Aminoácidos (Metabolismo)

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Proteínas y aminoácidos 
• Las proteínas contienen un 16% de nitrógeno 
• 100 g de proteínas contienen 16 g de N 
• 1 g de N está contenido en 6.25 g de proteínas. 
Clasificación: 
Las proteínas pueden ser clasificadas teniendo en cuenta su valor nutricional. 
• Proteínas de alto valor biológico: Son aquellas que tienen la dotación completa de 
aminoácidos esenciales. Son generalmente las proteínas de origen animal: carne, huevo, 
leche. 
• Proteínas de bajo valor biológico: Son la mayoría de las proteínas de vegetales. 
Metabolismo de las proteínas: 
 
 
 
 
 
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Balance nitrogenado: 
• BN = INGESTA DE N -ELIMINACIÓN 
INGESTA DE NITROGENO (g/día): 
• INGESTA DE PROTEÍNAS: 6.25 (gramos cada 24 hs) 
EXCRECIÓN DE NITRÓGENO (g/día): 
• UREA URINARIA (g/día) + 4 g de nitrógeno 
 
BALANCE NITROGENADO POSITIVO: más ingesta que eliminación 
• Niños en crecimiento 
• Embarazo 
• Lactancia 
• Desarrollo muscular en atletas 
• Recuperación de lesiones, cirugía y desnutrición 
 
BALANCE NITROGENADO NEGATIVO: más eliminación que ingesta 
• Ancianos 
• Estrés emocional y quirúrgico 
• Insuficientes renales 
• Desnutrición calórico-proteica 
• Inválidos postrados 
• Programas para reducción de peso 
 
 
 
 
 
 
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DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS 
1) Digestión proteica en el estómago 
La digestión de proteínas se inicia en el estómago gracias a la acción conjunta del ácido clorhídrico 
y de la pepsina. 
a) Ácido clorhídrico: se sintetiza en las células parietales del estómago y es regulada por la 
histamina. El ácido clorhídrico destruye algunas bacterias, desnaturaliza a las proteínas y activa la 
transformación de pepsinógeno a pepsina para iniciar la hidrólisis enzimática de proteínas. 
b) Pepsina: las células de la mucosa gástrica sintetizan un zimógeno denominado pepsinógeno, el 
cual se convierte en pepsina mediante la pérdida de un pequeño fragmento peptídico, proceso 
favorecido por el ácido clorhídrico y luego por la propia pepsina que se va formando, en un 
fenómeno de autocatalisis. La pepsina no es muy específica, hidroliza enlaces en los que 
intervienen aminoácidos aromáticos, aunque también lo hace donde hay metionina y leucina. A 
este tipo de proteasa, se la denomina endopeptidasa para diferenciarla de las enzimas que cortan 
desde cualquiera de los extremos de la cadena que se denominan exopeptidasas 
 
2) Digestión proteica por enzimas pancreáticas 
Al llegar al intestino delgado, los péptidos que se producen en el estómago por acción de la 
pepsina son fragmentados por acción de las proteasas de origen pancreático a oligopéptidos y 
aminoácidos libres. 
a) Tripsina: la enteroquinasa presente en el ribete en cepillo es la encargada de activar el 
tripsinógeno pancreático en tripsina. La tripsina es una endopeptidasa que reconoce y corta 
específicamente arginina o lisina en el grupo carbonilo de la unión peptídica. La tripsina al igual de 
la pepsina puede luego ejercer un efecto auto catalítico generando más moléculas de tripsina. Su 
pH ideal es de 8; principalmente ataca enlaces entre AA básicos 
b) Quimotripsina: se secreta como zimógeno y se activa por acción de la tripsina. Reconoce e 
hidroliza uniones que involucran específicamente triptófano, tirosina, fenilalanina, metionina y 
leucina (aminoácidos principalmente aromáticos) en el extremo carbonilo de la unión peptídica. Su 
pH optimo es de 8. 
c) Elastasa: se secreta como zimógeno o pro-elastasa se activa por la tripsina y reconoce alanina, 
glicina y serina en el extremo carbonilo de la unión peptídica (AA pequeños). El pH optimo es de 8. 
d) Carboxipeptidasas A y B: son exopeptidasas que se secretan como procarboxipeptidasas A y B y 
se activan por acción de la tripsina, la carboxipeptidasa A reconoce casi todos aminoácidos en el 
extremo C-terminal. pH optimo=8. Enlaces que degrada: 
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A: AROMÁTICOS 
B: BÁSICOS 
3) Digestión intestinal: La superficie luminal del intestino contiene una aminopeptidasa, 
exopeptidasa que hidroliza repetidamente el residuo N-terminal de los oligopéptidos para 
producir aminoácidos libres y péptidos de tamaño pequeño. pH optimo= 8. 
4) Absorción de aminoácidos y dipéptidos: Las células epiteliales del intestino absorben 
aminoácidos libres mediante un mecanismo de transporte activo secundario acoplado al 
transporte de sodio. También se pueden absorber pequeños péptidos mediante pinocitosis. En el 
citosol del enterocito todos los oligopéptidos se terminan de hidrolizar de forma tal que solo 
pasan aminoácidos a la circulación porta. 
 
Hormonas gastrointestinales: 
A) Familia Gastrina: Gastrina; CCK-PZ. Actúan por sus péptidos terminales 
B) Familia Secretina: Secretina; Enteroglucagón; VIP; GIP. Actúan por toda su molécula 
C) Péptidos y moduladores: Sustancia P; Serotonina; Histamina; Somatostatina. No poseen 
semejanza con otros péptidos gastrointestinales 
 
Gastrina: 
• Síntesis: células G 
• Estímulos: distensión mecánica del antro gástrico, actividad vagal, comidas proteicas, 
elevación del pH de la mucosa. 
• Acción: aumento de la secreción de ácido clorhídrico, acción trófica gástrica. 
• Tipos: G17: pequeña gastrina. G34: gran gastrina. 
 
Colecistoquinina-pancreozimina (CCK-PZ): 
• Síntesis: Células endócrinas del intestino delgado, íleon, colon y SNC actúa por 
octapéptido terminal. 
• Estímulo: Grasas y proteínas. 
• Acciones fisiológicas: Contracción de la vesícula biliar; aumento de la secreción enzimática 
pancreática; aumento de la evacuación gástrica. 
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Secretina: 
• Síntesis: Células S (intestino delgado); actúa por toda su molécula. 
• Estímulo: Descenso del pH intraduodenal. 
• Acciones fisiológicas: Aumenta la secreción de CO3H-; inhibición de la secreción gástrica. 
 
Polipéptido vasointestinal activo (VIP): 
• Síntesis: Desde esófago a recto, incluyendo células D1 en páncreas; estímulo mecánico de 
mucosa intestinal. 
• Acciones fisiológicas: Liberación de insulina; inhibir secreción ácida gástrica; estímulo de 
la secreción hidroelectrolítica del intestino y páncreas (vasodilatación); inhibición motora 
de estómago, colon y vesícula. 
 
Ghrelina: 
• La ghrelina es una hormona sintetizada fundamentalmente por el estómago que es 
ligando natural del receptor de secretagogos de la hormona de crecimiento (GHS-R). 
• Además de estimular la secreción de (GH) en la hipófisis, la ghrelina favorece el aumento 
del apetito, a nivel hipotalámico y la adiposidad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Destino de los aminoácidos absorbidos: 
 
Aminoácidos: breve recuerdo 
 
 
 
 
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Metabolismo de aminoácidos: 
Los aminoácidos son también como fuente de energía, su función biológica está muy ligada al 
hecho de que los aminoácidos son los constituyentes de las proteínas. 
El exceso de proteínas de la dieta puede ser utilizado como fuente de energía, dado que como 
veremos más adelante, los aminoácidos glucogénicos se pueden convertir en glucosa y los 
cetogénicos en ácidos grasos o cetoácidos, o bien ser excretados como productos metabólicos 
(ej. urea). 
El destino metabólico de las proteínas dietarías dependerádel ingreso energético. Un 
aumento de este último permitirá la conservación de proteínas, en cambio, una disminución 
en el aporte calórico resultará en la degradación proteica 
Cuando la ingesta diaria de proteínas es baja, la mayoría de los aminoácidos se utiliza para la 
síntesis proteica. En cambio, cuando la ingesta proteica es alta, los aminoácidos son 
catabolizados. 
Los aminoácidos se clasifican en esenciales (aquellos que no pueden ser sintetizados por el 
hombre, y por lo tanto deben ser ingeridos en la dieta) y los no esenciales que en su mayoría 
son sintetizados a partir de intermediarios anfibólicos por vías metabólicas cortas o a partir de 
aminoácidos esenciales 
 
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El exceso de aminoácidos respecto a las necesidades para la síntesis de proteínas no puede ser 
almacenado ni excretado como tales, sino que son degradados a productos que pueden ser 
oxidados para obtener energía o acumulados como grasas. 
El catabolismo de aminoácidos está regulado por la inducción de las enzimas catabolizantes. 
Todas las vías de degradación de los aminoácidos involucran una etapa clave que es la 
separación del grupo amino del esqueleto carbonado. 
Todos los tejidos producen amoníaco (NH3) por el catabolismo de los aminoácidos. El NH3 es 
altamente tóxico sobre todo para el sistema nervioso, pero existen mecanismos de 
detoxificación que lo eliminan o lo convierten en metabolitos no tóxicos. 
REACCIONES DEL CATABOLISMO DE AMINOACIDOS 
 
A) Pérdida del grupo amino: es el primer paso, puede realizarse por diferentes enzimas 
(Transaminasas; desaminación oxidativa: Aminoácido oxidasas; glutámico deshidrogenasa; 
desaminación no oxidativa: dehidrasas, desulfhidrasas; transdesaminación) 
 
Transaminación 
El grupo amino de los aminoácidos se elimina por reacciones de transaminación, catalizadas 
por enzimas denominadas aminotransferasas o transaminasas. El grupo alfa-amino de un 
aminoácido se transfiere al grupo carbonilo de un alfa-cetoácido. Como consecuencia, el 
aminoácido dador del grupo amino se convierte en un alfa-cetoácido, y el alfa-cetoácido 
aceptor del grupo amino se transforma en un aminoácido. 
 
3 alfa cetoácidos pueden actuar como aceptores de grupos aminos en este tipo de reacciones: 
A) Alfa- cetoglutarato (el más importante cuantitativamente) 
B) Piruvato 
C) Oxalacetato 
Dando como productos: 
A) Glutamato (compuesto que terminan formando la mayoría de los aminoácidos) 
B) Alanina 
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C) Aspartato 
Reacciones de transaminación son reversibles por lo tanto estas reacciones sirven tanto para 
degradación como para biosíntesis de aminoácidos. Las transaminasas son específicas de cada 
reacción y requieren fosfato de piridoxal (forma activa de vitamina B6) como grupo prostético. 
La distribución de algunas transaminasas se utiliza como indicio diagnóstico; la liberación de 
una enzima específica como consecuencia de una lesión tisular, por ejemplo, la glutamato-
oxalacetato aminotransferasa (GOT) en plasma, es un índice de lesión hepática. Las 
reacciones de transaminación ocurren mayoritariamente a nivel citoplasmático. Son inducidas 
por los corticosteroides. 
Desaminación oxidativa 
El producto más abundante que resulta de las reacciones de transaminación es el glutamato. 
El cual es capaz de perder su grupo amino por una reacción de desaminación oxidativa 
catalizada por la glutamato deshidrogenasa. Esta enzima está altamente expresada en el 
hígado y se localiza en la matriz mitocondrial. Utiliza NAD+ o NADP+ como cofactor que se 
reduce durante la reacción 
 
Glutamato deshidrogenasa es una enzima alostérica: 
A) Inhiben: GTP y ATP 
B) Estimulan: ADP y GDP 
Los aminoácidos son necesarios para la producción de energía, la actividad de la enzima 
aumenta y, por el contrario, cuando los niveles de nucleótidos trifosfatos son altos, su 
actividad disminuye. Esta enzima es reversible por lo tanto forma parte tanto de la 
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degradación como para la biosíntesis de aminoácidos. La acción combinada de transaminasas 
y la glutamato deshidrogenasa se conoce como transdesaminación 
 
B) REACCIONES DE FIJACION DEL GRUPO AMINO 
 
Como ya mencionamos, el amoníaco es muy tóxico, pero existen reacciones que permiten que 
éste reaccione formando compuestos no tóxicos, que llegan por sangre al hígado y al riñón. 
Existen varias vías metabólicas para la fijación del grupo amino: 
 
1) Síntesis de glutamato 
2) Síntesis de glutamina 
3) Síntesis de alanina 
4) Síntesis de urea 
 
1) Síntesis de glutamato: como ya dijimos, la reacción de la glutamato deshidrogenasa es 
reversible y la enzima forma parte no sólo de la degradación de los aminoácidos, sino 
también de su biosíntesis. De esta forma, es posible sintetizar glutamato a partir de 
alfa-cetoglutarato, incorporando amonio y oxidando NADPH o NADH. 
2) La síntesis de glutamina a partir de glutamato es catalizada por la enzima glutamina 
sintetasa, que se localiza a nivel mitocondrial 
 
Esta enzima consume ATP. 
La glutamina es una forma temporaria de transporte de amoníaco en condiciones no 
tóxicas, y dado que es una molécula neutra, atraviesa con mayor facilidad las 
membranas que el glutamato. La glutamina cumple distintas funciones: 
a) Biosíntesis de nucleótidos de purinas y pirimidinas 
b) Biosíntesis de hexosaminas 
c) Biosíntesis de NAD 
d) Ruptura con liberación de glutamato y amoníaco en riñón. Esta reacción es 
catalizada por la glutaminasa 
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3) Síntesis de alanina: 
En el músculo, se forma alanina a partir de piruvato y glutamato en una reacción 
catalizada por la enzima alanina amino transferasa (ALAT). La alanina así sintetizada 
llega por la sangre al hígado donde se utiliza como precursor en la gluconeogénesis. 
 
4) Síntesis de urea: La urea es el producto final no tóxico de eliminación del nitrógeno en 
el hombre. El amoníaco proveniente de la pérdida de los grupos amino se convierte en 
urea en las mitocondrias hepáticas a través del denominado ciclo de la urea. 
Se inicia en el interior de las mitocondrias de los hepatocitos, donde se forma 
amoníaco a partir del glutamato por desaminación oxidativa. Otro origen posible de 
amoníaco hepático es la degradación bacteriana de los aminoácidos intestinales. El 
amoníaco así liberado, se absorbe y llega al hígado por la vena porta. Asimismo, el 
amoníaco puede provenir del catabolismo de algunos neurotransmisores como 
catecolaminas, serotonina e histamina, que son degradadas por enzimas específicas 
localizadas a nivel cerebral o periférico. Estas enzimas liberan amoníaco por oxidación 
de la amina. Finalmente, el amoníaco circulante puede originarse a partir de la 
degradación de bases púricas y pirimidínicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Ciclo de la urea: 
 
 
 
En el ciclo de la urea, los intermediarios ornitina, citrulina y arginina no sufren ganancia ni 
pérdida neta. En cambio, el amoniaco y el bicarbonato se consumen en la síntesis de urea, en 
la que además se utilizan 4 uniones fosfato de alta energía provistas por el ATP. 
Balance: 
 
La urea no puede ser metabolizada en el organismo y se elimina por la orina. Si algo de urea 
penetra en el tracto intestinal, ésta puede ser degradada por bacterias intestinales que 
contienen ureasa y el amoníaco resultante es reabsorbido y utilizado en el hígado. 
 
 
Regulación del ciclo de la urea 
La expresión de las cinco enzimas que participan en el cicloaumenta en los casos de dietas 
ricas en proteínas o en caso de ayuno severo, con lo cual aumenta la producción de urea. A 
tiempos prolongados 
A tiempos cortos, la actividad del ciclo está regulada por mecanismos alostéricos: 
Carbamoil-fosfato sintetasa I: es activada alostericamente por N-acetilglutamato. Este 
modulador se sintetiza a partir de glutamato y acetil-CoA, en una reacción catalizada 
por la N-acetilglutamato sintetasa. Esta enzima, a su vez es activada por arginina, que 
se acumula cuando la producción de urea es muy baja. 
 
 
 
 
 
 
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DESTINO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS DE LOS AMINOACIDOS 
 
Luego de la pérdida del grupo amino, los esqueletos carbonados resultantes de los 
aminoácidos pueden ser canalizados hacia la síntesis de glucosa o hacia el ciclo de Krebs, para 
su degradación a través de 7 compuestos: piruvato, acetil-CoA, acetoacetato, alfa- 
cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato y oxalacetato 
De acuerdo al destino final del esqueleto carbonado, los aminoácidos se clasifican en 
cetogénicos y glucogénicos. Los cetogénicos son aquellos aminoácidos que se degradan a 
acetil-CoA o a acetoacetil-CoA, y pueden dar origen a cuerpos cetónicos. Los aminoácidos 
glucogénicos son aquellos que se degradan a piruvato, alfa-cetoglutarato, succinil-CoA, 
glutamato u oxalacetato, todos compuestos que pueden ser utilizados para la síntesis de 
glucosa (gluconeogénesis). 
Leucina y la lisina son cetogénicos y la fenilalanina, tirosina, isoleucina y triptófano son 
cetogénicos y glucogénicos.