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AMINOÁCIDOS 1. Generalidades El cuerpo humano se compone en un 20 por ciento de proteínas. Las proteínas juegan en casi todos los procesos biológicos un papel clave. Los aminoácidos son la base de las de las proteínas. Dado que gran parte de nuestras células, músculos y tejidos están compuestos por aminoácidos, éstos forman parte de numerosas funciones importantes en nuestro cuerpo: los aminoácidos confieren a la célula no sólo su estructura, sino que también son responsables del transporte y el almacenamiento de toda clase de nutrientes de vital importancia. Los aminoácidos influyen en las funciones de órganos, glándulas, tendones o arterias. Son esenciales en la curación de heridas y reparación de tejidos, especialmente músculos, huesos, piel y cabello, así como en la eliminación de los impactos negativos que se asocian a trastornos metabólicos de todo tipo. Los aminoácidos son la base de todo proceso vital ya que son absolutamente necesarios en todos los procesos metabólicos. Sus funciones más importante son:  

el transporte óptimo de nutrientes y la optimización del almacenamiento de todos los nutrientes (es decir, agua, grasas, carbohidratos, proteínas, minerales y vitaminas).

La mayoría de las enfermedades de la sociedad actual son debidas a nuestro estilo de vida, tales como: obesidad, colesterol, diabetes, insomnio, disfunción eréctil o la artritis. Todas ellas son atribuibles a trastornos metabólicos básicos y lo mismo ocurre con la pérdida de cabello o las arrugas profundas. Por consiguiente, es importante hacer frente a estos problemas de raíz y asegurarse que disponemos de la cantidad suficiente de aminoácidos esenciales en nuestro organismo. Desafortunadamente, esto no está siempre garantizado, ya que en la mayoría de lo casos esto se debe a la disminución de la calidad de nuestra alimentación. Por esta razón, un suplemento o complemento con aminoácidos es muy recomendable. 2. Importancia Los aminoácidos son importantes para el mantenimiento y la reparación de los músculos, tendones, piel, ligamentos, glándulas, uñas y cabello. Ayuda en la producción de hormonas (como la insulina), los neurotransmisores (sustancias químicas que transportan mensajes del cerebro), diversos fluidos del cuerpo y las enzimas que activan las funciones corporales. Los Aminoácidos existen en las formas L- y D-, pero solamente la forma L- es usada por las células.

3. Importancia biomédica: La alimentación humana debe contener cantidades adecuadas de 10 L-a -a.a. esenciales, ya que el ser humano ni los demás animales superiores pueden sintetizar estos a.a. en las proporciones necesarias para mantener el crecimiento infantil o conservar la salud en los adultos. En forma de proteínas, los a.a. realizan una multitud de funciones estructurales, hormonales y catalíticas esenciales para la vida. Por ello, trastornos graves pueden ser causados por defectos genéticos en el metabolismo de los a.a. Ej.: fenilcetonuria, que si no es tratada oportunamente conducirá a un retraso mental y muerte temprana. Otros padecimientos genéticos pueden deberse a la alteración de la capacidad para transportar a.a. específicos a las células, causando comúnmente una excreción urinaria exagerada de uno o más a.a. (aminoacidurias). Además de sus actividades como proteínas, los L-a -a.a. y sus derivados participan en funciones intracelulares diversas: transmisión nerviosa, regulación del desarrollo celular, y en la biosíntesis de porfirinas, purinas, pirimidinas, urea, etc. Los L-a.a. de péptidos de peso molecular bajo actuan como hormonas, y tanto lod D como los L-a.a. están presentes en los antibióticos polipeptídicos elaborados por microorganismos. 4. Clasificación de los aminoácidos Los aminoácidos se clasifican en tres grupos:    

Aminoácidos esenciales Aminoácidos no esenciales Aminoácidos condicionales Aminoácidos esenciales:

Los aminoácidos esenciales no los puede producir el cuerpo. En consecuencia, deben provenir de los alimentos. Los 9 aminoácidos esenciales son: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano y valina. Aminoácidos no esenciales: "No esencial" significa que nuestros cuerpos producen un aminoácido, aun cuando no lo obtengamos de los alimentos que consumimos. Los aminoácidos no esenciales incluyen: alanina, asparagina, ácido aspártico y ácido glutámico. Aminoácidos condicionales: Los aminoácidos condicionales por lo regular no son esenciales, excepto en momentos de enfermedad y estrés. Los aminoácidos condicionales incluyen: arginina, cisteína, glutamina, tirosina, glicina, ornitina, prolina y serina. 5. Estructura química de los aminoácidos Una vez sabemos de forma general como se organiza una proteína vamos a centrarnos en su unidad fundamental, el aminoácido.

Estructura del aminoácido Los aminoácidos son pequeñas moléculas orgánicas que contienen al menos un grupo amino (-NH2), de naturaleza básica, y un grupo carboxilo (-COOH) de carácter ácido, además de una cadena variable (-R) y un hidrógeno (-H). Todos estos grupos se unen a un Carbono (C) que se denomina Cα con lo cual este carbono tendría sus cuatro posibles enlaces ocupados por grupos distintos dispuestos en una estructura tetraédrica. El representante más simple es la glicina H2N-CH2-COOH. Con excepción de la glicina (R=H), los demás a.a. presentan actividad óptica (Ca asimétrico). 6. Aminoácidos esenciales Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen un grupo amino y un grupo carboxilo, que nuestro cuerpo puede sintetizar para construir así nuevas proteínas. En este sentido, aquellos aminoácidos que nuestro cuerpo es capaz de sintetizar por sí mismo reciben el nombre de aminoácidos no esenciales. Pero aquellos que nuestro organismo no es capaz de sintetizarlos reciben el nombre de aminoácidos esenciales. Estos aminoácidos sólo pueden ser aportados a nuestro organismo a través de la alimentación, de forma que una dieta variada y equilibrada debe aportar y contener alimentos ricos en aminoácidos esenciales. Los aminoácidos esenciales, que como indicábamos anteriormente, debemos aportar a nuestro organismo a partir de la dieta que seguimos diariamente: - Fenilalanina, Utilizado principalmente por el cerebro para producir noradrenalina, una sustancia química que transmite señales entre las células nerviosas de nuestro cerebro, y a su vez promueve el estado de alerta.

- Histidina, Lo encontramos sobretodo en la hemoglobina, siendo fundamental para la producción de glóbulos rojos y blancos en la sangre, para el mantenimiento de las vainas de mielina y para el crecimiento y reparación de tejidos. - Isoleucina, Necesaria para la formación de hemoglobina, ayuda en la reparación y curación de los huesos, el tejido muscular y la piel. - Leucina, Interactúa con otros aminoácidos, como es el caso de la valina y la isoleucina a la hora de promover la cicatrización de huesos, tejido muscular y la piel. - Lisina, Ayuda en la formación del colágeno (que forma parte del tejido conectivo y los cartílagos), en la producción de anticuerpos, garantiza la correcta absorción de calcio y reduce los niveles altos de triglicéridos. - Metionina, Es un aminoácido antioxidante rico en azufre, que evita trastornos de la piel, uñas y cabello, y además ayuda a prevenir la acumulación de grasa tanto en el hígado como en las arterias. - Treonina, Combinado con metionina y ácido aspártico ayuda a prevenir la acumulación de grasa en el hígado, actuando de forma positiva a la función lipotrópica del hígado. - Triptófano, Actúa como relajante natural, ayudando en el tratamiento de la migraña, reduciendo la depresión y la ansiedad y además ayuda a mejorar el insomnio, al inducir el sueño. - Valina, Es fundamental para la reparación de tejidos, el mantenimiento del equilibrio de nitrógeno en el cuerpo y en el metabolismo muscular. 7. Aminoácidos derivados 1) Las porfirinas que se forman a partir de la glicina son la base estructural del grupo hemo de la hemoglobina y la mioglobina 2) A partir de glicina y Arginina se sintetiza fosfocreatina la cual es una forma de almacenamiento de energía en los músculos 3) La histamina se origina de la histidina, está involucrada en la inflamación, desencadena vasodilatación, vasoconstricción y movilización de células. 4) La tirosina es el precursor de la melanina, las catecolaminas y las hormonas de la tiroides. La melanina es un pigmento de la piel y el pelo, que protege de los rayos ultravioleta. Las catecolaminas son un grupo de compuestos como la Dopamina, neurotrasmisor cerebral relacionado con las funciones motrices; la adrenalina, hormona secretada en situaciones de alerta que aumenta la glucemia, el ritmo cardiaco y la presión arterial; y la noradrenalina que desempeña funciones parecidas a la adrenalina. Las hormonas tiroxina y triyodotironina estimulan el metabolismo de los carbohidratos, lípidos y aminoácidos.

5) La serotonina y la melatonina se forman a partir de triptófano. La serotonina es un neutrotrasmisor, induce el sueño, controla el apetito, inhibe la secreción gástrica, aumenta el peristaltismo, estimula la secreción de hormonas de la hipófisis, produce vasoconstricción, disminuye la contracción del corazón, aumenta la agregación plaquetaria y es broncoconstrictor. La melatonina al igual que la serotonina modula el sueño, además controla los ciclos reproductivos de acuerdo al fotoperiódo, recientemente se ha relacionado con el envejecimiento. 8. Péptidos La unión de dos o más aminoácidos (AA) mediante enlaces amida origina los péptidos. Los péptidos, al igual que las proteínas, están presentes en la naturaleza y son responsables de un gran número de funciones, muchas de las cuales todavía no se conocen. La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido, y si el número es alto, a una proteína, aunque los límites entre ambos no están definidos. Orientativamente: Oligopéptido: de 2 a 10 aminoácidos. Polipéptido: entre 10 y 100 aminoácidos. Proteína: más de 100 aminoácidos. Las proteínas con una sola cadena polipeptídica se denominan proteínas monoméricas, mientras que las compuestas de más de una cadena polipeptídica se conocen como proteínas multiméricas. Los péptidos se diferencian de las proteínas en que son más pequeños (tienen menos de 10.000 o 12.000 Daltons de masa) y que las proteínas pueden estar formadas por la unión de varios polipéptidos y a veces grupos prostéticos. Un ejemplo de polipéptido es la insulina, compuesta por 51 aminoácidos y conocida como una hormona de acuerdo a la función que tiene en el organismo de los seres humanos. El enlace peptídico es un enlace covalente entre el grupo amino (–NH2) de un aminoácido y el grupo carboxilo (–COOH) de otro aminoácido. Los péptidos y las proteínas están formados por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos. El enlace peptídico implica la pérdida de una molécula de agua y la formación de un enlace covalente CO-NH. Es, en realidad, un enlace amida sustituido. Podemos seguir añadiendo aminoácidos al péptido, pero siempre en el extremo COOH terminal. Para nombrar un péptido se empieza por el aminoácido que porta el grupo –NH2 terminal, y se termina por el aminoácido que porta el grupo -COOH. En el sistema clásico cada aminoácido se representa por tres letras, y en el moderno, impuesto por la genética molecular, por una letra. Si el primer aminoácido de nuestro péptido fuera alanina y el segundo serina tendríamos el péptido alanil-serina, Ala-Ser, o AS.

9. Estructura de los polipeptidos Los péptidos están formados por la unión de aminoácidos mediante un enlace peptídico. Es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, dando lugar al desprendimiento de una molécula de agua.

Así pues, para formar péptidos los aminoácidos se van enlazando entre sí formando cadenas de longitud y secuencia variable. Para denominar a estas cadenas se utilizan prefijos convencionales como: Clasificación de los Péptidos que atiende al número de aminoácidos enlazados. Oligopeptidos Menos de 10 aa Dipeptidos

2 aa

Tripeptidos

3 aa

Tetrapeptidos 4 aa Polipéptidos o cadenas polipeptídicas.- si el n º de aminoácidos es mayor de 10. Cada péptido o polipéptido se suele escribir, convencionalmente, de izquierda a derecha, empezando por el extremo N-terminal que posee un grupo amino libre y finalizando por el extremo C-terminal en el que se encuentra un grupo carboxilo libre, de tal manera que el eje o esqueleto del péptido, formado por una unidad de seis átomos (-NH-CH-CO-), es idéntico a todos ellos. Lo que varía de unos péptidos a otros, y por extensión, de unas proteínas a otras, es el número, la naturaleza y el orden o secuencia de sus aminoácidos. Si la hidrólisis de una proteína produce únicamente aminoácidos, la proteína se denomina simple. Si, en cambio, produce otros compuestos orgánicos o inorgánicos, denominados grupo prostético, la proteína se llama conjugada.