Metabolismo del Gruppo Amminico: Cosa Succede ai Gruppi Amminici in Eccesso nel Corpo?

Introduzione

Il gruppo amminico (-NH₂) è un gruppo funzionale chimico presente in tutti gli aminoacidi. Gli aminoacidi liberi circolano nel sangue in concentrazioni limitate, giusto abbastanza per essere disponibili alle cellule che costruiscono nuove proteine. Quando ci sono aminoacidi in eccesso nel sangue, il corpo li degrada e i gruppi amminici devono essere rimossi.

Struttura del Gruppo Amminico

Il gruppo amminico (–NH₂) consiste di un atomo di azoto legato covalentemente a due atomi di idrogeno. Ha un elettrone di valenza extra sull'azoto, che permette a questo gruppo molecolare di legarsi con un altro atomo.

Struttura dell'Aminoacido

Gli aminoacidi son così chiamati perché ogni molecola contiene un gruppo carbossilico acido (COOH) e un gruppo amminico (NH₂). Inoltre, ogni aminoacido ha una catena laterale, detta gruppo R. Tutti e tre i gruppi sono legati allo stesso atomo di carbonio, detto carbonio alfa. L'aminoacido più semplice, glicina, ha un gruppo R di un solo atomo di idrogeno. Altri gruppi R vanno dal semplice metile (-CH₃) nell'alanina a idrocarburi, acidi, ammidi, alcoli, amine più complessi.

Catabolismo degli Aminoacidi

Quando gli aminoacidi subiscono catabolismo, il primo passo è la rimozione del gruppo amminico (NH₂). Una volta rimosso, lo scheletro carbonioso rimanente viene convertito in energia o immagazzinato come grasso. Il gruppo amminico rappresenta azoto in eccesso, che deve essere espulso dal corpo.

Animali Acquatici

L'ammoniaca è altamente solubile in acqua, quindi pesci e alcuni anfibi acquatici espellono l'azoto come ammoniaca (NH₃). In alcune specie di pesci, l'azoto in eccesso viaggia nel sangue come parte dell'ammide nell'aminoacido glutammina. Nelle branchie, la glutammina subisce idrolisi formando acido glutammico e rilasciando ammoniaca nell'acqua circostante.

Ciclo dell'Urea

La maggior parte dei vertebrati terrestri converte i gruppi amminici in eccesso in urea idrosolubile, formula (NH₂)₂CO: molecola con due gruppi amminici legati a un gruppo carbonilico (C=O). La sintesi dell'urea avviene nelle cellule epatiche. Dal fegato, l'urea entra nel flusso sanguigno, viene filtrata dai reni, poi espulsa nelle urine.

Acido Urico

Uccelli, rettili e alcuni mammiferi desertici convertono l'azoto in eccesso in acido urico (C₅H₄N₄O₃), escreto nelle feci. La sintesi dell'acido urico costa energia metabolica ma richiede meno acqua per l'eliminazione.