metabolismo de las proteínas o metabolismo proteico hacen referencia a los diversos procesos bioquímicos responsables de la síntesis de proteínas y aminoácidos, y la degradación de proteínas (y otras grandes moléculas) por medio de catabolismo proteico.
Mecanismo general[editar]
Las proteínas incorporadas con la dieta, son primeramente escindidas hasta sus aminoácidos constituyentes por medio de diversas enzimas y el ácido clorhídrico presente en el tracto gastrointestinal.1 Estos aminoácidos, posteriormente son convertidos en α-cetoácidos los cuales pueden ser reciclados en el organismo para la producción de energía, glucosa o grasas o para la resíntesis de aminoácidos. Esta degradación de aminoácidos a α-cetoácidos se lleva a cabo en el hígado, por medio de un proceso conocido como transaminación.2
Síntesis de proteínas[editar]
La biosíntesis de proteínas se sustenta en cuatro procesos:
Anabolismo proteico[editar]
El anabolismo proteico es el proceso por el cual las proteínas se forman a partir de aminoácidos.
Degradación de proteínas[editar]
Véase también: Proteólisis
El catabolismo proteico es el proceso por el cual las proteínas son degradadas hasta liberar sus aminoácidos constituyentes. Este proceso se denomina también como proteólisis.
La proteólisis puede ser seguida por la degradación de aminoácidos.
Metabolismo de las proteínas
Las proteínas son los nutrientes más complejos. A diferencia de los carbohidratos y de las grasas, ambos constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno (CHO), las proteínas, además de los tres átomos señalados, presentan nitrógeno en se estructura (CHON).
Las proteínas realizan las más diversas funciones, pero sin duda alguna la más importante, es la función relacionada con los procesos anabólicos, es decir la relacionada con la síntesis de materia viva, de construcción (metabolismo plástico). Bien podríamos equiparar a las proteínas y sus constituyentes, los aminoácidos, con los elementos claves necesarios para la construcción de un edificio (ladrillos, cemento, arena y hierro).
Las proteínas realizan las más diversas funciones, pero sin duda alguna la más importante, es la función relacionada con los procesos anabólicos, es decir la relacionada con la síntesis de materia viva, de construcción (metabolismo plástico). Bien podríamos equiparar a las proteínas y sus constituyentes, los aminoácidos, con los elementos claves necesarios para la construcción de un edificio (ladrillos, cemento, arena y hierro).
Las proteínas participan en el control de las reacciones químicas (fermentos o enzimas de naturaleza proteica), en la función respiratoria (la hemoglobina), en el trabajo mecánico de la musculatura (los filamentos de actina y miosina), en el proceso de circulación de la sangre para garantizar la hemostasia (fibrinógeno), en la defensa de nuestro organismo contra virus y bacterias (los anticuerpos son de naturaleza proteica), en el mantenimiento de la presión colodio-osmótica (proteínas del plasma), en la transmisión de la herencia con la participación de nucleótidos, etc.
Pese a que la oxidación de un gramo de proteína libera 4,1 Kcal (igual que la glucosa), las proteínas no son material energético por excelencia; mientras que el organismo cuente con suficientes reservas de carbohidratos y grasas, no utilizará la proteína como material energético, salvo en aquellas situaciones de gran exigencia energética, como puede suceder en ciertos tipos de deportes que sean de muchas horas (maratón, ciclismo, etc.) o cuando se hacen ayunos prolongados por cualquier motivo.
En estos casos, la energía proveniente de la oxidación de las proteínas puede ser del orden del 3-18% del total de la energía requerida. La contribución de la proteína en la obtención de energía durante el reposo es nula y durante el ejercicio es mínima. No obstante, cuando el ejercicio se prolonga más de una hora o cuando se añaden circunstancias como el ayuno, el papel que juegan las proteínas adquiere importancia.
La determinación de urea en la sangre y el estudio del balance de nitrógeno en el metabolismo, dan idea de que la contribución de las proteínas en algunos ejercicios puede suponer hasta el 15% de la energía utilizada e incluso más.
En la imagen siguiente se muestra el metabolismo de las proteínas a lo largo del tubo digestivo, con la participación de fermentos (enzimas) especializados (pepsina, tripsina, quimiotripsina), las proteínas se degradan hasta convertirse en aminoácidos.
Una vez absorbidos los aminoácidos a nivel del intestino delgado, llegarán por la vía sanguínea al hígado o a las células de los tejidos. Es necesario recalcar que los tejidos "No almacenan" proteína como tal, como si lo hacen con las grasas (tejido graso o adiposo). Si hay un exceso de aminoácidos, éstos serán convertidos en carbohidratos o en grasas, procesos que ocurren en el hígado. Por otro lado, existe un intercambio constante de aminoácidos entre las células de los diferentes tejidos, proceso facilitado por la hormona de la corteza suprarrenal, el cortisol, denominada la hormona de la adaptación.
Una vez los aminoácidos se encuentran en el hígado, sufren una serie de procesos complejos para poder ser metabolizados. En primer lugar, para que los aminoácidos puedan servir como materia prima para la síntesis de fermentos (enzimas) y proteínas estructurales hepáticas, así como también para la síntesis de proteínas plasmáticas (albúmina, globulina, fibrinógeno), deben someterse a un proceso denominado "transaminación", que consiste en la conversión de unos aminoácidos a otros.
Cada tipo de proteína posee una composición única de aminoácidos. Si hay algo específico en cada organismo, se debe a las proteínas. De esta manera, las células de los diferentes tejidos sintetizan sus propias proteínas y sus propios fermentos (enzimas).
En segundo lugar, para que el aminoácido se convierta en intermediario dentro del marco del metabolismo de la glucosa, debe someterse a otro proceso complejo denominado "desaminación", que consiste en el retiro del grupo amino, mediante una reacción de hidrólisis.
En el hígado, el amoníaco posteriormente se convertirá en urea al reaccionar con gas carbónico (NH3+CO2). La urea pasará a la vejiga y será eliminada con la orina.
En la primera imagen podemos observar que se obtiene un cetoácido, susceptible de ser oxidado, convertido en glucosa (gluconeogénesis), o simplemente convertido en grasa. Los aminoácidos desaminados tienen estructuras químicas suficientemente simples para que puedan participar en las mismas reacciones celulares en que participa la glucosa. Los cetoácidos o se oxidan o se convierten en grasa o en carbohidratos.
Queda claro que se puede sintetizar grasa a partir de la glucosa y de las proteínas. A raíz de esto, una dieta para bajar de peso (en porcentaje de grasa) supone cierta reducción de ambos nutrientes y no sólo de grasa.
Las necesidades diarias de proteína por parte de la persona, dependerá de la edad y del grado de actividad física y mental que realice a lo largo del día. En un adulto sano, estas necesidades diarias pueden ser entre 100 a 110 gramos. Si la persona realiza un trabajo físico muy intenso los requerimientos pueden alcanzar un rango entre los 200 a 240 gramos. Se entiende que en los niños y jóvenes, cuyos organismos se caracterizan por la alta intensidad de los procesos de crecimiento y desarrollo, las necesidades de proteína por Kilogramo de peso corporal, deben ser mayores, entre menor sea la edad. Si al cumplir un año, los requerimientos son de entre 5 a 5,5 gramos por Kilogramo de peso corporal, entre los 4 y 7 años son alrededor de los 3 a 3,5 gramos por Kilogramo de peso corporal.
Papel de las proteínas en el metabolismo plástico o de construcción
Queda claro que las proteínas una vez convertidas en aminoácidos y éstos a su vez desaminados, pueden convertirse en precursores del metabolismo energético. También quedó claro que las proteínas no son material energético por excelencia, como si lo son en calidad de material de construcción. El organismo crece, las partes constituyentes de los tejidos mueren, los sistemas fermentativos pierden eficacia, entonces ahí es cuando es necesario crear nueva proteína para garantizar los procesos de crecimiento, para reemplazar los tejidos muertos y los sistemas fermentativos (enzimáticos).
Anteriormente se mencionaba que si hay algo específico en cada una de nuestras células, en cada especia en cada organismo, son precisamente las proteínas tisulares. Es interesante conocer la manera como nuestras células sintetizan proteína tisular o enzimas. Hay que recordar también que en el núcleo de las células se encuentran ácidos nucleicos, ADN y ARN.
El ARN (ácido ribonucleico) sintetizado en el núcleo, lo abandona después y se concentra en el citoplasma, para desde allí ejecutar órdenes del "Director general" del proceso sintetizador de materia viva, es decir el ADN (ácido desoxiribonucleico).
En el citoplasma se encuentran las fábricas de hacer proteína, denominadas ribosomas. A estas Fábricas, penetra la materia prima (los aminoácidos) y por órdenes de los ácidos nucleicos se sintetizan proteínas (tisular, plasmática, enzimas), en la cantidad necesaria y a una velocidad determinada. En la actualidad se conocen 20 aminoácidos, cuya variada combinación entre sí producen las más diversas proteínas estructurales (fibrinógeno, protrombina, albúmina, globulinas, actina, miosina, hemoglobina, entre otras).
http://www.bioquimicayfisiologia.com/2014/03/metabolismo-de-las-proteinas.html
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