Metabolismo de la metionina

Papel biológico y activación de la metionina

Por sí sola, la metionina no posee una gran actividad química en las reacciones de metilación, por lo que debe ser activada previamente para participar en el metabolismo. Este proceso se lleva a cabo con la participación de la energía de una molécula de ATP.

La enzima metionina adenosiltransferasa cataliza la reacción en la cual la metionina se une al ATP. Como resultado, se forma S-adenosilmetionina (abreviada como SAM), y también se liberan pirofosfato inorgánico y fosfato.

La singularidad de la molécula de SAM radica en la presencia de un ion sulfonio inestable. El grupo metilo ($-CH_3$) en esta estructura está unido de manera muy débil. Gracias a su elevado potencial de transferencia, se desprende con facilidad y se transfiere a las moléculas aceptoras. Esto convierte a SAM en el donante universal y más importante de fragmentos de carbono en las células del cuerpo humano.

Reacciones de transmetilación

Al ceder su grupo metilo, la metionina activa se convierte en S-adenosilhomocisteína (SAH). El proceso de transferencia del grupo $-CH_3$ se denomina transmetilación. Estas reacciones son la base de la biosíntesis de compuestos vitales y tienen lugar en diversos órganos:

• Síntesis de fosfatidilcolina (lecitina): Ocurre principalmente en el hígado. La fosfatidiletanolamina se une a tres grupos metilo de tres moléculas de SAM. La lecitina es necesaria para la formación de membranas celulares y la síntesis de lipoproteínas.
• Síntesis de carnitina: Es necesaria para el transporte de ácidos grasos al interior de las mitocondrias para su posterior $\beta$-oxidación. El proceso comienza con la lisina, que se metila con el consumo de tres moléculas de SAM.
• Síntesis de adrenalina: En la médula suprarrenal, la noradrenalina se metila con la participación de SAM, transformándose en la hormona adrenalina.
• Síntesis de creatina: En el tejido hepático, el guanidinoacetato recibe un grupo metilo para formar creatina.
• Regulación del aparato genético: La metilación de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) actúa como uno de los principales mecanismos de regulación de la expresión génica.
• Detoxificación: En los hepatocitos, la metilación se utiliza para inactivar metabolitos tóxicos y diversas sustancias farmacológicas.

Metabolismo de la homocisteína

La S-adenosilhomocisteína formada tras las reacciones de metilación se escinde por vía hidrolítica en adenosina y homocisteína. La homocisteína tiene dos vías metabólicas principales:

1. Regeneración (remetilación) a metionina.

La homocisteína es capaz de convertirse nuevamente en metionina. Para ello se requiere un donante de un nuevo grupo metilo: un derivado del ácido fólico (vitamina B₉), el metiltetrahidrofolato. La metilcobalamina (vitamina B₁₂) actúa como transportador intermediario del radical de carbono. Este proceso está estrechamente relacionado con el metabolismo de la serina y la glicina, que actúan como fuentes de fragmentos de un solo carbono.

1. Síntesis de cisteína (transulfuración).

Si no se requiere regeneración, la homocisteína interactúa con la serina. En esta reacción, la metionina (en forma de homocisteína) aporta el átomo de azufre, mientras que la serina cede su esqueleto de carbono. El cofactor de las enzimas es el piridoxal fosfato (un derivado de la vitamina B₆). Como resultado, se forman el aminoácido condicionalmente esencial cisteína y el subproducto homoserina.

Significado clínico y acción lipotrópica

Homocistinuria Ante defectos genéticos en las enzimas de la transulfuración o en presencia de una marcada hipovitaminosis de vitaminas B₁₂, B₆ y ácido fólico, se altera la utilización de la homocisteína. Su acumulación en sangre y tejidos, así como su excreción masiva por la orina, conducen al desarrollo de homocistinuria. Las manifestaciones clásicas de la enfermedad incluyen la luxación (ectopía) del cristalino, cataratas precoces, osteoporosis y discapacidad intelectual, que se presenta en aproximadamente la mitad de los pacientes.

Protección hepática en la esteatosis hepática La metionina posee una marcada acción lipotrópica, por lo que los alimentos ricos en ella (por ejemplo, el requesón) se recomiendan en la degeneración grasa del hígado. La esencia del efecto es que la metionina es necesaria para la producción de SAM, la cual se consume activamente en la síntesis de fosfatidilcolina. Los fosfolípidos, a su vez, se destinan al ensamblaje de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). Como parte de las VLDL, los triacilgliceroles (grasas) en exceso se transportan con éxito desde el tejido hepático hacia el torrente sanguíneo, lo que previene la infiltración grasa del órgano.

En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema

Qué más repasar sobre el tema

• Mecanismo detallado de acción de la metionina adenosiltransferasa
• El ciclo del folato y su relación con el metabolismo de la serina y la glicina
• Estructura y función de las enzimas de síntesis de adrenalina y creatina
• Ensamblaje y metabolismo de las lipoproteínas (VLDL y HDL)

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