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La Esencia de la Existencia: Aminoácidos y Vida Celular

Actualizado: 20 feb

Desde una perspectiva biológica, una molécula que contiene un grupo amino y un grupo carboxilo en su estructura física es denominada aminoácido (Sánchez Amador, 2020). Este compuesto orgánico sirve como la base de las proteínas. Al considerar el concepto de aminoácido desde un enfoque puramente fisiológico, puede resultar inicialmente poco emocionante; sin embargo, la situación se torna fascinante al descubrir que las proteínas constituyen las moléculas más prevalentes en todo el cuerpo humano, representando el 50 % del peso seco de todos los tejidos. Estos nutrientes se distribuyen por todas las células, dando forma a órganos, músculos, tejidos, cabello y piel. En conjunto con los ácidos nucleicos (ARN y ADN), las proteínas se erigen como la piedra angular de la vida de todos los seres vivos. Por lo tanto, de acuerdo con Sánchez Amador (2020), los aminoácidos desempeñan un papel esencial en el concepto de la "existencia" humana y de todos los organismos.



¿Qué es un Aminoácido?

Al prestar atención a un enfoque funcional, se podría afirmar que cada uno de los aminoácidos contribuye a la formación de proteínas que, a su vez, se integran en las células y dan origen a los complejos tejidos que componen el cuerpo humano. Estas estructuras proteicas, fundamentales para la existencia, adoptan la forma de cadenas poliméricas conformadas por aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos (Sánchez Amador, 2020). El término "aminoácido" se deriva de la abreviatura de ácido α - amino (alfa - amino) carboxílico (Reddy, 2024). Cada molécula está compuesta por un átomo de carbono central (C), conocido como α - carbono, al cual se conectan tanto un grupo amino como un grupo carboxilo. Los dos enlaces restantes del átomo de carbono α generalmente se satisfacen mediante un átomo de hidrógeno (H) y el grupo R. Los aminoácidos presentan variaciones en su estructura química, principalmente en el grupo R. Según Reddy (2024), la fórmula de un aminoácido general es:

Esta es la fórmula de un aminoácido general.


La Clasificación y el Papel de los Aminoácidos

En términos generales, se suele asumir que todos los aminoácidos desempeñan un papel crucial como componentes fundamentales de las proteínas, estableciendo así una distinción clara entre aquellos que son considerados "esenciales" y los clasificados como "no esenciales” (Sánchez Amador, 2020). Sin embargo, de conformidad con Sánchez Amador (2020), no todos los aminoácidos participan en los complejos proteicos ampliamente aceptados.

Aminoácidos no Proteicos

Todos los intermediarios metabólicos y neurotransmisores poseen una estructura característica de aminoácido, pero no están vinculados a la cadena polimérica que compone las proteínas (Sánchez Amador, 2020). Según Sánchez Amador (2020), ejemplos de estos son la Ornitina y la Citrulina, que funcionan como compuestos intermediarios en el ciclo de la urea, así como la Homocisteína y Homoserina, moléculas esenciales para diversos procesos metabólicos. Un sustrato precursor digno de mención es la dihidroxifenilalanina (DOPA), la cual inicia las rutas metabólicas conducentes a neurotransmisores como la Dopamina y la Adrenalina.

A pesar de que estos compuestos desempeñen un papel más discreto en comparación con aquellos directamente asociados a los polímeros proteicos, su importancia es innegable. Estas hormonas incrementan la frecuencia cardíaca de los seres vivos y estimulan respuestas de lucha y huida, mejorando así la supervivencia teórica del individuo. Sánchez Amador (2020) menciona que, aunque no sean aminoácidos estructurales per se, su función es incuestionable.

Aminoácidos Proteicos

Son aquellos que se encuentran codificados en el genoma, es decir, cuyas instrucciones de ensamblaje están almacenadas en el ADN (Sánchez Amador, 2020). A través de procesos como la transcripción y la traducción, mediadas por los ARNs mensajeros y de transferencia, estas instrucciones de síntesis dan lugar a la formación de la proteína deseada. Esta formación se basa en la concatenación de aminoácidos en un orden específico. Los aminoácidos comunes para todos los seres vivos incluyen la Alanina, Arginina, Asparagina, Aspartato, Cisteína, Fenilalanina, Glicina, Glutamato, Glutamina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Prolina, Serina, Tirosina, Treonina, Triptófano y Valina. Estas veinte moléculas representan los pilares para la vida. Dada la clasificación antropocéntrica de los términos biológicos, Sánchez Amador (2020) indica que se han categorizado estos aminoácidos canónicos como "esenciales" y "no esenciales" según la necesidad de su consumo.

Los aminoácidos esenciales son aquellos que el cuerpo humano no puede producir por sí mismo, y, por coniguiente, deben ser consumidos en forma de proteínas con la dieta (Sánchez Amador, 2020). La Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptófano y Valina, en otras palabras, nueve de los veinte canónicos nombrados con anterioridad, son ejemplos de estos aminoácidos. En correspondencia con Sánchez Amador (2020), es fundamental recalcar que la "esencialidad" de estos aminoácidos depende de la especie, puesto que no todos los organismos vivos siguen las mismas rutas metabólicas.

La Fenilalanina se asocia a la sensación de bienestar, ya que regula las endorfinas (García - Allen, 2017). Entre las funciones más destacadas se encuentra la reducción del exceso de apetito y la disminución del dolor. Asimismo, está implicada en la síntesis de las catecolaminas Adrenalina, Dopamina y Noradrenalina, promoviendo así el estado de alerta, mejorando la memoria y el aprendizaje e incrementando la vitalidad. De conformidad con García - Allen (2017), los suplementos que contienen este aminoácido pueden utilizarse para mejorar los síntomas de Parkinson, vitiligo, dolor crónico o para el tratamiento integral de la depresión.

El déficit de Isoleucina parece estar implicado en algunos trastornos mentales y físicos, como depresión, alteraciones de la conducta y disminución de la masa muscular, entre otros (García - Allen, 2017). Este aminoácido es esencial para la formación de hemoglobina y tejido muscular, y estabiliza y regula el azúcar en la sangre y los niveles de energía. Además, en correspondencia con García - Allen (2017), contribuye a la curación de heridas, la piel y los huesos.

La Lisina inhibe el desarrollo de los virus dentro del organismo y, como resultado, se utiliza en el tratamiento de los herpes, así como los virus asociados con el síndrome de fatiga crónica (García - Allen, 2017). Participa en la síntesis de L - carnitina junto a la vitamina C. Además, contribuye a la formación de colágeno, el tejido conectivo presente en los huesos, ligamentos, tendones y articulaciones. Favorece la absorción de calcio, siendo esencial para los niños, ya que es fundamental para la formación ósea. Según García - Allen (2017), también desempeña un papel en la producción de hormonas y en la disminución de los niveles séricos de triglicéridos.

La Treonina es un elemento indispensable para la formación de colágeno y se revela como un factor esencial en el proceso de producción de anticuerpos (García - Allen, 2017). Además, conforme con García - Allen (2017), es esencial para el funcionamiento normal del tracto gastrointestinal y puede convertirse en Glicina, un neurotransmisor del sistema nervioso central.

El Triptófano, un aminoácido esencial, ha captado la atención de psicólogos y profesionales de la salud debido a su papel crucial en la síntesis de serotonina y melanina (García - Allen, 2017). Por consiguiente, según García - Allen (2017), desempeña un papel fundamental en la regulación del estado de ánimo y contribuye directamente a mejorar la calidad del sueño.

La Valina compite con la tirosina y el triptófano al cruzar la barrera hematoencefálica (García - Allen, 2017). Cuanto más alto sea el nivel de valina, más bajos serán los niveles de los otros dos aminoácidos en el cerebro. La valina se absorbe de forma activa y se utiliza directamente por el músculo como fuente de energía, por lo que no es procesada por el hígado antes de entrar en el torrente sanguíneo. De acuerdo con García - Allen (2017), el déficit de valina provoca una menor absorción de los demás aminoácidos (y proteínas) por el tracto gastrointestinal.

La Histidina resulta beneficiosa en el tratamiento de la anemia debido a su vinculación con la hemoglobina (García - Allen, 2017). Su papel como precursor de la histamina la ha convertido en un recurso empleado en el tratamiento de la alergia. Finalmente, en correspondencia con García - Allen (2017), este aminoácido contribuye al mantenimiento del pH sanguíneo adecuado y ha demostrado utilidad en el tratamiento de la artritis reumatoide.

Finalmente, la Metionina desempeña un papel activo en la descomposición de grasas, facilitando la reducción del colesterol en la sangre (García-Allen, 2017). Asimismo, su influencia es destacada en la prevención de trastornos en el cabello, piel y uñas. Según García - Allen (2017), posee propiedades antioxidantes y participa activamente en la síntesis de ARN y ADN.

Los aminoácidos no esenciales son producidos mediante rutas metabólicas incluidas en la propia fisiología del ser humano (Sánchez Amador, 2020). Estos comprenden la Alanina, Tirosina, Aspartato, Cisteína, Glutamato, Glutamina, Glicina, Prolina, Serina, Asparagina y Arginina, es decir, 11 de los 20 canónicos. Diversas rutas metabólicas varían incluso entre los mamíferos. Por ejemplo, Sánchez Amador (2020) menciona que a los gatos les falta una enzima esencial para sintetizar la Taurina, derivada de la Cisteína, haciéndola esencial para ellos.

La Arginina desempeña un papel fundamental en la actividad normal del sistema inmune y en la cicatrización de heridas (García - Allen, 2017). Asimismo, participa en la liberación de la hormona del crecimiento, incrementa la liberación de insulina y glucagón, y es precursora de Ácido Gamma - Aminobutírico (GABA). En correspondencia con García - Allen (2017), también se destaca por reducir el tamaño de los tumores y ser necesaria para la espermatogénesis.

El Ácido Aspártico, un aminoácido reconocido por su capacidad para aumentar la resistencia y el rendimiento físico, ya que es beneficioso para combatir la fatiga crónica (García - Allen, 2017). García - Allen (2017) menciona que, como uno de los dos principales aminoácidos excitatorios, junto con el Ácido Glutámico, el Ácido Aspártico contribuye a proteger el hígado, participa en el metabolismo del ADN y ARN, y mejora el sistema inmunológico.

El Ácido Glutámico, junto con el Ácido Aspártico, se destaca como un excitador, compartiendo numerosas funciones (García - Allen, 2017). Contribuye al mejoramiento del rendimiento físico y la reducción de la fatiga. Según García - Allen (2017), su papel es esencial en la síntesis de ADN y ARN, proporcionando protección al organismo y fortaleciendo el sistema inmunológico.

La Alanina desempeña un papel importante en el crecimiento muscular y sirve como una fuente significativa de energía para el músculo (García - Allen, 2017). En correspondencia con García - Allen (2017), su intervención en el metabolismo del azúcar, en el fortalecimiento del sistema inmunológico a través de la producción de anticuerpos y su papel fundamental en el tejido conectivo la destacan como un componente clave para la salud general.

La Asparagina se forma mediante la unión del Ácido Aspártico con el ATP (trifosfato de adenosina) (García - Allen, 2017). Conforme con García - Allen (2017), esta sustancia desempeña un papel crucial en el proceso de la memoria a corto plazo, contribuye a la eliminación del amoniaco del cuerpo, reduce la fatiga y participa de manera activa en la síntesis de ADN.

La Cisteína es un antioxidante que protege contra la radiación, la contaminación, la luz ultravioleta y otros fenómenos que generan radicales libres (García - Allen, 2017). Actúa como un "desintoxicante" natural y es esencial para el crecimiento, mantenimiento y reparación de la piel y el cabello. Además, de conformidad con García - Allen (2017), es precursor del aminoácido Taurina y del Sulfato de Condroitina, este último siendo el componente principal del cartílago.

La Glicina forma parte de la estructura de la hemoglobina y es uno de los dos principales neurotransmisores inhibitorios del sistema nervioso, siendo el otro el Ácido Gamma - Aminobutírico (GABA) (García - Allen, 2017). También participa en la formación de citocromos, que son enzimas implicadas en la producción de energía. De acuerdo con García - Allen (2017), contribuye a la producción de Glucagón, que apoya el metabolismo del Glucógeno.

La Glutamina, reconocida como precursora de dos neurotransmisores significativos del sistema nervioso central, el Glutamato y el Ácido Gamma - Aminobutírico (GABA), desempeña un papel trascendental en el mantenimiento de los niveles normales y constantes de azúcar en la sangre, del mismo modo que en la fuerza muscular y en la resistencia (García - Allen, 2017). De la misma manera, en correspondencia con García - Allen (2017), este aminoácido resulta fundamental para el adecuado funcionamiento gastrointestinal.

La Prolina, componente fundamental del cartílago, emerge como un elemento trascendental para la salud de las articulaciones, tendones y ligamentos (García - Allen, 2017). Este aminoácido contribuye al mantenimiento de la fortaleza cardíaca y se destaca como el principal precursor del glutamato. García - Allen (2017) menciona que, entre las funciones destacadas de este aminoácido se encuentra el sustentar la salud de la piel y las articulaciones.

La Serina participa activamente en la mejora del sistema inmunológico al contribuir a la producción de anticuerpos e inmunoglobulinas, además de desempeñar un papel fundamental en el desarrollo de la vaina de mielina (García - Allen, 2017). Asimismo, de acuerdo con García - Allen (2017), este aminoácido es trascendental para el crecimiento y mantenimiento muscular.

La Tirosina, un aminoácido precursor de la hormona Tiroxina, participa en procesos metabólicos (García - Allen, 2017). Además, se destaca como precursor de la hormona del crecimiento y de los neurotransmisores Dopamina, Norepinefrina, Epinefrina (Adrenalina) y Serotonina. Estos elementos, en correspondencia con García - Allen (2017), influyen positivamente en el estado de ánimo, el sueño, la claridad del pensamiento, la concentración y la memoria.

La tercera categoría corresponde a los aminoácidos condicionales (Sánchez Amador, 2020). La pregunta sobre qué es un aminoácido lleva consigo ciertas consideraciones, y una de ellas resalta la existencia de aminoácidos condicionales. Estos son aquellos que no son esenciales en condiciones normales, pero pueden ser necesarios en situaciones de enfermedad o condiciones especiales. Un ejemplo claro de esto es la arginina, considerada no esencial en circunstancias normales. Sin embargo, según Sánchez Amador (2020), su ingesta debe ser monitoreada en la dieta cuando se presentan ciertas enfermedades, como trastornos de obesidad y anemia drepanocítica.



Referencias

  1. García - Allen, J. (2017, abril 12). Tabla de Aminoácidos: Funciones, Tipos y Características. Psicología y Mente. https://psicologiaymente.com/neurociencias/tabla-de-aminoacidos

  2. Reddy, M. K. (2024, enero 3). Amino Acid. Enciclopedia Británica. https://www.britannica.com/science/amino-acid

  3. Sánchez Amador, S.A. (2020, agosto 20). ¿Qué es un Aminoácido? Características de Este Tipo de Moléculas. Psicología y Mente. https://psicologiaymente.com/salud/que-es-aminoacido

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