Metabolismul proteinelor

Digestia i absorbia proteinelor

Majoritatea compuilor cu azot ingerai de om sunt proteine. Deci, atunci cnd discutm digestia proteinelor, implicit discutm i digestia compuilor cu azot. Moleculele pro teice intacte nu pot fi absorbite ca atare prin tractul gastro-intestinal la ani malele adulte, dect n cazuri excepionale i foarte rare. Pentru a putea fi absorbite proteinele sunt hidrolizate la structuri cu molecule mai mici de aminoacizi sau peptide mici. Cu toate c proteinele au structuri complexe, ele sunt formate de un numr redus de aminoacizi (cca. 20) diferii, legai ntre ei prin legturi peptidice.

Legtura peptidic se rupe uor conducnd la un amestec de aminoacizi liberi. Teoretic, o singur enzim specific poate asigura scindarea legturilor peptidice i deci digestia proteinelor. n realitate situaia este mai complex, deoarece enzimele digestive prez int a mare specificitate pentru localizarea respectivei polipeptide, localizarea punctului de hidroliz i natura aminoacizilor, care intervin n legtura peptidic respec tiv. Cu toate c n alimentaie exist n mod obinuit milioane de proteine, el pot fi diger te de un numr redus de enzime proteolitice, ce pot fi clasificate n 2 mari grupe: exopeptidaze i endopeptidaze.

Exopeptidazele au rolul de a ndeprta un aminoacid de la captul lanului prin hidroliz a unei legturi peptidice cu obinerea unui aminoacid i a unei polipeptide cu un amin oacid mai puin n molecul. De exemplu: carboxipeptidaza, aminopeptidaza, dipeptidaza , tripeptidaza. Endopeptidazele au rolul de a hidroliza n general legturi peptidic e din interiorul lanului, dnd natere unor lanuri polipeptidice mai mici. De exemplu: pepsina, tripsina, chimotripsina, elastina. Proteinele ptrunse n tractul digestiv sufer aciunea diferitelor enzime degradndu-se pn la stadiul de aminoacizi, care la rn dul lor sunt apoi catabolizai pe ci diferite.

O enzim deosebit de important pentru laboratorul clinic, din categoria N-aminoacid petidazelor este LAP (leucinaminopeptidaza). Nivelul acestei enzime crete mult i s pecific n afeciunile cilor biliare, dar rmne nemodificat n leziunile parenchimului hep atic. Deasemenea are valoare n diagnosticul diferenial al icterului mecanic fa de ce l hepatocelular i cel hemolitic. n ultimele 2 forme de icter, nivelul rmne cel norma l.

Schema degradrii proteinelor Proteine alimentare endopeptidaze: pepsina, tripsina, chimotripsina oligopetide exopeptidaze N-aminoacidpeptidaza, C-aminoacidpeptidaza : aminoacizi si oligopep tide catabolizati Ficat intestin subtireunde sunt utilizati in biosinteza protei nelor catabolizati tesut enterohepatic -aminoacizii utilizati in biosinteza proteinelo r

Metabolismul intermediar al aminoacizilor Aminoacizii sunt: substanele cele mai importante ale metabolismului azotului n organismele heterotrofe. serves c ca surs de energie n special prin intermediul oxidrii scheletului hidrocarbonat. Metabolismul aminoacizilor se gsete ntr-o stare dinamic, la fel ca i cel al hidrailor de carbon i al lipidelor.

Metabolismul aminoacizilor include cteva probleme de interes medical: sinteza i degradarea proteinelor conversia scheletului hidrocarbonat al aminoacizilor n in termediari amfibolici sinteza ureei formarea unor compui fiziologici activi( adre nalina, noradrenalina, DOPA, dopamina, serotonina, acidul--aminobutiric sau GABA, tirozina, creatina, creatinina, nucleul heminic, bazele purinice.

Catabolismul N-aminoacidic Cei cca 20 de aminoacizi care intr n structura proteinelor prezint mecanisme: specifice comune de metabolizare

Cile comune de degradare se refer pe de o parte la soarta gruprilor funcionale, amin ice i carboxilice, iar pe de alt parte la soarta catenelor ternare, care n aceste e tape trec prin transformri comune.

Principalele mecanisme generale de transformare ale aminoacizilor sunt: transaminarea decarboxilarea dezaminarea aminoacizilor

Transaminarea

n cel puin 12 aminoacizi gruparea -minic este ndeprtat enzimatic prin transaminare. ceste reacii, gruparea -minic este transferat pe atomul de carbon al unui cetoacid, care, de obicei este acidul cetoglutaric cu formarea cetocidului analog aminoacidu lui iniial i a acidului L-glutamic.

HOOC CH2 CH COOH NH2 HOOC CH2 C O + HOOC CH2 CH2 C COOH O COOH + HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2

Enzimele care catalizeaz acest tip de reacii se numesc aminotransferaze sau tranam inaze. Cele mai multe transaminaze folosesc ca acceptor de grupare aminic -cetoglu trtul, fiind astfel specifice pentru substratul cetoglutrt-L-glutmt. Specif icitatea pentru donorul de grupri aminice este mai puin strict, dect cea pentru acce ptorul de grupri aminice. Totui, enzimele manifest anumite preferine i, astfel anumii aminoacizi sunt transaminai mai rapid dect alii.

De exemplu: aspartat transaminaza catalizeaz reacia dintre acid aspartic i acid ceto glutric cu formare de acid oxalilacetic i acid L-glutamic. Aceast enzim are activi tate mai mare atunci cnd donorul de grupri aminice este acidul Laspartic, dar poat e fi folosit i pentru ali aminoacizi ca i donori. esuturile animale mai conin pe lng artattransaminaz i alte transaminze, ce folosesc tot -cetoglutrtul ca acceptor de grupri aminice ca : alanin-transaminaza, leucin-transaminaza, tirozin-transamina za, ce catalizeaz urmtoarele reacii:

HC 3 CH NH 2 CO OH + H OC O CH 2 CH 2 C O CO O H alanin_transaminaza HC 3 C O COO H + H OC O CH 2 CH 2 CH NH 2 COO H H3C CH CH2 CH3 CH NH2 COOH + HOOC CH2 CH2 C COOH O leucin_transaminaza H3C CH CH2 CH3 C O COOH + HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2 HO

CH2 CH COOH + HOOC CH2 NH2 CH2 C COOH tirozin_tranaminaza O HO CH2 C O COOH + HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2

Reaciile de transaminare sunt uor reversibile, ele se pot desfura n ambele direcii. Gl utamatul, produsul final al majoritii transaminrilor, cedeaz apoi gruparea aminic ntro serie de reacii final, ce duc la formarea compuilor azotai de excreie. Tranasamina zele se gsesc att n mitocondriile, ct i n citosolul celulelor eucariote.

La mamifere, aspartat transaminaza din citosol catalizeaz reaciile de transaminare a diferiilor aminoacizi cu formarea glutamatului. Glutamatul format intr apoi n ma tricea mitocondrial, printr-un sistem specific de transport prin membran. Aici, gl utamatul este fie dezaminat direct, fie cedeaz gruparea aminic oxalilacetatului, nt r-o reacie catalizat de aspartat transaminaza mitocondrial, cu formarea aspartatulu i, donorul imediat de grupri aminice n sinteza ureei.

Transaminazele au drept coenzim piridoxalfosfatul, care poate fixa aminoacidul fo rmnd o cetimin sau baza Schiff, cu urmtoarea structur: H R C N C HO H3C N CH2 O O P OOCOOH

Hidrogenul de la C este eliberat ca proton, ceea ce conduce la restructurarea mol eculei, cu deplasarea dublei legturi i a centrului nucleofil la C unde se fixeaz pr otonul. Acest produs este tot o baz Schiff, care prin hidroliz elibereaz un cetoaci d i piridoxalfosfatul, care reintr ntr-un nou ciclu de reacii.

Procesul are loc n felul urmtor: H R C COOH N C HO H3C N R C COOH N CH2 HO H3C N O CH2 O P O OH2O R C O NH2 CH2 H O H3C N O CH2 O P O OCOOH O CH2 O P O O H+ R C COOH N C HO H3C N O CH2 O P OOH3C HO R C COOH N CH O CH2 O P O N O-

Piridoxal-fosfatul, legat foarte strns, dar nu covalent de proteina enzimatic este transportorul de grupri aminice. n cursul ciclului su catalitic el sufer tranziii re versibile ntre forma sa liber de aldehid (piridoxal-fosfatul) i forma sa aminat (piri doamin-fosfatul). Schema complet cu cei doi timpi ai procesului de transaminare e ste urmtoarea:

R1 NH2 1 H2O H2O R1 H2O CH COOH N C E aldimina H R1 C N CH2 E cetimina COOH H2O + CH COOH E C H O E CH2 NH2 + R1 C O COOH piridoxal_fosfat_ enzima piridoxamin_ _fosfat_enzima R2 C O 2 + COOH E CH2 NH2 H2O H2O R2 C N COOH R2 CH N CH E COOH

H2O H2O R2 CH NH2 COOH + E CH O piridoxamin_fosfat_ _enzima piridoxal_fosfat_ _enzima CH2 E cetimina aldimina

Piridoxal-fosfatul format poate s reintre ntr-un nou ciclu de transformri. Reacia de transaminare este un exemplu de dubl dislocare, cu cinetica ping-pong corepsunzto are. n enzima liber, piridoxal-fosfatul se leag de proteina enzimatic nu numai prin azotul din ciclu, ci i prin formarea unei baze Schiff cu gruaparea amino a unei li zine din protein.

Aminoacidul substrat disloc gruparea lizil-amino din legtura cu piridoxal-fosfatul, formnd o aldimin substrat-piridoxal fosfat. Acidul glutamic, drept colector unive rsal de grupri aminice joac un rol central n metabolismulaminoacizilor din dou punct e de vedere. Acesta poate prelua direct sau indirect gruprile aminice de la major itatea aminoacizilor i poate regenera, prin dezaminarea oxidativ acidul cetoglutri c, care devine apt s accepte gruprile aminice.

Exemplu: aminoacid alfa_cetoglutarat NADH +H++ NH3 glutamat dehidrogenaza NAD++ H2O transaminaza cetoacid glutamat

Dezaminarea oxidativ

Glutamatul format sub aciunea transaminazelor poate fi rapid dezaminat oxidativ s ub aciunea glutamat dehidrogenazei, o piridin-enzim prezent att n citosol, ct i n mit ndriile hepatocitului. HOOC CH2 CH2 C O COOH + NH4++ NADH (NADPH) NH2 (NADP+ + H2O ) HOOC CH2 CH2 CH COOH+ NAD+

Gruprile aminice colectate de la diferii aminoacizi de ctre glutamat sunt descrcate sub form de ioni de NH4+ . n aceast reacie are loc i o dehidrogenare. Se presupune c d ehidrogenarea glutamatului are loc n dou etape: n prima etap se formeaz iminoglutrtu l, care n a 2-etap este hidrolizat la cetoacid. HOOC CH2 CH2 C NH HOOC CH2 CH2 CH COOH+NAD+ NH2 + COOH+NADH +H HOOC CH2 CH2 C NH COOH+H2O HOOC CH2 CH2 C O COOH+NH3

Enzima care catalizeaz aceast reacie se numete Lglutamat dehidrogenaza. Aceasta poat e folosi ca acceptor de electroni att NAD+ ct i NADP+, preferat fiind NAD+. NADH ul format este oxidat n lanul transportor de electroni. L-glutamat dehidrogenaza are un rol cheie n dezaminarea aminoacizilor. Este o enzim allosteric, nhibat de ATP, GTP i NADH i stimulat de ADP, GDP. Multe oerganisme conin aminoacid oxidaze flavindepen dente, care i ele catalizeaz dezaminarea oxidativ a aminoacizilor. L-aminoacid axid aza este specific pentru dezaminarea L-aminoacizilor i catalizeaz reacia: E_FMNH NH cetoacid + 3 + 2 L-aminoacid + H2O E-FMN +

L-aminoacidoxidaza are ca grupare prostetic FMN strns legat de proteina enzimatic. S e gsete n reticulul endoplasmatic din ficat i rinichi. O alt flavoprotein ce catalize z dezaminarea oxidativ este D-aminoacid oxidaza, prezent n ficat i rinichi, care oxid eaza D-aminoacizii la -cetocizii corespunztori. D-aminoacid + H2O + E-FAD cetoacid + NH3 E_FADH + 2

Rolul D-aminoacidoxidazei este de a iniia degradarea D-aminoacizii provenii din de gradarea enzimatic a peptidoglicanilor din pereii celulari ai bacteriilor intestin ale, care conin acid D-glutamic i ali D-aminoacizi. Formele reduse al L- i D-aminoac idoxidazelor pot reaciona direct cu O2 formnd H2O2 i regenernd enzimele sub forma lo r oxidat. E_FMNH2 + O 2 E_FADH2 +O 2 E_FMN + H2O 2 E_FAD +H2O 2

Apa oxigenat format este descompus de catalaz la ap i oxigen molecular. H2O 2 H2O + 1/ 2O 2

n celulele eucariote, L-i D-aminoacidoxidazele precum i uratoxidaza sunt localizate n microcorpi. Tot n aceste organite se gsete i catalza. Din acest motiv organitele r epective se mai numesc i peroxizomi.

Decarboxilarea aminoacizilor Un alt mecanism de degradare a aminoacizilor l constituie decarboxilarea sub aciun ea aminoaciddecarboxilazelor, a cror coenzim este piridoxal-fosfatul. n urma proces ului de decarboxilare se formeaz aminele primare corespunztoare, numite i amine bio gene. R CH NH 2 aminoacid decarboxilaza R CO 2 CH 2 NH 2 COOH

Pentru ca reacia s aib loc, i n acest se formeaz o baz Sciff ntre aminoacid i pirido osfat. Deplasrile electronilor spre N piridinic labilizaeaz legtura dintre C i grupar ea carboxilic. Are loc eliberarea unei molecule de CO2 urmat de hidroliza bazei Sc hiff astfel rezultate. Din hidroliz rezult piridoxalfosfatul i se pune n libertate a mina respectiv.

Mecanismul reaciei este urmtorul: R O OH R CH2 CH NH2 O CH2 C H H C O CH2 .. N H N+ H HO OH P O N + H CH3 R H C O CH2 N CH2 CH 2 N+ H COOH + CH2 CH C H C N + O OCO 2 CH O CH2 OHO OH P O H OHO P O CH2 N + H CH3 R OH HO P O OOCH3 CH3 OH HO P O O CH2 CH O OH + R CH2 CH2 NH3+ N CH3

Exemple de reacii de decarboxilare: N N H histidina CH 2 CH NH 2 CO 2 N N H histamina CH 2 CH 2 NH 2 CO O H H C 2 CH CO O H CO 2 H C 2 OH CH 2 NH 2 O H NH 2 serina HO O2 colamina HO N H serotonina CH2 N H CH COOH NH2 CH2 N H CH COOH NH2 CO 2 CH2 CH2 NH2 hidroxilaza

Din decarboxilarea histidinei, triptofanului, 5hidroxitriptofanului, tirozinei r ezult histamina, triptamina, serotonina i tiramina cu rol de hormoni tisulari. Din decarboxilarea treoninei, cisteinei i acidului aspartic rezult propanolamina, cis teamina, -lnin, care intr n structura cobalaminei i CoA. Din decarboxilarea acidu lui glutamic se formeaz acidul -aminobutiric, important pentru metabolismul esutulu i nervos; iar din decarboxilarea aminoacizilor bazici ca: lizina, ornitina, argi nina rezult cadaverina, putresceina, care sunt produi de putrefacie.

Metabolismul amoniacului Formarea i eliminarea amoniacului

n afara amoniacului care apare n esuturi ca rezultat al metabolismului aminoacizilo r (dezaminarea oxidativ), o cantitate considerabil se mai formeaz din proteinele al imentare sub aciunea bacteriilor intestinale i din ureea prezent n lichidele secreta te din tractul gastrointestinal. Acest amoniac este absorbit din intestin n sngele portal venos, care conine cantiti mai mari de amoniac dect sngele sistemic. n condiii normale, ficatul ndeprteaz prompt amoniacul din sngele portal, astfel nct sngele ce p ficatul, este n mod virtual liber de amoniac.

Acest lucru este esenial deoarece cantiti mici de amoniac sunt toxice pentru sistem ul nervos (normal n snge se gsesc 10-20g NH3 /100ml). Simptomele intoxicaiei cu amoni ac sunt rezultatul unei slbiri ale funciilor creierului i se manifest prin: grea vrsturi letargie ataxie convulsii iar n cazuri mai grave com prin hiperamoniemie (cc 100g NH3 /100 ml) i chiar moartea.

Aceste simptome sunt asemntoare comei hepatice, cnd nivelul amoniacului din ficat i probabil din creier este foarte crescut. Intoxicaia cu amoniac pare s fie un facto r etiologic n coma hepatic. Simptome asemntoare apar i n hepatomegalie i n general, c unciile hepatice sunt puternic alterate, deoarece ficatul este sediul transformrii amoniacului n uree. Mecanismul prin care amoniacul i exercit efectul asupra creieru lui nu se cunoate nc. Se presupune c se datorete descreterii formrii de ATP pe calea c clului citric din cauza transformrii unei cantiti excesive de -cetoglutrt n glutama t i glutamin. Nivelul acestor metabolii, la fel ca i a amoniacului este crescut n cre ier n decursul intoxicaiei cu amoniac.

Alterri ale proceselor de transmisie neural datorit unor formri excesive de acid -ami nobutiric (GABA) din glutamat pot fi, deasemenea implicate. Coninutul de amoniac din sngele din venele renale, mai mare dect n arterele renale, indic faptul c amoniac ul este produs n rinichi i apoi trece n snge. Excreia n urin a amoniacului produs n c lele tubilor renali constituie cel mai semnificativ aspect al metabolismului amo niacului renal. Producerea de amoniac este un mecanism important al tubilor rena li, de reglare a balanei acido-bazice i conservare de cationi, fiind foarte crescu t n acidoza metabolic i sczut n alcaloz. Amoniacul produs la nivelul rinichilor deriv in aminoacizii intracelulari i n special din glutamin.

Eliberarea de amoniac este catalizat de glutaminaza renal, conform reaciei: H2N C CH2 CH2 CH COOH O glutamina NH2 glutaminaza H2O NH3 HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2 acid glutamic

Amoniacul poate fi excretat sub form de sruri de amoniu. Marea majoritate este exc retat sub form de uree, care se formeaz n ciclul ureogenetic. Practic amoniacul form at n esuturi, dar prezent n sngeleperiferic n urme, este ndeprtat rapid din circulaie b form de glutamin i uree. Formarea de glutamin este catalizat de glutamin-sintetaz, e nzim prezent n cantiti mari n esutul renal.

ATP HOOC CH2 CH2 CH COOH NH2 acid glutamic NH3 ADP + Pa H2N C CH2 CH2 CH COOH H2O O NH2 glutamin_sintataza glutamina

La animale, plante i microbi exist o reacie catalizat de L-asparaginaz, analoag celei catalizate de glutaminaz la om.

Asparaginaza i glutaminaza sunt utilizate ca ageni antitumorali, deoarece tumorile necesit cantiti mari de acid aspartic i acid glutamic.

n timp ce la nivelul creierului calea major de ndeprtare a amoniacului este formarea glutaminei, n ficat calea major o constituie transformarea n uree. Un adult cu o a ctivitate normal, moderat excret zilnic 16,5g azot. Din acesta 95% se elimin prin ri nichi, iar 5% este stocat i apoi eliminat prin fecale. Ureea constituie 80-90% di n azotul excretat. Interconversia amoniacului i a glutaminei, catalizat de glutaminsintetaz i glutamina z, poate fi prezentat schematic astfel:

acid glutamic + Mg_ATP Mg_ADP glutamin sintetaza NH4+ H2N C CH2 O glutaminaza CH2 CH COOH NH2 acid glutamic H2O

Ciclul ureogenetic

n cursul reaciilor ce alctuiesc un ciclu complet dintr-un mol de amoniac rezult un m ol de uree i se consum 3 moli de ATP. Reaciile succesive sunt catalizate de 5 enzim e. Carbamoil sintetaza prezent n mitocondriile hepatice ale organismelor ureotelic e, inclusiv organismul uman, catlizeaz sinteza carbamoilfosfatului cu consum de 2 moli de ATP.

NH3 + CO 2 + 2ATP HO carbamoil sintetaza 2 Mg+ O P OH O C O NH2 + Pa 2ADP +

Ornitincarbamoilaza se gsete n mitocondriile hepatice i catalizeaz reacia de sintez a itrulinei, pentru care are o mare specificitate. NH2 + CH2 CH2 CH2 O HO P OH O C O CH2 CH2 NH C O NH2 + CH NH2 COOH ornitina NH2 CH2 ornitin carbamoilaza CH NH2 COOH citrulina H3PO 4

n continuare citrulina n prezen de arginino-succinat-sintetaza formeaz arginino-succi natul. COOH CH2 CH2 CH2 CH NH2 COOH citrulina NH C O NH2 H2N + COOH CH CH2 ATP AMP + PP CH2 CH2 NH C N CH NH2 CH2 COOH CH2 H2O COOH arginino_succinat CH NH2 sintetaza COOH acid aspartic argininosucci nat

Mai departe, argininosuccinaza, prezent n esutul hepatic i renal al mamiferelor cata lizeaz reacia de scindare a argininosuccinatului n arginin i acid fumaric, care intr n ciclul citric. COOH CH2 NH C NH arginino succinaza CH2 CH2 CH NH2 COOH arginina acid fumaric NH 2 + CH2 NH C N CH CH2 CH2 CH NH2 COOH argininosuccinat NH2 CH2 COOH HOOC CH HC COOH

n continuare acidul fumaric intr n ciclul citric i va suferi o transformare obinuit, a dic n prezen de fumaraz trece n acid malic, care la rndul su sub aciunea malatdehidr zei trece n oxalilacetat. Oxalilacetatul intr ntr-o reacie de transaminare la care p articip acidul glutamic i transaminaza glutamico-oxalacetic(GOT), formnd acidul aspa rtic. COOH H C COOH fumaraza H2O CH CH2 COOH acid malic malat OH dehidrogenaza NAD+ NA DH+ H+ COOH C O CH2 COOH acid oxalilacetic HOOC C H acid fumaric

COOH C O CH2 COOH + COOH CH2 CH2 CH NH2 COOH GOT COOH C NH2 + COOH CH2 CH2 C O COOH CH2 COOH

Deasemenea arginina format este scindat de arginaz (enzim prezent n ficatul tuturor or ganismelor ureotelice) la ornitin i uree. Arginaza se gsete n cantiti mici i n rinic reier, glanda mamar, esut testicular i piele. Enzima poate fi nhibat competitiv de or nitin i lizin.

CH2 CH2 CH2 NH C NH arginaza H2O CH2 CH2 CH2 NH2 + NH2 H2N C O NH2 CH NH2 COOH arginina CH NH2 COOH ornitina uree

Ornitina rezultat poate s reia un nou ciclu, iar ureea format este excretat urinar. Deci, ciclul ureogenetic este o cale metabolic foarte costisitoare pentru organis m, deoarece pentru fiecare molecul de uree ce se formeaz se consum 3 legturi macroer gice. Cantitatea de uree excretat de un adult normal prin urin este de 25-30g n 24 de ore.

Aceast cantitate reprezint 90% din substanele azotate i variaz proporional cu cantitat ea de protein ingerat. n condiii normale excreia de amoniac reprezint numai de 2,5-4,5 % din totalul azotului urinar. Excreia amoniacului reprezint o funcie important n meni nerea balanei acido-bazice. Amoniacul se formeaz la nivelul rinichilor unde se com bin cu ionii de hidrogen formnd ioni de amoniu. Coninutul su crete n acidoz i scade aloz. Ureogeneza este un proces semiciclic deoarece ornitina consumat n reacia 2 est e regsit n ultima reacie.

Boli metabolice legate de dereglri aprute n ciclul ureogenetic

Lipsa uneia dintre enzimele care intervin n ciclul ureogenetic determin apariia uno r afeciuni, care toate sunt cauzate de intoxicaia cu amoniac. Acesta nu se mai poa te transforma n uree, produs netoxic care se elimin. Deficitul de carbamoilfosfats intetaz este probabil ereditar i cauzeaz hiperamoniemia de tip 1. Deficitul de tran scarbamoilaz duce la apariia enzimopatiilor congenitale. Boala se numete hiperamoni emie de tip II. n aceste cazuri n snge, lichid cerebrospinal i urin s-au gsit cantiti ri de glutamin, iar n esuturi cantiti mari de amoniac. Lipsa activitii argininosuccina -sintetazei duce la citrilinemie, o boal foarte rar. n sngele i n lichidul cerebrospin al al pacienilor se gsesc cantiti mari de citrulin, iar n urin eliminarea este masiv 2g citrulin/24 de ore).

Absena argininosuccinazei duce la argininosuccinurie. Enzima este absent n creier, ficat, rinichi, eritrocite i fibroblastele din piele. Absena arginazei conduce la hiperargininemie. Aceasta se caracterizeaz prin cretere a nivelului de arginin n snge i n lichid cerebrospinal.

Arginaza cerebrospinal nu este ntotdeauna absent, uneori este mai sczut.

Utilizarea scheletului de atomi de carbon ai aminoacizilor

Aminoacizii sunt utilizai alturi de glucide i lipide la acoperirea necesitilor energe tice ale organismelor animale. n condiiile unei alimentaii echilibrate i n stare noem al, organismul uman i procur cel mult 10% din necesarul de energie prin degradarea a minoacizilor. Pentru producerea de energie, scheletul de atomi de carbon al amin oacizilor este degradat oxidativ la CO2 i H2O. S-a constatat c atomii de carbon di n scheletul aminoacizilor se regsesc nu numai n CO2 ci i n strucrura glucozei i lipid elor sintetizate endogen. Aminoacizii din care se sintetizeaz glucoz se numesc glu cogeni, iar cei din care se sintetizeaz lipide se numesc cetogeni.

Unii aminoacizi sunt att glucogenici ct i cetogenici. Att n vederea utilizrii pentru p roducerea de energie ct i pentru sinteza de lipide i glucoz, aminoacizii sunt transf ormai pe ci mai simple sau mai complexe n intermediari ai ciclulu Krebs sau n compui aflai n strns legtur cu acest ciclu: oxalilacetat, cetoglutrt, succinil-CoA, fumarat piruvat, acetil-CoA. n cazul unora dintre aminoacizi exist ci specifice de trecere apre 2 dintre compuii menionai: triptofanul la acetil-CoA i acetoacetil-CoA, tirozi na la fumarat i acetoacetil-CoA.

Schema general de metabolizare a scheletului de atomi de C ai aminoacizilor Ala, Gly, Cys, Ser, Thr Try, Leu, Lys, Phe, Tyr acid piruvic Ile, Leu, Try acetil-CoA acetoacetil-CoA Asp, Asn acid oxalilacetic acid citric acid izocitric acid malic acid alfa-cetoglutaric succinil-CoA acid succinnic Gln, Glu, His, Pro, Arg Ile, Met,Thr,Val Tyr, Phe acid fumaric

Defecte n metabolizarea aminoacizilor

n legtur cu metabolismul aminonoacizilor sunt descrise mai multe afeciuni cauzate n p rincipal de defecte la sinteza unor enzime cheie. Fenilcetonuria apare atunci cnd lipsete fenilalaninhidroxilaza. Fenilalanina nu se mai poate transforma n tirozin i astfel se transform n acid acid fenil-piruvic acid fenillactic, toxici pentru cre iercare se elimin parial prin urin. Alcaptonuria apare datorit absenei homogentizatox idazei. Aceasta duce la pigmentarea anormal a esutului conjunctiv, datorit unui pig ment negru ce se formeaz la nivelul esutului conjunctiv.

Albinismul apare prin lipsa tirozinazei, enzim ce iniiaz oxidarea tirozinei pentru formarea pigmenilor melaninici. Astfel pielea i prul sunt decolorate. Histidinemia apare datorit lipsei enzimei histidinamonio-liazei. Histidina se elimin parial prin urin, parial se transform n acid imidazol-piruvic. Acestea duc la ntrzierea dezvoltri generale i a vorbirii. Cistinuria apare datorit unei reabsorbii tubulare defectuoa se a cistinei, ceea ce determin eliminarea ei n cantiti mari prin urin. Fiind puin sol ubil, cistina formeaz calculi.