Metabolismo de las proteínas

Qué es el metabolismo de las proteínas

Las proteínas corporales están en recambio constante. Un adulto sano degrada y resintetiza a diario una cantidad considerable de proteína propia, sobre todo muscular, en un equilibrio dinámico que la fisiología denomina balance nitrogenado. Cuando la síntesis iguala a la degradación, el balance es neutro; cuando la síntesis predomina, como en el crecimiento o en la recuperación de una enfermedad, el balance es positivo.

El conjunto de aminoácidos libres disponibles en la célula, la sangre y los líquidos extracelulares se conoce como acervo de aminoácidos. Se nutre de tres fuentes: la proteína de la dieta, la degradación de proteínas corporales y la síntesis de aminoácidos no esenciales, y se consume en la fabricación de proteínas nuevas, hormonas y otros compuestos nitrogenados.

Catabolismo de los aminoácidos

La degradación de un aminoácido comienza casi siempre por la eliminación de su grupo alfa-amino, mediante reacciones de transaminación o de desaminación oxidativa. Ese primer paso libera amoníaco, una sustancia tóxica para el sistema nervioso incluso en concentraciones bajas, y deja un esqueleto de carbono que sigue caminos distintos según el aminoácido de origen.

Ese esqueleto carbonado no se desperdicia. Puede oxidarse en el ciclo de Krebs para obtener energía, convertirse en glucosa mediante la gluconeogénesis o transformarse en cuerpos cetónicos, según el aminoácido implicado. Por esta razón, la nutrición clasifica los aminoácidos en glucogénicos, cetogénicos o ambas cosas a la vez.

El ciclo de la urea: la vía de eliminación del nitrógeno

El amoníaco no puede acumularse ni eliminarse tal cual por la orina sin riesgo. El hígado lo capta, en gran parte transportado desde otros tejidos en forma de alanina y glutamina, y lo transforma en urea a través de una secuencia cíclica de cinco reacciones enzimáticas que combinan amoníaco, dióxido de carbono y el grupo amino del aspartato.

La urea resultante, mucho menos tóxica que el amoníaco, pasa a la sangre y se elimina por vía renal. Cuantitativamente es la forma más importante de excreción del nitrógeno en el ser humano: la mayor parte del nitrógeno procedente del catabolismo de aminoácidos abandona el organismo por esta vía.

Regulación según el estado nutricional

La actividad de las enzimas del ciclo de la urea se ajusta a la ingesta. Una dieta rica en proteínas incrementa su síntesis, y el ayuno prolongado también la eleva, porque en esa situación las proteínas musculares se convierten en la principal fuente de energía disponible. Con una dieta equilibrada, en cambio, la velocidad de síntesis de estas enzimas disminuye.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el balance nitrogenado?

Es la diferencia entre el nitrógeno que una persona ingiere, sobre todo en forma de proteína, y el que elimina por la orina, las heces y otras vías. Un balance negativo indica que se está perdiendo más proteína corporal de la que se repone, algo habitual en el ayuno prolongado o en determinadas enfermedades.

¿Por qué es tóxico el amoníaco?

Porque interfiere con el metabolismo energético del sistema nervioso central, especialmente sensible a su acumulación. El organismo lo neutraliza con rapidez transformándolo en glutamina, un transportador no tóxico, y después en urea a nivel hepático.

¿Toda la urea se elimina por la orina?

No en su totalidad. Una parte llega al intestino, donde la flora bacteriana la hidroliza de nuevo hasta amoníaco, que puede reabsorberse y regresar al hígado. La vía renal es, con diferencia, la ruta de eliminación principal.

¿Todos los aminoácidos siguen el mismo destino tras perder el nitrógeno?

No. Según el aminoácido, el esqueleto de carbono resultante puede convertirse en glucosa, en cuerpos cetónicos o en ambos productos, y algunos entran directamente en el ciclo de Krebs como acetil-CoA u otros intermediarios.

Referencias

1. Harper. Bioquímica ilustrada. Catabolismo de proteínas y de nitrógeno de aminoácidos. AccessMedicina, McGraw Hill.
2. LibreTexts en español. Metabolismo del nitrógeno y ciclo de la urea.
3. Manual de prácticas de laboratorio de bioquímica. Metabolismo de compuestos nitrogenados. AccessMedicina, McGraw Hill.
4. Real Academia Española. Urea. Diccionario de la lengua española.