metabolismoamiacidico
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Biochimica L’azoto entra nel corpo come costituente di amminoacidi proteici e ne viene rilasciato come ammoniaca, urea e altri prodotti derivanti dal metabolismo amminoacidico Biochimica Idrolisi di proteine introdotte con la dieta, sintetizzate ex novo: pool aminoacidi liberi Sintesi di proteine corporee 300-400 gr al giorno Sintesi di molecole: porfirine Creatina, neurotrasmettitori Purine, pirimidine etc Metabolizzate: Glucosio,glicogeno CO2 Corpi chetonici, acidi grassi,steroidi Biochimica Biochimica Tipico degli organismi in crescita: Gravidanza e allattamento Biochimica Biochimica Biochimica 8 Biochimica Digestione ed assorbimento delle proteine e degli aminoacidi La digestione inizia nello stomaco H+-K+ ATPase Si Ottengono polipeptidi e amminoacidi Intestino tenue Biochimica I peptidi sono ulteriormente scissi dall’azione di proteasi pancreatiche: il loro rilascio è stimolato dalla produzione di CCK delle cellule intestinali e attivate dalla liberazione di ioni Gli amminoacidi liberi e i dipeptidi sono assunti dalle cellule carbonato il cui rilascio è stimolato dalla secretina dell’epitelio intestinale. Tripsina, chimotripsina, elastasi, carbossipeptidasi hanno specificità diverse I dipeptidi prima di essere rilasciati nel sistema portale vengono idrolizzati Poiché la concentrazione di amminoacidi liberi nei fluidi extracellulari è comunque inferiore a quella intracellulare, il trasporto è effettuato da sistemi di trasporto attivo per idrolisi di ATP. Una amminopeptidasi stacca in successione il residuo amminoterminale producendo ammnioacidi liberi Il catabolismo degli amminoacidi nelle piante è in genere correlato alla Biochimica produzione di metaboliti per altre vie biosintetiche. Tre situazioni in cui gli amminoacidi negli animali subiscono una degradazione ossidativa: 1) Durante la sintesi e degradazione delle proteine cellulari (turnover delle proteine), alcuni amminoacidi, se non necessari per la sintesi di altre proteine possono essere ossidati. 2) Quando una dieta è ricca di proteine e gli amminoacidi sono in eccesso per la sintesi di proteine; non si possono formare riserve di amminoacidi! 3) Durante il digiuno prolungato. Biochimica Da dove dove vengono vengono i Da gruppi amminici? amminici? gruppi 44 Biochimica Destino metabolico degli amminoacidi Per poter essere utilizzati nel metabolismo energetico gli aminoacidi devono prima subire deamminazione: L’azoto può essere eliminato o incorporato in altri composti 1.transamminazione amminotraferasi Glutammato DH Dette anche transaminasi si trovano nel citosol di tutte le cellule, ma specialmente nelle cellule epatiche, renali, intestinali e muscolari Biochimica AST = aspartato aminotransferasi ALT= alanina aminotransferasi Biochimica Derivato della vitamina B6 Biochimica aminoacidi chetoacidi Biochimica Trasporto di ammoniaca: Utilizzo della glutammina sintetasi (1) Tessuti periferici Fegato e rene Glutamminasi (2) Biochimica Biochimica Biochimica La gln è l’amminoacido più concentrato nel sangue: a livello renale rilascia ammoniaca che si protona a NH4+ (serve a tamponare il pH acido, risparmiando HCO3-) donatore di azoto per la sintesi di altri amminoacidi (his e trp), basi puriniche, a livello di SNC è precursore di glu e GABA nell’intestino viene trasformata in alanina e ammoniaca, l’alanina andrà al fegato dove darà piruvato e glutammato (sintesi dell’urea). Biochimica ..nel muscolo la molecola prescelta per il trasporto è l’alanina α-KG piruvato Biochimica Il ciclo del glucosio -alanina Ciclo glucosio-alanina Biochimica 2. Deamminazione ossidativa GDP e ADP ATP e GTP Glutammato DH (nella matrice mitocondriale) Preferenzialmente nel fegato e nel rene Meccanismo spontaneo Dopo l’assunzione di un pasto ricco di proteine il livello di glutammato epatico si alza e la reazione proceve verso la formazione di NH3 Biochimica Biochimica Biochimica E’ possibile classificare le specie animali in base al prodotto di escrezione attraverso cui eliminano l’azoto: o Gli animali ammoniotelici eliminano l’azoto sotto forma di ammoniaca (animali acquatici come i pesci) o Gli animali ureotelici eliminano l’azoto sotto forma di urea (mammiferi e anfibi adulti) o Gli animali uricotelici eliminano l’azoto sotto forma di acido urico (uccelli e rettili) Le piante riciclano i gruppi amminici senza alcun tipo di escrezione ammoniaca urea Acido urico Biochimica Il ciclo dell’urea avviene in modo completo solamente nel fegato In due compartimenti cellulari: mitocondri e citoplasma La reazione complessiva del ciclo dell’urea è la seguente: 2NH4+ + HCO-3 + 4ATP + H2O → UREA + 4ADP + 4Pi Biochimica Ciclo dell’urea Deriva dalla deamminazione ossidativa del Glu Carbamil fosfato sintetasi I Ornitina transcarbamilasi Viene trasportata nel citosol Biochimica Regolazione del ciclo dell’Urea arginina 49 Biochimica Argininsuccinato sintasi Argininsuccinato liasi Biochimica arginasi Un aumento di aminoacidi in entrata nel fegato a causa di attiva degradazione delle proteine a causa di digiuno [gluconeogenesi] o aumento dell’apporto proteico nella dieta inducono gli enzimi del ciclo Biochimica Ciclo dell’urea Solo nel fegato Esistono disordini legati a difetti di tutti gli enzimi del ciclo. Provocano iperammonemia, alcalosi, encefalopatie, disordini legati alla tossicità dell’ammoniaca sul sistema nervoso. In condizioni di acidosi metabolica nel rene viene stimolato l’assorbimento di gln, indotta la glutamminasi e la glu DH: aumenta il rilascio di NH4+, gli scheletri carboniosi vengono utilizzati nel ciclo di Krebs a formare CO2 ≅ HCO3che parteciperà a neutralizzare H+ in eccesso. Nel fegato si ha diminuzione del ciclo dell’urea con risparmio di gln per il rene Fumarasi Malato DH ossalacetato che viene transaminato in aspartato. Il fumarato fa da Biochimica “trait d’union” fra ciclo dell’urea e ciclo dell’acido citrico (Krebs). Biochimica La deaminazione degli amminoacidi porta alla formazione di 7 prodotti intermedi Biochimica Biochimica Biochimica Sintesi delle catecolamine Regolatori del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi Biochimica La creatina La sintesi avviene prevalentemente nel fegato e nei reni La quantità è correlata alla massa muscolare Avviene nel muscolo e nel cervello Si trova prevalentemente nel muscolo Biochimica Biochimica Poiché la sua eliminazione giornaliera è costante, la quantità di creatinina rilasciata nelle 24 ore, può essere utilizzata per determinare se il campione rispecchia l’eliminazione giornaliera di urina e quindi determinare eventuali danni come l’insufficienza cardiaca, disidratazione, ostruzione del flusso urinario. Funge da riserva di ATP Biochimica Errori congeniti del metabolismo aminoacidico
