Fundamentos del Metabolismo Bioquímico: Proteínas, Nucleótidos y Lípidos

Función precursora de las proteínas

Las proteínas desempeñan roles fundamentales en la síntesis de:

• Porfirinas y proteínas.
• Aminas biológicamente activas (neurotransmisores).
• Hormonas tiroideas.
• Histamina, creatina, creatinina y nucleótidos.
• Melaninas.

Ictericia y metabolismo de la bilirrubina

La ictericia se produce por el acúmulo de bilirrubina. El proceso sigue esta ruta:

1. Los glóbulos rojos cargados de grupos hemo se degradan formando biliverdina.
2. Esta se reduce a bilirrubina, que se transporta en sangre unida a la albúmina sérica.
3. En el hígado, se conjuga con dos azúcares (UDP-glucuronato) para formar diglucurónido de bilirrubina.
4. Este compuesto se excreta vía renal o fecal, transformándose en urobilinógenos y coprobilinógenos (dando color a heces y orina).
5. Un fallo hepático provoca el exceso de bilirrubina, resultando en la coloración amarillenta del paciente.

Derivados de aminoácidos (síntesis de aminas biológicamente activas)

• Trp: Serotonina (neurotransmisor que regula el peristaltismo intestinal, vasoconstricción, sueño y vigilia).
• Glutámico: GABA (neurotransmisor inhibitorio).
• Tirosina:
  • Catecolaminas (DOPA → Dopamina → Noradrenalina → Adrenalina).
  • Hormonas tiroideas (Tiroglobulina → Triyodotironina (T3) → Tiroxina (T4)).
  • Melaninas (DOPA → Dopaquinona → eumelaninas y feomelaninas).

Metabolismo de bases nitrogenadas

Degradación de nucleótidos

• Por dieta: Ácidos nucleicos + nucleasas pancreáticas y fosfodiesterasas intestinales = nucleótidos → nucleósidos + nucleosidasas y fosforilasas = bases nitrogenadas + ribosa (incorporadas a nucleótidos o degradadas a ácido úrico).
• Degradación metabólica: Mediada por endonucleasas y exonucleasas.

Rutas de degradación

• Purinas: La xantina es el producto común de la degradación de AMP y GMP hacia ácido úrico.
• Pirimidinas: UMP/CMP originan β-alanina (precursor de CoA). TMP origina succinil-CoA.

Biosíntesis de nucleótidos

• Ruta de salvamento: Reversible, requiere PRPP y fosforribosiltransferasas.
• Síntesis de novo: Requiere ribosa-5-P. La PRPP amidotransferasa es el punto de regulación alostérica (inhibida por AMP y GMP).

Gota y artritis gotosa

Consecuencia del acúmulo de ácido úrico (hiperuricemia) con depósitos de urato monosódico. El tratamiento principal es el alopurinol (inhibidor competitivo de la xantina oxidasa).

Digestión y metabolismo de proteínas

El proceso incluye la desnaturalización por HCl, hidrólisis por zimógenos (pepsina, tripsina, quimotripsina) y absorción intestinal de péptidos y aminoácidos. La toxicidad del amoníaco es crítica, ya que bloquea el ciclo de Krebs y puede causar edema cerebral.

Destinos de los esqueletos carbonados

• Gluconeogénicos: Producen piruvato o intermediarios del ciclo de Krebs.
• Cetogénicos: Se convierten en acetil-CoA o acetoacetato (leucina y lisina).

Ciclo de Krebs y bioenergética

Tiene lugar en la matriz mitocondrial. Es un proceso anfibólico regulado por la disponibilidad de sustrato y la modulación alostérica de enzimas clave (citrato sintasa, isocitrato DH y α-cetoglutarato DH). Las lanzaderas (glicerol-3-P y malato-aspartato) permiten la entrada de electrones del NADH citosólico a la mitocondria.

Metabolismo de lípidos

Lipólisis y β-oxidación

La degradación de ácidos grasos (AG) ocurre en la matriz mitocondrial tras su activación y transporte mediante carnitina. La β-oxidación consta de cuatro reacciones: deshidrogenación, hidratación, deshidrogenación y ruptura tiolítica.

Biosíntesis de ácidos grasos

Ruta citosólica que utiliza acetil-CoA, NADPH+H+ y el complejo multienzimático AG sintasa. El producto final es el palmitato (C16).

Cuerpos cetónicos y colesterol

Los cuerpos cetónicos se forman en el hígado a partir de acetil-CoA durante el ayuno prolongado. El colesterol, sintetizado en el citoplasma, es precursor de hormonas esteroídicas, vitamina D y ácidos biliares.