Metabolismo degli aminoacidi e delle proteine

Il metabolismo degli aminoacidi e delle proteine comprende i processi di turnover delle proteine alimentari e corporee, la sintesi e la degradazione dei venti aminoacidi, e la gestione del loro azoto e carbonio. Poiché gli aminoacidi trasportano azoto che l'organismo non può immagazzinare come tale, il loro metabolismo è strettamente collegato all'eliminazione dell'azoto attraverso il ciclo dell'urea e all'utilizzo degli scheletri carboniosi per la produzione di energia o per la biosintesi.

Definition

Il metabolismo degli aminoacidi e delle proteine è l'insieme integrato di vie metaboliche che regolano la sintesi e la degradazione di proteine e aminoacidi, incluso il trasferimento e l'eliminazione dell'azoto aminico e l'utilizzo degli scheletri carboniosi degli aminoacidi per la produzione di energia o la biosintesi.

Scope

Questa voce tratta il turnover proteico e il bilancio azotato, il catabolismo degli aminoacidi con transaminazione e deaminazione, il ciclo dell'urea, la sintesi degli aminoacidi non essenziali e la distinzione tra aminoacidi essenziali e non essenziali. Costituisce un argomento di riferimento nell'ambito della biochimica della nutrizione, e non fornisce indicazioni cliniche o dietetiche.

Key concepts

• Turnover proteico e bilancio azotato
• Aminoacidi essenziali e non essenziali
• Transaminazione e deaminazione
• Ciclo dell'urea ed eliminazione dell'ammoniaca
• Aminoacidi glucogenetici e chetogenetici
• Biosintesi degli aminoacidi
• Flusso monocarbonioso e azotato

Mechanisms

Le proteine corporee vengono continuamente sintetizzate e degradate, e gli aminoacidi liberi risultanti si uniscono a quelli provenienti dalla dieta in un pool comune. Quando gli aminoacidi vengono catabolizzati, il loro gruppo aminico viene rimosso per transaminazione e deaminazione ossidativa, rilasciando ammoniaca che viene detossificata nel fegato attraverso il ciclo dell'urea ed escreta come urea. Gli scheletri carboniosi residui sono classificati come glucogenetici, chetogenetici o entrambi, entrando nella gluconeogenesi o nel ciclo dell'acido citrico di conseguenza. Gli aminoacidi non essenziali possono essere sintetizzati da intermedi comuni del metabolismo, mentre gli aminoacidi essenziali devono essere forniti con la dieta. Il flusso complessivo attraverso queste vie è governato dal bilancio azotato e dallo stato ormonale e nutrizionale, con il fegato come sede principale che integra lo smaltimento degli aminoacidi con il resto del metabolismo dei substrati energetici.

Clinical relevance

Il metabolismo degli aminoacidi e delle proteine è alla base di concetti quali il fabbisogno proteico, il bilancio azotato e le conseguenze di un'alterata eliminazione dell'ammoniaca. Questa voce presenta questi meccanismi come conoscenza di base e non offre obiettivi dietetici individualizzati né consigli terapeutici.

History

Hans Krebs e Kurt Henseleit descrissero il ciclo dell'urea nel 1932, fornendo il primo ciclo metabolico e spiegando come l'organismo elimini l'azoto di scarto. Gli studi con isotopi di Rudolf Schoenheimer negli anni Trenta del Novecento rivelarono il turnover dinamico e continuo delle proteine corporee, ribaltando la visione che le proteine tissutali fossero statiche.

Key figures

• Hans Krebs
• Kurt Henseleit
• Rudolf Schoenheimer
• Guoyao Wu

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

Perché alcuni aminoacidi devono provenire dalla dieta?

Gli aminoacidi essenziali non possono essere sintetizzati dall'organismo umano, o non in quantità sufficienti, e devono quindi essere introdotti con le proteine alimentari; gli aminoacidi non essenziali possono essere prodotti a partire da intermedi metabolici comuni.

Come elimina l'organismo l'azoto proveniente dagli aminoacidi?

I gruppi aminici rimossi durante la degradazione degli aminoacidi formano ammoniaca, che il fegato converte in urea attraverso il ciclo dell'urea per l'escrezione, poiché l'azoto non può essere immagazzinato come i carboidrati o i grassi.