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Disciplina de Bioquímica ( DB-105 )
Aula Teórica
03/06/2002
Tópico 17 - Integração e Regulação Hormonal do Metabolismo dos Mamíferos
Nos mamíferos há uma divisão de trabalho metabólico entre tecidos especializados e órgãos. A
coordenação das diversas atividades metabólicas do organismo é acompanhada por sinais hormonais. O
fígado é o órgão central na distribuição e processamento dos nutrientes. Os açúcares e os a.a., produzidos
na digestão, atravessam o epitélio intestinal e entram no sangue, que os transporta para o fígado. Alguns
TAG derivados dos lipídios digeridos também vão para o fígado, onde os ácidos graxos são usados numa
variedade de processos. A glicose-6-fosfato é o intermediário chave no metabolismo dos carboidratos. Ela
pode ser polimerizada em glicogênio, defosforilada até glicose sanguínea, ou convertida em ácidos graxos
via acetil-CoA. Ela pode sofrer degradação pela glicólise e o ciclo do ácido cítrico, produzindo a energia do
ATP ou pela via das pentose fosfato produzindo pentoses e NADPH. Os aminoácidos são usados para
sintetizar as proteínas do fígado e do plasma ou os seus esqueletos carbônicos podem ser convertidos em
glicose e glicogênio pela gliconeogênese; a amônia formada por sua deaminação é convertida em uréia. Os
ácidos graxos podem ser convertidos pelo fígado em outros TAG, colesterol ou lipoproteínas plasmáticas
para transporte e armazenamento no tecido adiposo. Eles também podem ser oxidados para produzir ATP
ou formarem corpos cetônicos.
O músculo esquelético é especializado em produzir ATP para o trabalho mecânico. Durante
atividade muscular extenuante, o glicogênio é o combustível final
Epinefrina
e é fermentado em lactato, fornecendo o ATP. Durante a
x moléculas
recuperação, o lactato é reconvertido (através da
Complexo epinefrina-receptor
gliconeogênese) a glicogênio e glicose no fígado. O músculo
x moléculas
cardíaco obtém todo seu ATP da fosforilação oxidativa. O
cérebro usa apenas glicose e -hidroxibutirato (jejum e
Hepatócito
desnutrição) como combustíveis. O sangue une todos os
órgãos, transportando nutrientes, produtos residuais e sinais
AMP-cíclico
hormonais entre eles.
adenil
40x moléculas
ciclase
Os hormônios são mensageiros químicos (peptídeos,
Proteína quinase A
aminas ou esteróides) secretados por certos tecidos no sangue,
ativa
Proteína
servindo para regular a atividade de outros tecidos. A
quinase A
10x moléculas
inativa
concentração de glicose no sangue é hormonalmente regulada.
Quinase da
Flutuações na glicose sanguínea devido à captação na dieta ou
Quinase da
fosforilase b
fosforilase bGlicogênio hepático
exercício vigorosoLipídios
são hepáticos
contrabalançadas por uma variedade de
ativa
inativa
alterações desencadeadas por hormônios. A adrenalina
100x moléculas
prepara o organismo para aumentar a sua atividade mobilizando
Glicogênio
Glicogênio
fosforilase b
fosforilase a ativa
a glicose sanguínea a partir do glicogênio e outros precursores.
inativa
A glicose sanguínea
de glucagon, que
1.000x moléculas Glicose sangüínea
Ácidosbaixa
graxos no leva à liberação
Lipoproteínas
Glicose-6-fosfato no
fígado
Proteínas
hepáticas
plasmáticas
fígado
estimula
a
liberação
de
glicose
a
partir
do
glicogênio
hepático
e
Nucleotídeos, hormônios e
Proteínas
porfirinas
Glicose 1-fosfato
Proteínas no fígado e nos músculos
Glicogênio
desloca
o metabolismo energético
tissulares
Ácidos
graxos
Glicose sangüínea alta
plasmáticas
10.000x moléculas
no sangue
para ácidos graxos, poupando a glicoselivres
para
uso pelo cérebro.
A glicose sanguínea alta estimula aAminoácidos
liberação de insulina, que
Via da
Vaso sangüíneo
Aminoácidos
pentose
no sangue
aumenta a captação
de glicose pelos
tecidos e favorece o
no fígado
fosfato
Glicose
Pâncreas
Glicólise
-oxidação
armazenamento
de TAG e glicogênio.
Os hormônios agem através de um pequeno número de
10.000x moléculas
Nucleotídeos
Glicose sangüínea
Aminoácidos
Triacilgliceróis,
Uréia
mecanismos fundamentalmente semelhantes.
A adrenalina
Insulina
no músculo
fosfolipídios
Glicose sangüínea baixa
Glicogênio
Hormônios
Glicose
liga-se
-adrenérgicos
específicos na superfície
Sais biliares
no músculo
esteróides a receptores
Ribose-5-fosfato
ciclo da uréia
Piruvato
externa dos hepatócitos e miócitos. Uma proteína de ligação ao GTP estimulatória (Gs) medeia entre o
Glucagon
Piruvatos e
Alanina
Ácidos Colesterolplasmática. Quando o receptor
receptor
adrenérgico
e a adenilato ciclase na face interna da membrana
intermediários
Gliconeogênese
Graxos
do ciclo do
adrenérgicoColesterol
está ácido
ocupado,
a adenilato ciclase é ativada e converte o ATP em cAMP (o segundo
cítrico
Lipídios
mensageiro), que então ativa a proteína quinase dependente de cAMP. Esta proteína quinase fosforila e
Acetil-CoA
Corpos
Acetil-CoA inativa, que numa
ativaÁcidos
a fosforilase
b quinase
etapa subsequente fosforila e ativa
a glicogênio fosforilase. A
cetônicos no
graxos
sangue o cAMP em AMP. O glucagon age por um mecanismo
fosfodiesterase termina o sinal convertendo
Glicogênio
Glicogênio
semelhante, exceto que o glucagon atua primariamente no fígado. Esta cascata de eventos, onde uma única
Acetil-CoA
molécula de hormônio ativa um catalisador que por sua vez ativa
leva a
Glicose
Glicose outro catalisador e assim por diante,
uma grande amplificação do sinal; esta é uma característica de todos os sistemas ativados por hormônio.
Piruvato
Ciclo do ácido
cítrico
Glicogênio
Piruvato
-1-
Glicose
Ciclo do Ácido Cítrico
Músculo: Insulina
estimula a captação e
o consumo de glicose
Ciclo do ácido cítrico
Glicose
Fosforilação
Fosforilação
oxidativaoxidativa
Fígado: Glucagon
estimula a síntese e a
Fosforilação
exportação
de oxidativa
glicose