Abstract

El enfoque del 6º taller es la lisina, la arginina y los aminoácidos relacionados. En los artículos que siguen se destacan las funciones, las vías metabólicas, los usos clínicos y las ingestas máximas de tolerancia. Podría decirse que la lisina es el aminoácido más deficitario en el suministro de alimentos de los países en los que existe pobreza, y desde el descubrimiento de la vía de la óxido nítrico sintasa, la arginina ha cobrado protagonismo clínico debido al papel del óxido nítrico en la fisiología y fisiopatología cardiovasculares.

Hay que reconocer al difunto Vernon Young el mérito de haber tenido la visión de organizar y obtener apoyo para el Consejo Internacional de la Ciencia de los Aminoácidos (ICAAS), que comenzó en 2001 con la primera reunión celebrada en Tokio. La idea del ICAAS era reunir una masa crítica de científicos expertos que pudieran presentar los resultados de sus investigaciones y entablar un debate fructífero sobre el tema concreto en el que se hiciera hincapié en cada conferencia. Las tres primeras conferencias se centraron en cuestiones y problemas generales relacionados con la función, los límites máximos y los biomarcadores. A partir de la cuarta conferencia, celebrada en Kobe (Japón), se hizo hincapié en grupos más específicos de aminoácidos. Así, los aminoácidos de cadena ramificada (1) fueron el tema de debate en la reunión de Kobe, y los aminoácidos azufrados fueron el centro de atención de la 5ª conferencia del ICAAS en Los Ángeles (2,3). Los aminoácidos básicos, la arginina y la lisina, son objeto de atención en este 6º taller del ICAAS celebrado en Budapest, Hungría.

Arginina

Los artículos que siguen tratan sobre las funciones, el metabolismo, la farmacocinética y los usos clínicos de la arginina suplementaria. Claramente, la función del ciclo de la urea y la eliminación del nitrógeno son características cruciales en la funcionalidad de la arginina. Las comparaciones entre especies en cuanto a las consecuencias de la deficiencia de arginina son fascinantes (4,5).

Los felinos tienen una capacidad muy limitada para producir citrulina en las células de la mucosa intestinal y, como resultado, los gatos que consumen sólo una comida de una dieta sin arginina desarrollan una hiperamonemia grave y a menudo mueren después de sólo 24 horas (5). Por el contrario, si se alimenta a los pollos (con una biosíntesis de arginina in vivo nula) con una dieta sin arginina, aunque se produce un crecimiento negativo, sólo se produce mortalidad tras 27 días de alimentación (6). Los cerdos jóvenes no crecen de forma óptima cuando se les alimenta con una dieta muy baja en arginina (7,8), pero los cerdos adultos, incluidas las hembras grávidas, sintetizan suficiente arginina (en el tejido renal) para satisfacer sus necesidades funcionales (9,10). En la UC-Davis se realizó un estudio clásico en el que se consumió una dieta sin arginina en humanos adultos durante 5 días (11). No se produjeron síntomas de deficiencia de arginina, y el amoníaco plasmático y el ácido orótico urinario se mantuvieron en el rango normal. Los resultados de este estudio sugieren que los adultos sanos normales pueden sintetizar suficiente arginina para satisfacer los requisitos funcionales mínimos.

El laboratorio de Ball, en Alberta, alimentó (mediante una sonda gástrica) o suministró por vía intravenosa una dieta sin arginina ni prolina a lechones neonatos (12). Tanto si se les alimentó por vía enteral como por vía parenteral, se produjo rápidamente una hiperamonemia. Sin embargo, el suministro de prolina en la fórmula sin arginina evitó la elevación del amoníaco plasmático, pero sólo en el caso de los lechones alimentados por vía enteral. Estos interesantes hallazgos demuestran que el intestino está vitalmente implicado en el efecto ahorrador de arginina de la prolina (13).

El antagonismo de la arginina por el exceso de lisina en la dieta es de gran interés en la nutrición animal. Existen diferencias entre las especies, ya que el antagonismo se produce en los pollos (14), ratas (15), cobayas (16) y perros (17), pero no en los cerdos (18). Esto tiene una gran importancia práctica en las especies aviares porque tienen grandes necesidades de arginina, y el exceso de lisina aumenta el catabolismo de la arginina al inducir la arginasa renal.

La arginina se ha convertido en un aminoácido destacado en varios estados de enfermedad, no sólo los relacionados con la producción de óxido nítrico (NO) sino también los asociados a la enzima catabólica de la arginina, la arginasa (19-21). La arginasa se libera de los glóbulos rojos humanos y, por lo tanto, es un factor en las enfermedades hemolíticas como la anemia de células falciformes. La actividad de la arginasa también es elevada en los pacientes asmáticos, lo que posiblemente limita la disponibilidad de arginina para la biosíntesis de NO. Estos temas se tratan con más detalle en los artículos que siguen.

Lisina

La lisina podría considerarse como el aminoácido «olvidado» en la nutrición humana. Este aminoácido es rico en el suministro de alimentos de los países desarrollados. Sin embargo, en los países pobres donde los cereales dominan el suministro de alimentos, la lisina es el aminoácido más limitante en el suministro de alimentos. Según los estudios realizados con ratas, todos los cereales estudiados no sólo son deficientes, sino que son los primeros en limitar la lisina (22). La lisina es también el aminoácido más limitante en las dietas típicas para los cerdos; es el segundo limitante después de la metionina en las dietas típicas para las especies aviares. Por lo tanto, no es sorprendente que más del 90% de la producción total de lisina se utilice para complementar las dietas de los animales. En 2005, sólo en Estados Unidos se utilizaron 200.000 toneladas métricas de lisina para la alimentación animal (23). Así pues, la lisina se ha estudiado probablemente más en la nutrición animal que cualquier otro aminoácido, pero no ha recibido el mismo grado de atención en la nutrición humana. Esto se debe quizás a que se han adelantado pocos usos farmacológicos de la lisina en el ámbito clínico.

Los temas tratados en los artículos que siguen son: 1) el metabolismo de la lisina y la captación mitocondrial (24), 2) la susceptibilidad de la lisina, tanto en su estado libre como unido a proteínas, al pardeamiento de Maillard en alimentos y piensos expuestos a altas temperaturas y humedad (25,26), 3) la susceptibilidad de la lisina en alimentos sometidos a calor y condiciones alcalinas a la pérdida de bioactividad como resultado de la síntesis de lisinoalanina (27), 4) estudios sobre el límite superior, incluidos los efectos de la lisina per se, así como los efectos de la porción HCl de la lisina administrada como L-lisina-HCl (18,28-31), 5) antagonismo de la arginina causado por el exceso de lisina que induce la arginasa renal en especies aviares (14,32), 6) uso de la lisina como aminoácido de referencia en la formulación de dietas para animales basadas en la «proteína ideal» (es decire., concepto de «proteína ideal» (es decir, proporciones de aminoácidos ideales) (5,33-37), y 7) enfoques genéticos moleculares para aumentar el contenido de lisina (tanto libre como unida a la proteína) en los granos de cereales y las semillas oleaginosas (38,39).

En los artículos que se incluyen en este suplemento, también se tratan temas auxiliares pero asociados a la lisina y la arginina. Entre ellos se incluyen metabolitos de la lisina como la sacaropina, el ácido α-aminoadípico, el ácido α-cetoadípico (también un metabolito del triptófano), la trimetilisina y la carnitina, así como metabolitos de la arginina como la ornitina, la citrulina, la dimetilarginina, la creatina, la agmatina, las poliaminas, la urea y, por supuesto, el NO.

Literatura citada