Isoleucina: Definición, Estructura, Función, Beneficios, Deficiencia, Suplementos y Toxicidad

función de la isoleucina

Es un aminoácido que se encuentra en la mayoría de las proteínas y es esencial en la dieta humana.

Junto con la treonina, la isoleucina es uno de los dos aminoácidos comunes que tiene una cadena lateral quiral; es decir, uno que no es superponible en su imagen especular.

Con una cadena lateral de hidrocarbono, la isoleucina se clasifica como un aminoácido hidrofóbico.

La isoleucina es similar a la leucina y la valina en ser un aminoácido de cadena ramificada y cuya acumulación en la sangre y la orina, debido a una deficiencia particular de la enzima, causa el trastorno metabólico grave, conocido como la enfermedad de la orina del jarabe de arce.

En los humanos, el isómero L de la isoleucina es uno de los 20 aminoácidos estándar comunes en las proteínas animales y se requiere para el funcionamiento normal en humanos.

La valina también se clasifica como un «aminoácido esencial», ya que no puede ser sintetizado por el cuerpo humano a partir de otros compuestos a través de reacciones químicas y, por lo tanto, debe ser absorbido con la dieta.

Las personas tienen la responsabilidad personal de mostrar disciplina en sus hábitos alimenticios para obtener las cantidades adecuadas de los aminoácidos esenciales.

En el caso de la isoleucina, esto significa incluir en la dieta alimentos tales como huevos, pollo, soja, queso cottage, leche, semillas de piyal, anacardos, cereales, etc.

La importancia de la dieta es particularmente importante en el caso de aquellos que sufren de trastorno de la deficiencia metabólica (enfermedad de la orina de jarabe de arce), con el fin de obtener los niveles mínimos de isoleucina sin consumir demasiado para evitar los síntomas de la enfermedad.

La precisión y la compleja coordinación en el universo se revela en el papel de la isoleucina en las proteínas.

La estructura de la isoleucina lo hace importante para el plegamiento correcto de las proteínas, cuya funcionalidad depende de la capacidad de plegarse en una forma tridimensional precisa.

El código de tres letras de isoleucina es Ile, su código de una letra es I, y su nombre sistemático es ácido 2-amino-3-metilpentanoico (IUPAC-IUB 1983).

Estructura

En bioquímica, el término aminoácido se usa con frecuencia para referirse específicamente a aminoácidos alfa, aquellos aminoácidos en los que los grupos amino y carboxilato están unidos al mismo carbono, el llamado carbono α (carbono alfa).

La estructura general de estos aminoácidos alfa es:

  • R | H2N-C-COOH | H

Donde R representa una cadena lateral específica para cada aminoácido.

La mayoría de los aminoácidos se encuentran en dos posibles isómeros ópticos, llamados D y L.

Los L aminoácidos representan la gran mayoría de los aminoácidos que se encuentran en las proteínas. Se llaman aminoácidos proteinogénicos.

Como sugiere el nombre «proteinogenic» (literalmente, construcción de proteínas), estos aminoácidos están codificados por el código genético estándar y participan en el proceso de síntesis de proteínas.

Sin embargo, la isoleucina es uno de los dos aminoácidos comunes (junto con la treonina) que tiene una cadena lateral quiral.

Cuatro estereoisómeros de isoleucina son posibles, incluidos dos posibles diastereómeros de L-isoleucina.

Sin embargo, la isoleucina presente en la naturaleza existe en una forma específica, ácido (2S, 3S) -2-amino-3-metilpentanoico.

Solo esta forma está involucrada en la síntesis de proteínas.

Un estereoisómero tiene moléculas con la misma fórmula química y cuya conectividad atómica es la misma, pero cuya disposición atómica en el espacio es diferente.

Un diastereómero son dos estereoisómeros que no son imágenes especulares entre sí.

La fórmula química de la isoleucina es CH2-CH3-CH (CH3) -CH, o más generalmente C6H13NO2 (IUPAC-IUB 1983).

La isoleucina es un isómero, que tiene la misma fórmula química pero con una disposición diferente de átomos.

Al igual que la leucina y la valina, la isoleucina tiene grandes cadenas laterales hidrofóbicas alifáticas.

Sus moléculas son rígidas, y sus interacciones hidrofóbicas mutuas son importantes para el plegamiento correcto de las proteínas, estos aminoácidos tienden a ubicarse dentro de la molécula de proteína.

Generalmente, la isoleucina es atraída por cadenas laterales hidrofóbicas similares, tales como leucina, valina, triptófano y fenilalanina.

La funcionalidad de la proteína está determinada por su plegamiento en una configuración tridimensional precisa.

Enfermedad de la orina de jarabe de arce

La enfermedad de la orina del jarabe de arce (MUSD  por sus siglas en ingles) es un trastorno metabólico autosómico recesivo (es hereditaria) del metabolismo de los aminoácidos.

También se llama cetoaciduria de cadena ramificada.

Esta acidopatía de aminoácidos se debe a una deficiencia de la enzima metabólica de cadena ramificada α-cetoácido deshidrogenasa que conduce a una acumulación de los aminoácidos de cadena ramificada isoleucina, leucina y valina en la sangre y la orina.

MSUD se caracteriza por la orina de olor dulce y similar al del jarabe de arce.

Los bebés con esta enfermedad parecen sanos al nacer, pero si no reciben tratamiento sufren daño cerebral severo y finalmente mueren.

Debido a un efecto genético de cuello de botella, MSUD tiene una prevalencia mucho más alta en niños de ascendencia Amish y Menonita.

Desde la primera infancia, la afección se caracteriza por alimentación deficiente, vómitos, falta de energía (letargo), convulsiones y problemas de salud mental.

La orina de los bebés afectados tiene un olor dulce distintivo, muy parecido al caramelo quemado que le da su nombre a la condición.

El tratamiento de la MSUD, como la diabetes, requiere un control cuidadoso de la química de la sangre e incluye tanto una dieta especial como pruebas frecuentes.

Se debe mantener una dieta con niveles mínimos de los aminoácidos isoleucina, leucina y valina para prevenir el daño neurológico.

Por lo general, los pacientes o padres de pacientes son asistidos por un médico o dietista. Esta dieta debe cumplirse estricta y permanentemente.

Sin embargo, con el tratamiento adecuado, los afectados pueden vivir una vida sana y normal y no sufrir el daño neurológico severo que caracteriza a la enfermedad cuando esta no es tratada.

Función

Proteinogénesis:

Una de las principales funciones de la isoleucina es la proteinogénesis en el cuerpo, lo que significa que es un bloque de construcción para las proteínas que producen las células de su cuerpo.

No puede hacer que las proteínas estructurales y funcionales de las que depende su cuerpo (incluida la proteína que compone el músculo, los anticuerpos usados por su sistema inmune y una variedad de hormonas) sin isoleucina.

La isoleucina es un aminoácido esencial, lo que significa que debe consumirlo, ya que el cuerpo no puede hacerlo a partir de otras moléculas.

Energía:

Otro uso importante de isoleucina en el cuerpo es la producción de energía.
Se descompone la isoleucina en una molécula llamada acetil-CoA, que es la misma molécula que se forma a medida que descompone los azúcares.

Luego quema más acetil-CoA para producir dióxido de carbono, oxígeno y una gran cantidad de energía.

También puede producir grasa a partir de acetil-CoA, lo que significa que el exceso de isoleucina en la dieta, como otros nutrientes que proporcionan energía en exceso, puede provocar el almacenamiento de grasa corporal.

Otros usos:

También puede usar isoleucina para crear otros dos tipos de moléculas: cuerpos de glucosa y cetona.

La glucosa o azúcar en la sangre, por lo general, proviene de los carbohidratos en su dieta.

Sin embargo, si tiene muy poca azúcar en la sangre, sus células participan en un proceso llamado gluconeogénesis.

No puede obtener glucosa de las grasas, pero puede hacerlo a partir de algunos aminoácidos, isoleucina incluida.

Los cuerpos cetónicos son moléculas proveedoras de energía que comúnmente se producen en algunos órganos del cuerpo, incluido el corazón.

Beneficios de la isoleucina

Mejor rendimiento físico:

Los atletas usan este aminoácido para reducir la degradación de los músculos y las proteínas durante el ejercicio físico intenso y para mejorar el rendimiento del ejercicio.

Además, se utiliza como combustible por las células musculares, evitando que otros aminoácidos esenciales se quemen.

Esta es una de las razones importantes por las que se recomienda comer ciertos alimentos antes de su entrenamiento.

Promueve un crecimiento saludable:

Este aminoácido es bueno para adolescentes y niños que están creciendo porque es esencial para un crecimiento saludable.

Más importante aún, las dosis suplementarias de este aminoácido pueden ser muy útiles para promover la reparación del tejido después de un traumatismo o cirugía.

Fuentes

Productos de soya:

Los productos de soya ofrecen una fuente única de proteínas porque son los únicos alimentos a base de plantas que contienen proteínas nutricionalmente completas.

Todas las proteínas de la soja brindan todos los aminoácidos esenciales que su cuerpo no puede producir por si solo y debe obtener de su dieta diaria.

El aislado de proteína de soya, una forma concentrada de proteína de soja que se encuentra en los suplementos proteicos y en los sucedáneos de la carne y el queso, proporciona 1,9 g de leucina y 1,5 g de isoleucina por cada 1 onza, haciendo de este producto de soya una de las fuentes más ricas en alimentos de aminoácidos de cadena ramificada.

Sin embargo, la leche de soja y el tofu, contienen, cada uno menos de 0,2 g de leucina e isoleucina por onza.

Pescados y carnes:

Las carnes y los pecados contienen muchos aminoácidos de cadena ramificada ya que son proteínas nutricionalmente completas.

A 1 onza una porción de bistec proporciona casi 0.7 g de leucina y 0.4 g de isoleucina, y la misma cantidad de carne asada de cerdo proporciona un poco menos de leucina y la misma cantidad de isoleucina.

El atún también es abundante en estos aminoácidos, con 0.5 g de leucina y 0.3 g de isoleucina por onza.

El pollo asado y el pavo asado contienen 0,4 g de leucina y casi 0,3 g de isoleucina en 1 oz.

Huevos y productos lácteos:

El contenido de estos aminoácidos en el queso cheddar es muy similar al de la carne, ya que cada uno contiene 0.7 y 0.4 g de leucina e isoleucina, respectivamente, por onza.

Otra fuente rica de aminoácidos es el requesón bajo en grasa, puesto que contiene 0,4 g de leucina y 0,2 g de isoleucina en cada onza.

Onza por onza, los huevos contienen una cantidad similar de aminoácidos de cadena ramificada como el queso cottage, con la mayor parte de estos nutrientes ubicados en la clara de huevo.

En comparación, la leche y el yogur ofrecen 0,2 g de leucina y 0,1 g de isoleucina por onza.

Legumbres:

Las legumbres, no proporcionan nutricionalmente todas las proteínas necesarias para su dieta aunque son relativamente ricas en ellas.

Sin embargo, sí ofrecen cantidades moderadas de aminoácidos de cadena ramificada.

Las lentejas, los frijoles negros y los frijoles pintos proporcionan algo menos de 0,2 g de leucina y casi 0,1 g de isoleucina por onza.

Si bien la mayoría de las fuentes animales de proteínas proporcionan una mayor cantidad de aminoácidos de cadena ramificada que las fuentes vegetales de proteínas, las leguminosas contienen una buena cantidad de estos nutrientes en un paquete rico en fibra y bajo en grasas.

Deficiencia de isoleucina

Se ha encontrado que la isoleucina es deficiente en personas que padecen muchos trastornos mentales y físicos diferentes.

Una deficiencia de isoleucina puede provocar síntomas similares a los de la hipoglucemia, por ejemplo, en su deficiencia, una persona puede experimentar confusión, irritabilidad, fatiga, depresión, mareos, dolores de cabeza, etc.

Suplementos

Cuando el cuerpo presenta síntomas de la deficiencia de isoleucina y esta no puede ser cubierta con fuentes proteínicas, lo más probable es que su médico o dietista le recomiende tomar suplementos que contengan este aminoácido.

Como la isoleucina es un BCAA (aminoácido de cadena ramificada), lo mejor es tomarlo junto con leucina y valina.

Los suplementos de isoleucina pueden presentarse en diferentes formas, como tabletas, geles suaves e incluso líquidos.

Pueden pasar varios meses antes de que empiece a notar cambios significativos en la deficiencia de isoleucina.

Solo tómese su tiempo, coma una dieta saludable y tome suplementos según las instrucciones.

La isoleucina, hablando en términos prácticos, es probable que sea solo un buen complemento para comprar cuando se quiere aumentar la absorción de glucosa.

Es superado por la leucina para inducir la síntesis de proteínas musculares y superado por HMB para reducir la degradación de proteínas musculares, pero supera a ambos agentes y a la valina en el aumento de la captación de glucosa en el músculo esquelético.

Como se ha observado eficacia con 0,3-0,45 g / kg en ratas (siendo esta última la dosis máxima, que aumenta más allá y no hace nada más debido a que no se absorbe más), el rango de dosificación recomendado es de 48-72 mg / kg (para una persona de 150 libras, es decir, la dosis pude variar entre 3.3 y 4.9 g al día).

La isoleucina se puede encontrar en aminoácidos de cadena ramificada (en cuyo caso, la proporción indicada en la etiqueta debe investigarse y los BCAA se dosifican en consecuencia) y en los productos alimenticios.

Como la isoleucina de los productos alimenticios también es bioactiva, las dosis suplementarias de isoleucina tomadas con las comidas pueden ser menores (es decir, si consume una comida con 50 g de proteína que contiene 4 g de isoleucina, ya no se necesita una dosis de 10,8 g y bastarán con 6,8 g) .

Toxicidad

Es posible experimentar una sobredosis de isoleucina si no tiene cuidado.

Existen enzimas dentro de su cuerpo que son responsables de descomponer la isoleucina. Si no son suficientes para metabolizarlo, entonces este aminoácido puede acumularse a niveles peligrosos.

Esto puede ocasionar una afección llamada cetoaciduria de cadena ramificada, comúnmente denominada enfermedad de la orina de jarabe de arce.