Metabolismul Aminoacizilor

Aminoacizii sunt compuşi organici cu funcţiune mixtă (conţin în moleculă o grupare amino –NH2 şi o grupare carboxilică -COOH) şi reprezintă unităţile structurale de bază ale proteinelor. Din cei aproximativ 200 de aminoacizi cunoscuţi în prezent, un număr de 20 sunt proteinogeni, adică intră în mod curent în structura proteinelor. Din punct de vedere structural, aminoacizii proteinogeni sunt α-aminoacizi şi au formula generală:

R-CH-COOH

l

m,

Toate proteinele conţin aceiaşi 20 de aminoacizi, dar în diferite combinaţii (inclusiv cu alte componente – glucide, lipide, elemente anorganice etc.) şi aranjamente chimice. Dintre cei 20 de aminoacizi, 8 trebuie furnizaţi prin alimentaţie, ceilalţi 12 putând fi produşi de organism chiar dacă ei nu au fost prezenţi în alimentaţie.

Cei 8 aminoacizi care nu pot fi sintetizaţi se numesc „esenţiali” sau „indispensabili”. Termenul de ‚esenţial’ se aplică în nutriţie pentru orice componentă nutriţională care nu poate fi produsă în organism, şi, în consecinţă, nu trebuie să lipsească din alimentaţie. Ea se referă nu doar la aminoacizi, dar şi la alţi nutrienţi: grăsimi (omega 3, omega 6), vitamine. Întrucât aminoacizii sunt, ca funcţie principală, componente ale proteinelor, lipsa aminoacizilor esenţiali împiedică producţia proteinelor care îi cuprind.

În metabolismul protidic, nu există modalităţi de stocare a proteinelor sau aminoacizilor (aşa cum există în cazul glucidelor sau lipidelor), astfel încât este important ca zilnic ‚materia primă’ să fie adusă în micul depozit mobil numit „pool metabolic de aminoacizi”. Acest depozit se reînnoieşte în permanenţă cu aminoacizi proveniţi din alimentaţie şi din metabolisme, dar nu atât de repede încât să fie nevoie ca la fiecare masă să se consume toţi aminoacizii esenţiali – o raţie zilnică minimă fiind suficientă pentru o funcţionare corectă a metabolismului.

Aminoacizii esenţiali sunt deosebit de importanţî în perioada de crestere.

Evoluţia medicinei a adus cu sine un nou concept, referitor la aminoacizi care nu sunt clasificaţi ca esenţiali, dar devin indispensabili în anumite situaţii (creştere, insuficienţă hepatică, cicatrizare, infecţie etc.). Aceştia sunt ‚semi-esenţiali’ sau ‚condiţionat esenţiali’.

Cei 8 aminoacizi esenţiali sunt: Izoleucina (Ile), Leucina (Le), Lizina (Lys), Metionina (Met), Fenilalanina (Phe), Treonina (Thr), Triptofanul (Trp) şi Valina (Val). Acestora li se adaugă 2 aminoacizi semiesenţiali, dar care figurează adesea alături de aminoacizii esenţiali în terminologia oficială: cisteina (Cis) şi tirozina (Tyr), făcând ca lista aminoacizilor esenţiali să cuprindă şi combinaţii (Met +Cys, Phe + Tyr), cu semnificaţia urmatoare: atunci când sinteza celui de-al doilea aminoacid din primul nu este posibilă, atunci el devine esenţial, adică trebuie să fie adus prin alimentaţie (sau suplimentare, de ex. formulele utilizate în alimentaţia sugarului). Motivul pentru care lista cu aminoacizii esenţiali cuprinde adesea 9 aminoacizi este următorul: histidina (His), un al 9-lea aminoacid, este indispensabilă doar la sugari, adulţii fiind capabili să o sintetizeze, printr-un mecanism complex (ce parcurge paşi comuni cu metabolismul acizilor nucleici/purinelor).

Aminoacizii esenţiali sunt necesari pentru sinteza unor substanţe biologice importante în organism: hormonii tiroidieni, catecolaminele (fenilalanina/tirozina), serotonina (triptofan), histamina (histidina) etc. Această caracteristică nu îi diferenţiază de aminoacizii neesenţiali, care sunt, la rândul lor, importanţi în funcţiile organismului şi substanţele care le îndeplinesc: neurotransmiţători (glutamina), mediatori intracelulari – NO (arginina) etc.

Sursele de aminoacizi esenţiali sunt proteinele din alimentaţie. Proteinele cu înaltă valoare biologică sau complete conţin toţi aminoacizii esenţiali (ex. proteinele din lapte, ou) în timp ce în proteinele incomplete (proteinele vegetale) lipsesc unul sau mai mulţi aminoacizi esenţiali. Acest lucru trebuie avut în vedere în alimentaţia vegetariană, care, pentru a corespunde criteriilor nutriţionale pentru o alimentaţie sănătoasă, trebuie să îndeplinească (printre altele) anumite cerinţe cu privire la aportul de aminoacizi esenţiali.

Leucina (Le), valina (Val) şi izoleucina (Ile)

Sunt aminoacizi cu catenă ramificată (cuprind la Ca un rest hidrocarbonat), iar reacţiile lor iniţiale de degradare sunt asemănătoare.

După transaminare, cetoacizii suferă decarboxilări oxidative şi rezultă derivaţi acil-CoA, cu un C mai puţin.

Astfel, din valină → izobutiril-CoA, leucină → izovaleril-CoA, izoleucină → metil-butiril CoA.

Aceşti acizi suferă mai departe reacţii ale b-oxidării acizilor graşi (şi altele auxiliare) dând naştere, în final, la succinil-CoA (valina şi izoleucina) şi la acetil-CoA şi acid acetoacetic (leucina).

Valina - (acidul α-aminoizovalerianic) este un aminoacid esenţial ce intră în structura multor proteine microbiene, vegetale şi animale. A fost obţinută prima dată în 1879 din extractele de pancreas. Intră în compoziţia majorităţii proteinelor native dar în cantităţi relativ mici. Valina se întâlneşte în natură şi sub forma izomerului D. Sub această formă ea intră, de exemplu, în structura unor antibiotice (gramicidine, actinomicina etc.).

Este unul din cei 20 aminoacizi esențiali care, împreună cu aminoacizii neesențiali, participă la formarea proteinelor. Insuficienta ei in alimentatie provoaca scaderea consumului de hrana si dereglari de coordonare a miscarilor;

Valina este un aminoacid esenţial, care îşi exercită activitatea în sinergie cu izoleucina şi cu leucina, cei trei compuşi fiind consideraţi cei mai importanţi aminoacizi.

Valina participă la sinteza proteinelor, are un rol anabolozant mai ales asupra celulelor musculaturii, asigură coordonarea mişcărilor, redă echilibrul emoţional, normalizează tensiunea arterială.

Dacă valina este insuficientă, se constată scăderea absorţiei principiilor alimentare din toate sursele de hrană, o utilizare inadecvată a caloriilor, slăbiciune musculară, labilitate emoţională, probleme în coordonarea mişcărilor, hipertensiune.