ELIMINACIÓN DEL NITRÓGENO
CICLO DE LA UREA
Principal forma de eliminación de los grupos aminos y formación de un componente importante de la orina: La urea
Los dos nitrógenos presentes en la urea provienen del glutamato,, a través de la glutamato deshidrogenasa y AST ( para producción de amoniaco libre y aspartato respectivamente
El carbono y oxígeno de la urea provienen del co2
La urea es producida en el hígado y trasportada por la sangre hasta los riñones y de ahí a la orina 
Reacciones del ciclo
Regulación basal y postprandial
En estado postprandial se encuentra siempre activo como parte del metabolismo normal de las proteínas ya que la acumulación de amonio es tóxica
En estado de ayuno prolongado, cuando se ahotan las reservas de carbohidratos y grasas, se aumenta el ciclo.A su vez el fumarato sirve como fuente de energía para el ciclo de Krebs
La argininosuccinato sintetasa usa citrulina y aspartato para formar argininosuccinato.Reacción impulsada por disociación de ATP y es la ultima fase del ciclo donde se usa el ATP
La argininosuccinato liasa disocia el argnininosuccinato en arginina y fumarato.El fumarato puede ser usado en otas vias mediante reacciones anapleróticas, mientras que la arginina es el precursor directo de la urea
La ornitina transcarbamoilasa (OTC) transfiere el carbamoil a la ornitina, produciendo citrulina. La ornitina se regenera con cada vuelta al ciclo
La arginasa hidroliza la arginina, formando ornitina y urea. ( La ornitina regresa a la matriz mitocondrial)
Formación de carbamoil fosfato: Catalizado por la carbamoil-fosfato sintetasa I (CPS I), incorpora un amoniaco por la desaminación oxidativa del glutamato. Requiere de N-acetiglutamato y ATP
Las primeras dos reacciones ocurren en la matriz mitocondrial, luego ,mediante un cotransportador la ornitina y citrulina atraviesan la matriz llegando a la mitocondria
Destinos de la urea
Mediante la acción de la ureasa bacteriana , en el intestino la arginina se transforma en NH3 y CO2. El amoniaco se pierde por las heces o se reabsorbe en la sangre
La urea es filtrada por los riñones y excretada por la orina
En pacientes con insuficiencia renal, se aumenta la acción de la ureasa bacteriana lo que provoca hiperamoniemia en la mayoria de los casos
Estequiometria del ciclo
Es un ciclo completamente irreversible con una energía de Gibbs muy negativa
La regulación se da por 3 factores: N-acetilglutamato, disponibilidad de sustatos y inducción enzimática
CORRELACIÓN CLÍNICA
Hiperamoniemia: Ocurre cuando la velocidad de producción de amonio supera la velocidad del ciclo de la urea.Tomando en cuenta que los niveles normales en sangre son de 11 a 32 micromol, los niveles en la hiperamoniemia superan los 1000
El principal efecto del altas concentraciones de amoniaco es la neurotoxicidad expresada de dos maneras
Efecto sobre el metabolismo de los neurotransmisores
Efecto sobre el metabolismo energético
Se invierten reacciones en ciclo de krebs por lo ue se termmina formando glutamina. La depleción el el ciclo de Krebs lleva a incapacidad de obtener energía por el cerebro
Las altas concentraciones de amoniaco inhiben la producción del neurotransmisor inhibitorio GABA y forma un exceso de AACR
Hiperamoniemia adquirida
Su denominación se debe a las diferente hepatopatías que pueden causar deficiencia en el funcionamiento hepático y con esto deficiencias en el ciclo de la urea
Las hepatotoxinas como el alcohol son uno de los mecanismos más frecuentes que complican la función hepática
En caso de la cirrosis hepática se crea una circulación colateral por lo que la sangre no tiene acceso al hígado y con esto no funciona el ciclo de la urea por la indisponibilidad de sustrato
Hiperamoniemia hereditaria
Hay trastornos hereditarios detectados para las 5 enzimas del ciclo de la urea
La deficiencia de ornitina transcarbamoilasa es la más común y se encuentra ligada al cromosoma X
mas del 90% de los casos se deben a herencia autosómica recesiva
La deficiencia de arginasa es menos grave debido a que la arginina tienen 2 nitrógenos fácilmente excretables
El tatamiento para la hiperamoniemia se da con farmacos como el fenilbutirato de sodio, el cual primero se convierte en fenilacetato de sodio, luego se combina con glutamina y forma fenilacetilglutamina la cual elimina 2 nitógenos por la orina
GENERALIDADES
los aminoácidos no se almacenan en el organismo, por ese motivo estos deben conseguirse de diversas fuentes
todos los compuestos del cuerpo que contienen nitrógeno son sintetizados a partir de aminoácidos
Los compuestos que proviene de aminoácidos incluyen proteínas celulares, hormonas, neurotransmisores, creatina fosfato, el hemo de la hemoglobina y de los citocromos, la melanina del pigmento de la piel y las bases purinas y pirimidinas de los nucleótidos y de los ácidos nucleicos
METABOLISMO DE LOS AMINOACIDOS
Segunda fase
los esqueletos de carbono de los α-cetoácidos se convierten en productos intermedios de las vías metabólicas que producen energía
Primera fase
Eliminación de los grupos α-amino para producir amoniaco y el α-cetoácido, así formando el esqueleto de carbono de los aminoácidos
METABOLISMO GLOBAL DEL NITROGENO
EL nitrógeno entra a nuestro organismo es mediante las proteínas que vienen de la dieta. El nitrógeno se va del organismo en forma de urea, amoniaco y otros derivados metabólicos de aminoácidos.
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Conjunto de aminoacidos:
la unión de diversos aminoácidos libre forman el conjunto de aminoácidos
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Abastecido por tres fuentes que son:
degradación de proteínas endógenas
proteínas exógenas
los aminoácidos no esenciales sintetizados por productos intermedios
el conjunto de aminoácidos se agota por medio de:
La síntesis de proteínas corporales
como precursores de moléculas nitrogenadas
convertir de aminoácidos en diferentes productos
Recambio de proteinas
la mayoría de proteínas del organismo se sintetizan y se degradan continuamente.
Recambio de proteinas
la mayoría de proteínas del organismo se sintetizan y se degradan continuamente.
Degradacion de proteinas: Existen dos sistemas enzimáticos para degradar proteínas
Velocidad de recambio: la cantidad total de proteínas es constante, porque la velocidad de síntesis de proteínas es la suficiente para reemplazar las proteínas degradadas
vía proteolítica de ubiquitina-proteasoma:
Las proteínas sufren una modificación por la unión covalente de Ub después se va a hacer una adición de cuatro o más moléculas de Ub a la proteína diana. Donde las proteínas marcadas con Ub son reconocidas por el proteasoma donde esta comienzan a degradar proteínas. esta degradación selectiva de las proteínas es mediante el complejo ubiquitina-proteasoma requiere energía mediante el ATP
Sistema de enzimas degradadoras no dependientes de ATP de los lisosomas
Los lisosomas utilizan las hidrolasas ácidas para degradar de manera no selectiva proteínas intracelulares y extracelulares
Metabolismo del amoniaco
Es producido en todos los tejidos
Altamente tóxico
Fuentes
Dieta
Glutamina
Acción bacteriana
Aminas
Purinas y pirimidinas
Transporte
Úrea
Glutamina
Desde el hígado
Hasta riñones
Se produce en
Hígado
Músculo esquelético
SNC
ELIMINACIÓN DEL NITRÓGENO DE LOS AMINOÁCIDOS
DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS DE LA DIETA
Digestión de oligopéptidos por las enzimas del intestino delgado
La superficie luminal del intestino contiene aminopeptidasa, una exopeptidasa que corta repetidas veces el residuo N-terminal de los oligopéptidos para generar péptidos aún más pequeños y aminoácidos libres.
Absorción de aminoácidos y dipéptidos
Los aminoácidos libres entran en los enterocitos mediante un sistema de transporte secundario ligado a sodio de la membrana apical. Los dipéptidos y los tripéptidos,
sólo se encuentran aminoácidos libres en la vena porta después de una comida que contenga proteínas.
Estos aminoácidos se metabolizan en el hígado o se liberan a la circulación general
son transportados por un sistema de transporte ligado a H+. Los péptidos son hidrolizados a aminoácidos en el citosol antes de ser liberados al sistema portal por difusión facilitada
Las enzimas proteolíticas responsables de la degradación de proteínas se producen en tres órganos diferentes: el estómago, el páncreas y el intestino delgado
Digestión por las enzimas pancreáticas
mediante un grupo de proteasas pancreáticas que incluyen tanto endopeptidasas (escinden dentro del polipéptido) como exopeptidasas (cortan por un extremo).
Cuando entran en el intestino delgado, los grandes polipéptidos producidos en el estómago por la acción de la pepsina siguen siendo degradados a oligopéptidos y aminoácidos
Digestión por la secreción gástrica
La digestión de proteínas comienza en el estómago, que segrega el jugo gástrico, una disolución única que contiene ácido clorhídrico y la proenzima pepsinógeno.
Pepsina
esta endopeptidasa estable a ácidos es segregada por las células principales del estómago en forma de su cimógeno inactivo (o proenzima), el pepsinógeno.
El pepsinógeno es activado a pepsina, ya sea por acción del ácido clorhídrico o autocatalíticamente mediante moléculas de pepsina que ya se hayan activado.
Ácido clorhídrico
el ácido del estómago está demasiado diluido (pH = 2-3) como para hidrolizar proteínas.
las proteínas son demasiado grandes como para ser absorbidas por el intestino.
La mayor parte del nitrógeno proveniente de los alimentos se consume en forma de proteínas, cuya cantidad asciende a 70-100 g/día en la dieta americana
La presencia del grupo α-amino protege a los aminoácidos eficazmente contra la degradación oxidativa.
A. Transaminación: la canalización de los grupos amino a glutamato
La eliminación del grupo α-amino es esencial para la generación de energía a partir de cualquier aminoácido, y es una etapa obligatoria en el catabolismo de todos los aminoácidos.
Una vez eliminado, su nitrógeno puede incorporarse en otros compuestos o puede excretarse en forma de urea, y los esqueletos carbonados se metabolizarán.
La primera etapa del catabolismo de la mayoría de los aminoácidos es la transferencia de su grupo α-amino al α-cetoglutarato, lo que produce un α-cetoácido (derivado del aminoácido original) y glutamato.
El α-cetoglutarato desempeña un papel fundamental en el metabolismo de aminoácidos por aceptar los grupos amino de la mayoría de los aminoácidos, convirtiéndose así en glutamato.
Especificidad de sustrato de las aminotransferasas
Mecanismo de acción de las aminotransferasas
todas las aminotransferasas requieren la coenzima fosfato de piridoxal (un derivado de la vitamina B6, que está unida covalentemente al grupo ε-amino de un residuo de lisina específico situado en el sitio activo de la enzima.
Equilibrio de las reacciones de transaminación
para la mayoría de las reacciones de transaminación, la constante de equilibrio es cercana a 1, lo que permite que la reacción funcione tanto en el sentido de la degradación de los aminoácidos mediante la eliminación de los grupos α-amino
Valor diagnóstico de las aminotransferasas plasmáticas
las aminotransferasas son normalmente enzimas intracelulares; los bajos niveles que se encuentran en el plasma representan la liberación del contenido celular durante el recambio celular normal.