BIOQUÍMICA II 1º ano de Medicina Ensino teórico 2010/2011 18ª aula teórica Alterações metabólicas no jejum 2-Maio-11 Objectivos Analisar o ciclo metabólico jejum ↔ pós-prandial Interpretar e explicar as alterações metabólicas que ocorrem no jejum 1 Metabolismo após a refeição Metabolismo após jejum de 8h Biochemistry with clinical correlations (Devlin) , 5ª edição FLUTUAÇÕES METABÓLICAS EM ESTADOS DE JEJUM – PÓS-PRANDIAL Glicogénio hepático Glicose plasmática ↓ ↑ 2 Efeitos das hormonas pancreáticas no metabolismo dos ácidos gordos Controlo dos níveis séricos de glicose pelas hormonas pancreáticas 3 JEJUM Tecidos utilizadores de glicose: - Cérebro - GB - GV - Retina - Medula supra-renal 12-48 horas – fase inicial: - ↓ [glicose] - secreção glucagina (↓ insulina) Glicogenólise ↑ [glicose] - β -oxidação AG ATP (músculo esquelético e cardíaco, rim) - ↓ [glicogénio] ao fim de 12 horas - Neoglicogénese (a partir de: lactato, aminoácidos, glicerol) Utilização de ácidos gordos como fonte energética no jejum Metabolismo + 4 Metabolismo Jejum >12h 1 2 1- HMG-CoA redutase 2- HMG-CoA liase Biochemistry with clinical correlations (Devlin) , 5ª edição Jejum prolongado Os níveis plasmáticos de ácidos gordos e de corpos cetónicos aumentam, enquanto a glicose diminui Biochemistry. 5th Ed., Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. New York: W H Freeman; 2002 5 JEJUM PROLONGADO 2-24 dias – fase intermédia: - β -oxidação AG ATP (músculo e rim) - β -oxidação AG corpos cetónicos ATP (músculo esquelético e cardíaco, rim) - metabolização dos aminoácidos glucogénicos neoglicogénese - metabolização dos aminoácidos síntese de ATP (90% alanina; 10% glicerol) Uso de proteínas como fonte energética no jejum 6 Kovsan et al., Am J Physiol Endocrinol Metab 298: E1–E7, 2010 Jejum prolongado – papel do lisossoma Contribution of autophagy and/or other lysosomal compartments to glycogen and protein breakdown and the regulation of mitochondrial mass during fasting. During prolonged fasting, most tissues switch to ATP production by oxidizing free fatty acids (FFA) released by adipose tissue via the breakdown of stored triglycerides (lipolysis). The brain remains dependent on glucose utilization, requiring endogenous glucose production, predominantly by the liver. Endogenous glucose production is supported by glycogen breakdown (during earlier phases of the fasting period) and later by the energy-requiring gluconeogenesis (GNG) pathway. For the latter, energy is generated by mitochondrial -oxidation of FFA, whereas the carbon sources for glucose are amino acids (mainly from skeletal muscle) and glycerol (the product of adipocyte lipolysis). It is proposed that autophagy and/or lysosmal-related processes are involved in 1) glycogen breakdown [complementing its cytosolic breakdown by glycogen phosphorylase (GP) and the debranching enzyme], Lysosomal glycogen breakdown may also occur during fasting in the heart, but for its own ATP generation (rather that for glucose production). 2) proteolysis, the breakdown of proteins into amino acids, mainly in skeletal muscle; and 3) degradation of mitochondria (mitophagy), likely ridding the cells of inefficient and/or damaged mitochondria, mainly in liver and the heart. JEJUM PROLONGADO Mais de 24 dias – fase avançada: -↓ temperatura corporal, ↓ batimento cardíaco, ↓ pressão arterial, ↓ metabolismo basal - deficiências vitamínicas (C, B) - redução da velocidade de degradação das proteínas - ↑↑ catabolismo TG formação de corpos cetónicos (fígado) utilização pelo cérebro e Fase final: - ↓↓ reservas lipídicas - ↑↑ catabolismo proteínas para centenas g/dia (anteriormente: 30-55 g/dia) - atrofia muscular; redução actividade cerebral Morte 7 BIOQUÍMICA II 1º ano de Medicina Ensino teórico 2010/2011 19ª aula teórica Alterações metabólicas na Obesidade e na Diabetes 8