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Universidad de Valparaíso, Chile - SOCIBER

Oxidación de la cadena carbonada de los aminoácidos

Catabolismo de aminoácidos

  • Definición: Proceso mediante el cual los aminoácidos son degradados.

  • Proteínas: Importancia en el catabolismo celular.

Metabolismo de Proteínas

  • Degradación de proteínas: Proceso constante en la célula que permite la reciclaje de aminoácidos.

  • Síntesis de proteínas (traducción): Proceso inverso al catabolismo, en el que se utilizan aminoácidos para la formación de nuevas proteínas.

  • Aminoácidos: Componentes básicos de las proteínas de la dieta.

Digestión y Biosíntesis

  • Digestión: Para aprovechar los aminoácidos son necesarios procesos digestivos previos.

  • Biosíntesis de aminoácidos: Se refiere a cómo se producen aminoácidos, nucleótidos y otras aminas biológicas dentro del organismo.

Esqueletos carbonados de aminoácidos

  • Eliminación del nitrógeno: Productos como el carbamil-fosfato son esenciales en la ruta del ciclo de la urea, facilitando la excreción de nitrógeno.

  • Roles de los esqueletos carbonados: Pueden ser utilizados para generar energía (E), síntesis de glucógeno o almacenamiento en forma de grasa.

Cuerpos Cetónicos

  • Producción: Se forman principalmente en el hígado y son cruciales en casos como la diabetes donde el metabolismo de los lípidos aumenta.

Degradación de Aminoácidos

  • Importancia nutricional: La degradación de aminoácidos es esencial en dietas altas en proteínas y durante fases de inanición.

Degradación a Piruvato

  • Cinco aminoácidos se degradan a piruvato: Incluye la serina como un camino esencial para la transaminación.

  • Enzima clave: La serina deshidratasa juega un papel vital en estas reacciones, produciendo piruvato a partir de serina.

  • Ejemplo de reacción:

    • Serina: extSer<br>ightarrowextPiruvatoext{Ser} <br>ightarrow ext{Piruvato}

Conversión de Asp y Asn

  • Aspartato y Asparagina: Se convierten en alfa-cetoglutarato (a-KG) mediante transaminación. La enzima Asparaginasa y el ciclo se llevan a cabo a través de reacciones específicas.

  • Importancia: Estos procesos son esenciales en la regulación metabólica y en la conexión con el ciclo de Krebs.

Succinil-CoA

  • Cuatro aminoácidos se degradan a succinil-CoA: Incluyen metionina y valina, entre otros, a través de una serie de reacciones específicas.

  • Ejemplo de rutas:

    • Metionina: extMet<br>ightarrowextSuccinil−CoAext{Met} <br>ightarrow ext{Succinil-CoA}

  • Enzimas clave: Se requieren diversas enzimas como la sintetasa para llevar a cabo estas transformaciones.

Conexiones Metabólicas

  • Ciclo de Krebs: Los productos finales como succinil-CoA ingresan al ciclo de Krebs y permiten la producción de energía a través de rutas bien establecidas.

Catabolismo Exclusivo y Mixto

  • Definiciones: Existen aminoácidos que tienen patologías específicas en su catabolismo.

  • Cetogénico: Aminoácidos como leucina y lisina son exclusivamente cetogénicos.

  • Mixto: Aminoácidos como isoleucina, fenilalanina muestran un catabolismo mixto que puede generar tanto cuerpos cetónicos como piruvato, con ramificaciones metabólicas.

Regulación Hormonal del Metabolismo

  • Hormonas como el N-acetilglutamato juegan un rol integral en la regulación del ciclo de Krebs y del metabolismo de aminoácidos.

  • Pathway: Aminoácidos y a-cetoglutarato se conectan con procesos como la gluconeogénesis y lipogénesis.

Metabolismo de Aminoácidos en Ayuno

  • Caso de estudio: Un paciente obeso sometido a un régimen de inanición, mostró cambios significativos en la concentración plasmática de diversos aminoácidos.

    • Resultados destacados: La alanina mostró una disminución dramática del 70% en la primera semana, mientras la concentración total de nitrógeno amínico solo cayó un 12%.

Biosíntesis de Aminoácidos No Esenciales

  • Definiciones: Los aminoácidos pueden clasificarse como esenciales (no sintetizables) y no esenciales (sintetizables).

    • Esenciales: Valina, leucina, isoleucina.

    • No esenciales: Glutamato, alanina, serina, entre otros.

    • Semiesenciales: Como cisteína, que se sintetiza a partir de metionina.

Ejemplos de Biosíntesis

  • Tirosina: Se sintetiza a partir de fenilalanina, un proceso que involucra varias enzimas y cofactores.

  • Ácido aspártico y asparagina: Se producen a partir de rutas específicas en el metabolismo del glutamato.

Conversión a Productos Especializados

  • Función Biológica: Varios aminoácidos actúan como precursores de neurotransmisores importantes (e.g., serotonina, dopamina).

  • Ejemplo de Conversión: La lisina se convierte en carnitina, mientras que el triptófano es un precursor de serotonina.

Resumen sobre Neurotransmisores

  • Aminoácidos en la fisiología: Los aminoácidos sirven como bloques de construcción para una amplia variedad de compuestos bioquímicos vitales en la fisiología, desempeñando roles en la señalización y funciones metabólicas.

Glutatión y Cisteína

  • Función del glutatión (GSH): Actúa como un antioxidante esencial en células, manteniendo la forma reducida de grupos tiol en proteínas.

  • Síntesis: Implicado en la detoxificación y el manejo de especies reactivas de oxígeno (ROS).