IINTRODUÇÃO AO METABOLISMO E BIOENERGÉTICA Como a célula extrai energia de seu ambiente? A partir da mitocondria celular por oxidação de nutrien nutriente te organ organico icos. s. Organ Organism ismos os precis precisam am de uma entrad entradaa contin continua ua de energia energia para para seu desempenho mecânico, transporte ativo de íons e moléculas, biossíntese de biomolécula. Como a célula sintetia os blocos de construção de suas macromoléculas e a partir daí as suas pr!prias moléculas? Organismos vivos podem ser divididos em" autotr!#icos $utiliam o di!xido de carbono da atmos#era como #onte de carbono% ou heterotr!#icos $não conseguem utiliar o di!xido de carbono da atmos#era, obtém o carbono de moléculas orgânicas do ambiente%. Organismos vivos necessitam de uma entrada contínua de &'&()*A para o desempenho de trabalho mecânico, transporte ativo de íons e moléculas e biossíntese de biomolécula. Orga Organi nism smos os #oto #otossi ssint ntét étic icos os obt+m obt+m ener energi giaa da lu lu sola solarr enu enuant antoo ue ue orga organi nism smos os heterotr!#icos obt+m energia uímica pela oxidação de nutrientes orgânicos. A oxidação é a remoção de elétrons, uanto mais oxig+nio, mais oxidado, uanto mais hidrogenio mais reduido e uando tem os dois na molécula, veri#icar ual elemento tem mais. As enima são especi#icas, pois possuem sítio ativo seletivo a um ou alguns subtratos. -etab -e tabol olism ismo" o" con conun unto to de reaç/ reaç/es es uím uímic icas as ue ue ocor ocorre re na célul célula, a, respo respons ns0v 0veis eis por por processos de síntese e degradação dos nutrientes. As reaç/es do metabolismo estão organiadas em vias metab!licas. As enimas permitem a realiação de reaç/es deseaveis mas termodinamicamente des#avoraveis. &sta dividido em" A'A1O2*3-O CA4A1O2*3-O reaç/es de sítese, biossinteticas ue acontece na reação degradativas ue acontece na célula, célula, precisam se energia. O organismo ganha #ormam energia por oxidação. O organismo perde massa. massa, o ue acontece no eum ou em doenças. (euerem coenimas reduidas e #ormam (euerem coenimas oxidadas e #ormam coenimas oxidadas. coenimas reduidas.
As vias anab!licas e catab!licas devem ser reguladas de #orma ue uma estea ativa e a outra inativa. inativa. 5uando 5uando ligam nos mesmos produtos #inais podem compartilhar compartilhar muitas muitas enimas, enimas, mas pelo menos um passo deve ser catalisado por enimas di#erentes (egulação do metabolismo *nteração com o ambiente, re#ere6se ao aumento ou diminuição de sua atividade enim0tica em resposta a estimulos e o controle exercido por esta enima na velocidade total, controle do #luxo da via metabolica. 7odem ser reguladas de diversas #ormas" − compartimentaliação celular − variação na concentração de coenimas − mudança na atividade de enimas alostericas − modi#icação covalente − alteração na expressãi g+nica de enimas − intervenção hormonal. )licose" gliconeogenese não pode acontecer ao mesmo tempo no mesmo tecido, porue não se oxida e #orma de maneira desnecessaria. Coenima irreversivel é de regulação e são alostéricas.
BIOENERGÉTICA 8 o estudo uantitativo das trans#ormaç/es de energia ue ocorrem nas células vivas. Os sistemas biol!gicos respeitam as leis gerais da termodinâmica 9 2eis da termodinâmica" − :o 2ei" Conservação da energia − ;o 2ei" O universo tende a desordem processos naturais < entropia aumenta 7arâmetros termodinâmicos ue descrevem trans#ormaç/es de energia nas reaç/es uímicas" as &nergia livre de )ibbs $)%" energia disponível para realiar trabalho, a reação é #avor0vel. &ntalpia $=%" medida do calor liberado ou absorvido durante a reação. &ntropia $3%" medida da desorganiação >) é a di#erença entre a energia dos produtos e dos reagentes em condiç/es padrão. >) negativo" uando uma reação ocorre com liberação de energia livre, reação exergnica. Os produtos possuem mens energia ue os reagentes e a reação ocorre no sentido direto. >) positivo" uando uma reação ocorre com ganho de energia livre, reação endergnica. Os produtos possuem mais energia ue os reagentes e a reação ocorre no sentido inverso. As variaç/es de energia energia são somat!ras somat!ras e isso explica como processos des#avoraveis des#avoraveis podem ocorrer acoplados a outros #avoraveis. As células são sistemas isotérmicos, a trans#er+ncia de calor não #ornece energia para realiar trabalho, a energia ue as células podem utiliar é a energia livre de )ibbs, ue permite predier o sentido da reação, a posição de euilíbrio e a uantidade de trabalho ue elas podem realiar. 5uando realia trabalho, gera calor aumentando a entropia do meio, a liberação de energia é #avoravel termodinamicamente, ou sea, >= negativo. (eaç/es 9 (eaç/es endergnicas podem ser acopladas a reaç/es exergnicas para ue ocorram − (eaç/es são acopladas por meio de intermedi0rios comum. − A47 como carreador de energia 4rans#er+ncia de grupo #os#oril e A47 A47 9 @os#atos de alta energia são importantes na captação e rans#er+ncia de energia
9 A47 $adenosina B6tri#os#ato% < principal moeda energéticaD da célula. 4rabalho mecânico 4ransporte ativo 4rabalho biouímico" vias anab!licas A hidr!lise do A47 é associada a iberação de grande uantidade de energia porue os produtos são mais est0veis ue o A47 as ligaç/es de #os#ato são ricas em energa do A47 podem ser utiliadas para levar adiante uma reação ue de outra #orma seria des#avoravel. A hidrolise de A47 é associada a liberaçã de grande uantidade de energia porue os produtos são mais estaveis ue o A47.
Reações de oxirredução redox! 4rans#er+ncia de elétrons entre componentes da reação. Agente redutor" doa elétrons $se oxida% Agente oxidante" recebe elétrons $se redu% 4ambém podem ser trans#eridos pr!tons unto com os elétrons. Células vivas circuito elétrico 9 )licose $composto reduido%" #onte de elétrons, os uais #luem a uma espécie uímica como o oxig+nio é um processo exergnico. 'AEF e @AEF captam elétrons e são reduidos. O #luxo de eletrons é responsavel pelo trabalho biol!gico. As oxidaç/es geralmente envolvem desidrogenaç/es. Os elétrons são trans#eridos por uma das G #ormas" :. Eiretamente como elétrons ;. Como 0tomos de = H. Como íon hidreto $"=6% G. 7or combinação direta com o oxig+nio 7otencial de redução" variação de energia uando o composto aceita eletr!ns. 5uanto mais negativo o potencial de redução de um composto, maior é a energia disponivel para a produção de A47 uando o composto passa seu elétron para o oxigenio. ; pares redox conugados em solução 6 trans#er+ncia espontânea de elétrons do doador para o aceptor. 7otencial de redução padrão $&o%" mede a#inidade por elétrons. &nimas envolvidas na oxidação e redução" OI*EO((&EJ4A3&3 − Eesidrogenases" 'AEF , @AE, 'AE7F @-' são coenimas ue so#rem oxi6redução em muitas reaç/es de trans#erencia de eletr!ns no organismo. As coenimas de oxirredução atuam com as desidrogenases. − Oxidases" O; é o aceptor de elétrons. &x." Citocromo oxidase < hemeproteína. − Oxigenases" incorporam atomos de oxigenio no substrato organico. ∼
CICLO DE "REBS Ocorre no interior das mitocndrias onde o #luxo é #ortemente cordenado com velocidade da cadeia de transporte de eletrons e #os#orilação oxidativa. 8 uma via an#ib!lica $catab!lica e anab!lica%. @ontes de acetil6coa" carboidratos, lipídeos, amino0cidos (espiração celular oxidado completamente K acetil coa, ue vem dos AA. 7iruvato é o produto da uebra da glicose. )licose K piruvato K acetilcoa $s! na presença de O%. A reação é irreversivel, pois é de regulação. Eescarboxilação do piruvato Complexo enim0tico da desidrogenase piruvato Coenimas" tiamina6piro#os#ato $477 6 vitamina 1%, 0cido lip!ico $lipoato%, CoA, @AE e 'AE o acido piruvico é resultante da degradação da glicose, este reage com a coa, originando H produtos $acetil6coa, CO; e =%, dado nome complexo enimatico da piruvato desidrogenase.
Ciclo de Lrebs" G enimas $desidrogenases para oxidação% e resulta em H 'AE F @AE. 'a reação ocorre a presença de um numero maior de 'AE porue ele gera FA47 e o @AE é um grupo prostético $#ica sempre na enima%. Eas M reaç/es H são
irreversiveis, com delta ) negativo. O @AE é o aceptor de eletrons, pois seu poder redutor no succicnato não é su#iciente para reduir o 'AE. (esumindo" : Acetil6CoA gera" H 'AE=, : )47, : @AE=; e ; CO;. Conservação de energia" tres reaç/es com valores negativo ue #avorecem a direção direta, essas são irreversiveis porue os produtos aumentam as concentraç/es altas o su#iciente sob condiç/es #isiologicas e as enimas envolvidas catalisam a reação inversa muito lentamente. O ciclo é anabolico porue os intermediarios do ciclo podem ser usadas para biossintese. (eaç/es Anapler!ticas ou de (eposição Os intermediarios do ciclo servem como precursores para uma variedade de rotas di#eretes, a remoção de ualuer intermediario remove GC ue são utiliados para regenerar oxaloacetato durante cada volta. 3em ele impossivel oxidar acetil6coa. O acetil6coa é ativadora da reação, ele sinalisa a enima ue é preciso a #ormação do oxaloacetato, uando tem pouca uantidade e para isso precisa de CO; e A47 para ue ocorra a reação ue é covalente. O piruvato descarboxilase é uma das pricipais enimas anapleroticas catalisa a adição de CO; ao piruvato para #ormar oxaloacetato. (egulação do ciclo A velocidade do ciclo é regulada principalmente para corresponder N velocidade da cadeia de transporte de eletrons a ual é regulada pela ração A47AE7. :. regulação do Citrato 3intase Controlada pela concentração de oxaloacetato e seu substrato pela concentração de citrato. 5uando ativa o isocitrato desidrogenase a concentração de citrato diminui. ;. regulação isocitrato desidrogenase &tapa limitante, alostericamente ativada por aE7 e inibida por 'AE=. H. regulação de al#a6cetoglutarato desidrogenase *nibido por produto 'AE= e succicinil6coa . Ativados por CaF pode #ornecer ativação
condicional uando o a47 esta sendo hidrolisado. G. Complexo piruvato desidrogenase" Controlada pela #os#orilação do piruvato desidrogenase uinase ue inibe a enima. 'o coração o CaF intramitocondrial aumentado durante a contração ativa a #os#atase, aumentando a uantidade de C7E ativo e não #os#orilado.
CADEIA TRANS#ORTADORA DE ELÉTRONS A cadeia de transporte de eletrons oxida 'AE= e @AE=; e dos eletrons para O;, ue é reduido a =;O, a energia da redução de O; é usada para #os#orilar AE7 N A47. 5uando eletrons passam pelos complexos, protons são trans#eridos da matri mitocondrial para o lado citos!lico da membrana mitocondrial interna. Complexo *" trans#ere eletrons do 'AE= para coenima 5. $ubiuinona% 'AE= em 'AEF. Complexo **" trans#ere eletrons do 3uccinato para a coenima 5. Complexo ***" trans#ere eletrons da coenima 5 para citocromo C. Complexo *P" trans#ere eletrons do citocromo c para O;. Oxigenio possui o maior potencial de redução, e por sua grande a#inidade. Complexo P" é um canal de protons ue permite um vaamento de protons, #ormando A47. O espaço intermembrana #ica acido e o espaço mitocondrial basico. Coenima 5" #ica na membrana e é um carreador movel de eletrons. Eo complexo *** para o *P possui uma hemeproteína na ual posui #erro, ue pode causar problemas no carreamento de eletrons. *nibidores da C4&" − (otenona $inseticida%1arbitQricos" inibem o complexo * − Antimicina A $antibi!tico%Ee#ici+ncia de @e" inibem o complexo *** − CianetoCOAidaEe#ici+ncia de @e e Cu" inibem o complexo *P $OS$ORILAÇÃO O%IDATI&A 'o()*exo &! 4ransmembrana por onde passa os protons e muda a con#iguração das subunidades cataliticas 1 onde ocorre a #ormaççao e liberação de A47. A energia #ornecida pela oxidação de substratos energeticos é convertida a ligaç/es de #os#ato ricas em energia do A47 pelo processo de #os#orilação oxidativa. A teoria uimiosm!tica explica a depend+ncia da trans#er+ncia de elétrons em relação N síntese de A47 nas mitocndrias. O gradiente eletrouímico acopla o #luxo de elétrons N síntese de A47. 3! necessario G protons para #ormar : A47, H para a enima A47 sintase liberar AE7 e : para transportar o =F para untar com o 7i. A47 sintase produ A47 a partir de 7i e AE7. 8 um motor ue roda con#orme entrada de protons, de acordo com um mecanismo de trocas de ligação a nova posição altera a con#ormação e libera uma molécula de A47 e outra subunidade catalisa a sintese de A47 a partir de proton, AE7 e 7i. Eesacopladores uímicos captam o proton e liberam de outro, inibindo a #os#orilação sem a#etar o transporte de eletrons. Eiminui o numero de protons transmembrana, #aendo com ue o organismos tenha ue produir A47 de outra maneira como oxidação de C=O, lipidios. 5uando protons vaam de volta para a matri mitocondrial sem passar pelo poro da A47 sintase eles dissipam o gradiente eletrouimico atraves da membrana sem a produção de A47, resulta em consumo aumentado de oxigenio $peroxidos% e produção de calor uando o #luxo de eletrons e o bombeamento de protons tentam manter o gradiente eletrouimico. (egulação" 'ecessidade de energia.
Eoenças da C4&" − 3intomas musculares" #adiga por de#iciencia de #erro, a ual diminui @e para os centros @e63 e citocromos. − Cardiomiopatia − distQrbios o#talmol!gicos
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS As glicosidases hidrolisam ligaç/es glicosidicas e transporta pelas celulas da mucosa intestinal para o #luido intestinal e entram na corrente sanguinea. O ue não é digerido passa para o c!lon onde pode ser #ermentado. &nimas nas celulas intestinais" − glicoamilase $exoglicosidase%" ligaç/es al#a6:,G $maltosa6maltase%. − Complexo sacarase6isomaltase" ligaç/es al#a6:,R − lactase" ligaç/es 1 O transporte de glicose é #undamental para o metabolismo energético celular. A rota glicolítica é empregada por todos os tecidos para degradação de glicose e #ornecimento de energia $na #orma de A47% e intermedi0rios para outras rotas metab!licas. &xistem dois mecanismos de transporte de glicose através da membrana celular" transporte #acilitado, mediado portransportadores de membrana especí#icos $)2J4% e o co6transporte com o íon 3!dio $3)24%. O indice glicemico dos alimentos é um indicativo da velocidade do aumento da concentração sanguinea de glicose ap!s o consumo. A glicose é transportada pelas celulas intestinais e por transporte #acilitado dependente de 'aF. Alto Sm, concentração de substrato necessario para a velocidade do mecanismo, é igual a baixa a#inidade. &x" o cerebro precisar captar glicose a todo momento então baixo S- e muita a#inidade. T0 o pancreas libera insulina s! uando tem hiperglicemia assim o S- alto baixa a#inidade $)2J4;%. O glut transporta a glicose do lado com maior concentração para o de menor concentração, ao passar pelo )2J4 e chegar a celula, a glicose recebe um #os#ato, #icando #os#orilada para depois metaboliar. )2J4 :" nas hemaceas, rins e cérebro )2J4 ;" alta atividade, celulas do #igado e celulas betas no pancreas. )2J4 H" neuronios e placenta. )2J4 G" tecido adiposo, musculo esueletico e coração. Captação de glicose mediada por insulina. )2J4 " transportador de #rutose, intestino delgado, rins, musculo esueletico, adiposito e cerebro. Ap!s ser transportada para dentro da celular, a glicose é #os#orilada pela hexouinase para #ormar glicose6R6#os#ato, o ual seu principal destino é a via glicolitica. A glicose é armaenada nas celulas como glicogenio, principalmente nos muscu#los e no #igado. A insulina mantem a glicose constante e no tecido adiposo indu piruvato como precursor de acidos graxos. 7rincipais vias do metabolismo da glicose − )2*CO2*3& ou P*A )2*CO2U4*CA" é o primeiro est0gio do metabolismo, e consiste em um processo anaer!bico, com saldo positivo de ; A47 e ; piruvatos $ue podem ser convertidos a lactato ou a Acetil6CoA, e entrar no Ciclo de Srebs%. @ase anaer!bica" citosol" conversão de glicose em lactato com produção de A47. @ase aer!bica" mitocondria. reuer oxig+nio apara reoxidar o 'AE= #ormado durante a oxidação do gliceraldeído H6#os#ato, propiciando a descarboxilação oxidativa do piruvato em Acetil CoA para o Ciclo de Srebs.
7odemos então de#inir a concentração de glicose no sangue como glicemia" − Alta concentração de glicose no sangue" hiperglicemia − 1aixa concentração de glicose no sangue" hipoglicemia − Concentração ideal de glicose no sangue $indivíduo em eum 6 VW a XXmgd2%" normoglicemia A glicose ue est0 no sangue e precisa entrar na célula. 7ara isso, inicia6se a Pia de 3inaliação da )licose, no ual o hormnio insulina, produido no pâncreas, atua estimulando uma cascata de reaç/es biouímicas ao se ligar ao seu receptor *(. Até ue o )2J4 $transportador de glicose% receba este estímulo e haa a sua translocação para a membrana da célula, abrindo um canal para a entrada da glicose do meio extracelular, para o interior da célula. Agora sim, temos glicose dentro da célula, e é divida em duas #ases" preparat!ria e #ase de pagamento :. #ase preparat!ria" h0 a preparação para a trans#er+ncia de elétrons e a #os#orilação do AE7, utiliando a energia da hidr!lise de A47. 3ão precursoras da a#inidade pelo substrato. ;. #ase de pagamento" até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e #oram usados ; A47. 7or isso, esta #ase recebe este nome, visto ue haver0 o pagamento dos das moléculas de A47 gastas, com saldo positivo de ; A47 e ; 7iruvatos. )eração de A47. 7ontos de controle da glic!lise" h0 então H pontos de controle da via" :Y6 glicose para glicose6R6#os#ato" produção de #os#ato vindo do A47, enima hexouinase, glicocinase para o #igado e pancreas. ;Y6 #rutose6R6#os#ato para #rutose6:,R6bis#os#ato $inibição da #os#o#rutouinase pelo excesso de A47%" enima #os#o#rutocinase s! tem na via glicolítica e é a mais importante da regulação, pois é uma enima limitante da velocidade da via glicolitica porue compromete a glicose com a via glicolitica. HY 6 #os#oenolpiruvato a piruvato $inibição da piruvato uinase por A47%" O piruvato #ormado segue um dos seus tr+s destinos" #ormação do etanol ou lactato $ambas são vias anaer!bicas% ou a #ormação da Acetil6CoA $via aer!bica 6 do Ciclo de Srebs%. (egeneração do 'AEF O 'AEF deve ser regenerado para permitir a continuidade da glic!lise. O destino do piruvato depende da via de oxidação do 'AE=, podem ser por lançadeira, mas somente por aerobiose" :. 2ançadeira )licerol6H67" 7rincipal via de entrada de elétrons na mitocndria, os elétrons são trans#eridos para E=A7 #ormando glicerol6H67, então elétrons são doados ao @AE #ormando @AE=; através da glicerol6H67 desidrogenase e por #im, os elétrons entram na C4& via ubiuinona. ;. 2ançadeira -alato6Aspartato" 'AEF é regenerado pela malato desidrogenase, o malato entra na mitocndria por uma translocase, na mitocndria os elétrons são trans#eridos ao 'AEF novamente $malato desidrogenase%. @ígado, rim, coração"
@ermentação" extração de energia $A47% sem a utiliação de oxig+nio, da glicose em etanol em microorganismos Controle da Pia )licolítica" =exocinase" *nibida pelo produto $glicose R67% irreversivel )licocinase $hexocinase *P%" o #ígado e pâncreas continua a #ormação de glicose R67. (egulada por #rutose R67 @os#o#rutocinase6:" &nima limitante, regulação alostérica. A-7 ativador e A47 inibidor. @rutose ;,R6bi#os#ato ativador. Citrato inibidor, irreversivel 7iruvato Cinase" Cérebro e mQsculo não são reguladas, a regulação alostérica no #ígado. @rutose :,R6bis7 ativador" A47 inibidor também inibida por #os#orilação estimulada por glucagon. irreversivel Complexo Eesidrogenase da 7iruvato" (egulada por #os#orilação $inativa a enima%. &stimulada por Acetil6CoA e 'AE= e inibida por AE7 e 7iruvato.
G*i'o+eo,-+ese" #ormação de glicose e pode acontecer no ciosol de mitocondria, é o oposto da via glicolitica. 3ão V reaç/es reversíveis da glic!lise, H passos contornam as reaç/es irreversíveis da glic!lise Z enimas distintas 7recursores gliconeog+nicos, intermedi0rios da glic!lise e do Ciclo de Srebs" $o acetil6coa não pode ser #onte de carbono para gliconeogenese pois ele é totalmente oxidado no CS, mas o oxaloacetato pode% )licerol < liberado da hidr!lise de triacilglicer!is 2actato < liberado pelo mQsculo $Ciclo de Cori%. 5uando esta em muita concentração diminui o 7=, causando acidose latica. 7ara ue isso não aconteça os outros tecidos captam esse lactato para usa6 lo. Amino0cidos < liberados pela hidr!lise de proteínas esses intermedi0rios podem ser usados na gliconeogenese pois são #ontes de carbonos. O acetil coa nunca é #onte. Conversão de 7iruvato em @os#oenolpiruvato a partir de duas reaç/es
6 Carboxilação do piruvato pela enima 7iruvato carboxilase, uma coenima 1iotina ue ocorre na mitocndria 6 Eescarboxilação e #os#orilação do oxaloacetato pela enima @os#oenolpiruvato carboxicinase com gasto energético e ocorre no citosolmitocndria. Ees#os#orilação da #rutose :,R6bis#os#ato por hidr!lise pela enima" @rutose6:,R6bis#os#atase ue é de importante ponto de regulação da via. Conversão de #os#oenolpiruvato e glicerol em glicose Controle da )liconeog+nese @rutose :,R6bis#os#atase " é a mais importante. *nibida por A-7porue se tem muito uer dier ue tem pouco A47, é uma reação anabolica ue precisa de energia e *nibida por @rutose6;,R6 bis#os#ato. Ativada por A47 $alto nível energético%. @os#oenolpiruvato Carboxicinase" &stimulada por glucagon e epine#rina. 7iruvato Carboxilase" &stimulada por Acetil6CoA )licose R6#os#atase" &stimulada no eum. @ica no reticulo endoplasmatico liso com o sitio ativo voltado para o lumem, ela não pode estar no citosol porue toda glicose #os#orilada seria des#os#orilada. @rutose6;,R6bis7" uando essa baixo, ativa a gliconeogenese e inativa a glicose, uando est0 alta é o contrario, isso depende de ual hormonio vai ser ligado. &stado alimentado Z glic!lise, no eum Z gliconeog+nese. *nsulina" glicose, glucagon" gliconeogenese. Controle da 7iruvato carboxilase )licocinase" )licose R6#os#atase" *nibida por #rutose R67 Teum ativador. @os#o#rutocinase :" @rutose :,R6bis#os#atase" A-7 e @rutose ;,R6bis7 A-7 e @rutose ;,R6 bis7 ativador inibidor. A47 inibidor A47 ativador, Citrato inibidor 7iruvato cinase" @rutose :,R6bis7 ativador. A47 inibidor. )lucagon inibidor. @os#oenolpiruvato Carboxicinase" )lucagon e epine#rina ativador 7iruvato Carboxilase" Acetil6CoA ativador a ligação de insulina mando um sinal ue tem ue des#os#orilar todas as enimas. Ativa a 7S@6; ue aumenta a @;,R7 ue vai ativas a glicose e inativa a gliconeogenese. A insulina sempre des#os#orila, então uando a insulina se liga ao receptor e a 7@S6; estiver sem #os#ato, a enima esta ativa, #orma #rutose, se a 7@S; estiver com #os#ato a enima esta inativa, não #orma @;,R7. O glucagon é o inverso, #os#orila a 7@S; diminuindo a @;,R7 ue ativa a gliconeogenese e inativa a glicolise. 5uando tem muito acetl coa, ele vai inibir a reação de piruvato e acetil coa, ou sea, inibe a piruvato desidrogenase e ativa a piruvato carboxilas ue #orma o oxaloacetato.
&IA DAS #ENTOSES $OS$ATO A via das pentoses #orma rios #os#ato e 'AE7=. A via é dividida em ; etapas e não precisa acontecer as duas #ases para #ormar produto" :. oxidativa" reaç/es irreversíveis, #ormação de ;'AE7=. :[ (eação < Oxidação, &nima" )licose R76desidrogenase, Coenima 'AE7F, 7onto regulatorio. ;[ (eação < =idr!lise, &nima" )liconolactonase ou R6#os#ogliconolactona hidrolase, 'ão limitante. H[ (eação < Eescarboxilação, oxidativa, &nima" R6#os#ogliconato desidrogenase, Coenima 'AE7F não é ponto regulatorio porue aconteceu uma descarboxilação porue substrato é uma hexose e se uer chegar na ribose. @ormação de ribose 67. ;. não oxidativa" somente reaç/es reversiveis. =0 uma interconversão de açQcares ocorre em
células ue sintetiam nucleotídeos e 0cidos nucléicos, (ibulose R67 é convertida em ribose 67, e pode #ormar intermedi0rios da via glicolítica Jsos do 'AE7=" − 1iossíntese redutora − (emoção de per!xido de hidrog+nio − 3istema citocromo 7GW Ee#ici+ncia de )R7E" acumulo de glicogenio hepatico e aumento do #igado, inabilidade de corrigir a glicemia no eum. Anemia hemolítica heredit0riaa,Eesencadeada por agentes oxidantes. -edicamentos $antibi!ticos, antipiréticos%, @eião6#ava, *n#ecção grave.
METABOLISMO DO GLICOGENIO )licog+nese e )licogen!lise% O glicogenio é sintetiado no #igado e nos musculos uando a o#erta de glicose supera as necessidades energeticas imediatas. O glicogenio hepatico é degradado produindo glicose ue é exportado para manter a glicemia entre as re#eiç/es e eum noturno. O glicogenio muscular prove energia exclusivamente para a pr!pria #ibra muscular em contração intensa, uando a demanda ultrapassa o aporte de oxigenio. &m anaerobiose o glicogenio é convertido a lactato. )licogen!lise Eurante hipoglicemia e exercicio #isico, o glucagon e adrenalina ativam as enimas da glicogenolise. 7ara iniciar a uebra a partir das extremidades não redutoras e por ação da enima glicogenio fosforilase catalisa a #os#orolise da ligação al#a6:,G,seu co#ator é o piridoxal #os#ato e para de atuar G resíduos antes da rami#icação. A degradação continua atrave da enima desrami#icadora, ue a partir de trans#erases, tras#ere glicose remanescente para outra cadeia de glicogenio. 'o musculo a )R7 é convertida em piruvato ue pode ser convertido em acetil6coa ou lactato. O musculo não tem receptor para o glucagon ue manda #os#orilar. )licog+nese A insulina é o hormonio ue ativa tanto no #igado uanto no musculo, ela manda des#os#orilar. (epetidas adiç/es de glicose as extremidades de um nucleo de glicogenio. A glicose a ser incorporada deve estar sob #orma ativada, ligada a um nucleotidio de uracila $JE76)%. glicose F A47 K )R7 F AE7 F= \ ):7 F J47 \ JE76) F 77i JE76) é substrato da glicogenio sintase, enima ue catalisa a sintese. &ste trans#ormado em J47 N custa de A47 pela nucleosidio di#os#ato uinase e o piro#ostato é hidrolisado por ação da piro#os#atase, mostranso um gasto de ; A47 para cada residuo de glicose incorporado ao glicogenio. A enima é ativada uando #os#orilada. O CaF entra no musculo é um ativador alosterico, o A-7 também é um ativador ue precisa de glicose. -ais A-7, menos A47. O A47 é um inativador e o )R7 inativador poue se tem bastante, não tem porue ativar glicose do glicogenio. O glucagon se liga ao receptor ue ativa o aumento de A-7c ue ativa a proteina cinase ue vai #os#orilar o glicogenio #os#orilase. O glicogenio sintase ativa uando des#os#orilada os ativadores )R7 porue se tem bastante pode #aer reserva de glicogenio. A insulina, nessa enima, pode impedir a adição de #os#ao, bem como remover o #os#ato ue #oi adicionado. Controle da 3íntese e Eegradação do )licog+nio − @ígado 3íntese acelerada no estado alimentado e degradação acelerada no eum. − -Qsculo esuelético Eegradação acelerada no exercício e a síntese se inicia uando o mQsculo entra em repouso. − )licog+nio @os#orilase
Ativada $#orma #os#orilada% por" )lucagon, &pine#rina, C0lcio, A-7.
*nibida por" )licose R67 e A47. − )licog+nio 3intase Ativada $não #os#orilada% por" )licose R67, *nsulina. *nibida por" )lucagon e &pine#rina
METABOLISMO DE LI#.DIOS 7rocessamento dos lipídeos da dieta, lipase lingual e g0strica, emulsi#icação no duodeno $ação dos sais biliares e do peristaltismo% − Eegradação dos triacilglicer!is" obtida por ação da lipase pancre0tica $remove os 0cidos graxos das posiç/es : e H% ue hidrolisa os triacilglicerois a acidos graxos e glicerol. Colipase" liga a lipase na inter#ace lipídeo60gua. Os triacilglicerois são transportador pelos uilomícrons e hidrolisados pela lipase lipoproteica. − Eegradação dos ésteres de colesterol =idrolase dos ésteres de colesterol $colesterol esterase%" tem sua atividade aumentada na presença de sais biliares. − Eegradação dos #os#olipídeos @os#olipase A;" remove : 0cido graxo do #os#olipídeo Ação da 2ipase 7ancre0tica" respons0vel pela hidr!lise das ligaç/es ésteres dos lipídios liberando grande uantidades de colesterol, 0cidos graxos, glicerol e algumas moléculas de mono6 acil6glicer!is. as lipases lipoproteicas mais ativas nas celulas musculares e celulas adiposas. Absorção dos lipídeos pelas células da mucosa intestinal" os lipídios livres são, então, emulsi#icados pelos sais biliares em micelas e absorvidos pela mucosa intestinal ue promove a liberação da porção polar hidr!#ila $sais biliares% para a circulação porta hep0tica e um processo de ressíntese dos lipídios absorvidos com a #ormação de novas moléculas de tri6acil6glicer!is e ésteres de colesterol, ue são adicionados de uma proteína $apo6proteína GM, ou aop6GM% #ormando a lipoproteína uilimíocron, liberada na circulação sang]ínea. (essíntese de triacilglicer!is e ésteres de colesterol nas células do epitélio intestinal" a mistura de lipidios migra para o eticulo endoplasmatico, onde ocorre biossintese de lipidios complexos. Os enter!citos são usados para #ormar triacilglicerois, #os#olipideos e esteres de colesterol. Os acidos graxos de cadeia curta e media são liberados para a circulação porta, sendo carregados para o #igado pela albumina do soro. Ativação dos 0cidos graxos $acil 6CoA graxo sintetase% K 3íntese dos triacilglicer!is K Colesterol F Acil6CoA graxo K Acil trans#erase K éster de colesterol 3ecreção dos lipídeos a partir do enter!cito" os triacilglicerois e os esteres de colesterol são muito hidro#obicos, então é necessario ue eles seam embaladas em goticulas de gorduras circundadas por #os#olipios, colesterol não esteri#icado e a apobGM. &sta camada estabilia a particula e permite sua interação com o meio. Os uilomícrons são liberados dos enter!citos por exocitose para os vãos lacteais para entrar na corrente sanguinea. A Qnica sintese ue reuer 'AE= é a gliconeogenese, as demais sinteses é usado 'AE7=. 0cidos graxos e triacilglicerois, ue são armaenados Li)o,-+ese/ sintese de subseuentemente no #igado e no tecido adiposo. @ígado e glândulas mam0rias em lactação. Ocorre no citosol utiliando Acetil6CoA produido a partir de glicose ou outros precursores $AA%. 3ão adicionados unidades ativadas de ; carbonos N extremidade carboxila. ^cido palmítico $C:R%. O citrato transpoe a membrana e leva Coa para dentro da mitocondria. O oxaloacetato no citosol é convertido em malato K piruvato ue #orma 'AE7=. O Acetil6coa é trans#ormado em malonil6coa porue recebi um carboxil. :[ 7asso" o acido graxo é sintetiado é de :RC, saturada pode6se insatura6lo. 7rodução de
acetil6CoA citos!lica, ue é transportada para #ora da mitocndria na #orma de citrato . ;[ 7asso" @ormação de malonil6CoA, carboxilação da acetil6CoA, catalisada pela acetil6CoA carboxilase $coenima 1iotina%, etapa limitante da síntese de 0cidos graxos. H[ 7asso" 2igação de malonil6CoA N enima, 0cido )raxo 3intase. 7roteina carreadora de Acila possibilita o crescimento do ac. )raxo e carrea acila. O braço curto é um reservatorio da cadeia de acido graxo. O acetil coa se liga a proteina de braço longo e perde o coa, #orma tioester de alta energia, o acetil ue vai para o braço curto e o malonil se liga ao acetil e manda tudo para o braço curto, no meio deles dentro tem uma cetona ue deve sair, ai vai para o braço cirto, outro malonil se liga no braço longo sai carbono e começa tudo de novo. A condensação do malonil com acetil s! é possível porue sai CZO, redu com o 'AE7= desidrata com a saida de =;O e redu novamente, ap!s isso vai para o braço curto e começa tudo de novo a partir do malonil. (eação global para a síntese de palmitato" V ciclos de condensação e redução. M Coa, :G 'AE7 7onto de regulação" #ormação de malonil6coa, pois vai de#inir se vai #ormar acido graxo, reuer A47 porue é uma descarboxilação. O citrato no citosol indica ue tem carbono e a sintese de lipidios pode acontecer e inativa a #os#o#rutocinase. (egulação da Acetil6CoA carboxilase" &tapa limitante na síntese de 0cidos graxos, ativação alostérica por citrato, ativação por des#os#orilação na presença de insulina, inativação alostérica por acil6CoA de cadeia longa, inativação por #os#orilação na presença de glucagon e adrenalina. (egulação pela dieta na via glicolitica ativa o tecido adiposo a armaenar os triacilglicerois, o #igado #a a sintese mas não armaena. O acido graxo é ativado com a ligação da Coa e usando glicerol H #os#ato. Eessaturação dos 0cidos graxos" *ntrodução de ligaç/es duplas reuer 'AE7= $'AE=% e O; Acil graxo6CoA dessaturase. Os 0cidos graxos sintetiados no organismo ou obtidos através da dieta tem dois destinos principais" − *ncorporação em triacilglicer!is para armaenamento de energia − *ncorporação em #os#olipídeos para #ormação de membranas 1iossíntese de 4riacilglicer!is" Os triacilglicer!is são sintetiados pela adição de acil6CoA graxo ao glicerol_H_#os#ato. A síntese ocorre principalmente no #ígado $glicerol cinase%, intestino e tecido adiposo$glicerol H 7 desidrogenase%. O glicerol_H_#os#ato é #ormado por duas vias" A partir da diidroxiacetona_#os#ato gerada na glic!lise ou #ormado a partir do glicerol pela ação da glicerol_cinase. A diidroxiacetona_#os#ato é trans#ormada em glicerol_H_#os#ato em reação catalisada pela glicerol_H_#os#ato_desidrogenase. 'o #ígado, rim e intestino delgado ocorre a #os#orilação do glicerol livre em presença de glicerol_cinase. (egulação da síntese de triacilglicer!is por insulina. Os acil_CoA empregados na síntese dos triacilglicer!is são provenientes de 0cidos graxos livres ativados pela ação das acil_CoA_sintetases" ^cido graxo F CoA F A47 K acil_CoA F A-7 F 7pi :. A primeira etapa na biossíntese dos triacilglicer!is é a acilação dos dois grupos hidroxila livres do glicerol_H_#os#ato por duas moléculas de acil_CoA graxo para #ormar diacilglicerol_H_#os#ato $#os#atidato ou 0cido #os#atídico% em presença da glicerol_H_#os#ato_aciltrans#erase. ;. A enima #os#atidato_#os#atase converte o diacilglicerol_H_#os#ato $#os#atidato% em :,;_diacilglicerol. O #os#atidato e o :,;_diacilglicerol são precursores de triacilglicer!is e de glicero#os#olipídeos. H. 'a etapa #inal da biossíntese de triacilglicer!is ocorre a acilação da posição sn_H do :,;_diacilglicerol por meio da diacilglicerol_aciltrans#erase. Li)0*ise/
-obiliação dos triacilglicer!is, proteina recebe um #os#ato e muda a con#ormação para abrir caminho para a lipase. O tecido adiposo é #ormado principalmente por triacilglicer!is. Eurante o eum, exercício vigoroso e em resposta ao estresse, os triacilglicer!is são hidrolisados em 0cidos graxos e glicerol pela ação da lipase hormnio6sensível $sensbilisada pelo glucagon e adrenalina%. Os hormnios adrenalina e glucagon ativam a adenilil_ciclase na membrana plasm0tica dos adip!citos. A adenilil_ ciclase trans#orma A47 em A-7c. A proteína_ cinase dependente de A-7c, #os#orila e ativa a lipase. Os triacilglicer!is são hidroliados em 0cidos graxos e glicerol. &levados teores de glicose e de insulina exercem atividades opostas, acumulando triacilglicer!is no tecido adiposo. 1eta6oxidação $Oxidação dos 0cidos graxos% ocorre a mitocondria Os 0cidos graxos são degradados por oxidação ue produem moléculas de acetil_CoA e liberam energia. 'as mitocndrias, os 0cidos graxos são degradados pela oxidação, posteriormente oxidada a CO; no ciclo do 0cido cítrico. &m cada ciclo da `_oxidação, #orma6se um acetil_CoA, um @AE=; e um 'AE=. 'o #ígado, a energia liberada pela `6oxidação é empregada para dirigir a gliconeog+nese. Obs" 'o eum prolongado, a maioria dos tecidos é capa de utiliar os 0cidos graxos como #onte de energia. 4ransportador de 0cidos graxos para o interior da mitocndria" Carnitina ue trans#ere 0cidos graxos de cadeia longa para o interior da mitocndria. − CA4 * 6 carnitina aciltrans#erase *" trans#ere o acil para a carnitina #ormando acil6 carnitina. 7ara esta chegar na mitocondria ela passa pelo transportador de carnitinina, de CA4 ** ue vai trans#erir o Coa para acil liberando a carnitina dentro da mitocondria. O acil transportado para a mitocondria é sempre oxidado. O CA4 * é a de regulação, passo mais importante de transporte para dentro da mitocondria em H passos" CA4 *, CA4 ** e transportadora de carnitina. Oxidação de 0cidos graxos, uatro reaç/es" :6 Acil6CoA desidrogenase $oxidação 6 #ormação de @AE=;% ;6 &noil6CoA hidratase $hidratação% H6 `6hidroxiacil6CoA desidrogenase $oxidação < #ormação de 'AE=% G6 Acil6CoA acetiltrans#erase $tiolase% $clivagem < #ormação de acetil6CoA% Cetose $@ormação de corpos cetnicos% &m certas condiç/es metab!licas como eum prolongado, inanição e diabete melito, ocorre aumento na velocidade da `_oxidação, tornando necess0rio reciclar o excesso de acetil_CoA e liberar a CoA livre para novas `_oxidaç/es. Obs" A síntese de corpos cetnicos s! ocorre no #ígado e se d0 a partir da `6oxidação. 7arte do acetoacetato é reduido a `_hidroxibutirato pela enima `_hidroxibutirato_desidrogenase 'AEF dependente ligada N membrana mitocondrial interna. Cetose ocorre uando a velocidade de produção de corpos cetnicos pelo #ígado excede a capacidade de sua utiliação pelos tecidos peri#éricos, resultando em acQmulo no sangue $cetonemia%. Ao ultrapassar o limiar renal, essas substâncias aparecem na urina $cetonQria%. Obs" Os corpos cetnicos são os Qnicos lipídios ue não necessitam ser carreados por uma proteína. A cetog+nese ocorre em tr+s reaç/es" :. @ormação de acetoacetil_CoA. @ormação do acetoacetato pela condensação de duas moléculas de acetil_CoA para gerar acetoacetil_CoA. ;. @ormação de =-)_CoA. A acetoacetil_CoA é convertida a =-)_CoA por condensação com uma terceira molécula de acetil_CoA. H. @ormação de acetoacetato e acetil_CoA. A clivagem da =-)_CoA #ornece o acetoacetato livre. A grande uantidade de acetil_CoA produida pela `_oxidação dos 0cidos graxos no #ígado
é canaliada para a síntese de corpos cetnicos. 5uando atinge níveis acima da capacidade compensat!ria dos sistemas tamp/es #isiol!gicos, desenvolve6se cetoacidose. Obs" O acetil é o ;Y substrato mais utiliado $:Y lugar6 glicose% porue não necessita de proteínas para ser carreado $o acetil é hidrossolQvel%. O cérebro usa corpos cetnicos como #onte de energia durante o período de eum prolongado e inanição, economiando a glicose e reduindo a degradação da proteína muscular para a gliconeog+nese. O catabolismo dos corpos cetnicos ocorre da seguimte #orma" :. 'os tecidos peri#éricos, o `_hidroxibutirato é oxidado a acetoacetato. ;. A acetoacetato é então ativado pela ação de uma tio#orase ue emprega a succinil_CoA como #onte de CoA, #ormando acetoacetil_CoA. H. &sta Qltima so#re clivagem pela tiolase, produindo duas moléculas de acetil_CoA ue entram no ciclo do 0cido cítrico. -ecanismos de controle (egulação da Acetil6CoA carboxilase < 3íntese de 0cidos graxos &tapa limitante na síntese de 0cidos graxos Ativação alostérica por citrato des#os#orilação $insulina% *nativação alostérica por palmitoil6CoA *nativação #os#orilação $glucagon e adrenalina% (egulação pela dieta Eegradação dos 0cidos graxos Ativação da lipase hormnio sensível por glucagon *nibição da carnitina aciltrans#erase * por malonil6CoA, #ormado durante a síntese de 0cidos graxos (egulação da síntese e degradação de 0cidos graxos ACC" acetil6CoA carboxilase (egulação do metabolismo 2ipídico $controle entre a lip!lise e a lipog+nese%
A1i2adores da *i)0*ise − )lucagon e a adrenalina estimulam a #os#orilação de v0rias enimas. − @os#orilação da lipase hormnio6sensível presente nos adip!citos, ativa a hidr!lise de triacilglicerol. − A liberação de noradrenalina dos neurnios no sns e hormnio do crescimento da hip!#ise também ativa a lipase hormnio_sensível. − 3ubse]entemente, os 0cidos graxos são liberados para o sangue. Os hormnios também regulam a utiliação dos 0cidos graxos pelos tecidos. 7or exemplo" A acetil_CoA_carboxilase é inibida pelo glucagon. − 1aixas concentraç/es de malonil_CoA, a síntese de 0cidos graxos é reduida. Como a malonil_CoA inibe a atividade da carnitina_acil_trans#erase *, os 0cidos graxos podem ser transportados para a mitocndria, onde são degradados para gerar energia. A1i2adores da *i)o,-+ese − O e#eito da insulina sobre o metabolismo dos 0cidos graxos é oposta aos dos hormnios glucagon e adrenalina. A secreção de insulina em resposta a elevados níveis de glicose
sang]ínea estimula a lipog+nese. A insulina indu a síntese de 0cidos graxos pela #os#orilação da acetil_CoA_carboxilase por um processo independente do mecanismo da proteína6cinase dependente de A-7c. A lip!lise simultânea é evitada pela insulina por inibição da ativação da proteína6cinase mediada por A-7c. O processo provoca a des#os#orilação $portanto, a inativação% da lipase hormnio6sensível. (esumindo acidos graxos" 3*'4&3& E&)(AEAO -aior #luxo
Ap!s re#eiços ricas em C=O
eum
&stado hormonal
*nsulinaglucagon alta
*nsulinaglucagon baixa
3itio tecidual
#igado
-usculo#igado
2ocaliação subcelular
citosol
-itocondria
transportador
citrato
carnitina
Co#ator oxired
'AE7=
'AE @AE
Eoadorproduto ;C
-alonil6coa" doa acetila
Acetilcoa"produto de b6oxid
ativador
citrato
6
inativador
Acetil coa de cadeia longa
malonil6coa
7roduto da via
palmitato
acetil6coa
METABOLISMO DE AMINO3CIDOS 'ão h0 reservas de aaD ou sea, os aa ingeridos em excessos são degradados e t+m seu ' excretado. AA livres no organismo são chamados de moléculas em trânsito. Os amino0cidos são precursores de todos os compostos nitrogenados não6protéicos, ue incluem as bases nitrogenadas, os lipídeos e polissacarídeos ue cont+m nitrog+nio, as aminas e seus derivados $histamina, carnitina, creatina, etc.% *ntermedi0rios do CS podem ser #ormados apartir de 6Ceto0cido $malato, #umarato ou oxalacetato%. Compostos nitrogenados não6protéicos" − &pine#rina, norepine#rina e dopamina provém do aa 4irosina. − )A1A neurotransmissor utilia o aa )lutamato. − =istamina, utilia histidina − 3erotonina, utilia 4ripto#ano. $se não tem #ormação do ciclo da ureia, aumenta a concentração de nitrog+nio, causando hiporamonemia, aumentando os niveis de amnia na corrente sanguine% De,radação oxida1i2a" corresponde a remoção e a excreção do grupo amino e a oxidação da cadeia carbonica remanescente $al#a6ceto0cido%. O grupo amino é convertido a ureia e as ;W cadeias carbonicas resultantes são convertidas a piruvato, acetilcoa ou outros intermediarios do CS. Compostos #onte de C=O para os AA" é glicose, atraves dos intermediarios do CS, pentoses. -etabolismo geral do nitrog+nio O pool de AA é utiliado para a sintese de proteinas end!genas e de outras moléculas ue contenham nitrogenio. (enovação das proteínas constante. $4axa de síntese Z 4axa de degradação% Eegradação protéica" degrada proteínas desnecess0rias ou dani#icadas. − Pia proteolítica ubiuitina6proteassomo" ubiuitina se liga as proteinas ue devem ser degradadas. − Eegradação lisossomal < catepsinas" 2ipose pancreatica" é a mais importante na digestão das proteinas, as proteinas podem ser autodigeridas, porue as enimas são proteinas, então enimas digere proteina. 7roteínas da dieta são muito grandes para serem absorvidas, hidrolisadas #ormando
amino0cidos no estmago e *ntestino O pancreas não é degradado, porue as enimas precisam ser ativadas, elas se mantem bloueadas até serem ativadas. O ue bloueia o sitio ativo é uma seuencia de amino0cidos ue mantem as proteinas inativas, no !rgão digestor é mandado sinais de ativação. 7eptidases" hidrolisam as proteínas &ndopeptidases" hidrolisam ligaç/es peptidicas internas. &xopeptidases" clivam : amino0cido por ve $como existem duas extremidades tem a extremidade carboxi < carboxipeptidase extremidade amino < aminopeptidase% 7rodutos #ormados" amino0cidos livres e oligopeptídeos No estômago < h0 secreção de gastrina
^cido Clorídrico" mata bactérias, desnatura proteínas 7epsinog+nio" é a #orma inativa da pepsina. O pepsinogenio é a #orma ue o estomago libera, depois ele é ativado sendo a pepsina" endopeptidase. No pâncreas: é liberado o imog+nio e secreta bicarbonato para neutraliar o ph acido ue vem do estomago. 3ecreta bicarbonato imog+nios $liberação e ativação% No intestino
Aminopeptidases" Eigestão de oligopeptídeos Absorção de amino0cidos livres e peptídeos peuenos 4ransporte do imogenio" &nimas são sintetiadas como precursores inativos. 'os tecidos os AA podem incorporar novas proteinas. A pepsina é ativa pelo ph acido. O tripsinogenio é ativado pela endopeptidase e vira tripsina, esta ativa a chimotripsinogenio proetastase. 4ransporte de amino0cidos para o interior das células Cotransporte com s!dio, e di#erentes carreadores para di#erentes amino0cidos. &ntra aminoacido unto com sodio, o sodio ativo o transportador no ual entra potassio e sai o sodio, nessa troca de potassio sodio, trans#orma atp em adp. O grupo amino por transporte #acilitado entra nas celulas. Eestino dos carbonos e nitrog+nio dos amino0cidos" os aminoacidos possuem então a parte do carbono, ue libera CO; e =;O para #ormar energia. & o nitrogenio ue possui um acido carboxilico e uma amina ue se direcionam para o ciclo da ureia.
Tra+sa(i+ação/ re(oção do ,ru)o a(i+o dos a(i+oa'idos4 O grupo amino na maioria dos AA é coletado inicialmente como glutamato. O grupo amino é retirado na trans#erencia deste glupo para o al#a6cetoglutarato, #ormando glutamato. A cadeia carbonica do aminoacido é convertida ao al#a6ceto0cido. Aminoacido F al#a6cetoglutarato \ al#a6cetacido F glutamato. )lutamato" síntese de amino0cidos não essenciais ou desaminação oxidativa. &ssas reaç/es são catalisadas por aminotrans#erases, também chamadas de transaminases, enimas presentes no citosol e na mitocondria e ue t+m como coenima piridoxil6#os#ato, derivada da vitamina 1R. 'a maioria dos tecidos utiliam o 6Cetoglutarato como aceptor do grupo amino, #ormando o glutamato. 4odos os amino0cidos $exceto treonina e lisina% so#rem transaminação durante seu catabolismo. &speci#icidade das aminotrans#erases" Cada enima é especí#ica para um ou poucos amino0cidos e são denominadas a partir do doador de grupo amino. &xemplo" ceto0cido \ al#a6aminoacido al#a6aminoacido \ cetoacido 5uando é tran#erido o ' do AA para o aceto0cido #orma6se o Aaal#a e o AA vira ceto0cido
piruvato \ 26alanina glutamato \ al#a6cetoglutarato Alanina aminotrans#erase $A24% $glutamato"piruvato transaminase%" trans#er+ncia do grupo amino da alanina para o 6cetoglutarato #ormando piruvato. Oxalacetato \ aspartato )lutamato \ al#a6cetoglutarato Aspartato aminotrans#erase $A34% $glutamato"oxalacetato transaminase%" trans#er+ncia do grupo amino do aspartato para o 6cetoglutarato #ormando oxalacetato. (eaç/es reversiveis e acontece nos dois sentidos. @unção do piridoxal #os#ato" é um co#ator de reação ue segura o ' durante a trans#erencia. )rupo prostético covalentemente ligado N enima. A aminotrans#erase trans#ere o grupo amino para o piridoxal #os#ato #ormando piridoxamina #os#ato, essa reage com o 6ceto0cido #ormando um amino0cido. Eesaminação oxidativa" liberação de grupo amino como amnia livre Ocorre principalmente no #ígado e rins, nas mitocndrias, #ornecem 6ceto0cidos, para metabolismo energético, e amnia, para o ciclo da uréia. )lutamato desidrogenase" oxida o glutamato #ormando o al#a6cetoglutarato na desanimaçã oxidativa, liberando nitrogenio como íons amnia, #ormando também 'AE= ou 'AE7=. Catalisa a desaminação oxidativa do glutamato. O glutamato #ormado por transaminação de outrosamino0cidos so#re desaminação, liberando amnia e regenerando o 6cetoglutarato. 4ransporte de amino0cidos" )lutamina e alanina são carreadors entre os tecidos, as vantagens de utiliar a glutamina é ue carrega ;'. Eois mecanismos são usados para transportar a amnia dos tecidos peri#éricos para o #ígado. − Combinação da amnia com glutamato #ormando glutamina, pela glutamina sintetase. & trans#orma glutamina em glutamato pela glutaminase. − 4ransaminação do piruvato #ormando alanina. Como a amonia é toxica e a sua conversão em ureia ocorre no #ígado, o 'hG poduido nos outros tecidos, para ser transportador ao #igado, é incorportado em copostos nao6txocios e ue atravessam membranas com #acilidade como a glutamina, na maioria dos tecidos hepaticos e alanina no mQsculo. 4ransporte de aminoacidos para o #ígado. )lutamina sintetase catalisa a #ormação de glutamina a partir de glutamato e amnia $#orma não t!xica% − 'as mitocndrias do #ígado $intestino e rins% a glutamina é clivada pela glutaminase #ormando glutamato e amnia livre. − 7rincipalmente no mQsculo, o piruvato é transaminado #ormando alanina. A alanina é transportada até o #ígado onde é convertida novamente em piruvato $no citosol%. 7or gliconeog+nese o piruvato pode #ormar glicose ue ir0 para o mQsculo para ser utiliada. )lutamato em glutamina a partir da glutamina sintetase. Jma ve no #igado, o grupo amina da glutamina é hidrolisado pela glutaminase, liberando '=G ue pode ser então ser consumido pelo ciclo da ureia. 'o musculo, a alanina, em lugar da glutamina, é o principal responsavel pela exportação de grupos aminos. &stes são trans#eridos para piruvato, originando alanina, ue ap!s o transporte até o #igado, é convertida em glutamato. O glutamato, pode originar os dois atomos de ' da ureia. &xcreção do 'itrog+nio e Ciclo da Jréia" Amoniotélicos" excretam o nitrog+nio da porção amino na #orma de amnia. Jreotélicos" excretam o nitrog+nio da porção amino na #orma de uréia.
Jricotélicos" excretam o nitrog+nio da porção amino na #orma de 0cido Qrico.
Ci'*o da ureia A uréia é a principal #orma de eliminação dos grupos amino dos amino0cidos. Corresponde a XWf dos compostos nitrogenados da urina. 8 sintetiada no #ígado a partir de amnia, aspartato e CO;, secretada na corrente sanguinea, capitada nos rins e excretada pela urina. A síntese da uréia ocorre através de reaç/es $; na mitocndria e H no citosol% Eegradação e sintese de AA" os aa podem ser glicog+nicos $glicose% ou cetogenicos $coros cetonicos% Compostos ue #ormam piruvato e intermediarios do CS como oxaloacetato e al#a6 cetoglutarato são glicogenicos, enuanto ue o acetil6coa são são glicogenicos, porue oacetilcoa é completamente oxidade no CS, os compostos ue #ormam acetilcoa não #ormam glicose. )lutamato na síntese da uréia" o grupo amino de :; AA é coletado como glutamato, ue origina '=G e aspartato por uma via comum catalisada por transaminase e glitamato desidrogenase. Outros V AA originam '=G e glutamato por vias especiais. Ee modo geral, a degradação de ;W AA o grupo amino é convertido em '=G e aspartato, os percursores da ureia. O glutamato é um carregador at!xico dos grupos amino. *sso #ornece o íon amnio usado na síntese inicial do carbamoil6#os#ato. (egulação do ciclo da uréia" pode ser de #orma lenta ou r0pida. A regulação lenta acontece em duas situaç/es" Eieta de teor de proteina muito alto" o excesso de AA são oxidados, dando origem a ceto0cidos, e os grupos aminos resultam em um aumento na produção de ureia. Teum prolongado". A degradação das proteínas dos mQsculos vão ser intensi#icadas, 0 ue as cadeias carbnicas desses amino0cidos vão ser utiliadas na neoglicog+nese e a eliminação dos grupos aminos restantes vai aumentar a excreção de ureia. 'as duas situaç/es vai ocorrer um aumento da síntese de enimas do ciclo da ureia e carbamoil#os#ato sintetase. A regulação r0pida, também chamada de alostérica, ocorre uando a carbamoil#os#ato sintetase é estimulada por '6acetilglutamato, ue é um composto produido a partir de glutamato e acetil6coa. &sta reação é catalisada pela '6acetilglutamato sintase, ue é ativada por arginina $ue é um intermedi0rio do ciclo da ureia%. 7ortanto se a produção de ureia não conseguir eliminar toda a amnia produida pela oxidação de amino0cidos, vai haver o acQmulo de arginina. O seu acQmulo vai provocar um aumento da concentração de '6acetilglutamato. O '6acetilglutamato então vai estimular a carbamoil#os#ato sintetase, essa enima vai #ornecer um dos substrato do ciclo da ureia. Assim a arginina vai adeuar a velocidade de #ormação de amnia N sua conversão em ureia. Eieta rica em proteínas e eum levam ao aumento na síntese das enimas do ciclo o Carbamoil #os#ato sintetase *" Ativador '6acetilglutamato, passo limitante da velocidade do ciclo. O '6acetilglutamato é #ormado a partir de acetil6CoA e glutamato, sua concentração hep0tica aumenta ap!s re#eição rica em proteínas. 2igação entre o Ciclo de Srebs e o Ciclo da Jréia" 7ontos de entrada no CS, #ormação de oxaloacetato, #umarato, al#a6cetoglutarato e succinil6 coa. Catabolismo de AA de cadeia rami#icada acontece nos tecidos extra hepaticos, mais especi#icamente no musculo. Catabolismo de aa de cadeia rami#icada acontece nos tecidos extrahepaticos, mais especi#icamente
no musculo. Conversão de alanina em glicose e uréia A alanina #unciona como um transportador da amnia e do esueleto carbnico do piruvato desde o mQsculo até o #ígado. O ciclo da glicose6alanina é um exemplo de cooperação inter6tecidos. Eurante o eum prolongado as proteínas musculares são digeridas produindo amino0cidos. 7arte do nitrog+nio gerado na oxidação dos amino0cidos é utiliada para converter o piruvato em alanina, ue por sua ve é exportada para o sangue e, posteriormente, capturada pelo #ígado. O #ígado, por sua ve, reconverte a alanina em piruvato, ue é utiliado para a síntese de glicose pela via da gliconeog+nese. A glicose produida é exportada para o sangue e pode ser capturada pelo mQsculo sendo usada para a produção de energia e piruvato pela via glicolítica. O piruvato é reutiliado para a produção de mais alanina. 'ote ue esse ciclo resulta no transporte de 0tomos de nitrog+nio do mQsculo para o #ígado.
Me1a5o*is(o da A(6+ia Amnia" &liminada na #orma de uréia, essa conversao é #undamental para manter baixas as concentraç/es deste íon nos tecidos. Caso contrario causa hiperamonemia ue é t!xica ao 3'C, pois poderiam levar a grane consumo de al#a6cetoglutarato para a sintese de glutarato, haveria depledação do CS com redução da velocidade de oxidação da glicose, principal #onte de A47 para o cerebro. @ontes de Amnia" Amino0cidos, ação de bactérias intestinais, aminas e purinas. =iperamonemia" Ee#eitos genéticos, doenças hep0ticas" causam comprometimento da #unção hep0tica, aumento dos níveis plasm0ticos de uréia $P(" 6W mol2%, sintomas da hiperamonemia" tremores, discurso alterado, sonol+ncia, vmitos, edema cerebral e visão borrada =iperamonemia aduirida" A causa mais comum são as doenças hep0ticas" =epatite viral, isuemia, hepatotoxinas, Cirrose hep0tica, hepatite e obstrução biliar. =iperamonemia heredit0ria" Ee#eitos heredit0rios em uma das enimas do ciclo da uréia $:":W.WWW < HW.WWW%. Ee#ici+ncia da Ornitina transcarbamoilase ligada ao I Ee#ici+ncia das outras enimas autossmicas recessivas. 4odos os de#eitos causam hiperamonemia, ence#alopatia, resultando em retardo mental. 4ratamento" restrição na ingesta de proteínas e administração de um composto ue liga aos amino0cidos $#enilbutirato%. 1alanço 'itrogenado" 8 a di#erença entre a uantidade de nitrog+nio ingerido e a uantidade de nitrog+nio excretado diariamente. O nitrog+nio é ingerido principalmente através das proteínas da dieta. 8 excretado principalmente através da urina na #orma de uréia, mas também é eliminado através das #ees e suor. 1alanço nitrogenado negativo" excreção ingestão. 5uando a uantidade de nitrog+nio ingerido é menor ue a excretado. &x." estado de eum, dieta pobre em proteínas, dieta restritiva, doenças altamente catab!licas como câncer e A*E3. Teum prolongado" Os amino0cidos utiliados para produção de energia e biossíntese não são repostos. O nitrog+nio liberado pela oxidação dos amino0cidos continua sendo excretado. 1alanço nitrogenado positivo" excreção j ingestão
5uando a uantidade de nitrog+nio ingerido é maior ue o excretado. 'a *n#ância, adolesc+ncia e gestação. 7eríodos de crescimento r0pido, síntese de novos tecidos h0 maior incorporação de proteínas ao organismo Eegradação e 3íntese de Amino0cidos A partir dos intermediarios do CS e da via glicolitica. O aminoacido )liciina doa ' para #ormação de é o nucleo presente no heme de proteinas. A glutamina possui porção ativa 3= proveniente da cisteina. Catabolismo dos amino0cidos" (emoção do grupo amino, Eegradação dos esueletos de carbono $#ormação de produtos intermedi0rios%. Amino0cidos Cetog+nicos 7roduem acetoacetato $acetil6CoA ou acetoacetil6CoA% 7roduem corpos cetnicos, não #ormam glicose Amino0cidos )licog+nicos 7roduem piruvato ou intermedi0rios do ciclo do 0cido cítrico 3ão substratos para a gliconeog+nese $síntese de glicose% Catabolismo dos esueletos de carbono Co#atores importantes envolvidos na trans#er+ncia de grupamentos de : carbono" 1iotina $CO;%, 4etraidro#olato e 36adenosilmetionina $C=H% 4etraidrobiopterina" reaç/es de oxidação Catabolismo dos amino0cidos de cadeia rami#icada 2eucina, *soleucina e Palina" 4ransaminação $Aminotrans#erase dos aa de cadeia rami#icada%. Eescarboxilação oxidativa $complexo da desidrogenase dos 6ceto0cidos de cadeia rami#icada% Eesidrogenação 4ecidos extra6hep0ticos. Aminoacidos não essenciais" sistematiar o estudo de sua degradação, os AA são agrupados em seis grupos, segundo o produto #ormado. -oléculas derivadas de amino0cidos" )licina é o principal precursor de por#irinas Creatina e #os#ocreatina são sintetiadas a partir de glicina, arginina e metionina )lutationa é derivada de glutamato, cisteína e glicina. 'eurotransmissores são derivados de amino0cidos
Me1a5o*is(o do Co*es1ero* @ontes de colesterol < Eieta < 3íntese end!gena no #ígado e tecidos peri#éricos O colesterol é um componente essencial das membranas celulares dos mamí#eros. &le também é o precursor de compostos ativos biologicamente importantes, tais como os 0cidos biliares, hormnios esteroides e vitamina E. A hemostasia do colesterol é importante na etiologia da aterosclerose e ele é o principal componente das pedras na vesícula. Ap!s a absorção intestinal, o colesterol é transportado para o #ígado e para os tecidos peri#éricos como um componente das partículas de lipoproteína, os uilomícrons. &les são absorvidos pelo #ígado. O #ígado reempacota o colesterol e os triglicerídeos em outras lipoproteínas
menores < as lipoproteínas de muito baixa densidade, P2E2. Os triglicerídeos contidos nas P2E2 passam por hidr!lises seuenciais nos tecidos peri#éricos, trans#ormando as partículas em P2E2 remanescentes e então, ap!s hidr!lises mais extensas, em lipoproteínas de baixa densidade $2E2%. As P2E2 remanescentes e as 2E2 levam o colesterol de volta para o #ígado pela ligação ao receptor de membrana apo1& $receptor de 2E2%. &ntretanto, eles também podem entrar pela parede vascular. Os humanos não podem metaboliar o anel esteroide do colesterol < ele é excretado na bile ou como colesterol livre ou na #orma de 0cidos biliares. A maior parte dos 0cidos biliares é reabsorvida no Uleo terminal e volta ao #ígado. &ste ciclo é conhecido como circulação +ntero6 hep0tica. 'os passos iniciais, a via da síntese do colesterol #ornece substratos para a síntese de compostos importantes na proli#eração celular e no crescimento tumoral, no transporte de elétrons e na melhora do estresse oxidativo. Os oxiesteroides gerados nos est0gios tardios da via são moléculas de sinaliação ue tomam parte na regulação da homeostasia do colesterol. 3íntese e ingestão. 3íntese do Colesterol" 3intetiado, principalmente, no citosol do" @ígado C!rtex adrenal 4ecidos reprodutivos A síntese de colesterol depende de" Acetil6CoA 'AE7= A47 Ocorre em G est0gios" *. Jnidades de acetil6CoA são condensadas #ormando -evalonato. **. -evalonato é convertido a unidades de isoprenos ativados. ***. Condensação dos isoprenos #ormando esualeno *P. Conversão do esualeno para o nQcleo ester!ide − 3intese de H6hidroxi H6metilglutaril6Coa $=-)6CoA%
duas moleculas de acetil6coa condensam #ormando acetoacetil6coa. Outras moléculas de acetil6coa é adicionada #ormando =-)6Coa. − sintese de mevalonato $acido mevalonico% (edução irreversivel de =-)6Coa a acido mevalonico. Catalisada pela presença de =-)6 Coa redutase presente na membrana do (&. &tapa limitante da via. Conversão do mevalonato em dois isoprenos ativados. − @ormação de &sualeno Condensação do isopentenil6piro#os#ato e posteriormente mais uma molécula de isopentenil6 piro#os#ato. Condensação de duas moléculas de #arnesil6piro#os#ato. − @ormação do 2anosterol e Colesterol apartir da glicose, acidos graxos ou dos aminoacidos, temos a acetil6coa ue se trans#orma em =-)6coa a apartir da =-)6coa redutase, #ormase mevalonato, este #orma isoprenos, ue #orma esualenos e por #im o colesterol. O colesterol da dieta traido ao #ígado est0 na maior parte de #orma livre. 'o plasma, o colesterol est0 incorporado Ns lipoproteínas e presente principalmente na #orma de ésteres de colesterol. Os ésteres também são as #ormas teciduais de armaenamento do colesterol. O colesterol é esteri#icado no plasma pela enima colesterol6lecitina aciltrans#erase e nas células pela acil6 CoA"colesterol aciltrans#erase $ACA4%. 3essenta a oitenta por cento dos ésteres de colesterol presentes no plasma são absorvidos pelo #ígado.
(egulação da síntese do colesterol 9 =-)6CoA redutase < 7onto de controle mais importante < 3ueita a diversos tipos de controle − (egulação da expressão g+nica A expressão g+nica da =-)6CoA redutase é controlada por um #ator transcricional . 5uando os níveis de colesterol estão baixos a expressão do gene da redutase é ativada. 5uando os níveis de colesterol estão altos o #ator transcricional é inibido. A *nsulina aumenta a expressão do gene e o glucagon redu a expressão do gene. − @os#orilaçãodes#os#orilação )lucagon redu a atividade da =-)6CoA redutase $#os#orilação% e a *nsulina aumenta a atividade da =-)6CoA redutase $des#os#orilação%. − *nibição por drogas &statinas são inibidores competitivos da =-)6Coa redutase" lovastatina, sinvastatina, pravastatina.
De,radação do Co*es1ero* A estrutura cíclica do colesterol não pode ser degradada até CO;. O nQcleo ester!ide é eliminado na #orma de 0cidos biliares ou de colesterol ue são secretados na bile e excretados nas #ees. =ormnios &ster!ides O Colesterol é o precursor das cinco principais classes de hormnios ester!ides" progestag+nios, androg+nios, estrog+nios, glucocorticoides e mineralocorticoides. &stes hormnios regulam uma grande variedade de #unç/es no organismo. 7rogesterona, um progestag+nio, est0 envolvido na gravide. Androg+nios e estrog+nios são necess0rios para o desenvolvimento de características sexuais secund0rias masculinas e #emininas, respectivamente. )lucocortic!ides são essenciais na resposta ao estresse, promovendo gluconeog+nese e a degradação de proteínas e lipídios, enuanto ue os mineralocortic!ides, principalmente aldosterona, aumentam a reabsorção de s!dio e a excreção de pot0ssio e hidrog+nio nos rins, aumentando a pressão e o volume sang]íneos. &stes hormnios são sintetiados nas gnadas $estrog+nios, androg+nios% ou no c!rtex das glândulas adrenais $gluco6 e mineralocortic!ides%. As peuenas di#erenças estruturais entre eles permitem ue interaam com receptores especí#icos, desencadeiando respostas #isiol!gicas di#erentes. A conversão de colesterol em hormnios ester!ides envolve uma série de hidroxilaç/es ue ocorrem na membrana do retículo endoplasm0tico, mais especi#icamente no citocromo 7GW. 4odas essas hidroxilaç/es consomem 'AE7= e O;. Jm oxig+nio proveniente de O; #orma o grupo hidroxila no substrato e o outro #orma 0gua. Li)o)ro1e7+a As lipoproteínas plasm0ticas são partículas de di#erentes tamanhos e densidade. Além de triacilglicer!is, colesterol, #os#olipídios e proteínas $apolipoproteínas%. 4ambém transportam vitaminas lipossolQveis, tais como a vitamina A e a vitamina &. Algumas proteínas, tais como as apolipoproteínas 1 $apo1%, estão embebidas na super#ície da partícula enuanto outras, tais como a apoC, são somente #racamente ligadas e podem ser #acilmente trocadas. As lipoproteínas mant+m solQveis os lipídeos $colesterol e triacilglicer!is% e #aem o transporte dessas substâncias entre os tecidos &las são classi#icadas com bases ou em suas densidades. As principais classes de lipoproteínas são os uilomícrons, lipoproteínas de densidade muito baixa$P2E2%, partículas remanescentes $densidade intermedi0ria, *E2%, lipoproteínas de baixa densidade $2E2% e as lipoproteínas de alta densidade $=E2%. As P2E2 e as partículas remanescentes são ricas em
triacilglicer!is, enuanto as 2E2 são pobres em triacilglicer!is e ricas em colesterol. A densidade das partículas aumenta e o tamanho diminui, com redução do conteQdo de triacilglicer!is de uilomícrons $os mais leves% passando pelas P2E2, *E2, 2E2 até =E2 $a mais pesada%. A =E2 contém di#erentes apolipoproteínas, colesterol e #os#olipídios, mas relativamente pouco triacilglicerol. Cinco classes de lipoproteínas" 84 9ui*o(7'ro+s/ 4ransportam os lipídeos absorvidos no tubo digestivo. 3ão partículas grandes, presentes na circulação no período p!s6prandial. 3ão sintetiados pelas células epiteliais do intestino 2ipase 2ipoprotéica" &ncontrada principalmente na parede dos capilares dos tecidos adiposo, cardíaco e muscular esuelético. A lipase lipoprotéica é ativada por apoC6** das lipoproteínas circulantes. A síntese e a trans#er+ncia da enima na super#ície da célula é estimulada por insulina. &xistem di#erenças entre as isoenimas nos di#erentes tecidos. &x". Adip!citos 6 Sm maior -Qsculo 6 Sm menor. :4 &LDL *i)o)ro1ei+a de de+sidade (ui1o 5aixa!/ 3intetiada no #ígado. (espons0vel pelo transporte de lipídeos do #ígado para os tecidos peri#éricos. 'a circulação o =E2 trans#ere apo C e apo &, bem como ésteres de colesterol para a P2E2. 'a circulação, pela ação da lipase lipoprotéica, os triacilglicer!is são hidrolisados. A P2E2 é convertida a *E2 $ou P2E2 remanescente%.
;4 IDL *i)o)ro1e7+a de de+sidade i+1er(edi4 ?DL *i)o)ro1e7+a de a*1a de+sidade! " 8 sintetiado no #ígado e intestino. 3ua #ormação é dependente da síntese e liberação da apo A6*. A =E2 #unciona como um reservat!rio de apo & $ligação ao receptor% e apo C6** $ativador da lipase lipoproteica%. A =E2 doa apo & e C6** para P2E2 e uilomícrons auxiliando na sua hidr!lise. A =E2 #a o transporte reverso do colesterol. (emove o excesso de colesterol das células e transporta até o #ígado para reutiliação ou eliminação como sais biliares.
Me1a5o*is(o da *i)o)ro1e7+a" A via de transporte de combustível est0 ligada ao metabolismo energético e ao ciclo alimentação eum. 'o estado alimentado, os uilomícrons transportam os triacilglicer!is para a peri#eria, onde a lipoproteína lipase hidrolisa os triglicerídeos, liberando 0cidos graxos para as células. Os uilomícrons remanescentes são metaboliados no #ígado. 'o estado de eum, a P2E2 transporta combustível do #ígado para os tecidos peri#éricos. 3eus remanescentes também retornam ao #ígado. As partículas remanescentes aduirem ésteres de colesterol adicionais da =E2 em troca por triglicerídeos. A via do #luxo excedente é a via do metabolismo da 2E2. )eradas dos remanescentes da via de transporte de combustível, ricas em colesterol. Captadas em
resposta N diminuição da concentração intracelular de colesterol.
INTEGRAÇÃO DO METABOLISMO metabolismo é constituido de vias metab!licas interligadas. A47" moeda universal de energia. )erado pela oxidação de combustíveis energéticos 'AE7=" principal doador de elétrons nas biossínteses redutoras. As vias centrais do metabolismo tem papeis anab!licos e catab!licos. As vias de degradação são geralmente di#eretes. (egulação do metabolismo" regulação alostérica, modi#icação covalente, auste de niveis enimaticos, compartimentaliação, especialiação metabolica dos !rgãos. Os principais tecidos envolvidos no metabolismo energético é o 3'C, #ígado, tecido muscular esuelético e o adip!cito. − #ígado" é um !rgão central ue processa e distribui nutrientes. 4rans#orma os nutrients da dieta em combustíveis e precursores reueridos por cada um dos tecidos, e os exporta através da corrente sanguinea, possui alta #lexibilidade metab!lica. -etabolismo da )R@ no #ígado" -etabolismo de AA no #ígado" -etabolismo de Ac. )raxos no #ígado" − tecido adiposo" armaena e #ornece acidos graxos" tecido aiposo branco" armaena grande uantidade de triacilglicerois em resposta N epine#rina e glucagon. 7apel end!crino importante" sinalia o estado das reservas de energia. 4ecido adiposo marrom" especialiado na termogenes, resultante da oxidação de acidos graxos na mitocondria desacoplada. − -Qsculo em contração" utilia glicose, acidos graxos e corpos cetonicos como #onte de energia. 7ossui reservas de glicogenio e possui uma reserva de #os#ocreatina $#os#orila AE7 em A47%. − Cooperação metab!lica entre mQsculo e #ígado" extremamente musculos ativos usa glicogenio para gerar lactato na via glicolitica. Eurante o processo, uma parte do lactato é transportado para o #ígado e convertido a glicose pela via gliconeogenica. A glicose entra na corrente sanguine e retorna ao mQsculo para repor os niveis de glicogenio. $ glicose K lactato K glicose%. − -etabolismo no encé#alo" utilia glicose como #onte de energia, armaena muito pouco glicogenio, em eum prolongado, adapsta6se N utiliação de corpos cetonicos. 'ão utilia acidos graxos como #onte de energia. =omeostase metab!lica" insulina e hormonios contra regulatorios. &pine#rina" sinalia atividade iminente cortisol" sinalia situaç/es de estresse glucagon" inalia baixos niveis de glicose no sangue insulina" sinalia altos niveis de glicose no sangue. 7ancreas" glandula endocrina. :. insulina $celulas beta%" hormonio peptideo composto por : AA em duas cadeias lgadas por pontos dissul#eto. A pro6insulina é clivada #ormando insulina e peptideosC dentro de vesiculas de armaenamento. 3ecreção de insunila" 6 glicose" principal estimulo para a liberação de insulina. 6 AA" induem a secreção de insulina principalmente arginina. 6 hormonios )*" peptideos intestinal secretina estimula a secreção de insulina. 6 inibição da secreção" escasse de combustiveis e durante periodos de estresse $adrenalina% ;. glucagon $celulas al#a%" peptideos de ;X AA, produido nas celulas al#a das ilhotas de langerhans do pancreas, liberação estimulada por baixos niveis plasm0ticos de glicose. 7romove a #ormação do A-7c ue leva a #os#orilação de enimas. &#eitos" degradação do glicogenio, lipideos $principalmente no #ígado e tecido adiposo%.
3ecreção de glucagon" 6 )licemia baixa" principal estimulo para a liberação de glucagon, durante o eum prolongado o glucagon previne a hipoglicemia. 6 AA" estimulam a liberação de insulina e glucagon. O glucagon previne a hipoglicemia ue seria causada por uma re#eição proteica. 6 Adrenalina" niveis elevados de adrenalina estimulam a liberação de glucagon. 6 *nibição da secreção" secreção de glucagon diminui com o aumento da glicemia e da insulina no sangue. 8 o principal hormonio contra6regulatorio da insulina, diminui em resposta a ingestão de carboidratos e aumenta durante o eum. 7romove a sintese de glicose mantendo sua disponibilidade $glicogenolise e gliconeogenese%. 'íveis aumentados de glucagon tambem estimulam a mobiliação de ac. )raxos do tecido adiposo. Adrenalina" produida na medula supra renal, liberada por estimulos nervoso, exercicio #isico, hipoglicemia e exposição a baixas temperaturas. (eceptores adrenergicos" encontrados no #ígado, mQsculos e tecido adiposo. H. somatistatina $celulas gama% G. polipeptideo pancreatico $celulas pp ou #% (&)J2AO *'4&)(AEA EO -&4A1O2*3-O eum" regulação metabolica" intensi#icação dos processos de degradação das reservas de glicogenio e gordura, visando obter energia e glicose para o cerebro. &studos mostram ue a concentração do glicogenio do #igado diminui e permanece assim o resto do periodo de eum. O glicogenio do musculo tambem so#re decrescimo. A glicemia permanece normal por cerca de G semanas. A degradação de glicogenio permite a manutenção da glicemia no inicio do eum. Ap!s esgotamento do glicogenio, começam a ser degradados triacilglicerois do tecido adiposo, a oxidação de triacilglicerois é acompanhada por aumento de corpos cetonicos no sangue. O indivíduo começa a perder peso, pois esta consumindo a reserva de gordura. Corpos cetonicos são acidos carboxilicos ue uando ioniados liberam protons podendo causar acidose. 7roduidos no #igado, em peuenas uantidades por pessoas sadias. &m situaç/es especiais, como o eum prolongado e diabetes, corpos cetonicos são produidos porue h0 um excesso de degradaçao de triacilglicerois ou #alta de intermediarios do CS para oxidar todo acetilcoa #ormado. 'o eum a uantidade de nitrogenio excretado na urina aumenta, portanto, aumento da degradação de proteinas corporais. 7orue comeca a ser degradada proteinas se as reservas de gordura ainda não #oram esgotadas? 7orue o cerebro precisa de glicose, a glicose não pode ser sitetiada a partir de acidos graxos ou corpos cetonicos. &ntão deve ser sintetiada a partir aa glicogenicos. 'o eum são consumidas grandes uantidade de proteinas endogenas por dia. O balanço nitrogenado passa a ser negativo. Ao #inal da G ou R semana de eum, diminui a degradação de proteinadia. A degradação de gorduras recomeça, pois o cerebro passa a utiliar corpos cetonicos para obter energia, não h0 alteração da capacidade mental. A grande produção de corpos cetonicos leva a acidose, com signi#icativa redução do bicarbonato plasmatico. Ap!s terem se esgotado as reservas de gordura, o inviduo volta a utiliar proteinas para obter energia. 3ão degradadas as proteinas musculares e o indivíduo poderia chegar a obito.
