clase nº 22

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  • 1.1 Bioqumica CATABOLISMO DE LAS PROTENAS Y NITRGENOS DE AMINOCIDOS- CATABOLISMO DE LOS ESQUELETOS DE CARBONO DE LOS AMINOCIDOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE MEDICINA HUMANA ESCUELA PROFESIONAL DE ENFERMERA

2. 2 CATABOLISMO GENERAL DE LAS PROTENAS Introduccin Importancia Biomdica Balance de Nitrgeno Recambio de Protenas Degradacin de Protenas Catabolismo de los aminocidos. Mecanismos de eliminacin del grupo amino. Destino del esqueleto carbonado de los aa. AA. que durante su catabolismo forman -cetoglutarato. AA. que durante su catabolismo forman piruvato. AA. que durante su catabolismo forman Acetil-CoA y acetoacetil CoA. AA. que durante su catabolismo forman Fumarato. AA. que durante su catabolismo forman succinil-CoA. AA. que durante su catabolismo forman Oxalacetato. 3. Los aminocidos son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carcter cido como propiedad bsica y actividad ptica; qumicamente son cidos carbnicos con, por lo menos, un grupo amino por molcula, 20 aminocidos diferentes son los componentes esenciales de las protenas. Aparte de stos, se conocen otros que son componentes de las paredes celulares. Las plantas pueden sintetizar todos los aminocidos, nuestro cuerpo solo sintetiza 16, aminocidos, stos, que el cuerpo sintetiza reciclando las clulas muertas a partir del conducto intestinal y catabolizando las protenas dentro del propio cuerpo. 3 4. 4 5. 5 Se le llama recanbio de proteinas al flujo que existe dentro de nuestro organismo el cual consiste: Se degradan hasta sus aminocidos constituyentes y, por otro, se utilizan estos aminocidos junto con los obtenidos de la dieta, para formar nuevas protenas en base a las necesidades del momento. Ocurre en todas las formas de vida. En los humanos el recambio de protenas es del 1 a 2% de la protena total corporal total, sobre todo la MUSCULAR. 6. 6 Para la sntesis de protenas requeremos aminoacidos y stos se diferencian en : ESENCIALES:son aquellos que no se pueden sintetizar a partir de otros recursos de la dieta (el cuerpo humano no puede generarlos). Esto implica que la nica fuente de estos aminocidos en esos organismos es la ingesta directa a travs de la dieta. Los encontramos en: la carne, huevos y los lcteos. Son: FENILALANINA, ISOLEUCINA, LISINA, METIONINA,TRIPTFANO,TREONINA, LEUCINA, VALINA. NO ESENCIALES: Se obtienen en la dieta. Tambin se pueden formar por TRANSAMINACIN.Son:L Alanina, L Arginina, L Asparagina, Acido L- Asprtico, L Citrulina, L Cistina, L Cisteina, L Glutamina, Acido L Glutminico, L Glicina, L Histidina, L Serina, L Taurina, L Tirosina, L Ornitina, L Prolina. 7. 7 8. 8 9. 9 degradan las protenas a aminocidos. Las peptidasas (antes conocidas como proteasas) son enzimas que rompen los enlaces peptdicos de las protenas. Usan una molcula de agua para hacerlo y por lo tanto se clasifican como hidrolasas. Hidrolizan la unin entre el carboxilo de un aminocido y el -amino del siguiente (unin peptdica) 10. 10 LOS ANIMALES CONVIERTEN EL NITROGENO ALFA AMINO EN PRODUCTOS FINALES DIFERENTES Los animales excretan el nitrgeno de aminocidos y otras fuentes como productos finales : amoniaco, cido rico o urea. La prevalencia de un productos en distintos animales depende de la disponibilidad de agua en su nicho ecolgico ocupado por cada uno. Peces teleosteros:Amoniaco Aves:Acido Urico Hombre:Urea 11. 11 Los grupos a-amino se remueven mediante transaminacin El nitrgeno a-amino se canaliza al glutamato Las transaminasas son especficas slo para una pareja de a-aminocido y a-cetocido. Grupos no a-amino selectos pueden ser transaminados. 12. 12 Protena -Aminocidos -Cetocidos -Cetoglutarato Glutamato NH4 Aspartato rea Oxalacetato -Cetoglutarato NAD(P) NAD(P)H -Cetoglutarato TRANSAMINASAS GLUTAMATO DESHIDROGENASA ASPARTATO DESHIDROGENASA 13. 13 Se efecta en 4 etapas: 1.-Transaminacin 2.-Desaminacin oxidativa de glutamato 3.-Transporte de amoniaco 4.-Reacciones del ciclo de la urea 14. 14 15. 15 NITROGENO alfa amino alfa cetoglutarato GLUTAMATO Excepciones: LISINA TREONINA PROLINA HIDROXIPROLINA Se revierte con facilidad Sus aminotransferasas tambin participan en la biosntesis de aminocidos. Despues de la eliminacion del nitrogeno alfa amino el esqueleto de carbono restante se degrada mediante otras vas. 1.-TRANSMINACION 16. 16 ALANNINA PIRUVATO AMINOTRANSFERASA GLUTAMATO ALFA CETOGLUTARATO AMINOTRANSFERASA Catalizan la transferenciamde grupos amino a: Piruvato (se forma alanina) Alfa cetoglutarato (se forma glutamato PIRUVATO PIRUVATO PIRUVATO ALFA AMINOACIDO ALFA CETOACIDO PIRUVATO L-ALANINA AMINOTRANSFERASAS Los niveles sericos de aminotransferasas suben en cuadros patologicos 17. 17 Coenzima, presente en el sitio catablico de las aminotrasnferasas. Derivado de la vitamina B6. Forma una base de Schiff intermediaria enlazada a la enzima que se reordena de varias formas ENLAZADO En la transaminacion sirve de portador de PIRUVATO PIROXIDAL(PLP) GRUPO AMINO 18. 18 Todo el nitrogeno amino proveniente de los aminoacidos que experimentan transaminacin se concentra en el glutamato. El glutamato es nico aminoacido que experimenta desaminacin oxidativa a una veloc. Considerable en los tejidos de mamferos. El amoniaco que se forma a partir de los grupos alfa amino se efecta principalmente mediante el nitrgeno amino del L- glutamato. 19. 19 Teniendo en cuenta los componentes del par obligado, todos los grupos -amino de losaminocidos son finalmente transferidos al -cetoglutarato mediante transaminacin, formando L-glutamato. A partir de este aminocido el grupo nitrogenado puede ser separado por un proceso denominado desaminacin oxidativa, una reaccin catalizada por la L- glutamato deshidrogensas, una enzima omnipresente de los tejidos de mamferos queutiliza como coenzima NAD+o NADP+como oxidante. En la reaccin directa,generalmente se utiliza NAD+y se forma - cetoglutarato y amonaco: NH3este ltimo, 2.-Desaminacin oxidativa del:LA L- GLUTAMATO DESHIDROGENASA OCUPA UNA POSICIN CENTRAL EN EL METABOLISMO DEL NITRGENO 20. alpH fisiolgico del medio se carga con un protn, presentndose casi en su totalidad comoin amonio (NH4+).La reaccin es reversible, por lo que el amonio pude unirse a una -cetoglutarato paraformar glutamato, usando como coenzima NADPH+.Es probable que en vivo la reaccintenga mayormente una direccin hacia la formacin de amonaco. La concentracin deamoniaco que sera necesario para que la reaccin se desplace hacia la produccin deglutamato es txica y, en condiciones normales, sera raramente alcanzada, exceptuando laregin periportal del hgado, donde llega el amonaco absorbido en el intestino ytransportado al hgado. 20 21. 21 22. El glutamato forma parte del par obligado de la transaminacin de los aminocidos y por tanto es la puerta de acceso del amoniaco libre a los grupos amino de lamayora de los aminocidos; y a la inversa, es la puerta de salida del nitrgenode estos compuestos.El papel predominante de la L- glutamato deshidrogensas en la eliminacin del amoniacoqueda marcado por su localizacin preponderante en las mitocondrias del hgado en donde,como veremos ms adelante, tienen lugar las reacciones iniciales del ciclo de formacin deurea. La enzima se implica tambin en la produccin de amonaco a partir de aquellosaminocidos que son requerido para la produccin de glucosa o para dar energa cuando seagotan las reservas de otras molculas: azucares y lpidos. 22 23. Basndose en esto, la L-glutamato deshidrogensas se regula alostricamente por los nucletidos purnicos. Cuandoes necesario la oxidacin de aminocidos para la produccin de energa, la actividad en ladireccin de la degradacin del glutamato es incrementada por el ADP y GDP, que sonindicadores de un estado de bajo nivel de energa en la clula. El GTP y ATP, indicativosde un nivel de energa alto, son activadores alostricos en la direccin de la sntesis deglutamato. 23 24. 24 El amonaco (NH4 +) es producido por clulas que se encuentran en todo el cuerpo, especialmente en los intestinos, hgado y los riones. En los riones, el NH4 + juega un papel menor en el equilibrio cido-bsico, pero por lo dems es un residuo metablico (principalmente el resultado del metabolismo de protenas). La mayor parte del amonaco que el organismo produce es utilizado por el hgado en la produccin de urea. sta tambin es un residuo, pero es mucho menos txico que el amonaco. El amonaco es especialmente txico para el cerebro aun en concentraciones 100 veces menor que las concentraciones normales de urea El amonaco es especialmente txico para el cerebro y puede producir confusin, letargo y en algunas ocasiones coma. Valores normales: El rango normal es de 15 a 45 mg/dL. 25. Las condiciones que pueden incrementar los niveles de amonaco son, entre otras: Insuficiencia heptica Insuficiencia cardaca congestiva severa Eritroblastosis fetal Sangrado gastrointestinal, por lo general en el tracto GI superior Enfermedades genticas del ciclo de la urea Leucemia Pericarditis Sndrome de Reye Algunos medicamentos Cules son los riesgos? Sangrado excesivo Desmayo o sensacin de mareo Hematoma (acumulacin de sangre debajo de la piel) Infeccin (un riesgo leve en cualquier momento que se presente ruptura de la piel) Punciones mltiples para localizar las venas 25 26. 1.Acumulacin de glutamina. Los niveles de esta sustancia se incrementan notablementeen las hiperamonemias. La acumulacin de glutamina en el cerebro, especialmente enastrositos, produce efecto osmtico, aumentando la PIC (presin intracraneana) y dandohipoxia cerebral. 2.Inhibicin de la lanzadera malato-aspartato. La sntesis exagerada de glutamina reducelos niveles de glutamato, esto inhibe la lanzadera. Se produce aumento de lactato ydisminucin del pH cerebral. 3.Actividad de la gluclisis. El amonaco estimula la fosfofructoquinasa y con ello laactividad glucoltica. Aumenta el lactato y el valor de la relacin NADH/NAD+. 26 27. 4.Inhibicin del ciclo de Krebs. El aumento de amonaco en la mitocondria de