El catabolismo de aminoácidos es el proceso mediante el cual los aminoácidos se descomponen para obtener energía o se convierten en intermediarios metabólicos. Los átomos de nitrógeno extraídos de los aminoácidos son tóxicos y deben convertirse en urea para su excreción.

Catabolismo de Aminoácidos

Transaminación

El primer paso en la degradación de aminoácidos es la eliminación del grupo amino. Las aminotransferasas transfieren el grupo amino al alfa-cetoglutarato, formando glutamato y un alfa-cetoácido correspondiente al aminoácido original.

Desaminación Oxidativa

El glutamato se transporta a las mitocondrias, donde la glutamato deshidrogenasa elimina el grupo amino como amoníaco libre (NH4+), regenerando alfa-cetoglutarato. Esta reacción utiliza NAD+ o NADP+ como cofactor.

Esqueletos Carbonados

Los esqueletos carbonados restantes (alfa-cetoácidos) entran en rutas metabólicas. Se clasifican como glucogénicos, cetogénicos o ambos. Los aminoácidos glucogénicos tienen esqueletos carbonados que pueden convertirse en glucosa mediante gluconeogénesis. Los aminoácidos cetogénicos tienen esqueletos carbonados que se convierten en acetil-CoA o acetoacetato, precursores de ácidos grasos o cuerpos cetónicos. Algunos aminoácidos son tanto glucogénicos como cetogénicos.

El Ciclo de la Urea

Transporte de Amoníaco

El amoníaco libre es tóxico, especialmente para el cerebro. En la mayoría de los tejidos, el amoníaco se convierte en glutamina por la glutamina sintetasa para su transporte seguro al hígado.

Pasos del Ciclo de la Urea

El ciclo de la urea ocurre en el hígado y convierte el amoníaco en urea para su excreción a través de una serie de pasos. En la mitocondria, el amoníaco se combina con CO2 y ATP para formar carbamoil fosfato. El carbamoil fosfato se combina luego con ornitina para formar citrulina. La citrulina se transporta al citoplasma, donde se combina con aspartato para formar argininosuccinato. El argininosuccinato se escinde para producir arginina y fumarato. Finalmente, la arginina es hidrolizada por la arginasa para producir urea y regenerar ornitina, completando el ciclo.

Resultado Neto

El ciclo de la urea convierte dos moléculas de amoníaco y una molécula de bicarbonato en una molécula de urea, que se excreta en la orina. El fumarato producido conecta el ciclo de la urea con el ciclo del ácido cítrico.