Il ruolo degli amminoacidi nel metabolismo energetico e cellulare

Nel seguente contenuto si parlerà del ruolo degli aminoacidi. In particolare cosa sono gli aminoacidi, la loro classificazione e funzione e le reazioni specifiche.

Cosa sono gli aminoacidi?

Gli aminoacidi sono essenziali. Ciascuno di essi è composto da un atomo di carbonio centrale, un gruppo amminico, un gruppo carbossilico e una catena laterale.
Ne esistono 20 tipi e si classificano in:

• essenziali, da introdurre con la dieta;
• non essenziali, che il corpo può sintetizzare;
• condizionatamente essenziali.

Classificazione e funzione per il corpo

Gli aminoacidi possono essere classificati in:

• Aminoacidi essenziali: Sono 9 e devono essere introdotti con la dieta perché l'organismo non li produce;
• Aminoacidi non essenziali: L'organismo può sintetizzarli autonomamente a partire da altre molecole.
• Aminoacidi condizionatamente essenziali.

Funzioni nel corpo umano

Oltre a essere i mattoni delle proteine, gli aminoacidi svolgono anche altre funzioni vitali:

• Costituiscono muscoli, ossa, enzimi, ormoni, anticorpi e molti altri componenti cellulari e tissutali;
• In caso di necessità, possono essere utilizzati per produrre energia;
• Sono precursori di neurotrasmettitori, ormoni e altre molecole con ruoli specifici.

Reazioni di decarbossilazione

Gli amminoacidi possono subire questa reazione specifica che porta alla formazione di un’ammina. Molte ammine prodotte svolgono attività fisiologiche, vengono spesso chiamate ammine biogene. Fra queste troviamo:

• istamina,
• serotonina,
• catecolammine (dopamina, noradrenalina, adrenalina),
• ormoni tiroidei derivano dall’amminoacido tirosina.

Le basi azotate che costituiscono i nucleotidi vengono sintetizzate tramite amminoacidi come aspartato, glutammina, glicina.

Metabolismo terminale e produzione di energia

Il metabolismo terminale sono tutte quelle reazioni che si svolgono nei mitocondri e producono energia per le cellule. Esso comprende tre vie metaboliche:

• le prime due avvengono nei mitocondri e degradano completamente il piruvato in CO2 attraverso la decarbossilazione ossidativa e il ciclo di Krebs. L’energia liberata in queste due fasi è immagazzinata nel NADH e nel FADH2.
• la terza fase avviene nella parte interna dei mitocondri, coinvolge l'O2 e l’energia immagazzinata per convertire l’ADP in ATP, producendo H2O.

Processo di decarbossilazione ossidativa

Il passaggio tra la glicolisi e le altre reazioni della respirazione cellulare consiste nella decarbossilazione ossidativa del piruvato ad acetile, ed infine in acetil-CoA.

Il processo:

1. La molecola di piruvato entra nei mitocondri grazie a uno specifico trasportatore di membrana;
2. La reazione viene catalizzata dal piruvato deidrogenasi (costituito da 5 coenzimi e diverse attività enzimatiche);
Si tratta di un processo ad una sola direzione e i prodotti ottenuti sono Acetil-CoA, NADH + H+ e alla liberazione CO2;

3. Ora l’acetil-CoA creato nei mitocondri è il punto di incontro dei diversi composti (amminoacidi, carboidrati, lipidi);
4. La molecola ora inizia una serie ciclica di reazioni, il ciclo dell’acido citrico o ciclo di Krebs. Questa via metabolica fa parte dell’ultimo stadio del metabolismo terminale delle biomolecole. Si sviluppa in 8 tappe, ogni reazione è catalizzata da un enzima specifico. I coenzimi che prendono parte a questa reazione sono NAD, FAD,GTP e ATP.
5. Il ciclo produce H2O, il prodotto di scarto è la CO2.