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Metabolización de los compuestos nitrogenadosMetabolización de los compuestos nitrogenados
La degradación de aminoacidos excedentes supone que el grupo α-amino se convierta en urea para su excreción, mientras que los esqueletos carbonados se transformen a Acetil-CoA, piruvato o intermediarios Los aminoacidos son las unidades que componen las proteínas y son de gran importancia fundamental en las funciones celulares, diciéndose así que un adecuado metabolismo de los aminoacidos es esencial para la integridad estructural y funcional de la célula. Algunas funciones metabólicas son: Precursores de sustancias Hormonas no proteicas. Oligopéptidos. Bases puricas y pirimidicas. Alcoholes nitrogenados. Coenzimas. La cantidad existente de de aminoacidos libres, llamada la “poza” de aminoacidos libres, tiende a disminuir por la utilización continua por lo cual debe de ser repuesta por medio de la alimentación. Una de las fuentes ms importantes para la recuperación es la que constituyen las proteínas que son hidrolizadas en el intestino (digestión de las proteínas ingeridas en los alimentos) o intracelularmente (degradación metabólica de las proteínas celulares). Algunos aminoacidos no pueden ser sintetizados en el organismo humano y se les conocen La carencia de aminoacidos esenciales en la alimentación es uno de las principales características de la desnutrición. Debido a la composición de los aminoacidos en la dieta no necesariamente corresponde a la composición de las proteínas que son sintetizadas en las células humanas, ocurren numerosas interconversiones para producir un balance apropiado. A los aminoacidos que puede fabricar o sintetizar nuestro cuerpo -aun cuando no lo estemos incorporando a través de los alimentos que ingerimos- se los llama aminoacidos no esenciales. Acido glutamico: Un aminoacido vitalpara el sistema nervioso central, actúa Arginina: Estimula la liberación de hormonas La Serina: Fundamental en la metabolización de las grasas, para el sistema inmunológico y la formación de algunos neurotransmisores. La Alanina: Un aminoacido que interviene en distintos procesos fundamentales, Tirosina: Este aminoacido es importante en la reducción Cistina: Fundamental para la salud de la piel y el pelo. Glicina: Necesaria para depurar el organismo. El hígado Asparagina o Asparragina: Es importante en los procesos el SNC (sistema nervioso central) y en la síntesis Prolina: Importante para el colageno presente en cartílagos, tendones y la piel Acido Aspartico: Fundamental para reducir el nivel de amoniaco en sangre después Glutamina: Muy abundante en la musculatura, tiene importancia en el metabolismo cerebral. Cisteina: Sintetizada por el hombre en condiciones normales a partir de la metionina. También esta presente en alimentos proteicos Aquellos que deben obtenerse de fuentes externas se los denomina aminoacidos esenciales. La carencia deaminoacidos esenciales limita el desarrollo Histidina: Interviene en el crecimiento y en la reparación de los tejidos, en la protección de las células nerviosas, en la producción de glóbulos rojos y blancos en la sangre y reduce la presión arterial. Isoleucina: Actúa en la formación de hemoglobina, regula el azúcar en la sangre, ayuda a la reparación Leucina: Facilita la cicatrización Lisina: Interviene en la absorción de calcio, en la formación de colageno en cartílagos y tejidos conectivos, y en la producción de anticuerpos contra los herpes. Metionina: Funciona Fenilalanina: Produce la noradrenalina, sustancia responsable de la transmisión de señales entre las células nerviosas en el cerebro. Ademas tienen la capacidad de mejorar el estado de animo, disminuir el dolor, mejorar la memoria y el aprendizaje. la esquizofrenia. Treonina: Regula la cantidad adecuada de proteínas en el cuerpo, previene la acumulación de grasa en el hígado. Triptofano: Actúa Valina: Participa Alanina: Ayuda en el metabolismo de la glucosa, protege contra sustancias tóxicas liberadas por las células musculares y fortalece también el sistema inmunológico mediante la producción de anticuerpos. Todas las interconversiones estan dadas por el metabolismo. El metabolismo de los aminoacidos esta estrechamente relacionado con los procesos biológicos fundamentales. Las macromoléculas mas importantes: Proteínas. Acidos nucleicos. Biomolécula. Tienen gran valor fisiológico así Los aminoacidos introducidos por la dieta (exógenos) se mezclan con aquellos liberados en la degradación de proteínas endógenas y con los que son sintetizados de novo. Estos aminoacidos se encuentran circulando en sangre y distribuidos en todo el organismo sin que exista separación alguna entre aminoacidos de diferente origen. Existe, de esta manera, un conjunto de estos compuestos libres en toda la circulación que constituyen un fondo común o “pool de aminoacidos”, al cual las células recurre cuando debe sintetizar nuevas proteínas o compuestos relacionados. El destino mas importante de los aminoacidos es su incorporación a cadenas polipeptídicas durante la biosíntesis de proteínas específicas Las cadenas carbonadas siguen diferentes rutas, que las llevan a alimentar el ciclo Degradación de aminoacidos: Se lleva a cabo en 2 pasos principales: 1.- Liberación del grupo amino. 2.- Incorporación a alguna vía de producción de energía. La aminotransferasa (transaminasa) cataliza la transferencia El grupo amino ahora en el grupo amino ahora en el glutamato se elimina Las Aminotransferasas o transaminasas t usan piridoxal fosfato (PLP) 1. TRANSAMINACIÓN: Transaminasa (PLP): a-Cetoglutarato + AA --> Glutamato + a-cetoacido 2. DESAMINACIÓN OXIDATIVA: Glutamato Deshidrogenasa: Glutamato + NADPH --> a-Cetoglutarato + NADP+ NH 4+ 3. FIJACIÓN DE AMONIO: Glutamina Sintetasa: Glutamato + ATP + NH4+ --> Glutamina + ADP + Pi 4. HIDRÓLISIS: Glutaminasa: Glutamina + H2O --> Glutamato + NH4+ 5. DESCARBOXILACIÓN: Descarboxilasa (PLP): Aminoacido + H2O --> Amina + CO2 La descarboxilación de aminoacidos o sus derivadosproporcionan determinadas aminas, denominadas de forma general aminas biógenas, con funciones biológicas muy importantes como: neurotransmisores (dopamina, GABA, etc), la llamada molécula del enamoramiento (feniletilamina), hormonas (adrenalina, noradrenalina, etc), compuestos implicados en las reacciones inmunes (histamina), etc. CICLO DE LA UREA: El ciclo de la urea comienza en el interior de las mitocondrias de los hepatocitos. Reacciones: El primer grupo amino que ingresa al ciclo proviene El carbamoil-fosfato cede su grupo carbamoilo a la ornitina, para formar citrulina y liberar Pi. Reacción catalizada por la ornitina transcarbamoilasa. La citrulina se libera al citoplasma. El segundo grupo amino procedente El argininosuccinato se hidroliza por la arginino succinato liasa, para formar arginina libre y fumarato. El fumarato ingresa en el ciclo de Krebs y la arginina libre se hidroliza en el citoplasma, por la arginasa citoplasmatica para formar urea y ornitina. La ornitina puede ser transportada a lamitocondria para iniciar otra vuelta En resumen, el ciclo de la urea consta de dos reacciones mitocondriales y cuatro citoplasmaticas ENERGÍA DEL CICLO: El ciclo de la urea reúne dos grupos amino y un bicarbonato, para formar una molécula de urea: La síntesis de la urea requiere 4 Pi de alta energía. 2 ATP para formar el carbamoil - P y un ATP para producir argininosuccinato. En la segunda reacción el ATP se hidroliza a AMP y PPi, que puede ser nuevamente hidrolizado para dar 2 Pi. Se ha calculado que los animales ureotélicos pierden cerca Algunos animales compensan esta perdida (bovinos) por transferencia de la urea al rumen, donde los microorganismos la utilizan La conexión entre ambos ciclos, de la urea y de los acidos tricarboxílicos, reduce el coste energético de la síntesis de urea. El ciclo de la urea conlleva la conversión de oxalacetato en fumarato y la posterior conversión METABOLIZACIÓN ENERGÉTICA: DIABETES: El metabolismo energético es responsable El metabolismo energético mantiene los abastecimientos de ATP y glucosa de dos formas: Cuando hay alimentos disponible, por medio de la formación de moléculas de almacenaje (glucógeno, grasas, proteínas) Por la recuperación de glucosa y ATP de este almacén cuando es requerido por el organismo. La necesidad de glucosa o ATP puede constituir una demanda por cantidades masivas e inmediatas de energía o simplemente para mantener los niveles de energía y glucosa entre comidas. Hígado. Músculo adiposo. Cerebro. ATP La hidrólisis de ATP es la fuente inmediata de energía para los procesos celulares. La principal fuente de ATP es la cadena de transporte electrónico (CTE), que ocurre en el mitocondrio, y que es alimentado por el ciclo de acido cítrico (CAC), también conocido GLUCOSA Los metabolitos que se producen de la degradación de glucosa son esenciales para la función del CAC. Piruvato se obtiene sólo de glucosa o de cierto amino acido. Las reacciones que convierten el piruvato en intermediarios del CAC se conocen Piruvato ------> oxaloacetato Reacción catalizada por carboxilasa de piruvato (carboxilasa dependiente de biotina) Piruvato ------> malato Reacción catalizada por la enzima malica. El resultado de estas reacciones es la síntesis neta de todos los intermediarios del CAC, que son necesarios para remplazar a los intermediarios que son retirados ESTADOS METABÓLICOS Y SUS SEÑALES Consideremos estos tres estados metabólicos: alimentación, ayuno y estímulo o excitación, y tres principales señales metabólicos: insulina, glucagón y epinefrina. Alimentación: luego de cada comida los precursores de las moléculas de almacenamiento estan en cantidades abundantes; esto se conoce Ayuno: en este estado, parte de los depósitos de energía son reclamados por el sistema. Según disminuyen los niveles de glucosa, los niveles de insulina decaen y los de glucagón, la hormona que señala bajos niveles de glucosa en la sangre, aumentan. Glucagón promueve larecuperación de energía de todas sus formas de almacenaje. Estímulo: es el ímpetu de una inmediata necesidad de energía. INSULINA Luego de ingerir alimentos los niveles de glucosa aumentan y el pancreas secreta insulina. GLUCAGÓN Hormona que es la antítesis de la insulina, es producida por las células alfa Glucagón aumenta la actividad de una específicas cinasas de proteínas celulares. Estas enzimas son las que usan ATP para fosforilar un residuo de serina, treonina y, ocasionalmente, tirosina de algunas proteínas específicas. Cuando hay altos niveles de glucagón, unas proteínas específicas se fosforilizan. La fosforilación activa una enzimas específicas que tienen que activarse cuando las reservas de glucosa y energía son bajas y desactiva la enzimas responsables OBESIDAD: La obesidad se define Las funciones vitales El balance energético atiende a las leyes de la termodinamica y se expresa según la siguiente ecuación: En situaciones de equilibrio, el ajuste entre la energía ingerida con los alimentos y el consumo calórico diario se alcanza a través de diferentes mecanismos homeostaticos que controlan con gran precisión el apetito y el gasto energético, evitando grandes fluctuaciones en el peso y adiposidad corporal a lo largo del tiempo y, por lo tanto, la desnutrición y la obesidad. En la regulación En este sentido, la obesidad se define La regulación de la ingesta energética parece ser un determinante importante El complejo mecanismo de regulación de la ingesta calórica incluye impulsos tanto negativos como positivos que engloban el grado de distensión gastrica e intestinal, los efectos de los nutrientes y sus reservas, las consecuencias de las señales producidas en el metabolismo hepatico y las producidas por los péptidos y hormonas liberados en el tracto gastrointestinal o en el cerebro. Al hipotalamo llegan diversas señales o estímulos nerviosos por vías vagales y catecolaminérgicas, y diferentes señales hormonales que se traducen, a su vez, en la liberación de péptidos que afectan al apetito e influyen sobre el sistema nervioso autónomo y el eje hipotalamo-hipofisario. Las alteraciones en la regulación de la ingesta calórica tienen un papel importante en la fisiopatología de la obesidad humana, aunque en un grado muy diverso entre los pacientes obesos. Otro factor a tener en cuenta, en la regulación de la ingesta calórica es el contenido de los alimentos en los diferentes macronutrientes así El organismo tiene unas necesidades energéticas destinadas a mantener las funciones vitales, el crecimiento y el nivel apropiado de actividad física. La energía ingerida a través de los alimentos no es aprovechada en su totalidad, ya que aproximadamente un 5% se pierde con las heces, la orina y el sudor; el resto es lo que se considera energía metabolizable. Esta energía va a ser destinada y utilizada por el organismo para el metabolismo basal, la actividad física y el efecto termogénico de los alimentos,fundamentalmente. ALCOHOLISMO: Generalmente se atribuyen a las secuelas metabólicas El consumo de alcohol afecta ademas los niveles de ingestión o el metabolismo de: Riboflavina. Piridoxina. Acido ascórbico. Vitamina D. Vitamina K. Tiamina. Acido fólico. Niacina. La vía principal El estado de oxidorreducción alterado que resulta El consumo crónico de alcohol se asocia con la progresión El etanol aumenta ademas el metabolismo basal y la producción de calor en el organismo, producto CANCER: La evidencia científica indica y apoya que el cancer es principalmente una enfermedad que proviene Todos los contrastes mayoritarios realizados sobre la enfermedad se pueden asociar con una función mitocondrial alterada. Para mantener la viabilidad, las células tumorales realizan una transición gradual a nivel de sustratos en la fosforilación, usando la glucosa y la glutamina Mientras que los canceres que provocan mutaciones en las líneas germinales (canceres 'hereditarios') son raros, la abundancia de anormalidades somaticas genómicas encontradas en la mayoría de los canceres pueden originarse como una consecuencia secundaria de una disfunción mitocondrial. Una vez establecida, la inestabilidad somatica genómica puede contribuir a mas defectos mitocondriales y a la inflexibilidad metabólica de las células tumorales. La metastasis sistémica es consecuencia de daño mitocondrial prolongado a células de origen medular. Las células tumorales de origen medular representan la capacidad de entrar y salir de tejidos. Dos conclusiones mayoritarias emergen de esta hipótesis: primero, que muchos canceres se pueden detener si la ingesta calórica es restringida, y segundo, que muchos canceres se pueden prevenir si la ingesta calórica es restringida. Una reducción en la disponibilidad de glucosa afectara a la glucólisis aeróbica y al circuito de la pentosa fosfato, que son las principales vías requeridas para la supervivencia y proliferación de muchos tipos de células cancerosas. Las grasas yespecialmente los cuerpos cetónicos pueden reemplazar a la glucosa Una transición de carbohidratos a cetonas como combustible es una manera simple de afectar al metabolismo glucolítico en células cancerosas mientras que se aumenta la eficiencia metabólica de las células normales. El cambio hormonal dado por este cambio en los combustibles daría lugar a un mayor estrés fisiológico en las células tumorales que en las células normales debido a la baja flexibilidad metabólica asociada a las mutaciones genéticas en las células tumorales. El metabolismo de los cuerpos cetónicos y los acidos grasos como energía requiere integridad interior en la membrana mitocondrial y respiración eficiente, que es deficiente en células cancerosas. En contraste a las células cancerosas, las células normales evolucionaron para sobrevivir cambios extremos en el entorno fisiológico y pueden adaptarse facilmente a un metabolismo de grasas cuando la glucosa se limita. Política de privacidad |
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