METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

Se presenta el tema del metabolismo de los aminoácidos, recordando su estructura general que incluye un carbono alfa, grupo carboxílico, grupo amino, cadena lateral e hidrógeno. Se compara la cisteína y la metionina para ilustrar las diferencias en sus cadenas laterales. Se explica que los aminoácidos se unen para formar péptidos y proteínas. Se discute el origen de los aminoácidos, que puede ser la absorción intestinal, la degradación de proteínas tisulares o la síntesis hepática, formando un ‘pool’ metabólico común para síntesis o producción energética.

Los aminoácidos se utilizan principalmente para la síntesis de proteínas (estructurales, plasmáticas, enzimas, hormonas) y compuestos nitrogenados no proteicos (hormonas, creatina, bases púricas y pirimidínicas). La producción de energía a partir de aminoácidos es una vía terciaria. La principal vía de catabolismo es la transaminación, que implica la transferencia de un grupo amino de un aminoácido a un alfa-cetoácido, formando un nuevo alfa-cetoácido y un nuevo aminoácido. Este proceso utiliza piridoxal fosfato como coenzima, explicando su mecanismo detallado.

Se ilustran ejemplos de reacciones de transaminación, como la transformación del aspartato a oxaloacetato y de la alanina a piruvato, siempre con el glutamato como aceptor o donador clave. Se muestra cómo diferentes aminoácidos pueden generar piruvato, oxaloacetato o alfa-cetoglutarato. Luego, se introduce la desaminación oxidativa del glutamato, donde el glutamato pierde su grupo amino en forma de amoniaco, regenerando alfa-cetoglutarato. Este amoniaco es tóxico y debe ser eliminado.

El amoniaco, al ser tóxico, se metaboliza a través de dos vías principales: la formación de glutamina y el ciclo de la urea. La glutamina se forma a partir de glutamato y amoniaco, catalizado por la glutamina sintetasa. El ciclo de la urea, que ocurre en el hígado, es un proceso que consume ATP y elimina el amoniaco como urea. Se detallan las cinco reacciones del ciclo de la urea, incluyendo la síntesis de carbamoil fosfato y citrulina en la mitocondria, y la formación de argininosuccinato, arginina y urea en el citosol. Se explica la conexión entre el ciclo de la urea y el ciclo de Krebs a través del fumarato y el oxaloacetato.

La cadena carbonada de los aminoácidos puede utilizarse para sintetizar glucosa (aminoácidos glucogénicos) o cuerpos cetónicos (aminoácidos cetogénicos). Algunos aminoácidos son tanto glucogénicos como cetogénicos. Se presenta un gráfico que muestra cómo diferentes aminoácidos se transforman en intermediarios clave (oxaloacetato, alfa-cetoglutarato, succinil-CoA, piruvato, acetil-CoA, acetoacetil-CoA, fumarato) que pueden entrar en la gluconeogénesis o la cetogénesis.

Ciertos aminoácidos pueden transformarse en aminas biológicas mediante descarboxilación. Se muestran ejemplos como la formación de cadaverina (de lisina), putrescina (de ornitina), histamina (de histidina) y GABA (de glutamato). Se resalta la importancia fisiológica de estas aminas, como la histamina en la secreción gástrica y el GABA como neurotransmisor inhibidor.

Se describe el metabolismo de la fenilalanina y la tirosina. La fenilalanina se convierte en tirosina por la fenilalanina hidroxilasa. La tirosina se cataboliza para producir fumarato (glucogénico) y acetoacetato (cetogénico). Se detallan las reacciones que llevan de tirosina a fumarato y acetoacetato, incluidas la transaminación y varias hidroxilaciones y oxidaciones. También se menciona otra vía de la fenilalanina que forma fenilpiruvato, fenilacetato y fenilactato, relevantes en errores congénitos.

Las catecolaminas (noradrenalina, adrenalina) se sintetizan a partir de tirosina en la médula adrenal y el sistema nervioso. Se detallan los pasos: tirosina a DOPA, DOPA a dopamina, dopamina a noradrenalina y noradrenalina a adrenalina. Se discuten tres errores congénitos del metabolismo de la tirosina y la fenilalanina: Fenilcetonuria (deficiencia de fenilalanina hidroxilasa), Alcaptonuria (deficiencia de homogentisato oxidasa) y Albinismo (deficiencia de tirosinasa).

El triptófano es precursor de la serotonina (un neurotransmisor clave para el sueño, apetito y termorregulación) y la melatonina (hormona reguladora de los ritmos circadianos). Se explican las vías de síntesis de ambos compuestos. Finalmente, se aborda la síntesis de creatina, un compuesto importante para el músculo esquelético, miocardio y cerebro. La creatina se forma a partir de arginina y glicina en el riñón, y metilación en el hígado, siendo luego fosforilada a fosfocreatina, una fuente rápida de energía en contracciones musculares intensas y de corta duración.