Metabolismo proteico ed aminoacidico

Pool degli aminoacidi plasmatici

Chi sintetizza gli aminoacidi nella catena alimentare? Sono le piante

Attraverso tramite l’enzima nitrato reduttasi

attraverso

per il ricambio del patrimonio endogeno Per l’uomo la via principale di assunzione di azoto è l’ingestione di proteine con la dieta. Le proteine assunte con la dieta sono fondamentale fonte di aminoacidi e di azoto indispensabili per il ricambio del patrimonio endogeno

Digestione delle proteine

Le proteasi pancreatiche sono attivate nell’intestino

L’assorbimento intestinale avviene attraverso un trasporto attivo

Gli aminoacidi (come il glucosio) vengono assorbiti dall’intestino per trasporto attivo

Pool degli aminoacidi plasmatici Il fegato è il principale organo di demolizione degli aminoacidi.

Il destino degli aminoacidi in eccesso è quindi quello di essere indirizzati verso il metabolismo energetico previa rimozione dei gruppi -amminici. Lo scheletro carbonioso che rimane, un -chetoacido, entra, in qualche modo, nei cicli ossidativi (ciclo di Krebs) L'utilizzazione degli aminoacidi nel catabolismo avviene ovviamente anche se le necessità energetica non è soddisfatta da altri nutrienti ed in questo caso sono le proteine tissutali ad essere degradate per fornire aminoacidi. E' interessante sapere che il catabolismo degli aminoacidi contribuisce al fabbisogno energetico per oltre il 15% del totale.

Alcuni aminoacidi possono rientrare in entrambe le categorie La rimozione del gruppo amminico mediante transaminazione porta alla sintesi di chetoacidi Substrati da ossidare o da trasformare in intermedi del metabolismo glucidico o lpidico. A seconda del destino l’aminoacido corrispondente può essere classificato: Chetogenico: il metabolismo può fornire corpi chetonici Glucogenico: il metabolismo può fornire glucosio attraverso il processo della gluconeogenesi Alcuni aminoacidi possono rientrare in entrambe le categorie

Destino dello scheletro carbonioso Aminoacidi glucogenici = rosa Aminoacidi chetogenici = giallo

Catabolismo degli aminoacidi Distacco del gruppo amminico dallo scheletro carbonioso

Il destino del gruppo amminico degli aminoacidi è di passare sul glutammato Il glutammato è infatti l’unico aminoacido che può essere successivamente desaminato,

Le transaminasi non operano una vera e propria perdita dei gruppi amminici, ma un trasferimento su un chetoacido, generando un nuovo aminoacido. Nella maggior parte degli aminoacidi il gruppo amminico viene trasferito all'atomo di carbonio in  dell'α-chetoglutarato che diviene così glutammato

Il gruppo amminico viene trasferito dall'alanina, un aminoacido, all'a-chetoglutarato, un chetoacido che diviene così  glutammato L'alanina, a sua volta, perdendo il gruppo amminico, forma il chetoacido piruvato. Questa reazione è catalizzata da una transferasi, e precisamente l'alanina aminotransferasi, ALAT, chiamata anche glutammico piruvico transaminasi (GPT). il distacco del gruppo amminico avviene perché le transaminasi contengono, come coenzima, il piridossalfosfato (PLP), derivato dalla piridossina, la vitamina B6

Biosintesi dell’urea Transaminazione Deaminazione ossidativa del piruvato Trasporto dell’ammonio Ciclo dell’urea

Il glutammato che si forma è un aminoacido importante nel metabolismo dei gruppi amminici (-NH2, NH3, NH4+) raccogliendoli, per transaminazione sull'a-chetoglutarato, da molti aminoacidi.  Il glutammato, citosolico, entrerà nei mitocondri epatici dove cederà il gruppo amminico sotto forma di ione ammonio NH4+ che entrerà nel ciclo di produzione dell'urea ed eliminato con le urine. La rimozione mitocondriale dei gruppi amminici del glutammato è operata, tramite una deaminazione ossidativa,  da un enzima che si chiama glutammato deidrogenasi (GDH), Lo ione ammonio è in equilibrio con NH3

Il glutammato viene deaminato ossidativamente dalla glutammato deidrogenasi

La transaminazione è accoppiata alla deaminazione del glutammato

L’acido glutamico penetrato nei mitocondri può: essere desaminato dalla glutammato deidrogenasi con formazione di ammoniaca ed acido alfa-chetoglutarico, oppure cedere il gruppo amminico all’ossalacetato, ad opera di una transaminasi mitocondriale (GOT) e dare acido aspartico

Glutammico-ossalacetico aminotransferasi (GOT)

La sintesi di glutammato e soprattutto di aspartato permette al fegato di conservare gruppi amminici sottoforma di questi due aminoacidi, per la sintesi delle proteine plasmatiche

Tutti i tessuti producono ammoniaca, presente come ione ammonio, che deriva dal catabolismo degli aminoacidi   Non potendo essere esportata nel sangue, per la sua tossicità, l'ammoniaca viene, nei tessuti extraepatici, cervello compreso,  convertita in un composto non tossico, la glutammina.  La glutammina,  si forma per addizione enzimatica, catalizzata dalla  glutammina sintetasi, di un gruppo amminico al glutammato. Essendo neutra, può facilmente attraversare le membrane cellulari e, passata nel sangue, viene trasportata al fegato.  Il suo azoto ammidico verrà rilasciato sotto forma di ammoniaca solo nei mitocondri epatici ad opera di un enzima chiamato glutamminasi, ed entrerà nel ciclo di produzione dell'urea, molecola solubile che sarà escreta con le urine.

La glutammina trasporta l’NH3 nel sangue

L’ALANINA TRASPORTA L’AMMONIACA DAL MUSCOLO AL FEGATO CICLO MUSCOLO-FEGATO O GLUCOSIO ALANINA Alfa chetoglutarato piruvato I tessuti extraepatici, in particolare i muscoli, durante l’esercizio muscolare, eliminano N sotto forma di aminoacidi, specialmente glutammina e alanina, che sono trasportati al rene o al fegato. Il fegato utilizza N dell’alanina e lo trasforma in urea, molecola non tossica che è successivamente eliminata dal rene. Il rene può scindere N di glutammina e convogliarlo nelle urine, o trasformare glutammina in alanina, che è trasportata al fegato.

L'organo deputato alla eliminazione dell'NH3 è il fegato. Ciclo dell’urea L'organo deputato alla eliminazione dell'NH3 è il fegato.

Gli aminoacidi sono precursori di composti importanti Dal triptofano: Acido nicotinico o niacina o Vit. B6 , Serotonina (neurotrasmettitore),Melatonina (ciclo circadiano) Dall’istidina: istamina (ormone della reazione allergica) Dalla tirosina: ormone tiroideo e melanina (pigmento cutaneo) Dal glutammato: GABA (neurotrasmettitore)

Sintesi dell’eme

CATABOLISMO DELL’EME

Catabolismo dell’eme: formazione dei pigmenti biliari Coniugazione con acido glucuronico