METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS

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

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AMINOACIDOS ESENCIALES Y NO ESENCIALES

• ESENCIALES
• ARGININA
• HISTIDINA
• ISOLEUCINA
• LEUCINA
• LISINA
• METIONINA
• FENILALANINA
• TREONINA
• TRIPTOFANO
• VALINA

• NO ESENCIALES
• ALANINA
• ASPARAGINA
• ASPARTATO
• CISTEINA
• GLUTAMATO
• GLUTAMINA
• GLICINA
• PROLINA
• SERINA
• TIROSINA

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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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(No Transcript)
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(No Transcript)
7
(No Transcript)
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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)

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DESTINO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS DE LOS
AMINOACIDOS
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ANAPLEROSIS Y ANFIBOLISMO
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DESTINO DEL GRUPO AMINO
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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

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Principales transaminaciones
GLUTAMATO OXALACETATO ? a-CETOGLUTARATO
ASPARTATO GLUTAMATO PIRUVATO ?
a-CETOGLUTARATO ALANINA
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(No Transcript)
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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)

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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)

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

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Excreción del Nitrógeno de aminoácidos
Flujo global del nitrógeno en el catabolismo de
aminoácidos
?aminoácido
?-cetoácido
TRANSAMINACIÓN
L-glutamato
?-cetoglutarato
DESAMINACIÓN
NH3
CO2
TRANSPORTE
CICLO DE LA UREA
Urea
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(No Transcript)
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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 20-30 mg /dl (0,4 mM)
• Uremia ? en insuficiencia renal

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(No Transcript)
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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.

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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).

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(No Transcript)
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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
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Metabolismo de aminoácidos
Fenilalanina y Tirosina
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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
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Fenilcetonuria
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• 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