Metabolismo - Portal FOP
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Tópico 6 – Metabolismo, temperatura, sistema endócrino e ritmos biológicos Metabolismo Profa. Dra. Livia M. A. Tenuta Tópicos a serem abordados • Visão geral do catabolismo • Visão geral do anabolismo • Regulação das principais vias metabólicas • Papel central do fígado no metabolismo carboidratos, lipídeos e proteínas • Perfis metabólicos dos principais órgãos/tecidos • Regulação hormonal do metabolismo de Nutrientes ricos em energia Carboidratos Lipídeos Proteínas (estágio de jejum ou pós-absortivo) Catabolismo ADP + HPO42NAD+ NADP+ FAD Macromoléculas celulares Proteínas Polissacarídeos Lipídeos Ácidos nucléicos ATP NADH NADPH FADH2 Anabolismo (estágio de alimentação ou absortivo) Produtos finais CO2 H 2O NH3 ENERGIA QUÍMICA Moléculas precursoras Aminoácidos Carboidratos Ácidos graxos Bases nitrogenadas Visão integrada do catabolismo Etapas 1 Transformações Triacilgliceróis Polissacarídeos Proteínas Ác. + glicerol graxos Hexoses Aminoácidos ATP 2 NADH Ácido pirúvico FADH2 Ala Ser Cys Gly Trp Thr CO2 Acetil--CoA Acetil NADH 3 FADH2 ATP Ciclo dos ácidos tricarboxílicos “Krebs” Leu Ile Trp Lys Phe Tyr Glu Asn Hys Asp Gln Pro Arg OAA α-ceto ceto-glutárico CO2 NADH CO2 NADH Visão integrada do anabolismo Hexoses Triacilglicerol Ser, Gly, Cys Ácido pirúvico Eicosanóides Ácidos graxos Ala CO2 Fosfolipídeos Hormônios Acetil--CoA Acetil Isopentenil PPi Colesterol Ácidos biliares Vitamina K Citrato CO2 aspartato Oxaloacetato α-cetoglutarato CO2 Asn Malato Succinato Fumarato glutamato Pro, Gln, Arg Regulação das principais vias metabólicas Glicólise Frutose 66-fosfato + ATP Fosfofrutoquinase 1 + Frutose 1,6 bifosfato + ATP, citrato ADP AMP, ADP, frutose 2,6 bifosfato Fosfofrutoquinase 1 Sítio catalítico Sítio de regulação alostérica Frutose 1,6 bifosfato ADP Gliconeogênese Frutose 1,6 bifosfatase Frutose 1,6 bifosfato + H2O Frutose 66-fosfato + Pi - AMP, frutose 2,6 bifosfato + citrato Glicose Gliconeogênese Oxaloacetato Ácido pirúvico CO2 Acetil CoCo-A Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa Ciclo de Krebs Energia Gliconeogênese Glicose Gliconeogênese Oxaloacetato Ácido pirúvico ATP, NADH, ácidos graxos - Complexo da piruvato desidrogenase Acetil CoCo-A Ciclo de Krebs Energia Glicose Gliconeogênese Oxaloacetato Ácido pirúvico - Complexo da piruvato desidrogenase Acetil CoCo-A Ciclo de Krebs Energia Glicose Gliconeogênese Oxaloacetato + Piruvato carboxilase Ácido pirúvico - Complexo da piruvato desidrogenase Acetil CoCo-A Ciclo de Krebs Energia Biossíntese de ácidos graxos Citrato Citrato liase Acetil CoCo-A Acetil-CoA Acetilcarboxilase Malonil CoCo-A Palmitoil--CoA Palmitoil Biossíntese de ácidos graxos Citrato Citrato liase Acetil CoCo-A Acetil-CoA Acetilcarboxilase + - Malonil CoCo-A Palmitoil--CoA Palmitoil Biossíntese de aminoácidos Aminoácido produzido Inibidor alostérico da primeira reação da seqüência de síntese Destino das biomoléculas absorvidas pela alimentação 1. Energia 2. Síntese 3. Armazenamento Carboidratos Fígado Aminoácidos Lipídeos Carboidratos armazenamento energia síntese Ácidos graxos armazenamento energia síntese Aminoácidos armazenamento energia síntese Cérebro • Bombeamento de íons para produzir sinais elétricos, às custas de ATP • GLICOSE!!! • [Glicose] no plasma plasma:: 80 mg/100 mg/100 mL (4,5 mM) • Ácidos graxos ligados à albumina plasmática não cruzam a barreira hematohemato-encefálica • Durante jejum prolongado: prolongado: corpos cetônicos são utilizados como energia Efeitos fisiológicos de baixas concentrações de glicose no sangue Sinais neurológicos sutis; fome Liberação de glucagon, adrenalina, cortisol Suor, tremor Letargia Convulsões, coma Dano cerebral permanente (se prolongado) Morte O D-β-hidroxibutirato H3C – C – CH2 – COOOH D-β-hidroxibutirato desidrogenase NAD+ NADH + H+ O Acetoacetato H3C – C – CH2 – COOSuccinil CoA CoA transferase O Acetoacetil CoA O H3C – C – CH2 – C – S – CoA Tiolase O 2 Acetil CoA Succinato CoA O H3C – C – S – CoA + H3C – C – S – CoA Músculo esquelético • Corpos cetônicos, ácidos graxos, glicose Início da atividade física: degradação do glicogênio Ciclo de Cori Degradação do glicogênio Fosfocreatina - creatina O-O NH2 ATP + C –P O N–H NH2+ CH3 – N C Creatina quinase NH2+ + ADP CH3 – N CH2 CH2 COO- COO- Creatina Fosfocreatina Fosfocreatina pode rapidamente regenerar ATP Degradação do glicogênio Fosfocreatina - creatina Atividade física prolongada: ATP proveniente da oxidação de ácidos graxos Músculo cardíaco Adipócitos humanos: praticamente todo o volume destas células é tomado por gotículas de gordura Tecido adiposo – armazena e libera gorduras (combustível) Disponibilidade de combustíveis químicos de acordo com o peso do indivíduo Tipo de combustível Peso (kg) Homem com 70 kg: Triacilgliceróis (tecido adiposo) 15 Proteínas (principalmente músculo) 6 Glicogênio (músculo, fígado) 0,225 Homem com 140 kg: Triacilgliceróis (tecido adiposo) 80 Proteínas (principalmente músculo) 8 Glicogênio (músculo, fígado) 0,23 Regulação do metabolismo de combustíveis químicos Mudança relativa Glicose sanguínea Horas de jejum Regulação hormonal do metabolismo de combustíveis químicos • • Insulina:: Insulina – excesso de glicose no sangue – objetivo:: diminuir glicose sanguínea objetivo Glucagon:: Glucagon – queda da glicemia – objetivo:: aumentar glicose sanguínea objetivo Glucagon Efeitos metabólicos degradação do glicogênio Alvo primário: FÍGADO glicogênio fosforilase Fígado Glicogênio fosforilase: Fosforilase a 2 glicoses Forma ativa = “a” Forma menos ativa = “b” [glicose] Glucagon ativa Fosforilase Fosforilaseab fosfatase quinase [glicose] 2 Pi Fosforilase b Glucagon Efeitos metabólicos Alvo primário: FÍGADO degradação do glicogênio síntese de glicogênio glicólise glicogênio fosforilase glicogênio sintase fosfofrutoquinase 1 gliconeogênese frutose 1,6 bifosfatase; piruvato quinase mobilização de ácidos graxos (tecido adiposo) triacilglicerol lipase Insulina Alvos: Efeitos metabólicos MÚSCULO, FÍGADO, TEC. ADIPOSO incorporação de glicose (músculo e fígado) síntese de glicogênio (fígado e músculo) Fígado CH2OH Glicogênio sintase: Forma ativa = “a” CH2OH Forma menos ativa = “b” Glicogênio sintase a Proteína quinase Fosfoproteína fosfatase CH2O - P Insulina CH2O - P Glicogênio sintase b Insulina Alvos: Efeitos metabólicos MÚSCULO, FÍGADO, TEC. ADIPOSO incorporação de glicose (músculo e fígado) síntese de glicogênio (fígado e músculo) degradação do glicogênio (fígado e músculo) glicólise, produção de acetil-CoA (fígado e músculo) síntese de ácidos graxos (fígado) síntese de triacilgliceróis (tecido adiposo) Bibliografia utilizada • Lehninger, A.L.; Nelson, D.L.; Cox, M.M. Princípios de Bioquímica. 2.ed. São Paulo, Sarvier, 2000 • Murray, R.K.; Granner, D.K.; Mayes, P.A.; Rodwell, V.W. Harper: Bioquímica. 9.ed. São Paulo, Atheneu, 2002 • Silverthorn, D.U. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 2.ed. Barueri, Manole, 2003 • Stryer, L. Biochemistry. 4.ed. Nova Iorque, W.H. Freeman and Company, 1999
