Proteínas metabolismo

Transcripción

1 Proteínas metabolismo Facultad de Enfermería Universidad de la República CURE Rocha ESFUNO Amalia Ávila Papel de las proteínas en la nutrición Sirven para: 1. Síntesis de nuevas proteínas 2.Formación de compuestos no proteicos de importancia fisiológica 3. Producción de energía 1

2 Valor biológico de las proteínas 1. Digestibilidad es la relación entre la cantidad de proteínas ingeridas y la de las proteínas absorbidas. N ingerido = cantidad de N presente en cada gramo de alimento ingerido NI = gramos de proteína ingerida / 6,25 N absorbido Cantidad de N que logra absorberse en el tubo digestivo Valor biológico = N dietético retenido X100 N dietético absorbido Proteínas de la dieta Animales Vegetales: Trigo deficiente en lisina, el maíz en triptófano, los frijoles, los guisantes y en general las leguminosas en metionina. Balance de nitrógeno El nitrógeno es excretado por la orina en forma de urea, creatinina, ácido úrico y amonio libre BN en equilibrio: Ingerido = Excretado BN positivo: ingerido mayor excretado BN negativo: ingerido menor excretado Requerimientos diarios de proteína 0,6-1,5 g / Kg peso/ día X= 1 g /Kg peso/ día para los adultos X= 2 g /Kg/ día en niños Efectos de la deficiencia de proteína Retardo en el crecimiento Perdida de peso Desnutrición: Hipoprotéica ( Kwashiorkor) Hipocalórica ( Marasmo) Treonina Metionina Valina Leucina Isoleucina Fenilalanina Aminoácidos esenciales de la alimentación Triptofano Lisina Arginina ( solo durante la infancia) Histidina ( solo durante la infancia) 2

3 Digestión (1) El estómago, produce: 1. Acido clorhídrico (HCl) en las células parietales. 2. Pepsinógeno, en las células principales que se activa a pepsina por acción del HCl, es una endopeptidasa que ataca uniones no terminales con mayor facilidad por la Tir, Fen y Trp. 3. La renina, principalmente en niños que coagula la leche. Intestino delgado, en el duodeno se produce: La secretina y la colecistoquinina, dos hormonas reguladoras de la secreción del jugo pancreático. SECRECIÓN PANCREATICA: rica en bicarbonato y enzimas digestivas. Enteropeptidasa 1. Tripsinógeno Tripsina Trip 2. Quimotripsinógeno Quimotripsina Trip 3. Procarboxipeptoidasa A y B Carboxipeptidasa A y B 3

4 Digestión (2) Las glándulas intestinales producen un jugo alcalino con moco, una fosfatasa alcalina y la enzima enteropeptidasa Las proteínas parcialmente hidrolizadas en las luz del intestino penetran en el interior de las células del enterocito como oligopéptidos donde son atacados por enzimas peptidasas y aminopeptidasas y se convierten en aminoácidos libres. Proteasas digestivas Absorción intestinal de los productos de la digestión de proteínas Se conocen varios sistemas para el transporte de los L-aa 1. Cootransporte con sodio + transporte activo para aa neutros, básicos y ácidos, iminoácidos glicina, cisteína y β- aa. 2. Se conoce una vía para los oligopéptidos pequeños asociado a sodio 3. Otra para oligopéptidos mayores con la hidrólisis del péptido en el interior de la célula seguida del transporte de los aa resultantes de la hidrólisis. Recambio Proteico Están sujetos a una biosíntesis y degradación continua. Muchos de los aminoácidos liberados durante el recambio son reutilizados en la síntesis de nuevas proteínas. En una persona de 70 Kg de peso, consume 100 g de proteína al día y excretará una cantidad equivalente de productos nitrogenados, sin embargo los estudios con marcaje radioactivo indican que se sintetizan 400 g y se degradan 400 g Las proteínas presentan una enorme variabilidad en cuanto a su vida media que va de pocos minutos a meses. Ej albúmina =21 días, Hb = 120 días Las que se segregan a un medio extracelular como las enzimas digestivas, las hormonas y los anticuerpos su recambio es rápido. En cambio las que son estructurales como el colágeno son más estables. 4

5 Importancia del recambio Constituye un camino para la adaptación celular a las modificaciones del medio ambiente. Ej: esporulación Enzimas: Proteasas intracelulares: Ej. Calpaínas (Ca+2), proteasoma (ATP). P. Lisosómicas: Ej Catepsinas Señales químicas para el recambio 1. Ubiquitización: se une a los grupos de lisina formando un complejo Degradación de proteínas anormales y de vida corta. Consume ATP. Ocurre en el citoplasma. Importancia de residuo amino terminal (Met y Ser -; Asp, Arg +) 2. Oxidación de determinados residuos catalizada por metales. El Fe+2 y el OHa los residuos de prolina y arginina 3. Secuencia PEST. Regiones de 12 a 60 residuos ricas en Pro, Glu, Ser y Tre. 4. Determinados resíduos N-terminales, de Fen, Leu, Tir, Trp, lis o arg (v.m corta) Intercambio de aa entre los diferentes órganos Los principales órganos encargados de mantener la concentración sanguínea son: El tracto digestivo, hígado, músculo, riñón y el cerebro. Llegan por vía porta al hígado donde unos son retenidos y otros son liberados a la circulación sanguínea. El tejido muscular consume al menos 60% de los ramificados y liberando alanina que es consumida por el hígado. El cerebro es gran consumidor de valina y el riñón de glutamina Reacciones generales de aminoácidos 1. Transaminación α-cetoácido1 + aa2-----α-cetoácido2+aa1 Ejemplos: TGO, TGP etc. 2. Desaminación oxidativa aa + NADPH+H-----α-cetoácido+ NADP+ 5

6 Importancia de las transaminaciones Están catalizadas por enz. Aminotransferesas Utilizan el fosfato de piridoxal como coenzima Existen aminotransferasas específicas para la síntesis de todos los aminoácidos que se encuentran en las proteínas excepto la treonina y la lisina en tanto que se dispongan los alfa cetoácidos correspondientes, debido a la incapacidad de sintetizar los alfa-cetoácidos existen los aminoácidos esenciales. Transaminación Específicas para α-cetoglutarato como aceptor de grupos amino Difieren en su especificidad para el aminoácido dador de grupos amino Efecto neto: recoger los grupos amino de la gran mayoría de los aminoácidos bajo la forma de uno solo, glutamato El piridoxal fosfato es el cofactor de las aminotransferasas (vitamina B 6). 6

7 Desaminación oxidativa del glutamato Ocurre en la mitocondria. La mayor parte del amoníaco formado en el hígado es generado por esta reacción GDH está regulada por mecanismos alostéricos (por nucleótidos purínicos) Esta reacción participa tanto en la degradación como en la síntesis de glutamato Mecanismos de control del N 1. Formación de Urea Ciclo de la urea hepático 2. Glutamina sintasa Glutámico + NH 4+ + ATP--- Glutamina+ ADP 3. Excreción urinaria de + NH 4 + Transporte de amonio Glutamina La síntesis de glutamina es el principal mecanismo de transporte de amoníaco entre los órganos para su posterior utilización o excreción. 7

8 Transporte de amonio Ciclo glucosa-alanina Ciclo de la UREA La urea es el principal producto del catabolismo del nitrógeno en los seres humanos. Tiene lugar en la mitocondria y en el citosol. 5 enzimas: 1- carbamoil fosfato sintasa I (CPS I). 2- ornitina transcarboxilasa. 3- Ácido argininosuccinasa sintasa. 4- Argininosuccinasa. 5- Arginasa. 5 pasos : 1- Formación de carbamoil fosfato (Bicarbonato y amoníaco). 2- Formación de citrulina (carbamoil fosfato +ornitina). 3- Formación de argininosuccinato (citrulina + aspartato). 4- Formación de arginina y fumarato(ruptura de argininosuccinto). 5- Formación de urea y regeneración de la ornitina (ruptura de arginina). 8

9 Ciclo de la UREA Costo energético y fuentes de nitrógeno para el ciclo de la urea 2NH 4+ + HCO ATP + H2O urea + 2ADP + AMP + 4Pi El N que ingresa como carbamoil-fosfato Proviene de la desaminación oxidativa del glutamato Parte también llega a través de la vena porta desde el intestino, en donde se produce por oxidación bacteriana de aminoácidos presentes en la luz intestinal El segundo N proviene del grupo amino del aspartato y puede derivar de aminoácidos que se transaminan con oxalacetato Excreción diaria de urea en un adulto sano: g/día La cantidad de urea eliminada está relacionada con la ingesta de proteínas Relación entre el ciclo de la urea y el ciclo de Krebs 9

10 Regulación del ciclo de la urea Regulación a corto plazo Regulación a largo plazo Regulación de las velocidades de síntesis y degradación de las enzimas del ciclo de la urea y CPS I La inanición y las dietas ricas en proteínas inducen dichas enzimas Aspectos clínicos de ciclo de la urea (1) Niveles normales de amoníaco µmol/l Hiperamonemia tipo I Déficit de CPS I Intoxicación por amonio, retardo mental Déficit de N-acetilglutamato sintasa Hiperamonemia tipo II: déficit de OTC (ornitina transcarboxilasa) Citrulinemia: déficit de argininosuccinato sintasa Aciduria por argininosuccinato Déficit de argininosuccinato liasa Hiperamonemia y argininosuccinato elevado en sangre y orina Se expresa antes de los 2 años de vida Fatal Hiperargininemia Déficit de arginasa Hiperamonemia, arginina y ornitina elevadas en sangre y orina Retardo mental, tetraparesia espástica 10

11 Aspectos clínicos de ciclo de la urea (2) TOXICIDAD DEL AMONÍACO En SNC, el amonio forma glutamato, depletando el α- cetoglutarato y enlenteciendo el ciclo de Krebs => alteraciones energéticas neuronales que llevan a la muerte de las neuronas El aumento del glutamato lleva a un aumento de la glutamina que depleta el glutamato necesario para la síntesis de GABA TRATAMIENTO DE LOS DÉFICITS DE ENZIMAS DEL CICLO DE LA UREA Limitar el consumo de proteínas Remover el exceso de amonio (levulosa, ATB) Suplementos de intermediarios del ciclo (arginina) Ácido benzoico, fenilbutirato) Destino de los esqueletos carbonados de los aminoácidos 11

12 Otros productos derivados de los aminoácidos Neurotransmisores derivados de la tirosina Otros roles de la tirosina Precursor de la síntesis de melanina => déficit de tirosinasa produce albinismo Nitrotirosina: marcador de estrés nitrativo Neurotransmisores derivados del triptófano Serotonina y melatonina POLIAMINAS CREATINA - CREATININA Óxido nítrico y función endotelial Las imágenes incluidas en esta presentación son del dominio público y no se pretendió violentar ningún derecho de copyright 12