sábado, 3 de septiembre de 2011

METABOLISMO DE PROTEINAS

METABOLISMO. Generalidades

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Éstos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos.

Proteìnas.
Las proteínas están compuestas por los aminoácidos, dispuestos en una cadena lineal y unidos por enlaces peptídicos. Las enzimas son proteínas que catalizan las reacciones químicas en el metabolismo. Otras proteínas tienen funciones estructurales o mecánicas, como las proteínas del citoesqueleto que forman un sistema de andamiaje para mantener la forma de la célula. Las proteínas también son partícipes de la comunicación celular, la respuesta inmune, la adhesión celular y el ciclo celular.


METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS.
   El  nitrógeno es muy abundante en la naturaleza, se presenta como nitrógeno molecular (N2) formando parte del aire, en los suelos se encuentra en forma de nitratos, amoniaco.

   ¿Cómo obtienen el nitrógeno los organismos animales?

   Nosotros no podemos utilizar las formas inorgánicas de nitrógeno y requerimos la utilización de este elemento en formas de compuestos nitrogenados.

   Las plantas absorben los nitratos y el amoniaco del suelo y sintetizan aminoácidos, así los animales dependen de las plantas para la obtención de nitrógeno metabólicamente útil. Esta transformación que sufre el nitrógeno destaca la relación entre los seres vivos y el medio, constituyendo el ciclo del nitrógeno en la naturaleza.

   La forma de obtención de nitrógeno metabólicamente útil lo constituye el nitrógeno aminoacídico.

Formas de ingreso:

   A diferencia de los carbohidratos  y lípidos  la variedad de proteínas que ingresan al organismo es superior y proviene de los tejidos animales y vegetales,   así si las proteínas de los alimentos aportan los aminoácidos que contienen  el nitrógeno metabolitamente útil al organismo, determina que estas proteínas de las dietas son un requerimiento nutricional que permite mantener el equilibrio metabólico y posibilita una adecuada reposición de las pérdidas de nitrógeno.

Digestión y absorción:

   Las proteínas que forman parte de las dietas son degradadas por la acción de enzimas proteolíticas (proteinazas y peptidasas) presentes en el aparato digestivo, las cuales las convierten en aminoácidos.

   Las proteinazas son las que hidrolizan enlaces peptídico localizados en el interior de las cadenas de proteínas, suelen actuar sobre sustratos de alto peso molecular y su acción produce fragmentos peptídico de longitud variables. Las peptidasas hidrolizan enlaces peptídico localizados en  los  extremos  de  las cadenas de proteínas o próximos a ellas,  suelen atacar péptidos de bajo peso molecular y en su acción se liberan tripéptidos,  dipéptido y aminoácidos libres.

   Los aminoácidos obtenidos de la degradación de las proteínas son absorbidas por la mucosa intestinal mediante mecanismos de transporte activo que consume ATP y la presencia de iones sodio.


Pool aminoácido:

   Es el conjunto de todos los aminoácidos libres presentes en el organismo. Este proceso se encuentra en equilibrio dado por los procesos que aportan  y sustraen.



APORTAN


SUSTRAEN

- Absorción intestinal.

- Síntesis de proteínas

- Catabolismo de las proteínas hísticas
- Síntesis de otros compuestos
   Nitrogenados.
- Síntesis de estos compuestos
  nitrogenados.

-Metabolismo de los aminoácidos


Reacciones generales de los aminoácidos de importancia en el metabolismo.

1.    Desaminación oxidativa:  Es la reacción que consiste en la separación del grupo amino de los aminoácidos en forma de amoníaco quedando el cetoácido homólogo al aminoácido desaminado.

2.    Transaminación: Consiste en la transferencia del grupo amino, de un aminoácido es transferido a un cetoácido, formándose un nuevo aminoácido y un nuevo cetoácido.

3.    Descarboxilación: Es la separación del grupo carbóxilo del aminoácido en forma de CO2

Aminoácidos esenciales y no esenciales:

Aminoácidos esenciales:  Aquellos que el organismo no pueden sintetizarlos  y son necesarios adquirirlos por las dietas.

Aminoácidos no esenciales:   Aquellos que el organismo los sintetiza.

Valor biológico de las proteínas:

   Es el grado de eficiencia de las proteínas para satisfacer  las necesidades del organismo.

Vías de eliminación de amoníaco:

   El metabolismo de los aminoácidos y otros compuestos nitrogenados de bajo peso molecular, origina amoníaco (NH3). El mismo se reincorpora al metabolismo, aunque las cantidades que se producen son superiores a la que se elimina por un mecanismo de excreción urinaria.
   Se hace necesaria una eliminación eficaz, ya que es una sustancia tóxica cuyo aumento en la sangre y los tejidos  puede crear lesiones en el tejido nervioso.

   Dentro de los mecanismos que dispone el organismo humano para la eliminación del amoníaco se encuentran:
-       La excreción renal
-       El ciclo de la urea.

Excreción renal:

   El riñón es capaz de eliminar amoníaco por la orina en forma de sales de amonio. En este órgano, el amoníaco obtenido se combina con iónes H+ formando amonio que se elimina combinado con aniones.

   La excreción urinaria de sales de amonio consume H+, por lo que estas reacciones dependen de los mecanismos renales de regulación del pH sanguíneo.

Síntesis y excreción de Urea.

   Es el mecanismo más eficaz que dispone el organismo para la eliminación del amoníaco.

   La síntesis de la Urea se lleva a cabo en el hígado y de este órgano alcanza al riñón, donde se elimina por la orina.

   La Urea es un compuesto de baja toxicidad. En este proceso 2 moléculas de amoníaco y una de CO2 son convertidas en urea. Es un proceso cíclico que consta de varias etapas que al final se obtiene arginina que al hidrolizarse libera Urea.

Metabolismo de los Nucleótidos.

   Los nucleótidos ocupan importantes y variadas funciones en el organismo, dentro de las que se pueden citar su papel como precursores de los ácidos nucleicos.

   El pool de nucleótidos lo constituyen los nucleótidos  libres en el organismo, en el que hay procesos que aportan y que sustraen.

Aportan                        absorción intestinal
                                   catabolismo de polinucleótidos
                                   síntesis de nucleótidos




Sustraen                   la síntesis de polinucleótidos
                               La formación de compuestos que contienen nucleótidos
                               Catabolismo de los nucleótidos


Absorción intestinal.

   Los polinucleótidos de los alimentos son degradados en el intestino delgado por los las ribonucleosas y desoxirribonucleosas  presentes en las secreciones pancreáticas, las cuales se convierten en oligonucleótidos. Estos por la acción de las fosfodiesterasas producen una mezcla de mononucleótidos que por la acción de las nucleótidasas intestinales los descomponen en nucleósidos y fosfato inorgánico, así los nucleósidos son absorbidos por la mucosa intestinal.

Síntesis de nucleótidos.

   Existen 2 vías para llevar a cabo la síntesis de nucleótidos.

  1. La síntesis de novo: que implica la formación de bases nitrogenadas a partir de ciertos precursores.

En el caso de los nucleótidos pirimidínicos, los precursores son el aminoácido aspártico  y el carbamilfosfato y para los nucleótidos purínicos intervienen varios compuestos (glutamina, glicina, ácido aspártico), que en forma secuencial van aportando los elementos requeridos.

  1. La recuperación de bases: consiste en la formación de nucleótidos a partir de bases preformadas.

   Tanto la síntesis de novo como la recuperación de bases requieren  en forma activa de la ribosa, el 5 fosforibosil – 1 – pirofosfato (PRpp), el cual se obtiene de las ribosas 5 p.

Formación de derivados di y trifosfatados.

   La elevación del grado de fosforilación de los nucleósidos monofosfatados, se produce por la transferencia de grupos fosfatos provenientes del ATP. Las enzimas nucleósidas monofosfatoquinasas catalizan estas reacciones. La conversión del nucleósido difosfatado a trifosfatado  ocurre de igual forma y por la acción de la nucleósida difosfatoquinasa.

Metabolismo de las porfirinas.

   Las porfirinas son biomoléculas que realizan funciones coenzimáticas y que pertenecen a los compuestos tetrapirrólicos y poseen un núcleo central constituido por 4 anillos del pirrol mediante puentes monocarbonados.

   La porfirina constituyente del grupo hemo en la protoporfirina 1X con una distribución de sustituyentes y un átomo de hierro al estado ferroso (Fe2+) en el centro de la molécula.
   Dentro de sus funciones están:
  1. Transporte de oxígeno.
  2. Transporte electrónico
  3. La eliminación de peróxidos.
  4. La oxidación directa de algunos sustratos.

Bilirrubina. Formación de Icteros.

   El grupo tetrapirrólíco de la protoporfirina 1X sufre una apertura entre 2 anillos además de reacciones de reducción que lo convierten en un tetrapirrol lineal de intenso color amarillo que es la bilirrubina.

Ictero:

   Cuando la bilirrubina se produce en cantidad excesiva o cuando los mecanismos se hallan defectuosos, su concentración plasmática se eleva.

   La ictericia o íctero es la acumulación del pigmento amarillo de la esclerótica en las membranas mucosas y la piel en cantidades  suficientes para ser visualizadas.

Relaciones de los compuestos nitrogenados con otras áreas del metabolismo.

      -    Numerosos aminoácidos pueden ser convertidos en glucosa, por ejemplo el        
           Ácido pirúvico  y otros intermediarios del ciclo de Krebs.
-       La relación entre  glúcidos y nucleótidos (ribosa).
-       Un derivado glucídico del ácido glucorónico interviene en la eliminación de bilirrubina.
-       Los aminoácidos se convierten en  acetil coA y otros participan en la síntesis de lípidos nitrogenados.


metabolismo de proteinas

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