Clase 9 Metabolismo Proteinas

BIOQUIMICA Y NUTRICION

METABOLISMO DE LAS PROTEINAS

Q.F. JAVIER MARTINEZ CARRERAS


OBJETIVOS

1. Describir las caractersticas generales de las vas oxidativas de los

aminocidos.

2. Describir los procesos de descarboxilacin, desaminacin,

transaminacin implicados en el metabolismo de los aminocidos.

3. Describir las vas de eliminacin del nitrgeno proteico.

4. Describir el ciclo de la urea, indicando:

a) los metabolitos que forman parte del mismo;

b) Las enzimas que catalizan cada una de sus reacciones;

c) los metabolitos moduladores;

d) su localizacin intracelular.

5. Describir las reacciones fundamentales implicadas en la biosntesis

de aminocidos.

6. Conocer las anomalas ms frecuentes


CONTENIDO

Digestin, Absorcin y transporte de los aminocidos.

Metabolismo de las protenas

Nitrgeno Ureico

Catabolismo de aminocidos :

- Transaminacin,

- Desaminacin oxidativa ,

- Ciclo de la urea.

Anomalas en el Ciclo de la Urea

Fenilcetonuria.


DIGESTIN DE LAS PROTENAS

Comienza en el estmago.

secrecin de gastrina HCl (acta como un antisptico)

Protenas globulares se desnaturalizan pHs cidos hidrlisis de protena.

Pepsina, es secretada en forma de su zimgeno, el pepsingeno por las clulas de la mucosa gstrica.

Pepsingeno se convierte en pepsina (favorecido por el pH cido del jugo gstrico).

Tipo de proteasa, endopeptidasa y exopeptidasas.

aa torrente sanguineo higado


Protenas

Oligopptidos

Proteasas y peptidasas gstricas y pancreticas

Pptidos Aminocidos

Peptidasas de membrana

Pptidos Aminocidos Peptidasas citoslicas

LUMEN INTESTINAL

ENTEROCITO

SANGRE PORTAL Pptidos (10%) Aminocidos (90%)

Digestin y Absorcin de Protenas

Esquema General


Difusin facilitada

Permite el transporte de pequeas molculas polares, como

los aminocidos, monosacridos, etc, que al no poder atravesar la

bicapa lipdica, requieren que protenas trasmembranosas faciliten su

paso. Estas protenas reciben el nombre de protenas

transportadoras o permeasas que, al unirse a la molcula a

transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha

molcula hacia el interior de la clula.


METABOLISMO NITROGENADO

Bsicamente los aminocidos son:

- Pilares para la sntesis de protenas.

- Molculas que a partir de las cuales se fabrican otras. Ej: purinas, pirimidinas, tambin son la base de las porfirinas.

- Fuentes importantes de energa. Los aminocidos son fuentes importantes de energa en dos situaciones fisiolgicas contrapuestas:

* Cuando sobran protenas por la ingesta.

* Cuando se est en ayuno y hace mucho que no se ingiere alimento.


METABOLISMO NITROGENADO


NITROGENO UREICO (BUN)

Blood Urea Nitrogen: BUN

El amonio (txico) metabolismo nitrogenado (de los aminocidos) hgado: urea (no txico) renal (nitrgeno ureico)

Pequea cantidad en la sangre

6 y 20 mg/dl.


NITROGENO UREICO (BUN)

En estados de deshidratacin, shock hipovolmico, I. cardaca, donde la reabsorcin de sodio y agua a nivel renal, la reabsorcin del BUN.

BUN dieta rica en protenas o con estados hipercatablicos donde aumenta la degradacin de protenas a nivel de los tejidos. Hemorragias, trauma y uso de corticoides.

produccin enfermedades hepticas que disminuyen la degradacin de protenas y formacin de amonio. Dietas excesivamente bajas en protenas.


Transaminacin

aa transfiere su grupo amino a un cetocido (alfa-glutarato) dando el glutamato y el aminocido se convierte alfa-cetocido (glutamato

transaminasa)

Prcticamente cualquier aa puede dar su grupo amino a glutarato y transformarlo en glutamato.


MECANISMOS DE PERDIDA DEL

GRUPO AMINO

Distintos tipos de enzimas:

Aminocido oxidasas

Deshidrogenasas

El ms activo y ubcuo: glutamato deshidrogenasa

DESAMINACION OXIDATIVA:


CICLO DE LA UREA

Todas las formas de desaminar un aminocido producen NH4+, son txicos e impide la transmisin nerviosa y altera la homeostasis natural (entrada y salida de Na+ y K+ de las clulas).

Los vertebrados terrestres empaquetan el NH4+ en urea. Ureotlicos. Ciclo de la urea

Otros lo empaquetan en cido rico. Uricotlicos (anfibios y gallinas) Que expulsan NH4+ sin procesar. Amoniotlicos (peces)


CICLO DE LA UREA


La acumulacin de amonaco en el cuerpo es txica y puede causar dao cerebral, convulsiones y coma.

Resumen


ANOMALAS EN EL CICLO DE LA UREA

Hay seis anomalas (errores congnitos ) cada una de ellas siendo consecuencia de un defecto en una de las enzimas implicadas:

Dficit de carbamilfosfato-sintetasa CPS Dficit de ornitn-transcarbamilasa OTC Dficit de argininosuccinato-sintetasa (citrulinemia) ASD Dficit de argininosuccinato-liasa (aciduria argininosuccnica)

ASL

Dficit de arginasa AG Dficit de N-acetilglutamato-sintetasa. NAGS

Todas estas deficiencias provocan una acumulacin anormalmente elevada de amoniaco en la sangre (hiperamoniemia) y en los tejidos.


Sntomas

En el recin nacido

Pueden presentar los primeros signos de hiperamoniemia en las

primeras 24/48 horas de vida. Los sntomas tpicos en el recin

nacido consisten en mala alimentacin, vmitos, respiracin

anormal, letargia, convulsiones y coma.

De inicio tardo

Se pueden presentar como ataques agudos recurrentes o de forma

crnica progresiva. El cuadro clnico es, con frecuencia, menos

dramtico, y se caracteriza por una mala alimentacin, vmitos

episdicos, falta de un buen desarrollo, retraso del crecimiento y

sntomas neuropsiquitricos.


Tratamiento de la enfermedad

Los pacientes con enfermedades del ciclo de la urea deben controlar su ingesta de protenas.

Los tratamientos mdicos tienen como objetivo eliminar el exceso de nitrgeno por vas metablicas alternativas

En las situaciones estrs o con enfermedades intercurrentes, es muy importante administrar una dieta de emergencia con bebidas de alto contenido calrico junto al tratamiento mdico normal, a la vez que se omiten las protenas de la dieta.


ARGININEMIA

Autosmica recesiva deficiencia de la enzima arginasa

Causa una acumulacin de arginina y de amonaco en la sangre .

El SN sensible a los efectos del exceso de amonaco.

Argininemia por lo general se hace evidente alrededor de los 3 aos.

Sntomas: rigidez, especialmente en las piernas, causado por tensin anormal de los msculos ( espasticidad ).

Lento crecimiento, retraso en el desarrollo, retraso mental , convulsiones , temblores y ( ataxia ).

En algunas personas afectadas, sus signos y sntomas de argininemia pueden ser menos severos, y pueden no aparecer hasta ms tarde en la vida.


ALBINISMO

Condicin gentica en la que hay una ausencia congnita de pigmentacin (melanina) de ojos, piel y pelo en los seres humanos y animales causado por una mutacin en los genes. Vegetales (carotenos)

Es hereditario; aparece con la combinacin de los dos padres portadores del gen recesivo.

Los melanocitos transforman tirosina (tirosinasa) melanina.

La melanina se distribuye por todo el cuerpo dando color y proteccin a la piel, el cabello y el iris del ojo.

Cuerpo es incapaz de producir o de distribuirla hipopigmentacin.


ESQUELETO CARBONADO

Papel energtico (mamferos carnvoros)

El esqueleto carbonado va a dar lugar a compuestos comunes.

Esto establece una clasificacin entre aminocidos:

- Aminocidos cetognicos: son aquellos aminocidos en los que su esqueleto carbonado da exclusivamente acetil-Co-A o acetoacetil-Co-A. Slo pueden dar cuerpos cetnicos. Nunca pueden dar glucosa. Son la Leucina y la Lisina.

- Aminocidos mixtos: son aminocidos que reparten C en acetil-Co-A o acetoacetil-Co-A. El rendimiento es mixto. Son la Isoleucina y todos los aromticos (Fenilalanina, Tiroxina y Triptfano).

- Aminocidos glucognicos: aminocidos en los que todos sus carbonos van a producir molculas que potencialmente, pueden dar glucosa. Son la mayora (el resto).


DESTINO DEL ESQUELETO CARBONADO DE LOS AMINOACIDOS


DESTINO DE LOS AMINOACIDOS


FENILALANINA

Funciones

aa esencial, precursor de la tirosina.

Precursor de las catecolaminas en nuestro cuerpo (como la tiramina, dopamina, epinefrina, norepinefrina).

Muchas drogas de las que conocemos como psicotrpicas, contienen fenilalanina.

Constituyente importante de los neuropptidos cerebrales, como la somatostatina, vasopresina, ACTH, angiotensina.

Fuente: carne y los productos lcteos.

La fenilalanina tiene utilidades en la industria alimenticia. Elaboracin del edulcorantes artificial aspartame, se usa la fenilalanina y el cido aspartico.


Qu es la Fenilcetonuria?

Es una enfermedad que se hereda como un rasgo

autosmico recesivo

Debido a la ausencia o a una cantidad insuficiente de una enzima (fenilalanna hidroxilasa)

Si no se proporciona el tratamiento adecuado, la fenilalanina va acumulndose en el flujo sanguneo y

produce daos cerebrales y retraso mental.


Cmo afecta la PKU a un nio?

Durante sus primeros meses de vida, los nios nacidos con PKU aparentan estar sanos.

Comienzan a perder inters en su entorno entre los tres y los seis meses y, al llegar a la edad de un ao, es evidente que padecen un retraso en el desarrollo.

Los nios con PKU sin tratar que han sufrido alguna lesin en el sistema nervioso central suelen ser irritables, inquietos y destructivos.

Pueden producir un olor similar al del moho o la humedad y pueden tener la piel seca, erupciones o convulsiones.


Quines sufren de PKU?

La PKU se hereda, ambos padres tienen el gen de la PKU y lo transmiten a su beb.

Cuando uno de los padres tiene el gen de la PKU pero no padece la enfermedad, se dice que es portador de la misma.

2 de cada 4 bebs heredan el gen de la PKU de uno de sus padres y el gen normal del otro, convirtindolos en un portador como sus padres.


Es posible prevenir

los sntomas de la PKU?

S. Es posible prevenir el retraso mental completamente si

comienza a tratarse al beb con una dieta especial baja en fenilalanina dentro de los primeros 7 a 10 das de vida.

Al comienzo, se alimenta al beb utilizando una frmula especial que contiene protenas, pero sin fenilalanina.

Ms tarde se aaden a su dieta ciertas verduras, frutas, algunos granos (por ejemplo ciertos cereales y pastas) y otros alimentos con poca fenilalanina,

Nunca puede alimentrselo con leche normal, queso, huevos, carne, pescado ni otros alimentos de alto contenido protenico.

Las bebidas y comidas dietticas que contienen el edulcorante artificial aspartamo deben evitarse en todo momento.


Qu es la PKU materna?

Embarazadas mientras comen una dieta normal, la concentracin de fenilalanina en su sangre es considerable.

Los niveles elevados de fenilalanina en la sangre materna durante el embarazo son muy nocivos para el feto.

En hasta el 90 por ciento de estos casos, los bebs sufren retraso mental y/o nacen con una cabeza de tamao reducido (microcefalia).

Muchos de ellos tambin nacen con defectos cardacos, bajo peso y facciones caractersticas.

Como la mayora de estos bebs no hereda la PKU, sino que su dao cerebral se debe ntegramente a los elevados niveles de fenilalanina de la madre durante el embarazo, no se benefician de la dieta para PKU.


Enfermedades relacionadas con el

metabolismo de aa

Condicin Mdica Incidencia aproximada(por

cada 100,000 nacimientos)

Defecto enzima defectuosa sntomas y fenotipo

Albinismo 3 sntesis de melanina a partir de

tirosina

Tirosina 3-monooxigenasa

(tirosinasa)

Falta de pigmentacin; pelo

blanco piel rosa

Alcaptonuria 0.4 Degradacin de tirosina homogenistato 1,2-

dioxigenasa

Pigmentacin obscura de la

orina; desarrollo tardo de

artritis

Argininemia 0.5 Sntesis de urea arginasa Retraso mental

Acidemia arginosuccinica 1.5 Sntesis de urea Arginosuccinato liasa Vmito y convulsiones

Deficiencia de la CPSI 0.5 Sntesis de urea CPS I Letargo *, convulsiones, muerte

temprana

Homocistinuria 0.5 Degradacin de metionina Cistation beta-sintasa Desarrollo defectuoso de

huesos, retraso mental

Enfermedad de orina de

jarabe de maple+

0.4 Isoleucina, leucina y valina Complejo deshidrogenasa

de alfa-ceto cidos de

cadena ramificada

Vmito, convulsiones, retraso

mental, muerte temprana

Acidemia metilmalonica 0.5 Conversin de propionil-CoA a

succinil-CoA

Metilmalonil-CoA mutasa Vmito, convulsiones, retraso

mental, muerte temprana

fenilcetonuria 8 Conversin de fenilalanina a tirosina Fenilalanina hidroxilasa Vmito neonatal, retraso mental

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