Metabolismo del Nitrógeno

Transcripción

1 Metabolismo del Nitrógeno Facultad de Enfermería Universidad de la República ESFUNO 2014 Amalia Ávila Metabolismo de los aminoácidos 1

2 Recambio proteico Diariamente se sintetizan y degradan 400 g de proteína/día Vida media variable mecanismo de adaptación celular Señales para el recambio Ubiquitina/proteasoma Oxidación de residuos (Pro, Arg) Secuencias PEST (12-60 aa, Glu, Pro, Ser, Thr) asialoglucoproteínas Formación de urea Ciclo de la urea hepático Glutamina sintasa Mecanismos de control del N Glutamato+NH4+ +ATP Glutamina + ADP Excreción urinaria de NH4+ 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). 2

3 Aspartato aminotransferasa (ASAT/ TGO) Alanina aminotransferasa (ALAT/ TGP) 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 3

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. Transporte de amonio Ciclo glucosa-alanina 4

5 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). Ciclo de la UREA 5

6 Síntesis de carbamoil-fosfato Reacción catalizada por la CPS I mitocondrial Enzima alostérica que requiere N-acetilglutamato como activador El carbamoil-fosfato actúa como dador activado de grupo carbamoilo, que a continuación entra en el 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 6

7 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 7

8 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 8

9 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 9

10 Óxido nítrico y función endotelial Bibliografía: Herrera: Elementos de Bioquímica, ed Interamericana. Mc Graw Hill 1993 Harper: Bioquímica ilustrada 16 edición, ed. El Manual Moderno. Devlin: Bioquímica: Libro de texto con aplicaciones clínicas. 3 edición, ed. Reverté Las imágenes incluidas en esta presentación son del dominio público y no se pretendió violentar ningún derecho de copyright 10