Metabolismo de Proteínas: digestión y excreción de amoníaco

METABOLISMO DE PROTEÍNAS

• La digestión intestinal de las proteínas de la dieta y la degradación de las proteínas endógenas suministra los aa's adecuados para las células.
• Muchas proteínas celulares se degradan y resintetizan constantemente en respuesta a las necesidades metabólicas constantes.
• La vida media de las proteínas varia, desde minutos hasta semanas o más.

DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS

A través de un proceso de hidrólisis se degradan de polinpéptidos, tripéptidos y dipéptidos y finalmente a aminoácidos.

Las proteínas ingeridas deben de ser transformadas por acción enzimática en aa's para poder ser absorbidas por el organismo.

Digestión gástrica

La digestión de proteínas comienza en el estómago, la entrada de proteínas al estómago estimula la secreción de gastrina, la cual a su vez estimula la formación de HCl.

Se desnaturalizan a pHs acidos, lo cual ocasiona que la hidrólisis de proteína sea más accesible.Cuando olemos, tocamos o saboreamos un alimento, se produce una respuesta, a través de las células parietales situadas en el estómago que comienzan a secretar HCL.

FASES de secreción gástrica de HCL

Fase Cefálica

30% de la secreción total de HCL. Cuando olemos, tocamos o saboreamos un alimento, nuestro organismo a través del SNC, manda una señal a los nervios vagos que usan un neurotransmisor fundamental, la acetilcolina (Ach) encargado de estimular la célula parietal en su función de producir HCL.

Fase Gástrica

60% de la secreción total de HCL. Al entrar los alimentos en el estómago éste se distiende activándose los reflejos del SNC y Reflejos vagales, la Ach entonces manda la señal a la célula parietal encargada de la secreción de HCL. Esta es la fase que aporta mayor producción de HCL.

Fase Intestinal

Únicamente el 10%. La comida del estómago pasa al intestino delgado a través del duodeno y allí el quimo duodenal ácido digiere aquellas proteínas que no se han descompuesto demasiado.

HIDRÓLISIS PROTEICA

Por acción de la pepsina

Se activa la producción la producción de pepsinógeno a través de la célula principal al detectar un PH ácido ya que es cuando mejor actúa (PH 1.8-3).

El pepsinógeno es una proenzima sin actividad biológica, el HCL transforma el inactivo pepsinógeno en su forma activa: pepsina.

La pepsina es una enzima digestiva de la familia de las proteasas que se encarga de hidrolizar las proteínas en el estómago.

La pepsina hidroliza un 20% del total de las proteínas que ingerimos, (fenilalanina y tirosina)

Por acción de las enzimas pancreáticas

Después de varias horas de digestión se forma el quimo, una masa ácida donde las proteínas ingeridas se han transformado en elementos más pequeños

Quimo: mezcla de alimentos, HCL y proteasas posee un PH ácido que puede dañar al duodeno si no lo neutraliza.

Acción del páncreas

• Excreción de secretina, sustancia que provoca el flujo del jugo pancreático donde se va a producir el otro 80% de hidrólisis proteica.
• Segregar iones HCO3- que neutralicen el quimo ácido evitando así una posible úlcera duodenal.

Enzimas pancreáticas

• Tripsina: se excreta como el precursor inactivo o tripsinógeno, activado por la enzima enteroquinasa. (arginina y lisisna).
• Quimotripsina: es producida en forma de quimotripsinógeno inactivo, activado por la tripsina. Interviene de preferencia los enlaces peptídicos de la tirosina, la fenilalanina, el triptófano y la metionina.
• Elastasa: es una enzima encargada de la degradación de las fibras elásticas.
• Carboxipeptidasa: es una exopeptidasa capaz de hidrolizar el ultimo enlace peptídico del extremo de la cadena que tiene el carboxilo libre; tiene mayor actividad cuando el residuo del aminoácido es fenilalanina, triptófano, tirosina o leucina.

Estómago

GASTRINA -+ HCI -+ Desnaturalización de proteinas

Péptidos tamaño variable y aminoácidos libres

PEPSINA

Proteinas desnaturalizadas

Colecistoquinina

Intestino

Páncreas

PROTEÍNA

QUIMOTRIPSINA

TRIPSINOGENO

AMINOÁCIDOS

L

ALMACENAMIENTO

HÍGADO

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

ABSORCIÓN DE AMINOÁCIDOS

La proteína ha quedado reducida a Oligopeptidos (di y tripeptidos) y Aminoácidos. El encargado de realizar la absorción es el intestino delgado a través de los diferentes transportadores celulares situados en el enterocito.

El 90% de la absrocion intestinal corresponde a aminoacidos en forma libre y solo el 10% a di y tripeptidos.

10%: Los péptidos son transportados hacia el interior del enterocito en cotransporte con el H+ por vía de PEPT1 ( proteína que actua como transportadora hacia el interior del enterocito de di y tripeptidos.

90%: son cotrasnportados con el NA+ y por acción de transporte facilitado.

Generación de gradiente electroquímico > Transporte activo o pasivo para restablecer equilibrio

Digestión y absorción intestinal de péptidos y aminoácidos

Epithelium

Lumen

Interstitial spa

One of many peptidases

(AA)a

Tripeptidase

AA

Gastric and pancreatic peptidases

(AA)3

(AA)3

AA

Oligo- peptides

(AA),

H"

AA

Proteins

+

Amino acids

AA

(AA)2

(AA)2

+

AA

H+

Dipeptidase

AA + AA

- AA

Na

PepT1

I

Destino de los aminoácidos absorbidos

Los aminoácidos provenientes de la dieta se juntan en sangre con los de la degradación proteica endógena y aquellos otros que son producidos en el hígado.

Este conjunto de aa's libres conforman un "fondo común o pool", al cual se recurre para:

V Síntesis de nuevas proteínas especificas.

v Síntesis de compuestos no proteicos de importancia fisiológica.

V Degradación con fines energéticos.

Sintesis de Proteínas

Ciclo de Krebs- Gluconeogénesis

Cetogénesis

a-cetoácidos

+

Sintesis de compuestos no proteicos

Transaminaciones

Endógeno

Pool de AA

Desaminación

Glutamina y Asparragina

Sintesis de novo

Degradación de proteínas

NH,

Urea

Excreción

Metabolismo de los aminoácidos

Otros compuestos nitrogenados

Exógeno

METABOLISMO DE PROTEINAS

Proteínas endógenas propias de organismo

Proteínas exógenas obtenidas a través de la dieta

c

c

Están en continuo recambio, algunos de los aminoácidos liberados durante la degradación se degradan si no se necesitan para la síntesis de nuevas proteínas.

Dieta es rica en proteínas y los aminoácidos ingeridos exceden las necesidades para la síntesis de proteínas el excedente se cataboliza; los aminoácidos no se pueden almacenar.

Aminoácidos

PEPTIDOS

PROTEÍNAS

Enzimas en el organismo

Proteasas, peptidasas

Durante la inanición o en la diabetes mellitus, en las que no hay glúcidos disponibles o estos no son utilizados adecuadamente, se recurre a las proteínas endógenas como combustible.

RECAMBIO DE LOS AAS ENTRE LAS PROTEÍNAS ENDÓGENAS Y LAS PROTEÍNAS EXÓGENAS

PROTEINAS

Proteasas

CO2

PEPTIDOS

Peptidasas

Gucosa

AMINO ACIDOS

Acidos grasos

NH3

Microorganismos

UREA (Hígado)

Orina

PROTEINA

Estos AAs se incorporarán a nuevas proteínas que se estén construyendo en las células, otros a la formación de moléculas señal (hor., Neurot.) y otros se degradarán separando su grupo amino de la cadena carbonada.

DIGESTIÓN

PROTEÍNAS

DIETA S

Aminoácidos

Enzimas + CIH

PÉPTIDOS

Estómago, Intestino, Páncreas

RACION PROTEICA

TEJIDOS

PROTEINAS

AMINOACIDOS

HORMONAS

ENZIMAS

AMINOACIDOS

TEJIDOS

SINTETIZADOS

DESAMINACIÓN

UREA

ACIDO URICO

Las proteínas de la dieta aportan aminoácidos esenciales y representan la única fuente de nitrógeno para la síntesis de aminoácidos no esenciales y otros compuestos nitrogenados.

V En todas las circunstancias metabólicas, los aminoácidos pierden su grupo a-amino para formar a-cetoácidos, los "esqueletos carbonados" de los aminoácidos.

V El nitrogeno del grupo amino tiene diferentes destinos metabólicos, pudiendo ser utilizado en la biosíntesis o puede ser eliminado.

Proteina Intracelular

1

Proteina de la dieta

-

Aminoácidos

1

NHA

Esqueletos carbonados

3

Biosíntesis

1

Corbamil fosfato

a-cetodcicos

Ciclo de la urea

Ciclo del ácido cítrico

CO.

H.O

ATP

1

2

Urea

Oxalacetato

I

Glucose (gluconeogénesis)

Lehninger (mod Garcia Ferris)

V Los a-cetoácidos experimentan oxidaciones a CO2 y H2O y proporcionan, unidades de tres y cuatro carbonos que pueden convertirse a través de la gluconeogénesis en glucosa, el combustible que alimenta el cerebro, el músculo esquelético y otros tejidos.

Proteina Intracelular

1

Proteina de la dieta

Aminoácidos

1

NHẬT

Esqueletos carbonados

3

Biosíntesis

1

Corbamil fosfato

a-cetodcicos

Ciclo de lo urea

Ciclo del ácido cítrico

CO.

H-O

ATP

2

Urea

Oxalacetato

1

Glucosa (gluconeogénesis)

Lehninger (mad Garcia Ferris)

V El hígado es el órgano principal de la degradación de aminoácidos, pero tambien se produce en tejidos extrahepáticos como el tejido muscular.

V El exceso de amoniaco generado en otros tejidos (extrahepáticos) se transporta al hígado para SU conversión en la forma que se excretan.

Muscle protein

I

Amino acids

NHÀ

Glucose- -Pyruvate

glycolysis

Glutamate

Winning aminetransferase

c-Ketoglutarate

Alanine

Blood glucose

Blood alanine

Alanina

o-Ketoglutarate

alanine

Glutamate

Glucose

Pyruvate

gluconco genesis

NIT

urca cycle

Urea

Cuando el consumo de proteínas en la dieta supera a las necesidades existentes para la síntesis de proteínas u otras biosíntesis, el exceso de nitrógeno se degrada en su mayor parte, y los esqueletos carbonados se metabolizan en el ciclo del ácido cítrico.

Transaminación

Consiste en la eliminación del grupo a-amino para producir el correspondiente a-cetoácido. Esto ocurre en el citosol de los hepatocitos.

Esta modificación se realiza simultáneamente con la síntesis de glutamato a partir de a-cetoglutarato.

Transaminación

COO

C=0

CH2

CH2

COO-

a -Ketoglutarate

L-Amino acid

COO

+

HON -- C-H

COO-

I

+ HN- C-H

CH2 +

C=0

aminotransferase

R

CH2

R

COO-

L-Glutamate

@-Keto acid

PLP = Piridoxal fosfato ( piridoxal-5'-fosfato, P5P)

forma activa de la vitamina B6

0

O-P=0

O-P=0

-0-

6

CH

CH

H

H

O=C-

NH

HN-C

NH

H

OH

CH3

ÓH

CH3

PLP: piridoxal fosfato

piridoxamina fosfato

COO

+

PLP

SEGUNDA FASE

Desaminación oxidativa

El glutamato se transporta a la mitocondria, donde se elimina el grupo amino en forma de ion amonio libre y vuelve a convertirse en a-cetoglutarato mediante la glutamato deshidrogenasa.

GTP

ADP

COO

COO

1

NAD(P)+ +

NAD(P)H + H+

C=0

-

CH2

+ H2O

CH2

+

NHÀ

glutamate dehydrogenase

CH2

COO

CH2

COO-

Glutamate

a-Ketoglutarate

+

H3N- C-H