Metabolismo de Aminoácidos: Transaminación, Aminación, Desaminación y Destinos Metabólicos

Metabolismo de Aminoácidos: Procesos Fundamentales y Destinos

Reacciones Enzimáticas Clave

12. ¿Qué enzimas actúan en las reacciones de transaminación y cómo se denominan?

Las enzimas que actúan son las aminotransferasas o transaminasas, y utilizan como cofactor el PLP (fosfato de piridoxal).

13. ¿En qué consiste una reacción de aminación y para qué sirve?

Consiste en la formación de glutamato a partir de α-cetoglutarato, amonio (NH₄⁺) y NAD(P)H, catalizada por la enzima glutamato deshidrogenasa. Sirve para la síntesis de aminoácidos, ya que el grupo amino del glutamato puede ser transferido a otros α-cetoácidos mediante reacciones de transaminación.

14. ¿Cuál es la principal reacción de aminación que se produce en el organismo?

La principal reacción de aminación es la catalizada por la glutamato deshidrogenasa:

α-cetoglutarato + NH₄⁺ + NAD(P)H + H⁺ ⇌ L-glutamato + NAD(P)⁺ + H₂O

15. ¿En qué consiste una reacción de desaminación y para qué sirve?

Consiste en la eliminación del grupo amino de un aminoácido, transformándolo en el correspondiente α-cetoácido y liberando amonio (NH₄⁺). Sirve principalmente para degradar aminoácidos y para que sus esqueletos carbonados puedan ser utilizados en otras vías metabólicas. En el organismo humano, un ejemplo clave es la desaminación oxidativa del glutamato para originar el α-cetoácido α-cetoglutarato y NH₄⁺.

16. ¿Cuál es el sistema de desaminación más frecuente en el organismo humano?

El sistema de desaminación más importante en el organismo humano es la desaminación oxidativa del glutamato, catalizada por la glutamato deshidrogenasa, que lo convierte en α-cetoglutarato y libera amonio.

17. ¿En qué consiste la reacción de descarboxilación de los aminoácidos (aa) y en qué se transforman?

La descarboxilación de los aminoácidos es una reacción en la que se elimina el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido en forma de dióxido de carbono (CO₂). Esta reacción es catalizada por enzimas llamadas descarboxilasas, que a menudo requieren PLP (fosfato de piridoxal) como cofactor. Como resultado, el aminoácido se transforma en la correspondiente amina biógena.

Utilización y Destino de los Aminoácidos

18. ¿Cómo se utilizan los aminoácidos (aa) como fuente de energía (E)?

Los aminoácidos se utilizan como fuente de energía principalmente en las siguientes situaciones:

• Cuando hay un exceso de proteínas en la dieta y los aminoácidos superan las necesidades para la síntesis de nuevas proteínas y otros compuestos nitrogenados.
• Durante el ayuno prolongado o la inanición, cuando las reservas de glucógeno y lípidos son insuficientes y las proteínas corporales se degradan.
• En ciertas condiciones patológicas como la diabetes no controlada.

En estos casos, los aminoácidos pierden su grupo amino (que se excreta principalmente como urea) y sus esqueletos carbonados se convierten en intermediarios metabólicos que pueden ingresar al ciclo de Krebs para ser oxidados y producir ATP, o utilizarse para la gluconeogénesis o la cetogénesis. Si la ingesta de proteínas es normal y cubre las necesidades, los aminoácidos se utilizan preferentemente en vías biosintéticas.

19. Citar cuatro situaciones en las que los aminoácidos (aa) se puedan transformar en glucosa.

Los aminoácidos pueden transformarse en glucosa (proceso de gluconeogénesis a partir de aminoácidos glucogénicos) en las siguientes situaciones:

1. Dietas muy bajas en hidratos de carbono o cetogénicas.
2. Ayuno prolongado o inanición.
3. Estrés metabólico intenso (por ejemplo, debido a traumatismos, sepsis o quemaduras graves).
4. Diabetes mellitus no controlada, donde la utilización de glucosa está alterada.

20. ¿Dónde se produce la degradación de los aminoácidos ramificados?

La degradación de los aminoácidos ramificados (leucina, isoleucina y valina) se inicia principalmente en los tejidos extrahepáticos, como el músculo esquelético, tejido adiposo, riñón y cerebro. Las primeras etapas (transaminación y descarboxilación oxidativa) ocurren en estos tejidos. Los productos resultantes son luego transportados al hígado, donde su metabolismo continúa. Parte de sus esqueletos carbonados pueden ingresar al ciclo de Krebs, que tiene lugar en la mitocondria, para su oxidación completa o para la síntesis de otros compuestos.

21. ¿Qué requieren los aminoácidos (aa) para poderse convertir en glucosa y cómo se denominan?

Para que los aminoácidos puedan convertirse en glucosa, su metabolismo debe conducir a la producción de piruvato o de intermediarios del ciclo de Krebs (como α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato u oxalacetato). Estos compuestos pueden ingresar en la vía de la gluconeogénesis. Los aminoácidos que cumplen esta condición se denominan aminoácidos glucogénicos.

22. ¿Qué requieren los aminoácidos (aa) para poderse convertir en cuerpos cetónicos y cómo se denominan?

Para que los aminoácidos puedan convertirse en cuerpos cetónicos, su degradación debe generar acetil-CoA o acetoacetil-CoA, que son los precursores directos de los cuerpos cetónicos (acetoacetato, β-hidroxibutirato y acetona). Los aminoácidos que cumplen esta condición se denominan aminoácidos cetogénicos. Algunos aminoácidos pueden ser tanto glucogénicos como cetogénicos.