Metabolismo de las proteínas: anabolismo, catabolismo y proteinemia

Proteinemia: Concepto y Alteraciones

La proteinemia es la cantidad total de proteínas existentes en sangre, con valores normales (v.n.) de 6-7,5 g/l. Sus alteraciones pueden deberse a:

• Alteraciones Cuantitativas de la Proteinemia Total:

  • Hiperproteinemia: Aumento de la concentración total de proteínas en sangre.
  • Hipoproteinemia: Disminución de la concentración total de proteínas en sangre.

• Alteraciones Cuantitativas o Cualitativas de las Diversas Fracciones:

  • Disproteinemia: Se altera la distribución de las diversas fracciones proteicas.
  • Paraproteinemias: Presencia de proteínas anómalas o monoclonales.

• Otras Anomalías Relacionadas:

  • Crioglobulinemias: Presencia de inmunoglobulinas que precipitan a bajas temperaturas.
  • Aminoacidopatías: Trastornos metabólicos relacionados con los aminoácidos.
  • Amiloidosis: Acumulación anormal de proteínas insolubles (amiloide) en tejidos y órganos.

Anabolismo de las Proteínas: Síntesis y Etapas Clave

El anabolismo proteico, o síntesis de proteínas, es un proceso vital que se puede resumir en cinco etapas fundamentales:

1. Activación de los Aminoácidos

   Tiene lugar en el citoplasma, donde cada aminoácido (Aa) se une mediante un enlace covalente a un ARN de transferencia (ARNt) con la ayuda del ATP, que aporta la energía necesaria. La molécula resultante se denomina aminoacil-ARNt.

2. Iniciación de la Cadena Polipeptídica

   Para ello, es necesario que el ARN mensajero (ARNm) procedente del núcleo celular llegue al ribosoma. Este ARNm transporta la información (mensaje genético) que especifica qué aminoacil-ARNt le corresponde unirse al ribosoma para iniciar la síntesis.

3. Prolongación de la Cadena

   Tiene lugar conforme van llegando los distintos aminoácidos (Aas) vehiculizados por el aminoacil-ARNt al ribosoma y se van uniendo a los ya existentes, formando la cadena polipeptídica según la secuencia dictada por el ARNm.

4. Terminación y Liberación de la Cadena

   Se produce cuando el ribosoma encuentra una señal de terminación (un triplete de codones específico) en la molécula de ARNm. En ese momento, la cadena peptídica se corta y se libera del ribosoma.

5. Plegamiento y Maduración

   Este es un paso crucial para que la cadena polipeptídica adquiera su actividad biológica. Consiste en adquirir una conformación tridimensional específica, para lo cual es necesario que se establezcan enlaces entre los distintos aminoácidos. Intervienen enzimas y cofactores específicos que eliminan los residuos iniciadores y terminales, modifican grupos radicales, entre otras funciones post-traduccionales.

Catabolismo de las Proteínas: Degradación y Vías Metabólicas

El catabolismo proteico implica la degradación de proteínas y aminoácidos para la obtención de energía o la síntesis de otros compuestos. Dos vías principales son:

Transaminación

La transaminación consiste en el traspaso del grupo amino de un aminoácido a una molécula de α-cetoácido, que lo acepta y se transforma en otro aminoácido distinto del original. Este proceso permite la interconversión de aminoácidos y α-cetoácidos, siendo fundamental para la síntesis de aminoácidos no esenciales y la preparación para su degradación. Estas reacciones son catalizadas por enzimas denominadas transaminasas (como la GPT o ALT, GOT o AST, y γGT).

Cada aminoácido tiene su α-cetoácido correspondiente.

Desaminación Oxidativa

La desaminación oxidativa consiste en la eliminación del grupo amino (NH₂) de un aminoácido en forma de amoníaco (NH₃), para que este se convierta en su α-cetoácido correspondiente. Este α-cetoácido puede ingresar en el ciclo de Krebs (CAT) para la obtención de energía. El amoníaco resultante es tóxico y debe ser eliminado, generalmente a través del ciclo de la urea en mamíferos.

Estas reacciones son catalizadas por enzimas deshidrogenasas, que se encuentran principalmente en el citoplasma de los hepatocitos. Los coenzimas reducidos obtenidos (NADH, FADH₂) ingresarán en la cadena de transporte de electrones para la producción de ATP (energía).