Le proteine grezze sono date dall’azoto presente, escluso nitrico e nitroso, moltiplicato per 6,25.
Le proteine sono composte da carbonio 51-55%, ossigeno 21-23%, azoto 15-18%, idrogeno 7%, zolfo 0,3-3,5%, fosforo 0-1,5%.
Ogni giorno vengono demolite le proteine, gli amminoacidi liberati possono essere riutilizzati oppure a loro volta demoliti per recuperare energia. Anche nel digiuno si procede alla demolizione proteica, che è regolata positivamente dagli ormoni corticoidei, quindi lo stress favorisce il catabolismo proteico.
Durante l’attività muscolare intensa c’è un parziale degrado delle proteine muscolari per fornire energia.
Nel ciclo di Krebs gli amminoacidi possono trasformarsi in glucosio o in acidi grassi e viceversa.
Il catabolismo degli amminoacidi
La prima fase del catabolismo degli amminoacidi è la rimozione del gruppo amminico, che avviene nel fegato prima con la transaminazione e poi con la deaminazione ossidativa, da cui si ottiene lo ione ammonio NH4+, una molecola tossica. Nell’uomo lo ione ammonio viene eliminato con l’urea.
La transaminazione
La transaminazione è epatica, avviene nel citosol e nel mitocondrio: il gruppo amminico NH2 viene trasferito sull’alfa-cheto-glutarato che viene a formare un amminoacido: l’ac.glutammico e un alfa-cheto-acido residuo dell’amminoacido iniziale: R-COCOOH, essendoci 20 amminoacidi abbiamo anche 20 diversi chetoacidi.
L’enzima transaminasi è aiutata dalla Vit.B6, il piridossal fosfato.
La deaminazione ossidativa
La deaminazione ossidativa toglie al glutammato il gruppo amminico, reagisce con l’NADPH2, e si stacca lo ione ammonio NH4+, rigenerando l’alfa-chetoglutarato, attraverso l’enzima glutammato deidrogenasi.
Gli elettroni del NADPH2 finiscono nella fosforilazione ossidativa per produrre ATP.
Lo ione ammonio NH4+ è molto tossico: nei mammiferi e negli anfibi viene allontanato convertendolo il urea, nei pesci viene espulso come ione ammonio NH4+, mentre negli uccelli e rettili come ac.urico.
Il ciclo dell’urea
Il ciclo dell’urea si svolge nel fegato.
Ogni ione NH4+ per diventare urea si lega alla CO2, H2O e all’aspartato e ha bisogno dell’energia di 3 ATP. Fra i prodotti di scarto 2 ADP, 1 AMP, fosforo e il fumarato.
Ogni giorno vengono eliminate circa 90 grammi di proteine, in forma di 30 grammi di urea, acido urico, creatinina…
1 grammo di azoto ureico escreto con le urine equivale alla ossidazione di 6,25 grammi di proteine.
Bilancio azotato
Il bilancio azotato è in pareggio se la quantità assorbita è uguale a quella escreta, il bilancio è negativo se l’escrezione è maggiore, e positivo se l’escrezione è inferiore.
Esempio: assumo 100 grammi di proteine, il 5% viene eliminato con le feci e 90% con le urine come urea, restano 5 grammi di proteine, il bilancio è positivo.
Malattie del metabolismo degli amminoacidi
Fenilchetonuria e fenilalanina: deficit dell’enzima epatico fenilalalnina idrossilasi (PAH) che converte la fenilalanina in tirosina. Frequenza Fenilchetonuria 100 ppm.
Albinismo e tirosina: l’enzima tirosinasi è coinvolto nella sintesi della melanina. Frequenza Albinismo 60 ppm.
Cistinuria e cisteina, un difetto tubulare renale congenito che cusa un’insufficiente riassorbimento renale di cistina, lisina, arginina ed ornitina.
Chetoaciduria e alfachetoacidi: Malattia delle urine allo sciroppo d’acero dovuta alla carenza dell’enzima alfa-chetoacido deidrogenasi sugli aminoacidi ramificati come leucina, isoleucina e valina. Frequenza Chetoaciduria 5 ppm.