Biología General Ms.C. María Teresa Valderrama Rojas AMINOACIDOS Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido como propiedad básica y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos con, por lo menos, un grupo amino por molécula son las unidades monoméricas de las proteínas, se obtienen por hidrólisis. Existen 20 aminoácidos diferentes y de cuya combinación entre ellas se originan las proteínas típicas para cada organismo. Aparte de éstos, se conocen otros que son componentes de las paredes celulares. Las plantas pueden sintetizar todos los aminoácidos, nuestro cuerpo solo sintetiza 16 aminoácidos, éstos, que el cuerpo sintetiza reciclando las células muertas a partir del conducto intestinal y catabolizando las proteínas dentro del propio cuerpo De los 20 aminoácidos proteicos conocidos, 8 resultan indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semi indispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, en los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o enfermedad. Los aminoácidos esenciales más problemáticos son el triptófano, lisina y metionina. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o los tubérculos constituyen la base de la alimentación. El déficit de aminoácidos esenciales afectan mucho más a los niños que a los adultos. Si falta uno solo de ellos (aminoácido esencial) no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición, según cual sea el aminoácido limitante. Son pues, y en un muy elemental símil, los "ladrillos" con los cuales el organismo reconstituye permanentemente sus proteínas específicas consumidas por la sola acción de vivir. PROPIEDADES Y ESTRUCTURA DE LOS AMINOACIDOS Estos compuestos orgánicos se conocen como alfa-aminoácidos porque excepto la prolina y la hidroxiprolina, todos los aminoácidos que constituyen las proteínas, tienen la misma formula general (poseen una función amígeno y una carboxílica en un mismo átomo R NH de carbono), los 19 restantes tienen un grupo amino primario y un substituyente ácido carboxílico además de un hidrógeno y un substituyente H N--C--H o H--C--COO diferente en el mismo átomo de carbono (la prolina contiene un grupo amino COOH R secundario). Los aminoácidos pueden actuar como ácidos o bases, son anfolitos. Las moléculas que contienen grupos de polaridad opuestas se conocen como zwiteriones o iones dipolares. Son muy solubles en agua y muy insolubles en solventes orgánicos. Los carbonos alfa tienen cuatro sustituyentes diferentes, que pueden ocupar dos diferentes arreglos espaciales que son imágenes especulares no superponibles. Estas estructuras se denominan enantiómeros o estereoisómeros. Estas moléculas son ópticamente activas (pueden rotar el plano de la luz polarizada en diferente dirección dependiendo del estereoisómero que se trate), los que rotan el plano de la luz polarizada hacia la izquierda se denominan levorrotatorios o L , los que lo hacen hacia la derecha se denominan dextrorrotatorios o D . A pesar de que en la naturaleza se encuentran tanto isómeros L como D, los aminoácidos que forman parte de las proteínas son en su inmensa mayoría L. Los aminoácidos D se encuentran solamente en pequeños péptidos de la pared celular bacteriana y en algunos antibióticos. La estereoespecificidad de algunas reacciones catalizadas por enzimas se debe precisamente a la asimetría de sus sitios activos, la cual está dada por las características de los aminoácidos que las componen. Algunos aminoácidos libres contribuyen al aroma y sabor de algunos alimentos. Otros como la hidroxiprolina e hidroxilisina, se presentan en ciertas proteínas estructurales, incluyendo el colágeno. Los aminoácidos pertenecen a la serie L, también existen en la naturaleza D-aminoácidos, pero no en las proteínas. En los períodos en que los organismos atraviesan crisis funcionales (desnutrición aguda o crónica, traumatismos o compromisos articulares y/o musculares, alteraciones en el tracto gastro-intestinal, hepatitis, afecciones renales, deficiencias cerebrales o nerviosas, etc.) o demandas extras por razones mecánicas (atletas, etc.) o cerebrales (stress, exámenes, etc.) se produce aumento en el consumo de los aminoácidos, por lo que muchas veces conviene suplementar la dieta habitual por medio de la administración exogéna de los mismos. Biología General Ms.C. María Teresa Valderrama Rojas Por idénticas razones, la ingesta de hidrolizados y sus aminoácidos significa además un extraordinario recurso preventivo, por cuanto incorpora al organismo mecanismos de fortalecimiento ante previsibles compromisos extra, sean éstos derivados de circunstancias especiales (excesos de actividad física o mental) o de inevitables decadencias de las funciones orgánicas derivadas de la edad, se puede decir que los complementan las dietas habituales en lo que se refiere a aminoácidos esenciales, tanto en condiciones normales como en los casos en que se encuentre aumentada la demanda de los mismos. Aminoácidos no esenciales Aminoácido L – Alanina L – Arginina L - Asparagina: Ácido LAspártico L – Citrulina L – Cistina L - Cisteina L – Glutamina Acido L Glutáminico L - Glicina L – Histidina L – Serina L – Taurina L – Tirosina L – Ornitina L - Prolina Función Interviene en el metabolismo de la glucosa. La glucosa es un carbohidrato simple que el organismo utiliza como fuente de energía. Implicada en la conservación del equilibrio de nitrógeno y de dióxido de carbono, tiene gran importancia en la producción de la Hormona del Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento de los tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema inmunológico. Interviene específicamente en los procesos metabólicos del Sistema Nervioso Central (SNC). Es muy importante para la desintoxicación del Hígado y su correcto funcionamiento, se combina con otros aminoácidos formando moléculas capaces de absorber toxinas del torrente sanguíneo. Interviene específicamente en la eliminación del amoníaco. Interviene en la desintoxicación, en combinación con los aminoácidos anteriores. Es s muy importante en la síntesis de la insulina y también en las reacciones de ciertas moléculas a la insulina. Junto con la L- cistina, está implicada en la desintoxicación, principalmente como antagonista de los radicales libres. Contribuye a mantener la salud de los cabellos por su elevado contenido de azufre Nutriente cerebral e interviene específicamente en la utilización de la glucosa por el cerebro. Tiene gran importancia en el funcionamiento del Sistema Nervioso Central y actúa como estimulante del sistema inmunológico. En combinación con otros aminoácidos, es un componente de numerosos tejidos del organismo En combinación con la hormona de crecimiento (HGH) y algunos aminoácidos asociados, contribuyen al crecimiento y reparación de tejidos específicamente relacionados con el sistema cardio-vascular. Junto con algunos aminoácidos mencionados, interviene en la desintoxicación del organismo, crecimiento muscular, y metabolismo de grasas y ácidos grasos. Estimula la Hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos, esta implicada en la regulación de la presión sanguínea, fortalece el músculo cardiaco y vigoriza el sistema nervioso. Es un neurotransmisor directo y puede ser muy eficaz en el tratamiento de la depresión, en combinación con otros aminoácidos necesarios. Es específico para la hormona del Crecimiento (HGH) en asociación con otros aminoácidos. Al combinarse con la L-Arginina y con carnitina (que se sintetiza en el organismo) la LOrnitina tiene una importante función en el metabolismo del exceso de grasa corporal. Está involucrada también en la producción de colágeno y tiene gran importancia en la reparación y mantenimiento del músculo y huesos. Aminoácidos Esenciales Aminoácido L - Isoleucina L- Leucina L – Lisina Función Junto con la L-Leucina y la Hormona del Crecimiento intervienen en la formación y reparación del tejido muscular. Junto con la L-Isoleucina y la Hormona del Crecimiento (HGH) interviene con la formación y reparación del tejido muscular. Uno de los más importantes aminoácidos, asociado con otros interviene en diversas funciones: crecimiento, reparación de tejidos, anticuerpos del sistema inmunológico y síntesis de Biología General Ms.C. María Teresa Valderrama Rojas L – Metionina L – Fenilalanina L – Triptófano L – Treonina L – Valina hormonas. Colabora en la síntesis de proteínas y constituye el principal limitante en las proteínas de la dieta. El aminoácido limitante determina el porcentaje de alimento que va a utilizarse a nivel celular. Interviene en la producción del Colágeno, fundamentalmente en la estructura de la piel y el tejido conectivo, y también en la formación de diversas neurohormonas. Implicado en el crecimiento y producción hormonal, especialmente de las glándulas de secreción adrenal. Interviene en la síntesis de la serotonina, neurohormona involucrada en la relajación y el sueño. Junto con la con la L-Metionina y el ácido L- Aspártico ayuda al hígado en sus funciones generales de desintoxicación. Estimula el crecimiento y reparación de los tejidos, el mantenimiento de diversos sistemas y balance de nitrógeno Debido a la crítica relación entre los diversos aminoácidos y los aminoácidos limitantes presentes en cualquier alimento. Solo una proporción relativamente pequeña de aminoácidos de cada alimento pasa a formar parte de las proteínas del organismo. El resto se usa como fuente de energía o se convierte en grasa si no debe de usarse inmediatamente. Productos naturales que contienen las cantidades medias de aminoácidos que se usan en realidad a nivel celular 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Cantidades en gramos Almendras (1 taza) 1.00 gr. Semillas de girasol crudas (1 taza) 1.28 gr. Arroz Integral (1 taza) 0.47 gr. Cebada (1 taza) 0.90 gr. Guisantes (1 taza) 0.27 gr. Habichuelas rojas (1 taza) 0.85 gr. Semillas de Ajonjolí (1 taza) 0.89 gr. Pan integral (1 rebanada) 0.14 gr. Spaghetti Harina Integral (1 taza) 0.65 gr. Todos los demás vegetales (1 taza) 0.27 gr. Productos aminales que contienen las cantidades medias de aminoacidos que se usan en realidad a nivel celular 1. 2. 3. Cantidades en gramos Leche (1 taza) 0.29 gr. Una clara de huevo 1.63 gr. Huevo completo (aminoácidos limitantes) 0.70 gr. 4. Pescado (1/4 libra) 0.21 gr. 5. Hígado (1/4 libra) 0.78 gr. 6. Queso blanco (1/4 taza) 0.26 gr. 7. Carne de res (1/2 libra) 1.49 gr. 8. Carne de cerdo (1/4 libra) 0.69 gr. 9. Pavo (1/4 libra) utilización muy limitada de aminoácidos. gr. 10. Pollo (1/4 libra) 0.95 gr. 11. Cordero o Cabrito (1/2 libra) 1.54 gr. Existen 20 aminoácidos diferentes y todos ellos tienen una parte común en su molécula que consisten en un grupo amino (NH3) y un grupo ácido, (COOH) como puede verse en el dibujo de los aminoácidos, que aparece a continuación: Los 20 aminoácidos difieren considerablemente en sus propiedades fisicoquímicas así como en su polaridad, acidez, basicidad, aromaticidad, volumen, flexibilidad conformacional, en su habilidad para realizar entrecruzamientos y para formar puentes de hidrógeno y reactividad química. Estas múltiples características, muchas de las cuales están interrelacionadas, son las responsables de la gran variedad de funciones, estructuras y demás características de las proteínas. En este dibujo puede verse la fórmula de ellos, en color negro la parte común, mientras que en color azul puede verse la parte variable, que da a los Biología General Ms.C. María Teresa Valderrama Rojas aminoácidos distinto comportamiento,la clave de colores es la siguiente: color marrón= aminoácidos hidrófobos; color verde= aminoácidos polares; color fuchsia = aminoácidos ácidos; color turquesa = aminoácidos básicos Ejemplos de aminoácidos que no están en las proteínas: TAURINA. Es un aminoácido no esencial. Ayuda a estabilizar la excitabilidad de las membranas, lo cual es muy importante en los ataques epilépticos; la taurina y el azufre se consideran como factores necesarios para el control de cambios bioquímicos que intervienen en el envejecimiento; ayuda en la compensación de desechos de radicales libres. Ornitina y Citrulina son ejemplos de aminoácidos que no están presentes en las proteínas.
