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Isoleucina: más allá de la productividad

Publicado: 19 de octubre de 2021
Por: Freddy Avellaneda (Zootecnista con una especialización en nutrición animal) y Bryan Josué Mojica Cardona (Zootecnista con una maestría en producción animal). DISAN. México
La búsqueda de la sostenibilidad en términos ambientales ha promovido la reducción de emisiones de nutrientes al entorno en el cual se desarrollan los sistemas de producción. Dentro de los compuestos que promueven la eutrofización del recurso hídrico se encuentran las emisiones de fósforo y nitrógeno, para reducir las descargas de este último se ha propuesto la disminución del nivel de proteína en el alimento y el incremento en el uso de aminoácidos purificados. Adicionalmente, estas estrategias contribuyen con la reducción en el costo del alimento, la mejora de la salud intestinal y la productividad de los animales. La disminución de los niveles de proteína en el proceso de formulación de sistemas de alimentación puede conducir a que nuevos aminoácidos sean considerados limitantes, bajo este contexto y en dietas a base maíz y soya la isoleucina puede considerarse el quinto aminoácido limitante.
La isoleucina hace parte de los aminoácidos esenciales ramificados junto con la valina y la leucina. Pese a que gran parte de estos aminoácidos son catabolizados en el hígado, estos se metabolizan inicialmente en el músculo esquelético mediante la acción de la aminotransferasa de cadena ramificada para obtener cetoácidos de cadena ramificada y estos a su vez puede ser descarboxilados a nivel hepático y junto con otras reacciones obtener acetil CoA y Succinil CoA que puede ingresar al ciclo de Krebs (Zhang et al., 2017).
Isoleucina: más allá de la productividad - Image 1
Más allá del balance de proteína ideal, la isoleucina es relevante debido a que es utilizada por las células del sistema inmune como una fuente de energía, así como un precursor para la formación, diferenciación y activación de nuevas células y moléculas de protección como las β-defensinas (Calder, 2006; Li et al., 2007). También se involucra con la señalización fisiológica mediante la regulación de la mTOR la que a su vez tiene un rol en la detección cerebral de la disponibilidad de nutrientes y regulación del balance de energía (Cota et al., 2006) de esta manera bajos niveles de isoleucina pueden causar la reducción del consumo de alimento. Adicionalmente, se relaciona con la utilización y captación de glucosa mediante la expresión de transportadores a nivel muscular e intestinal (Zhang et al., 2017).
Los niveles de proteína cruda en las dietas tienden a disminuirse con el fin de reducir el impacto ambiental e incrementar la rentabilidad por lo que la isoleucina desempeña un rol para mantener el balance de aminoácidos, el metabolismo de los nutrientes y la función inmune.

Referencias
  • Calder PC. Branched-chain amino acids and immunity. J Nutr. 2006 Jan;136(1 Suppl):288S-93S
  • Cota, D., Proulx, K., Smith, K. A., Kozma, S. C., Thomas, G., Woods, S. C., & Seeley, R. J. (2006). Hypothalamic mTOR signaling regulates food intake. Science (New York, N.Y.), 312(5775), 927–930.
  • Li, P., Yin, Y. L., Li, D., Kim, S. W., & Wu, G. (2007). Amino acids and immune function. The British journal of nutrition, 98(2), 237–252.
  • Zhang, S., Zeng, X., Ren, M., Mao, X., & Qiao, S. (2017). Novel metabolic and physiological functions of branched chain amino acids: a review. Journal of animal science and biotechnology, 8, 10.
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Freddy Avellaneda
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Daniel Ernesto Caporaletti
2 de noviembre de 2021
No entiendo la logica detras de la metabolización hacia ciclo de krebs que comienza con la retención en musculo esqueletico. Si se metaboliza un aminoácido esencial, es decir, un aminoácido que no puede ser sintetizado por vertebrados, se pierde aminoácido para sintesis de proteína y crecimiento. Seria una especie de defecto de la evolucion (no me extrañaría, el camino evolutivo esta lleno de estos ejemplos y aun así, los vertebrados funcionamos!.). O quizás esta metabolización ocurre en caso de una dieta con exceso de isoleucina?
Miguel Cervantes Ramirez
Universidad Autónoma de Baja California (UABC)
1 de noviembre de 2021
El conocimiento de las funciones de los aminoácidos, más allá de su función como unidades de construcción de las proteínas, ha crecido mucho en los últimos años. Es enorme la cantidad de información que se ha generado, sobre todo la relacionada con los mecanismos de acción de los aminoácidos involucrados en esas funciones. La lectura e interpretación precisa de la información es necesaria para lograr una mejor comprensión de las funciones. Por tanto, resulta interesante observar el interés de los autores por ir más allá de considerar a los aminoácidos como simpes unidades de construcción de proteínas. No obstante, en la presente contribución se observan algunas imprecisiones: 1) hasta el momento no se tiene evidencia alguna de la participación de isoleucina como activador del complejo mTOR (sugiero la lectura de los trabajos del grupo de Sabatini (MIT), quien además de ser el primero en clonar a mTOR en el año 1994, ha estudiado ampliamente su mecanismo de acción en el que destaca leucina y arginina, pero no isoleucina. 2) tampoco hay evidencia de una función de señalización de isoleucina en cerebro. 3) en relación a los transportadores de aminoácidos en enterocitos y miocitos, isoleucina y demás aminoácidos parecen tener alguna función en la regulación de expresión génica, pero no es exclusiva de isoleucina. En nuestro laboratorio hemos observado cambios en la abundancia de mRNA que codifican diversos transportadores de aminoácidos en respuesta a lisina, arginina, metionina, leucina y la combinación de los tres de cadena ramificada. La mejor referencia para este tópico la pueden encontrar en los grupos de Bröer; Hatzoglou, Palacín, quienes han estudiado la regulación en la expresión de los genes que codifican a la mayoría de los transportadores de aminoácidos. La intención de estos comentarios es motivar el interés por profundizar en el conocimiento de este interesante tema. Buen día
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