Metabolismo epatico degli aminoacidi: deaminazione, transaminazione e ciclo dell'urea
Il fegato è l'hub centrale per l'omeostasi degli aminoacidi, bilanciando sintesi proteica, produzione energetica e smaltimento azoto.
Principali vie metaboliche
1. Transaminazione (trasferimento reversibile gruppo amminico)
- Enzimi: aminotransferasi (AST, ALT) — richiedono fosfato piridossale (PLP/B6).
- Reazione: aminoacido + α-chetoacido ⇄ nuovo aminoacido + nuovo chetoacido.
- Coppie chiave: alanina ⇄ piruvato; aspartato ⇄ ossalacetato; glutammato ⇄ α-chetoglutarato.
- Funzione: ridistribuisce gruppi amminici; convoglia azoto al glutammato.
2. Deaminazione ossidativa (liberazione irreversibile azoto)
- Enzima primario: glutammato deidrogenasi (GDH) — mitocondriale.
- Reazione: glutammato + NAD⁺/NADP⁺ + H₂O → α-chetoglutarato + NH₄⁺ + NAD(P)H.
- Regolazione: attivata da ADP/GDP; inibita da GTP/ATP (sensore stato energetico).
- Netto: rilascia ammoniaca libera per sintesi urea.
3. Ciclo dell'urea (ciclo ornitina) — smaltimento azoto epatico
- Localizzazione: mitocondri (primi 2 passi) + citosol (ultimi 3 passi).
- Input: 2 NH₄⁺ (uno via carbamoil fosfato, uno via aspartato), 3 ATP, CO₂.
- Output: urea + 2 ADP + AMP + 2 Pi + PPi.
- Enzimi chiave: CPS1, OTC, ASS, ASL, ARG1.
- Regolazione: N-acetilglutammato (attivatore CPS1); disponibilità substrati.
4. Destino scheletri carboniosi
| Via | Precursori | Condizioni |
|---|
| Gluconeogenesi | AA glucogenici (Ala, Gln, Asp, etc.) | Digiuno, basso carb |
| Chetogenesi | AA chetogenici (Leu, Lys) + misti | Digiuno prolungato, dieta cheto |
| Ossidazione completa | Tutti AA via ciclo Krebs | Richiesta energetica |
| Sintesi proteica | Tutti essenziali + non essenziali | Stato nutrito, crescita/riparazione |
5. Gestione epatica specializzata aminoacidi
- Glutammato sintetasi (perivenosa): spazza NH₄⁺ residuo → glutammina (carburante cervello, ammoniagenesi renale).
- Glutaminasi (periportale): rilascia NH₄⁺ per ciclo urea.
- Ciclo alanina (ciclo Cahill): muscolo → alanina → fegato → piruvato → glucosio → muscolo.
Correlati clinici
- AST/ALT elevate: danno epatocellulare rilascia aminotransferasi.
- Iperammoniemia: difetti ciclo urea, insufficienza epatica, shunt portosistemici.
- Rapporto BCAA/AAA: diminuito in cirrosi (AA aromatici ↑, ramificati ↓) → encefalopatia epatica.
Il metabolismo epatico degli aminoacidi esemplifica l'integrazione metabolica: smaltimento azoto, omeostasi glucidica e produzione energetica sono inseparabili.