Diapositivas Bioquimica IV segmento, Derivados de aminoácidos de interés nutricional

1. Derivados de aminoácidos de
interés nutricional

3. INDISPENSABLES
(Esenciales)
DISPENSABLES
VERDADEROS
(No esenciales)
CONDICIONALMENTE
INDISPENSABLES
(Semiesenciales)
Fenilalanina Alanina Arginina
Histidina Aspártico Cisteína
Isoleucina Asparragina Glicina
Leucina Glutámico Glutamina
Lisina Serina Prolina
Metionina Tirosina
Treonina Taurina
Triptófano
Valina
Aminoácidos indispensables, dispensables y
condicionalmente indispensables en la dieta
humana

4. En 1987 Laidlaw y Kopple
Dispensables verdaderos Condicionalmente indispensables
(Semiesenciales)
Alanina Arginina
Aspártico Cisteína
Asparragina Glicina
Glutámico Glutamina
Serina Prolina
Tirosina
Dispensables Verdaderos: Sintetizados a partir de otros aminoácidos o de metabolitos
nitrogenados en cantidades suficientes en cualquier
circunstancia fisiológica o patológica
Condicionalmente Indispensables: Pueden sintetizarse a partir de otros aminoácidos pero
su formación está limitada en determinadas circunstancias

5. En el recién nacido…...
Verdaderamente
dispensables
Alanina
Aspartato
Glutamato
Serina
CONDICIONALMENTE
INDISPENSABLES
(Semiesenciales)
Arginina
Cisteína
Glicina
Glutamina
Prolina
Tirosina
Taurina (aa no
proteinogénico azufrado
semiesencial en
prematuros y algunas
enfermedades hepáticas)

6. Así, un nutriente condicionalmente esencial es
un compuesto producido usualmente en
cantidades adecuadas por síntesis endógena
pero que se requiere de forma exógena bajo
determinadas circunstancias.
"condicionalmente esencial“ AMINOACIDOS
ACTUALMENTE
USADA PARA
OTROS
NUTRIENTES

7. Arginina
• Los requerimientos de la arginina pueden alterarse en
ciertas enfermedades. Por ejemplo: defectos
congénitos de enzimas del ciclo de la úrea.
• A pesar de que se puede sintetizar en el organismo;
una dieta libre de arginina provoca disminución del
crecimiento y hepatotoxicidad en algunos animales.
• Las soluciones de nutrición parenteral exentas de
arginina causan hiperamonemia, acidosis metabólica y
coma.
• Además la síntesis de la arginina está disminuida en
recién nacidos(prematuros), debido a que varias
enzimas del ciclo de la úrea no han madurado.

8. FUNCIONES FISIOLOGICAS Y BIOQUIMICAS DE LA ARGININA
•Síntesis proteica
•Regulación de la secreción hormonal (insulina, glucagon, hormona del crecimiento,
progesterona, prolactina)
•Síntesis de creatina
•Detoxificación del amonio (síntesis de la urea)
•Síntesis de óxido nítrico
•Activación de la síntesis de tetrahidrobiopterina
•Síntesis de agmatina e inhibición de NO sintasa, ornitina descarboxilasa, y
monoaminooxidasa
•Regulación de la expresión génica
•Metilación de proteinas
•Regulación de la reproducción (espermatogénesis, embriogénesis y fertilidad)
•Regulación de la inmunidad
•Regulación de la función neuronal
•Regulación del recambio y metabolismo energético muscular
•Reparación tisular
•Regulación de la tumorogénesis

9. REQUERIMIENTOS DE
ARGININA
4,4 g/día hasta 10,1 g/día
INGESTA SUBOPTIMA
< 2,6 g/día

10. ALIMENTOS RICOS EN ARGININA
Pescado, carne, concentrados proteicos de arroz y leguminosas, frutos secos,
sandía y algas.
La leche y sus derivados proteicos tienen bajo contenido en arginina.

11. METABOLISMO DE LA RGININA
La concentración en el hígado es muy baja (0.03-0.1 mmol, comparada con
Otros AA (0.5-10 mmol)

12. METABOLISMO DE LA ARGININA
EN EL INTESTINO
GLUTAMINA
GLUTAMATO
PROLINA
CITRULINA ARGININA
El 40% de la arginina de la dieta no entra en la circulación sistémica y es degradada
En el intestino

13. • Síntesis proteíca: La demanda de
arginina puede superar la
disponibilidad, por ejm en fases
de crecimiento acelerado (recién
nacidos) o en una intensa
proliferación celular (estrés
metabólico)
• Funcionamiento del ciclo de la
úrea: La arginina tiene acción
reguladora positiva sobre la
ureogenésis, por lo tanto su
deficiencia puede afectar
negativamente la producción de
úrea.
DESTINOS METABOLICOS DE LA ARGININA

14. DESTINOS METABOLICOS DE LA ARGININA
• Formación de óxido nítrico (NO):
La arginina es el sustrato a partir
del cual se forma el NO gracias a
la acción de la enzima NO sintasa.
El NO cumple funciones
fisiológicas muy importantes
entre las que destaca la
vasodilatación.

15. DESTINOS METABOLICOS DE LA ARGININA
• Formación de creatina: La
creatina es una molécula que
sirve para almacenar energía y
constituye una parte
cuantitativamente importante del
consumo metabólico de arginina
(2,3 g/día).

16. DESTINOS METABOLICOS DE LA ARGININA
• Otros procesos biosintéticos: Además de la formación de la ornitina en el
ciclo de de la úrea, también se forma en todas las mitocondrias de todos
los tejidos extrahepáticas por acción de la arginasa tipo II, enzima que
desempeña un papel importante en la regulación de la síntesis de NO,
prolina, poliaminas.
Activan la proliferación
celular
Esto puede explicar la eficacia de la arginina
para estimular la curación de heridas:
Quemaduras en niños, diabéticos.

17. • Aminoácido dispensable en el adulto, se puede sintetizar a partir de
metionina y serina.
CISTEINA

18. • En los recién nacidos (prematuros) es condicionalmente esencial ya que
la síntesis de novo no es suficiente para cubrir los requerimientos
corporales
Los lactantes alimentados con leches con predominio en caseínas (rica
en metionina)
CISTEINA
Cistationasa o cistationina
liasa hepática
Concentraciones plasmáticas aumentadas
de metionina
Y niveles bajos de cisteínas
Alimentarlos con leche materna o formulas
enriquecidas en proteínas del suero lácteo (ricas en
cisteínea)

19. CISTEINA
• La administración con la dieta parece fundamental, ya que en bajas
concentraciones tisulares se incorpora a la síntesis de proteínas y no a la formación
de glutatión.
• Es también indispensable en la enfermedad hepáticas, ya que en esta situación su
biosíntesis se encuentra afectada:
• En cirrosis hepática Act Cistationasa es muy baja ingerir proteínas con
abundante cisteína.

20. CISTEINA
• El interés por la cisteína ha aumentado al conocerse que el ácido sulfhídrico(SH2)
un gas derivado de este aminoácido, es una molécula que tiene funciones en la
señalización celular

21. GLICINA
• Es un aminoácido glucogénico.
• Precursor de la creatina, porfirinas, glutatión y
nucleótidos.
• Se encuentra en forma abundante en el
colágeno.
• Regula la entrada de calcio a través de
membranas, aspecto mediado por un canal
iónico dependiente de aminoácidos.

25. • Existe evidencia que la Glicina es un
aminoácido condicionalmente esencial en
lactantes (prematuros).
• Responsable del bajo crecimiento en niños
pretérmino, alimentado exclusivamente con
leche materna (bajo en glicina); por lo tanto
en ocasiones los requerimientos de este aa
puede no ser satisfecho por la madre lactante.
Ingesta media de
glicina 3,2 g/día

26. GLUTAMINA
• Considerado como aminoácido no esencial en
condiciones fisiológicas normales.
• Sin embargo en últimos años se ha argumentado
convincentemente que debe ser considerado
dentro de los condicionalmente esenciales
porque en situaciones de estrés metabólico:
sepsis, estrés quirúrgico o politraumatismo, la
demanda de glutamina aumenta y el organismo
es incapaz de sintetizarlo en cantidades
adecuadas.

27. Glutamina
Es el aa mas
abudante en la
sangre
650mmol/L
Es el aa que se
encuentra en
mayor cantidad
en las células
Constituye el
61% de los aa del
músculo
esquelético
Representa la
mitad del total
de aa corporales
Junto con la Ala
transportan mas
de la mitad del
nitrógeno de los
aa circulantes

28. FUNCIONES FISIOLOGICA Y BIOQUIMICAS DE LA GLUTAMINA
1. Regulación de la secreción de insulina y reducción de la producción de
glucocorticoides
2. Síntesis de purinas, pirimidinas, ornitina, citrulina, arginina, prolina y
asparragina
3. Reservorio de nitrógeno
4. Regulación de la expresión génica
5. Regulación de la inmunidad
6. Combustible metabólico para tejidos de rápido crecimiento como el
intestino inmunitario
7. Inhibición de la apoptosis celular
8. Síntesis de aminoazúcares y glucoproteínas
9. Regulación renal del equilibrio ácido - básico

29. GLUTAMINA
• Incorporación de proteínas
• Transformación reversible del glutamato

30. GLUTAMINA
• Cumple un papel fundamental en la
desintoxicación del amoniaco tisular.
Hígado
Riñón

31. GLUTAMINA
• También la glutamina puede sintetizarse en el
hígado con fines desintoxicantes.
• Esto sucede en los hepatocitos perivenosos
para evitar que el amoníaco no utilizado para
sintetizar úrea en los hepatocitos periportales
pueda acceder a la circulación general.

32. GLUTAMINA
• En la corteza renal, el grupo amida de la
glutamina se utiliza para formar iones amonio
y contribuir al equilibrio ácido – básico del
organismo.

33. GLUTAMINA
• Es especialmente destacable la participación
de la glutamina en la síntesis de nucleótidos,
ya que resulta fundamental en la proliferación
celular, proceso que requiere una intensa
formación de ácidos nucleicos.

34. GLUTAMINA
GLUTAMATO
SINTESIS DE
PROTEINAS
GABA FOLATOS
CETOGLUTARATO
GLUCOSA ,
LIPIDOS,
AMINOACIDOS,
BASES PURICA Y
PIRIMIDINICAS
SINTESIS DE AA A
PARTIR DE CETOACIDOS
POR REACCIONES DE
TRANSAMINACION

35. PROLINA
• Es un aa dispensable que se puede sintetizar
del glutamato y este a su vez derivar en
prolina en catabolismo nitrogenado.
• Por lo tanto la prolina puede ser una buena
fuente de glutamato y utilizarse en otros
tejidos como fuente de energía.

36. PROLINA
• Se incorpora a los tejidos proteícos y puede
hidroxilarse hasta hidroxiprolina => COLAGENO
• La prolina desempeña un papel importante en la
actividad del sistema inmunitario. Así la perdida
de función de la prolina oxidada conduce a la
alteración de la función inmunitaria en el
intestino, probablemente porque el H2O2
liberado en la reacción es un agente citotóxico
para las bacterias.

37. Requerimientos de
Prolina 5,2 g/día,
aunque los jóvenes
pueden llegar a
ingerir hasta
12g/día

38. TAURINA
• Es un aa no proteinogénico .
• Es el ácido β-aminoetanosulfónico
• Representa la amina intracelular mas
abundante en los mamíferos
• Un hombre de 70Kg contiene
aproximadamente 70g de taurina con una
conc. Intracelular de 5-50mMol, mientras que
los niveles plasmáticos se sitúan en 100uMol.

39. FUNCIONES FISIOLOGICAS DE LA TAURINA
•Formación de ácidos biliares conjugados
•Excreción de colesterol
•Osmorregulación y regulación del volumen celular
•Transporte iónico (Na+, Cl- e intercambio de Na+-
Ca2+)
•Inhibición de la fosforilación de proteínas
•Función retiniana
•Formación de N-clorotaurina en leucocitos
•Desarrollo del feto y del recién nacido

40. METABOLISMO DE LA TAURINA
• Los requerimientos de taurina se satisfacen
con la ingesta dietética o por la síntesis de
novo a partir de cisteína.
• Ocurre principalmente en el hígado
• En otros tejidos existen varias alternativas de
síntesis que son poco importantes: a partir de
N-acetilcisteína y glutation

41. SINTESIS DE TAURINA

42. Ingesta de taurina es usualmente
inferior a 200 mg/día

43. TIROSINA
• En adultos sanos es considerada un aa
dispensable.
• Sin embargo en enfermedad hepática y en
insuficiencia renal crónica, la actividad de la
fenilalanina hidroxilasa es baja =>
condicionalmente esencial.
• En recién nacidos prematuros, también la
actividad de esa enzima es baja =>
fenilalaninemias transitorios

44. TIROSINA
• La tirosina es una aminoácido modulador de
las respuestas inmunitarias, indirectamente, a
través de la producción de catecolaminas y de
tiroxina.
La ingesta media es de 2,8
g/día, aunque en adultos se
alcanza ingestas de hasta 6,4
g/día

45. Algunos derivados de aminoácidos tienen
también el carácter de compuestos
condicionalmente esenciales.
Carnitina
Colina
β-hidroxi β-metilbutirato
Poliaminas

46. CARNITINA
• La L-carnitina (β-hidroxi-γ-trimetilamino-butirato)
es un derivado de los aminoácidos lisina y
metionina (esenciales)
• Ampliamente distribuido en todos los tejidos de
los mamíferos(tejido muscular)
• Es fundamental en la oxidación de los ácidos
grasos y por tanto en el metabolismo energético.
• Actúa como lanzadera de los ácidos grasos de
cadena larga permitiendo su ingreso a la matriz
mitocondrial.

47. SINTESIS DE LA CARNITINA
Fe+2
Fe+2
Dioxigenasa

48. • Su deficiencia da lugar a una serie de
síndromes que incluyen debilidad muscular
progresiva con infiltración lipídica del músculo
esquelético y concentración reducida de
carnitina muscular, cardiomiopatía,
hipoglucemia grave, hiperamonemia y
capacidad disminuida de producción de
cuerpos cetónicos en respuesta al ayuno.

49. FUENTES DE CARNITINA
• Carnes rojas, leche, pescados
• Vegetales( cantidades pequeñas o nulas)

50. DEFICIENCIA DE CARNITINA
SISTEMICA MIOPATICA
Afecta a todo el
organismo (casi nunca
se presenta)
Afecta solamente tejido
muscular ( mas común)

51. CAUSAS DE LA DEFICIENCIA DE
CARNITINA
• Deficiencia de LISINA o METIONINA (precursores
de la carnitina)
• Deficiencia de HIERRO, VITAMINA C, B3 o B6
• Fallo GENÉTICO en la síntesis de carnitina.
• Por una aciduria orgánica
• Secundaria a Tx médicos como diálisis renal o NP
de larga duración o acido valproico
• Problemas renales-> mayor excreción

52. • Numerosos estudios han demostrado que la
suplementación con carnitina mejora
sensiblemente las complicaciones cardíacas y la
capacidad para realizar ejercicio, así como la
sintomatología muscular, la hipotensión
intradialítica y la anemia resistente a la
eritropoyetina27. La Food and Drug
Administration de EE.UU. ha aprobado la
utilización de la carnitina, no sólo para el
tratamiento sino para la prevención de la
deficiencia de carnitina en los pacientes
sometidos a hemodiálisis.

53. En el recién nacido……
• Niveles disminuidos de carnitina
• Baja capacidad de síntesis.
• Es posible que la carnitina sea un nutriente
condicionalmente esencial para el recién
nacido prematuro.
• Alimentados con fórmulas lácteas exentas de
carnitina, sus concentraciones plasmáticas
descienden.

54. • La leche humana contiene 50-100 nmoles/ml de
carnitina.
• Los neonatos alimentados con fórmulas a base de
soja, o NP total, no reciben carnitina exógena
bajas concentraciones plasmáticas de este
compuesto.
• Por todo ello, en el primer año de vida incluyen la
obligatoriedad de suplementación con carnitina
las fórmulas para alcanzar concentraciones
similares a las de la leche humana.

55. COLINA
• Es un a amina cuaternaria (trimetiletanolamina)
• Es componente importante para la integridad de
la membrana celular, la neurotrasmisión, la
señalización celular, el transporte y metabolismo
lipídico.

56. Fuentes de Colina

57. HOMOCISTEINA
+
METIONINA

59. RECOMENDACIONES PARA LA INGESTA ADECUADA DE COLINA
(mg/día)
LACTANTES
0 – 6 MESES 125 (18 mg/Kg)
7 – 12 MESES 150 (17 mg/Kg)
NIÑOS
1 – 3 AÑOS 200
4 – 8 AÑOS 250
9 – 13 AÑOS 375
VARONES
14 - 18 AÑOS 550
19 - >70 AÑOS 550
MUJERES
14 – 18 AÑOS 400
19 - >70 AÑOS 425
GESTACION (14 – 50 AÑOS) 450
LACTANCIA (14 – 50 AÑOS) 550

60. β-hidroxi β-metilbutirato
• El β-hidroxi β-metilbutirato es un metabolito
normal de la leucina que se produce en
forma endógena en el citosol del músculo y
del hígado y que contribuye a la síntesis de
colesterol, ya que en su metabolismo se
forma el HMG CoA.

63. • La teoría inicial sobre la acción del HMB en el
músculo es que las células musculares
dañadas no serían capaces de sintetizar
suficiente HMGCoA para sustentar la síntesis
de colesterol y con ello el adecuado
funcionamiento de las membranas. Por ello es
necesario suplementación e la dieta de HMB
para la producción de HMGCoA en los
miocitos.=> disminución del daño celular.
β-hidroxi β-metilbutirato

64. POLIAMINAS
• Las poliaminas son derivados de ornitina y
metionina implicados en la multiplicación y
crecimiento celular.
• Las poliaminas mas importantes son la putrescina
y sus derivados espermidina y espermina.
• Por sus múltiples cargas positivas se unen a
polianiones como el ADN y ARN, estabilizandolas
y contribuyendo a su empaquetamiento.