ingesta de proteínas provoca un aumento en los niveles de la actividad de las 
enzimas. 
2. Control a corto plazo (Figura 4): se logra a través de la enzima carbamil-fosfato 
sintetasa I. Esta enzima es activada por el compuesto N-acetilglutamato que se 
sintetiza a partir del glutamato y acetil CoA en una reacción catalizada por la 
enzima acetil-glutamato sintasa mitocondrial 
 
DESTINO METABÓLICO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS DE 
LOS AMINOÁCIDOS 
Como se mencionó al inicio el exceso de proteínas y por ende de aminoácidos, a 
diferencia de los carbohidratos y lípidos, no se almacena en el organismo como reserva 
de energía, por lo que entre un 20 a 25% de los aminoácidos son catabolizados, 
obteniendo como producto el nitrógeno principalmente bajo la forma de urea y la 
estructura no nitrogenada denominada esqueleto carbonado o α- cetoácido. 
 En la figura 6 se observa el producto final del catabolismo del esqueleto 
carbonado de los 20-L- α- aminoácidos. Cabe señalar que la degradación de los 
aminoácidos ocurre por vías metabólicas queson diferentes para cada uno de ellos y en 
algunos casos bastante complejas (no serán descritas ya que no constituye el objetivo 
principal del tema en desarrollo). El catabolismo del esqueleto carbonado de los L- α- 
aminoácidos, converge en solo seis productos: intermediarios del ciclo de Krebs o ácido 
cítrico como lo son el α- cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato y oxaloacetato, 
compuestos que pueden incorporarse indirectamente al ciclo, así como también el 
piruvato, acetil CoA, y cuerpos cetónicos como el acetoacetato o acetoacetil CoA 
(forma activa del acetoacetato). 
El esqueleto carbonado de los aminoácidos glutamina (Gln), glutamato (Glu), 
prolina (Pro), arginina (Arg), histidina (His), producen α- cetoglutarato. La isoleucina 
(Ile), metionina (Met), valina (Val) y treonina (Thr) son generadores de succinil-CoA. La 
fenilalanina (Phe) y tirosina (Tyr) generan fumarato. La asparagina (Asn) y aspartato 
(Asp) producen oxaloacetato. La Alanina (Ala), Cisteína (Cys), Glicina (Gly), Serina 
(Ser) producen piruvato. Por último, los cetoácidos de los aminoácidos leucina (Leu), 
lisina (Lys), fenilalanina, triptofano (Trp) y Tirosina producen Acetoacetato 
/AcetoacetatilCoA. 
 
Figura 6. Visión general del destino del esqueleto carbonado de los aminoácidos. 
Tomado: Herrera E. Bioquímica aspectos estructurales y vías metabolicas. Vol I. 
 
De acuerdo al tipo de producto final del catabolismo del aminoácido, estos se 
pueden clasificar en glucogénicos, cetogénicos o glucocetogénicos. Aquellos 
aminoácidos cuyos esqueletos carbonados se transforman en intermediarios del ciclo de 
Krebs o piruvato originan glucosa por lo que se denominan glucogénicos. Aquellos que 
se transforman en el cuerpo cetónico Acetoacetato se llaman cetogénicos, y unos pocos 
forman ambos productos. En condiciones fisiológicas la mayor parte de los aminoácidos 
origina glucosa y solo unos cuantos originan cuerpos cetónicos. 
Los aminoácidos glucogénicos son: alanina, aspartato, asparagina, arginina, 
cisteína, glutamina, glutamato, glicina, prolina, serina, valina, treonina, metionina e 
histidina. 
El aminoácido exclusivamente cetogénicos es la leucina, mientras que parte de la 
cadena carbonada de los aminoácidos fenilalanina, isoleucina, tirosina, triptófano y lisina 
puede ser convertida tanto en glucosa como cuerpos cetónicos, es decir, son aminoácidos 
glucocetogénicos. 
Videos complementario 
https://www.youtube.com/watch?v=S9QZGVGOjGM 
https://www.youtube.com/watch?v=nPQyhddYAc8 
 
 
 
 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=S9QZGVGOjGM
https://www.youtube.com/watch?v=nPQyhddYAc8