orletto a spazzola

Digestione delle proteine: 6 fasi

1. Idrolisi gastrica del legame peptidico

2. Digestione a peptidi più piccoli da parte delle proteasi pancreatiche nel

lume dell’intestino tenue

3. Idrolisi degli oligopeptidi operata da peptidasi dell’orletto a spazzola

degli enterociti

4. Ulteriore digestione dei di- e tri-peptidi da peptidasicitoplasmatiche

nell’enterocita

5. Metabolismo degli AA negli enterociti

6. Trasporto degli AA attraverso la membrana basolaterale e invio al

sangue portale e quindi al fegato

Origine Zimogeno/ Enzima Attivazione Substrato Prodotto

finale

Stomaco

Pancreas

Intestino

tenue

(membrana e

citoplasma)

Pepsinogeno/pepsina

Tripsinogeno/tripsina

Chimotripsinogeno/

chimotripsina

Pro-elastasi/elastasi

Pro-carbossipeptidasi

Aminopeptidasi

pH 1-2,

autoattivazione

Enteropeptidasi

(membrana enterociti

duodenali)

Tripsina

Tripsina

Tripsina

Assente

Proteine

Proteine,

peptidi

Proteine,

peptidi

Proteine,

peptidi

Estremità C-

terminale

polipeptidi

Estremità N-

terminale di

oligopeptidi

Peptidi

Peptidi,

dipeptidi

Peptidi,

dipeptidi

Peptidi,

dipeptidi

Peptidi,

aminoacidi

Peptidi,

aminoacidi

Specificità di taglio delle proteasi dell’apparato gastrointestinale

tripsina – amminoacidi basici (arginina, lisina), versante -COO-

chimotripsina - amminoacidi aromatici (Phe, Tyr) ,versante -COO-

elastasi – glicina, versante -COO-

carbossipeptidasi a - amminoacidi aromatici

carbossipeptidasi b - amminoacidi basici

ASSORBIMENTO degli AMINOACIDI presenza di proteine trasportatrici sulle membrane apicali e basolaterali degli enterociti

Ogni sistema trasporta aminoacidi o dipeptidi con proprietà strutturali diverse Alcuni sfruttano un sistema di trasporto attivo, mediante co-trasporto con Na+ o H+

Destino delle proteine (amminoacidi) della dieta durante la fase di assorbimento (circa 2 ore)

Amminoacidi 30g

Sintesi proteica

Intestino Fegato

Muscolo e rene

Glucosio (7-9 g)

Urea

ATP

(Glutammina)

CO2

12 g 4 g

10 g

4 g (Amminoacidi ramificati)

Funzioni degli amminoacidi

•Substrati per la sintesi proteica (20 +1), suscettibili di

modificazioni post-traduzionali (es. idrossiprolina, idrossilisina,

acido γ-carbossiglutammico)

•Intermedi metabolici (es. ornitina)

•Fonte energetica (glucogenici, chetogenici)

•Trasporto di gruppi amminici (glutammina, alanina)

ALTRI DESTINI METABOLICI DEGLI AMMINOACIDI

Tirosina → melanina , catecolammine, ormoni tiroidei

Triptofano → niacina (NAD+, NADP+), serotonina

Glicina → purine, eme, acido glicocolico, creatina, creatinina

Arginina → creatina, creatinina, ossido nitrico (NO)

Aspartato → purine

Glutammato → gamma-aminobutirrato (GABA)

Istidina → istamina

Glutammina → purine

Lisina → carnitina

Metionina → carnitina, creatina

Cisteina → taurina

Biosintesi di alcuni neurotrasmettitori

da amminoacidi

Notare il ruolo delle decarbossilasi

Fosfocreatina

composto fosforilato di

riserva del muscolo

(concentrazione

muscolare circa 30 mM)

Sintesi a partire da

glicina, arginina e

metionina

La CREATININA è il

prodotto di

degradazione della

fosfocreatina muscolare

Sintesi delle purine: gli atomi di azoto derivano

dagli amminoacidi aspartato, glicina e glutammina

Sintesi del glutatione:

glutammato, cisteina, glicina

Sintesi dell’ossido nitrico (NO) a partire dal gruppo guanidinico dell’arginina

(ossido nitrico sintasi)

L’ossido nitrico è un importante mediatore di processi fisiologici

(controllo della pressione sanguigna, trasmissione nervosa, coagulazione del sangue)

Sulla base delle vie cataboliche energetiche dello scheletro

carbonioso gli amminoacidi possono essere suddivisi in due

gruppi

Glucogenici

degradati a piruvato, alfa-chetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, o ossalacetato

(produrranno glucosio tramite gluconeogenesi)

Chetogenici degradati ad acetil-CoA o acetoacetato (produrranno acidi grassi

o corpi chetonici)

Alcuni amminoacidi appartengono ad entrambi i gruppi

Leucina e lisina (producono solo acetoacetato o acetilCoA) sono

esclusivamente chetogenici

In ROSSO solo glucogenici; in AZZURRO solo chetogenici; in VERDE

entrambi

Alanina, glicina, cisteina, serina, treonina piruvato (glucogenici)

Treonina anche acetilCoA (anche chetogenico)

Asparagina, aspartato ossalacetato (glucogenici)

Arginina, glutammato, glutammina, istidina, prolina alfa-

chetoglutarato (glucogenici)

Isoleucina, metionina, treonina, valina succinil-CoA, tramite propionil-

CoA (glucogenici)

Isoleucina anche acetil-CoA (anche chetogenico)

Leucina e lisina acetilCoA e/o acetoacetato (SOLO chetogenici)

Triptofano alanina piruvato)

acetoacetilCoA (sia glucogenico che chetogenico)

Fenilalanina e tirosina fumarato

acetoacetato ( sia glucogenici che chetogenici)

Schema del catabolismo degli amminoacidi

Esclusivamente chetogenici

ALCUNE RIFLESSIONI

•Il catabolismo dello scheletro carbonioso degli amminoacidi produce

energia attraverso l’interazione con la via glucogenetica ed il ciclo di

Krebs

•Il catabolismo dei carboidrati e quello delle proteine sono in stretta

correlazione

•L’efficienza del catabolismo delle proteine (molecole di ATP prodotte) è

inferiore rispetto a quello dei carboidrati e lipidi

- non tutto lo scheletro carbonioso degli amminoacidi è soggetto ad

ossidazione

-la formazione di urea richiede il consumo di 3 molecole di ATP

•Molte malattie genetiche dell’uomo sono inerenti al catabolismo degli

amminoacidi

Malattia Processo difettoso Enzima difettoso Sintomi ed effetti

Albinismo Sintesi melanina da Tyr

Tirosinasi Mancanza di pigmentazione

Alcaptonuria Degradazione Tyr Omogentisato diossigenasi

Pigmentazione scura dell’urina, artriti

Argininemia Ciclo dell’urea Arginasi Ritardo mentale

Omocistinuria Degradazione Met Cistationina beta sintasi

Alterazione viluppo osseo, ritardo mentale

Malattie urine a sciroppo d’acero

Degradazione aa ramificati

Complesso alfa-chetoacido deidrogenasi a catena ramificata

Vomito, ritardo mentale, morte precoce

Acidemia metilmalonica

Conversione propionilCoA a succinilCoA

MetilmalonilCoA mutasi

Vomito, ritardo mentale, morte precoce

Fenilchetonuria (più frequente)

Conversione Phe a Tyr

Fenilalanina idrossilasi

Vomito neonatale, ritardo mentale

Classificazione in base alla struttura

presentano una diversa percentuale di azoto

•Tirosina e Cisteina diventano essenziali se mancano fenilalanina e metionina, da cui

derivano (semi-indispensabili)

•La Tirosina è essenziale nel cervello, dove la sua sintesi dalla fenilalanina non avviene

•L’Arginina è essenziale nell’infanzia e nello sviluppo •La sintesi dei non essenziali può essere compromessa per scarso apporto dei carboidrati •L’essenzialità dell’istidina è controversa

Essenziali

Non essenziali Essenziali

in certe condizioni

(condizionatamente)

Valina Alanina Arginina

Leucina Glutammato Glicina

Isoleucina Aspartato Prolina

Lisina Asparagina Glutammina

Istidina Serina

Triptofano Cisteina

Fenilalanina Tirosina

Metionina

Treonina

Classificazione nutrizionale

Biosintesi degli amminoacidi non essenziali

o dei condizionatamente essenziali nell’uomo

piruvato → alanina

ossalacetato → aspartato (+ glutammina) → asparagina

α-chetoglutarato → glutammato + NH3→ glutammina

glutammato → prolina, arginina

3-fosfoglicerato → serina → glicina

fenilalanina → tirosina

metionina → cisteina

La velocità di sintesi può non essere sufficiente ai bisogni

in alcune condizioni

(malati, stress, neonati prematuri o sottopeso, ustionati)

Biosintesi della serina dal 3- fosfo glicerato

e conversione della serina in glicina

Biosintesi della Cys

dalla Hcys +Ser

Metionina

Contenuto in proteine di un UOMO ADULTO: circa 12 kg/70 kg

peso actina, miosina, collagene ed emoglobina costituiscono circa la metà di tutte le

proteine

40% nel muscolo: possono diventare fonte di amminoacidi in condizioni di

stress, a discapito però di proteine funzionali

10% tessuti viscerali (fegato, intestino): scarsamente mobilizzate in

condizioni di stress

30% nella pelle e nel sangue: diventano fonte di amminoacidi in deficit di

proteine alimentari