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Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Proteínas As proteínas são as moléculas mais abundantes e com maior diversidade de funções nos sistemas vivos Todas têm em comum a característica estrutural de serem polímeros lineares de aminoácidos São compostos orgânicos que possuem em suas moléculas • Um grupo amino primário • Um grupo carboxila • Uma cadeia lateral que os distingue dos demais → grupo ‘’R’’ • Todos ligados ao átomo de carbono alfa A diferença entre os diversos tipos de aminoácidos é feita pelo radical: Ligação peptídica Nas proteínas, quase todos esses grupos carboxila e amino estão combinados nas ligações peptídicas • A ligação peptídica se faz entre Carbono do grupo carboxila de um dos amniácidos + Nitrogênio do grupo amino de outro aminoácido • Para que se forme a ligação, o grupo carboxila perde a hidroxila OH e o grupo amino perde um de seus hidrogênios H → OH + H = H2O • Toda vez que há uma ligação peptídica, há a formação de água → síntese por desidratação São polímeros de aminoácidos, o critério para caracterizar se um polipeptídeo é também uma proteína é variável • Alguns autores consideram que o polipeptídio resultante da união de 70 aminoácidos é também uma proteína • Toda proteína é um polipeptídio, mas nem todo polipeptídio é uma proteína Proteínas simples → aquelas constituídas apenas de aminoácidos • Queratina, proteína encontrada na pele, cabelos e unhas e exerce um papel de impermeabilização Proteínas conjugadas (complexas) → são aquelas que contêm outras substâncias além de aminoácidos • Porção constituída de aminoácidos → apoproteína • Parte constituída pela substancia diferente de aminoácidos → grupo prostético A hemoglobina é um exemplo de proteína conjugada que tem como grupo prostético o pigmento heme, no qual há íons de ferro Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Proteínas De acordo com a natureza química do grupo prostético, as proteínas conjugadas podem ser distribuídas em diversos grupos • Estrutural → proteínas fazem parte da membrana plasmática o Colágeno também → proteína que confere resistência aos ossos, tendões, cartilagens etc • Hormonal → insulina, hormônio produzido pelo pâncreas e que atua no controle da taxa de glicose é um hormônio de natureza proteica • Defesa → imunoglobulinas (anticorpos) fazem parte do mecanismo de defesa • Contração muscular → actina e miosina • Coagulação sanguínea → tromboplastina, protrombina e fibrinogênio • Impermeabilização de superfícies → a queratina protege a pele, unhas e pelos • Transporte de gases → hemoglobina • Enzimática → a maioria das enzimas é de natureza proteica, elas são catalisadores orgânicos que aceleram as reações do metabolismo Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Carboidratos Os carboidratos são as moléculas orgânicas mais abundantes da natureza, devido a seus vastos papéis em todas as formas de vida. São compostos aldeídicos ou cetônicos com muitas hidroxilas Os carboidratos também podem ser chamados de: • Glicídeos • Sacarídeos • Hidratos de carbono Aldoses • São carboidratos contendo o aldeído como seu grupo funcional mais oxidado • Gliceraldeído Cetoses • Carboidratos com o grupo cetona sendo o mais oxidado • Di-hidroxiacetona Os carboidratos podem ser classificados de acordo com o tamanho da sua cadeia e sua complexidade • Monossacarídeos (oses) • Dissacarídeos → 2 unidades de monossacarídeos • Oligossacarídeos → 3 a 10 unidades de monossacarídeos • Polissacarídeos → mais de 10 monossacarídeos, podendo alcançar centenas de unidades de açúcares em sua estrutura MONOSSACARÍDEOS • As oses (monossacarídeos) são os açucares simples. • São importantes fontes de energia • São aldeídos ou cetonas que possuem duas ou mais hidroxilas: a fórmula empírica de muitas é (C-H2O)n literalmente um ‘’hidrato de carbono’’ ou ‘’carbo-idrato’’ • que podem ser classificados de acordo com o número de átomos de carbono que contêm. o n = 3 → trioses o n = 4 → tetroses etc Ligações glicosídicas • Os monossacarídeos podem se ligar por ligações glicosídicas, criando estruturas maiores • Esta ligação covalente é formada com o Perda de um átomo de hidrogênio de um dos monossacarídeos o Saída de um radical hidroxila do outro • Com a saída do H e o OH, forma-se uma molécula de água, por isso → dissacarídeo formado → síntese por desidratação Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Carboidratos DISSACARÍDEOS • Contêm 2 ou mais unidades de monossacarídeos (oses) • Também chamado de diosídeo • Os três mais abundantes são o Sacarose o Lactose o Maltose • As enzimas sacarase, maltase e lactase localizam-se nas superfícies externas das células epiteliais que forram o intestino delgado Sacarose • É o açúcar comum de mesa, é obtida comercialmente a partir da cana ou da beterraba • Formado por glicose + frutose unidaos oir uma ligação O- glicosídica • Pode ser rapidamente absorvido pelo organismo → fonte de energia imediata • Pode ser quebrada em duas oses pela enzima sacarase Lactose • É o diosídeo do leite • Constituída de galactose + glicose por uma ligação glicosídica • A enzima lactase é a responsável pela quebra da lactose e a intolerância à lactose está relacionada com a ausência desta enzima no intestino Maltose • O malte é um grão com alta concentração de maltose • Formada por glicose + glicose • Resulta da hidrólise (quebra) do amido (polissacarídeo) e por sua vez é hidrolisada à glicose pela enzima maltase OLIGOSSACARÍDEO • 3 a 10 unidades de monossacarídeos • Rafinose → glicose + frutose + galactose encontrado em alimentos como o feijão POLISSACARÍDEOS • Mais de 10 monossacarídeos • Desempenham papéis vitais no armazenamento de energia e na manutenção da integridade estrutural dos organismos • Se todas as oses forem as mesmas, os polímeros são chamados de homopolímeros, são exemplos deles o Amido o Glicogênio o Celulose • A fórmula molecular deles é a (C6H10O6)n, pois são formados pela união de várias moléculas de glicose. Glicogênio • Homopolímero mais comum nas células animais • É a forma de armazenamento da glicose • Reservatório de energia em animais, fungos e bactérias • Polímero muito grande e ramificado Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Carboidratos Amido • São várias maltoses unidas, e maltoses são várias glicoses unidas • Reservatório nutricional dos vegetais, existem duas formas o Amilose → tipo de amido não ramificado o Amilopectina → amido ramificado • Mais da metade dos glicídios ingeridos pelos seres humanos é o amido • A amilose e amilopectina são rapidamente hidrolisadas pela amilase alfa, uma enzima secretada pelas glândulas salivares e pelo pâncreas Celulose • Um dos compostos orgânicos mais abundantes da biosfera • Outro poliosídeo de glicose importante encontrado nos vegetais • Cumpre papel estrutural e não nutricional • Encontrada na parede celular das plantas e de outros organismos GLICOPROTEÍNAS • Os glicídios são ligados de modo covalente a muitas proteínas diferentes, formando glicoproteínas • Os glicídios estão num percentual em peso muito menor do que nos proteoglicans • Muitas glicoproteínas são componentes das membranas celulares, onde tomam parte em vários papéis em processos tais como a adesão celular e a ligação de espermatozoides aos óvulos. • Servem como fonte de armazenamento de energia e como intermediários metabólicos • A ribose e a desoxirribose formam parteda estrutura do RNA e do DNA • Os polissacarídeos são elementos estruturais das paredes celulares de bactérias e vegetais • Glicídios são unidos a muitas proteínas e lipídeos, em que desempenham papeis importantes em interações entre as células e entre células e outros elementos do ambiente celular também Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Lipídeos Os lipídeos constituem um grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água (hidrofóbicas) que podem ser extraídas dos tecidos por solventes apolares. Se dissolvem em solventes orgânicos como a benzina e o éter. São uma classe de moléculas biológicas formadas por ácidos graxos e álcool, tais como óleos e gorduras. Ácidos graxos • São ácidos monocarboxílicos, geralmente com cadeia carbônica longa e sem ramificações. • O grupo carboxila constitui a região polar • Cadeia carbônica é a parte apolar • Triglicerídeos o Três ácidos graxos + glicerol • Colesterol o Pertencente aos grupos dos esteroides • Fosfolipídios De acordo com a natureza do ácido graxo e do álcool que formam os lipídeos, eles podem ser classificados em 4 grandes grupos • Lipídeos simples → compostos resultantes da associação de ácidos graxos com álcoois o Quando sofrem hidrólise total, originam somente ácidos graxos e álcoois o Exemplo: gorduras, óleos e ceras • Lipídeos compostos (complexos) → além de possuírem átomos de C, H e O, possuem de outros elementos, como o fósforo ou nitrogênio o Fosfolipídeos • Esterídeos (esteroides) → se diferem dos simples e complexos por apresentarem em suas moléculas o núcleo ciclo-pentano-peridrofenantreno o Encontramos o colesterol e seus derivados no grupo dos esteroides o No sangue, o colesterol se associa a outros lipídios e proteínas, formando glóbulos → LDL e HDL o HDL → colesterol bom, diminui a taxa de lipídeos na corrente sanguínea, pega do sangue e leva pro fígado o LDL → colesterol ruim, altas concentrações indicam riscos de doenças cardiovasculares • Carotenoides → são lipídios pigmentados (coloridos), vermelho ou amarelo, de consistência oleosa. o Presentes nas células vegetais, como o caroteno na cenoura → convertido em vitamina A quando ingeridos. • Composição das membranas biológicas → membrana formada por fosfolipídios • Fornecimento de energia → liberam mais energia que os carboidratos quando oxidados • Precursores de hormônios e de sais biliares → relacionados com a produção de hormônios esteroides, como a testosterona, progesterona e estradiol. • Transporte de vitaminas lipossolúveis → transportam vitaminas que são solúveis em gorduras, como a A, D, E e K • Isolante térmico e físico → garante proteção contra baixas temperaturas e choques mecânicos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável A alimentação saudável é o mesmo que dieta equilibrada ou balanceada e pode ser resumida em três princípios • Variedade → comer diferentes tipos de alimentos de diversos grupos, observando a qualidade deles • Moderação → deve ingerir os alimentos com quantidade moderada, nem de mais nem de menos. • Equilíbrio → ‘’comer de tudo um pouco’’, o ideal é consumir alimentos variados, respeitando as quantidades de porções recomendadas para cada grupo de alimentos. A pirâmide mostra o que devemos comer no dia-a-dia, não é uma prescrição rígida, mas sim um guia geral que nos permite escolher uma dieta saudável e conveniente, que garanta todos os nutrientes necessários para a nossa saúde e bem- estar. A pirâmide foi baseada nas necessidades energéticas e nutritivas de indivíduos adultos É importante salientar que a posição dos alimentos na pirâmide não se dá por importância, e sim por necessidade e quantidade, Assim, o grupo de pães não é mais importante que os vegetais. Cada grupo apresenta um nutriente principal, de modo que as necessidades variam • O organismo precisa de mais carboidrato (energia) do que vitaminas e minerais, por isso, o grupo dos pães devem ser consumidos em maiores quantidades e assim por diante A pirâmide apresenta uma faixa de porções, onde • Porções menores → baseadas nas funções energéticas de mulheres que não praticam atividade física • Porções maiores → necessidades energéticas de homens que praticam atividade física Grupo dos pães, cereais, massas e vegetais C • Alimentos responsáveis pelo fornecimento da energia, por isso, devem ser consumidos em maior quantidade • Grupo que tem bastante carboidrato • Ideal → consumir 6 a 11 porções por dia Grupo dos vegetais e grupo das frutas • São os alimentos reguladores, fornecem todas as vitaminas e minerais necessários • Também são ricos em fibras • Ideal vegetais → 3 a 5 porções • Ideal frutas → 2 a 4 porções todos os dias Grupo do leite e derivados • Importantes fontes de cálcio • Ideal → 2 a 3 porções diárias Grupo das carnes, feijões, ovos e nozes • O principal nutriente é a proteína, essencial para o reparo e construção de todos os tecidos do organismo • Sugestão: preferir carnes magras, o frango sem pele e o peixe sem couro • O melhor é comer as carnes assadas, cozidas ou grelhadas • Ideal → 2 a 3 porções por dia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável O ministério da saúde criou para ajudar as pessoas a terem uma dieta equilibrada. São atitudes que devemos tentar seguir no dia-a-dia ALIMENTOS IN NATURA OU MINIMAMENTE PROCESSADOS Esses alimentos são a base para uma alimentação nutricionalmente balanceada, saborosa, culturalmente apropriada e promotora de um sistema alimentar socialmente a ambientalmente sustentável. • Alimentos in natura são obtidos diretamente de plantas ou animais (folhas frutos, ovos, leite) e são consumidos sem terem sofrido qualquer alteração depois de deixarem a natureza. o Tendem a se deteriorar rapidamente, por isso devem ser minimamente processados antes da aquisição o Processos mínimos aumentam a duração dos alimentos in natura, preservando-os e tornando- os apropriados para armazenamento • Os minimamente processados são os alimentos in natura que sofreram uma mínima intervenção. Não há agregação de açúcar, óleos, gorduras ou outras substancias ao alimento. o Alimentos como arroz, feijão e carnes o Grãos secos, empacotados, polidos ou moídos na forma de farinhas, raízes e tubérculos lavados o Corte de carne resfriados ou congelados e leite pasteurizado ÓLEOS, GORDURAS, SAL E AÇÚCAR Óleos (como os de soja, milho, girassol ou oliva), gorduras (manteiga e gordura de coco) sal e açúcar Podem ser utilizados em pequenas quantidades para temperar e cozinhar os alimentos para que a alimentação não fique desbalanceada São produtos alimentícios fabricados pela indústria com a extração de substancias presentes em alimentos in natura, ou, no caso do sal, presentes na natureza. Eles não substituem os alimentos in natura ou minimamente processados Riscos se usar em grandes quantidades São produtos alimentícios com alto teor de nutrientes sujo consumo pode ser prejudicial a saúde Tem elevadas quantidades de calorias por grama, seu impacto sobre a qualidade nutricional da alimentação vai depender da quantidade utilizada para preparar os alimentos. Gorduras saturadas → presente em óleos e gorduras Sódio → sal de cozinha Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável Açúcar livre → açúcar de mesa • Consumo excessivo de sódio e de gorduras saturadas → aumentam riscos de doenças do coração • Consumo excessivo de açúcar → aumenta o risco de cárie, obesidade e outras doenças crônicas ALIMENTOS PROCESSADOS Produtos fabricadosessencialmente com a adição de sal ou açúcar a um alimento in natura ou minimamente processados para aumentar a duração • Legumes em conserva, frutas em calda • Queijos e pães O consumo deve ser limitado, em pequenas quantidades. • Os ingredientes e métodos utilizados na fabricação de alimentos processados alteram de modo desfavorável a composição nutricional dos alimentos dos quais derivam Técnicas de processamento são utilizadas • Cozimento, secagem, fermentação • Acondicionamento dos alimentos em latas ou vidros • Métodos de preservação como salga, salmoura, cura e defumação Porque limitar o consumo dos alimentos processados Adição de sal ou açúcar em quantidades muitos superiores às usadas em preparações culinárias → doenças do coração, obesidade e doenças crônicas • A perda de água e a eventual adição de açúcar ou óleo → alimentos com baixa quantidade de cal/g → em alta densidade calórica No caso do consumo, prestar atenção no rótulo do produto para dar preferencia àqueles com menor teor de sal ou açúcar ALIMENTOS ULTRAPROCESSADOS Produtos cuja fabricação envolve diversas etapas, técnicas de processamento e vários ingredientes. O consumo deve ser evitado. a diferença dos ultraprocessados para os processados estão, principalmente, na lista de ingredientes. O número elevado de ingredientes, uns com nomes poucos familiares e não usados em preparações culinárias (xarope de frutose, espessantes, corantes, aromatizantes etc) → indicativo de ultraprocessado Muitos são exclusivamente industriais • Refrigerantes • Bolacha recheada • Salgadinhos de pacote • Macarrão instantâneo As técnicas de processamento incluem • Tecnologias exclusivamente industriais, como a extrusão da farinha de milho para fazer salgadinhos ‘’em pacote’’ • Pré-processamento com fritura ou cozimento Porque evitar os ultraprocessados Eles têm composição nutricional desbalanceada • Os ingredientes são ricos em gorduras e açúcares, alto teor de sódio (estende a duração e intensifica o sabor) • Pobres em fibras, que são essenciais para prevenção de doenças do coração, diabetes e diversos tipos de câncer • Pobres em vitaminas, minerais e substancias presentes, naturalmente, nos alimentos in natura ou minimamente processados • Favorece doenças do coração, diabetes e câncer, além de contribuir para o risco de deficiências nutricionais Eles favorecem o consumo excessivo de calorias Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável • Tendemos, sem perceber, a ingerir mais calorias do que necessitamos, que acabam sendo estocadas quando não são gastas → obesidade • A alta densidade calórica → desregulam o balanço de energia → aumenta o risco de obesidade Mecanismos que comprometem a saciedade e controle do apetite • Hipersabor → com a ‘’ajuda’’ de açucares + gorduras + sal = alimentos extremamente saborosos, a publicidade chama atenção, com razão, que eles são ‘’irresistíveis’’ • Comer sem atenção → são formulados para serem consumidos em qualquer lugar, sem precisar de prato, mesa ou talheres. Prejudicando a capacidade do organismo de ‘’registrar’’ devidamente as calorias ingeridas • Tamanhos gigantes → baixo custo, comercializados em embalagens grandes, aumentando o risco de consumo involuntário de calorias, correndo risco de obesidade Impacto dos alimentos ultraprocessados Impacto na cultura • Marcas, embalagens, rótulos tendem a ser iguais em todo o mundo • Alto investimento das campanhas publicitárias • Desejo de consumir mais e mais para que as pessoas tenham a sensação de pertencer a uma cultura moderna e superior Impacto na vida social • Formulados e embalados para serem consumidos em qualquer hora e em qualquer lugar • Se torna algo desnecessário → preparar os alimentos, fazer a mesa • Isolamento social Impacto no ambiente • Pilhas de embalagens desses produtos → muitas não biodegradáveis, desconfiguram a paisagem, precisando de mais espaços e novas dispendiosas tecnologias de gestão de resíduos • Estimula monoculturas dependentes de agrotóxico e fertilizantes químicos e de água, em detrimento da diversificação da agricultura • Comercialização e distribuição envolvem longos percursos de transporte → grande gasto de energia e aumento da emissão de poluentes • Degradação e a poluição do ambiente + redução da biodiversidade + comprometimento das reservas de água e outros recursos naturais A rotulagem nutricional é uma descrição destinada a informar o consumidor sobre as propriedades nutricionais de um alimento, compreendendo sobre a declaração no valor energético e de nutrientes. É um componente de uma etapa educativa, devendo ser estimulada a fim de que sirva como instrumento para a educação na saúde O conjunto de informações apresentadas nos rótulos de alimentos tem sido visto como um importante instrumento para a promoção da saúde e redução do risco de DCNT • DCNT → doenças crônicas não transmissíveis o Obesidade o Diabetes o Hipertensão arterial sistêmica o Câncer Informações obrigatórias segundo a ANVISA Modelo vertical do rótulo • A ANVISA incentiva os fabricantes de alimentos e bebidas a dispor nos rótulos informações sobre colesterol, cálcio e ferro → objetivo de aumentar o nível de conhecimento do consumidor → desde que o produto apresente a quantidade superior a 5% da IDR (ingestão diária recomendada) • Considerou-se como base para uma alimentação diária de 2000 kcal ou 8400 kJ Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável Declaração simplificada Pode ser utilizada quando o alimento apresentar quantidades não significativas segunda a tabela obrigatória. Tabela normal: Quantidades não significativas Leitura dos rótulos nutricionais Valores diários recomendados - ANVISA São as quantidades dos nutrientes que a população deve consumir para ter uma alimentação saudável. Para cada nutriente, temos um valor diário diferente. A escolha dos alimentos sofre interferências diversas no comportamento alimentar humano, o qual é moldado por fatores externos e internos → desde os aspectos socioculturais até os aspectos fisiológicos, biológico e psicológico. O fator geográfico também interfere na cultura alimentar de uma população, uma vez que a disponibilidade do alimento na região define os traços culturais dos consumidores. A globalização vem promovendo intercâmbios de culturas, matérias-primas, produtos e serviços → promovendo influência nos hábitos alimentares culturais A mídia, a partir do século XXI, passou a exercer tremenda influencia para um modelo de cultura massificada e padronizada por razões mercadológicas e comerciais Estados unidos e fast foods As populações norte-americanas, famosas por seus sistemas de comidas rápidas, os ‘’fast foods’’, com a chegada do mercado globalizado, disseminou essa prática ideológica para as demais nações através de lanchonetes e restaurantes → maior consumo de fast foods, alimentos ultraprocessados Certas populações deixaram de cozinhar os alimentos para a compra rápida e prática oferecida pelos drives throught, delivery e etc • Esse modelo de consumo acarretou malefícios para a saúde pública → maior ingestão de alimentos com grandes quantidades de calorias, sódio e aditivos que afetam a saúde • Obesidades, diabetes, problemas cardiovasculares, osteoporose, hipertensão, colesterol alto • O público mais afetado é o infanto-juvenil indivíduos em fase de desenvolvimento corporal e mental, que são mais susceptíveis as mudanças e são facilmente influenciáveis Influencia da mídia A televisão, por ser o meio de comunicação mais difundido entre a população → estimula e cria moldes aos hábitos de consumo, de forma ainserir na alimentação, estruturas ideológicas e simbólicas das necessidades de alimentos → na maioria são prejudiciais ao corpo → agravo na saúde publica • Provocou uma mudança de hábito → comida caseira para comida rápida → por meio de propagadas que influenciam negativamente a escolha inadequada de alimentos → dietas não saudáveis Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Alimentação saudável • Análise de propagandas → predominância do horário de divulgação de 8 as 12h, 85% anunciavam produtos contendo açucares, óleos e gorduras. Nenhum sobre frutas e hortaliças • O horário sugere o público alvo infantil Distúrbios de ordem psicológica ➔ baixa autoestima, agressividade e timidez, baixo rendimento escolar entre outros. ➔ O crescimento de casos de depressão e ansiedade entre os adolescentes, fator importante para o aparecimento de distúrbios alimentares, como a bulimia ➔ Recorrente a utilização de comida, principalmente fast foods e industrializados como válvula de escape Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção A digestão é a degradação química dos alimentos, de forma que ela nos leve às moléculas absorvíveis, que são os produtos finais da digestão. Para participar do processo de absorção, é muito importante a presença de enzimas digestivas, responsáveis por hidrolisar as macromoléculas do alimento, quebrando-as em moléculas menores, passiveis de serem absorvíveis. Proteínas → aminoácidos Carboidratos → monossacarídeos Lipídeos → ácidos graxos É o movimento dos nutrientes, água e eletrólitos do lúmen intestinal para o sangue A absorção leva em consideração a estrutura da mucosa intestinal Na luz intestinal (buraco) eu tenho as dobras circulares (a fold of the..) que são os pregueados que nos vimos na mucosa. Dando um zoom nessas dobras, a gente tem as vilosidades, que são as formações digitais da mucosa intestinal • Nas vilosidades estão os enterócitos e as células calciformes do intestino • As células caliciformes são produtoras de muco Dando um zoom nas vilosidades, nos vemos as células epiteliais do intestino → enterócitos → possuem as microvilosidades, estão viradas para o lúmen do intestino. Obs: a função das vilosidades e microvilosidades é aumentar a superfície de absorção dos nutrientes no intestino Enterócito Os enterócitos são as células epiteliais da camada superficial do intestino delgado. Elas são ligadas pelas junções ocludentes (tight junction) e pelos desmossomos, e entre elas a gente pode ver espaços intercelulares Os enterócitos possuem uma membrana apical e a membrana basolateral. VIAS DE ABSORÇÃO via celular eu dependo de atravessar a célula. Nutriente → lúmen intestinal → cruzamento da membrana apical → entro no enterócito → atravesso a membrana basolateral → chego no sangue Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção Via paracelular A substância atravessa entre os enterócitos, nos espaços intercelulares Nutriente → lumen intestinal → junções ocludentes → sangue O objetivo da digestão dos carboidratos é chegar nas estruturas mais simples, os monossacarídeos • Os principais sítios de digestão dos carboidratos da dieta são a boca e o lúmen intestinal. • Os produtos finais da digestão são os monossacarídeos, os quais serão absorvidos pelas células do intestino delgado Hidrólise dos carboidratos • Reintrodução dos íons de hidrogênio e hidroxila, obtidos a partir da água (hidrólise). • Separa os polissacarídeos em monossacarídeos • É basicamente o inverso da ligação glicosídica • Enzimas específicas nos sucos digestivos do trato GI catalisam o processo de hidrólise O R’’-R’ é um dissacarídeo DIGESTÃO DO AMIDO O amido vai sofrer a ação das enzimas luminais A maior parte da digestão é a partir da amilase pancreática Hidrolise parcial A digestão do amido começa na boca com o pH neutro → glândula salivar → liberação de alfa-amilase → converte amido em alfa-dextrina A glândula pancreática exócrina libera o suco pancreático, com ph = 8 (neutro) contendo alfa-amilase pancreática Alfa-amilase pancreática → continua a digestão das alfa- dextrina → converte em maltose (dissacarídeo), maltotriose (trissacarideos) e oligossacarídeos, chamadas de alfa limite dextrina • ou seja, a ação das enzimas luminais promove uma hidrólise parcial do amido, resultando em produtos intermediários Hidrólise final As responsáveis pela hidrólise final → oligossacaridades da borda em escova (microvilosidades do intestino delgado) que são: Na borda em escova (microvilosidades) então, continua a digestão dos produtos intermediários do amido + digestão da trealose + lactose + sacarose Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção Os monossacarídeos produzidos por essas hidrolises → glicose + galactose + frutose → irão ser transportadas pelas células epiteliais intestinais Vai acontecer no intestino delgado, nos enterócitos • os monossacarídeos vão passar pela membrana apical ou luminal (ML) e sair pela membrana basolateral (MBL) para cair na corrente sanguínea transporte ativo • mediado pela proteína Na+ dependente e por difusão facilitada glicose e galactose → transporte ativo → transportador SGLT1 → entra no enterócito • o transportador SGLT1 necessita de um gradiente eletroquímico que vai ser realizado pela bomba de sódio e potássio para conseguir fazer o transporte frutose → difusão facilitada → entra pelo transportador GLUT5 glicose, galactose e frutose → transportada pelo GLUT2 → vão para o sangue DEFICIENCIA DE ENZIMAS DIGESTIVAS Deficiências hereditárias (genética), ou seja congênita (já nasceu com isso) de dissacaridases especificas resultam em intolerância a dissacarídeos → sacarose, lactose e maltose As alterações adquiridas de dissacarídeos → podem ser causadas por uma variedade de doenças intestinais, má- nutrição ou ingestão de fármacos que danificam a mucosa do intestino delgado. • Indivíduos que sofrem com diarreia grave → as enzimas das microvilosidades são rapidamente perdidas → causando deficiência enzimática Quando há deficiência de dissacaridases da borda estriada → dissacaridio mal digerido chega ao cólon → metabolizado por bactérias colônicas • No metabolismo dos dissacarídeos por essas bactérias, há a geração de produtos → CO2 + Hidrogênio + gases e ácidos orgânicos → causando distensão abdominal. Flatulência e diarreia. A mais comum é a deficiência de lactase FISIOPATOLOGIA DA INTOLERÂNCIA À LACTOSE Quando há deficiência da enzima lactase → converte a lactose em → glicose + galactose → ela não é digerida adequadamente A lactose não digerida → carreada para o cólon → sofre ação bacteriana, onde será fermentada Fermentação das bactérias → liberação de ácidos orgânicos + CO2 + metano + hidrogênio → flatulências e borborigmo (barulho estomacal, ronco) Acumulo de lactose não digerida → torna o intestino hipertônico → atrai água por osmose → lubrifica as fezes, que ficam mais liquidas → diarreia + dor abdominal Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção As proteínas da dieta são cadeias de aminoácidos conectadas por ligações peptídicas, é feita a hidrolise para que se tenha no final produtos absorvíveis. Hidrolise das proteínas As enzimas vão quebrar as ligações peptídicas e reinserir a OH e H perdidas na formação da ligação. DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS As enzimas proteolíticas, ou proteases, quebram as proteínas da dieta em aminoácidos no estomago e no intestino, paraque se tenham produtos absorvíveis No estômago No estomago, a pepsina atua em pH ácido para promover a hidrolise das proteínas Pepsinogênio (enzima inativa) → cels parietais do estômago secretam HCl → HCl promove a autocatálise do pepsinogênio → se transforma em pepsina (forma ativa) • A pepsina do estomago hidrolisa as proteínas em aminoácidos e oligopeptídeos → ainda não são absorvíveis O conteúdo do estômago passa para o intestino delgado, no qual agem as enzimas pancreáticas e as encimas das células epiteliais do intestino. • Enzimas pancreáticas → tripsina, quimiotripsina, elastase e carboxipeptidases • Enzimas do intestino delgado → peptidases no intestino delgado depois da ação das enzimas, vou gerar • Produtos absorvíveis → aminoácidos + dipeptideos + tripeptideos • Ou posso ter oligopeptideos → peptidases da borda em escova → aminoácidos + dipeptideos + tripeptideos (produtos absorvíveis) Acontece nos enterócitos do intestino delgado e vão para o sangue • Os aminoácidos são absorvidos a partir do lumen intestinal por meio de sistemas de transporte ativo secundário dependente de NA+ e de difusão facilitada PePT1 → faz o transporte de dipeptideos e tripeptideos • A PePT1 também depende de um gradiente eletroquímico para fazer sua ação → vai ser promovido pela bomba NHE, Na+ e H+ Peptidases no citosol dos enterócitos → fazem a hidrólise dos di e tripeptideos → transformando-os em aminoácidos • Os aminoácidos saem por difusão facilitada em direção ao sangue Importância do pH para a ação das enzimas Pepsina → estomago, ambiente ácido → atividade máxima em pH ácido Amilase salivar → presente na saliva, na boca → pH ótimo em pH neutro Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção Tripsina → presente no intestino delgado → pH ótimo básico Os lipídeos presentes nos nossos alimentos que vão sofrer a digestão são: Eles são insolúveis em água, por isso, é um processo mais complexo, porque eles são hidrofóbicos Hidrólise dos lipídios Quase todas as gorduras consistem em triglicerídeos → 3 moléculas de ácidos graxos condensadas com uma molécula de glicerol → durante a condensação, 3 moléculas de água são removidas Hidrólise → enzimas digestivas → reinserem as três moléculas de H2O → separa ácido graxo de glicerol Processo de digestão Devido a baixa solubilidade dos substratos, ocorre digestão limitada desses lipídeos na língua (lipase lingual) e no estômago (lipase pancreática). Só que é pouca digestão Início no estômago → ação das lipases gástrica e lipase lingual No intestino, entretanto, os ácidos graxos são emulsificados pelos sais biliares da vesícula biliar, aumentando a superfície de contato para as enzimas agirem, por isso, no intestino, ocorre a maior parte da digestão Hormônio colecistocinina → sinaliza vesícula biliar e pâncreas → contrai e libera sais biliares e o pâncreas libera enzimas digestivas Final → intestino delgado → lipase pancreática, hidrolase e fosfolipase A2 (enzimas secretadas pelo pâncreas) Emulsificação Hormônio colecistocinina → vesícula biliar secreta a bile → ducto colédoco → duodeno a qual tem a função de emulsificar os lipídios, aumentando a superfície de contato para a ação das enzimas pancreáticas, pois a grande gotícula é quebrada em várias gotículas pequenas Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção Os produtos da digestão enzimática: • Ácidos graxos livres • Lisolectina • Colesterol • Monoglicerídeo Esses produtos formam micelas com os ácidos biliares do lúmen intestinal. As micelas são uma forma de organização para conseguir entrar com os lipídios dentro do enterócito. • As micelas são anfipáticas, tem uma parte polar e apolar. o Dentro das micelas → estão os produtos lipídicos o parte externa temos os ácidos biliares anfipáticos o Parte hidrofóbica → ligada aos produtos lipídicos o Parte hidrofílica → voltada para a área externa • As micelas interagem com a membrana do enterócito e permitem a difusão dos componentes solúveis dos lipídios através da membrana apical para dentro da célula • Os ácidos biliares não entram nos enterócitos nesse momento, eles permanecem no intestino para serem reabsorvidos e levados de volta ao fígado Micelas interagem com a membrana apical No lúmen, as micelas interagem com os enterócitos, pela membrana apical, dentro dela estão os produtos • Col → colesterol • MG → monoglicerídeo • LisoPL → lisolectina • AGL → ácido graxo livre Solubilização dos produtos para dentro do enterócito Os produtos passam por difusão e entram dentro do enterócito, no seu citoplasma Reesterificação no retículo endoplasmático liso • É para que os produtos voltem a ser os lipídios originais o Triglicerídeos o Colesterol o Fosfolipideos Empacotamento em quilomícrons • Os quilomícrons → interagem com a lipoproteína HDL → e dela, adquire apoproteinas • Formados pelos lipídios originais e tem junto uma apoproteína apoB Exocitose • O quilomícron é muito grande, não dá pra ele cair na corrente sanguínea • Ele é exocitado para a linfa para depois ir para a corrente sanguínea Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Digestão e absorção O TGI produz e secreta diversos hormônios que atuam nele mesmo, ordenando e controlando as atividades digestivas. Gastrina • Secretada pelas células G do estômago • Estimula as células parietais → secretam HCl e pepsina para digerir proteínas Secretina e colecistocinina • Bolo alimentar chega no duodeno do intestino delgado • Atuam de maneira paralela, inibindo a atividade gástrica de esvaziamento • Ativam as enzimas e bicarbonato pelo pâncreas e de sais biliares pelo fígado Peptídeo inibitório gástrico (GIP) • Também age no intestino • Alvo as células beta do pâncreas →estimulam a secretar insulina → prepara para a glicose proveniente da digestão • Inibe o esvaziamento gástrico Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise As reações enzimáticas nas células são organizadas em sequencias de múltiplos passos, denominadas vias, como a glicólise Em uma via, o produto de uma reação serve de substrato para outra reação subsequente. O metabolismo é a soma das vias, das mudanças químicas que ocorrem nas células, nos tecidos ou nos organismos. As vias, em sua maior parte, podem ser classificadas como: Catabólicas → de degradação • As vias catabólicas quebram moléculas complexas, como proteínas, polissacarídeos ou lipídeos, produzindo moléculas mais simples, como CO2, NH3 e H2O Anabólicas → de síntese • Sintetizam produtos finais complexos a partir de precursores simples, como a síntese de glicogênio (poli) a partir de glicose. Tem o objetivo de capturar a energia química obtida na degradação de moléculas combustíveis ricas em energia, formando ATP. É um processo convergente → moléculas são transformadas em produtos finais. Os três estágios do catabolismo: 1. Hidrólise de moléculas complexas Elas são quebradas em seus blocos consecutivos Proteínas → hidrólise → aminoácidos 2. Conversão dos blocos constitutivos em moléculas mais simples Os blocos são degradados em acetil-coenzima A (CoA) e outras moléculas simples. Parte da energia é capturada como ATP 3. Oxidação da acetil-CoA O ciclo do ácido cítrico (Krebs) é a via final comum da oxidação de moléculas combustíveis como a Acetil-CoA. A maior parte da quantidade de ATP é gerada na fosforilação oxidativa à medida que elétrons fluem do NADH e FADH2 para o oxigênio. Reúnem moléculas pequenas, como aminoácidos,para formar moléculas complexas, como as proteínas, ou seja, são reações de síntese. Necessitam de energia que é fornecida pela quebra do ATP, gerando ADP + P. Envolvem reações químicas, onde o poder redutor é geralmente fornecido pelo doador de elétrons NADPH. É um processo divergente → precursores formam produtos complexos As vias metabólicas devem ser coordenadas para garantir que as reações estejam de acordo com as necessidades da Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise célula. Essa coordenação é feita por sinais regulatórios, incluem hormônios, neurotransmissores e disponibilidade de nutrientes • Sinais de dentro das células (intracelulares) Regulam a velocidade de uma via metabólica pela disponibilidade de substratos. A inibição é ocasionada pelos produtos. Esses sinais determinam respostas rápidas e são importantes para a regulação do metabolismo instantaneamente. • Comunicação entre as células (intercelular) Fornecem uma integração mais ampla do metabolismo, resposta mais lenta. Pode ser mediada pelo contato entre suas superfícies como as junções comunicantes e por sinalização química, como hormônios e neurotransmissores. • Sistemas de segundos mensageiros as moléculas ‘’segundos mensageiros’’ intervêm entre o mensageiro final (hormônio ou neurotransmissor) e o efeito final da célula. São ativadas após o reconhecimento do mensageiro primário pelos receptores de membrana. Ex: sistema adnilato-ciclase. Via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para a quebra da glicose, gerando ATP e intermediários de outras vias metabólicas. Acontece no citoplasma da célula. Ela é o centro do metabolismo de carboidratos, praticamente todos os glicídios podem ser, no final, convertidos em glicose. • Glicólise aeróbica Ocorre nas células que possuem mitocôndrias e oxigênio, tendo o produto final o piruvato. O oxigênio é necessário para a reoxidação do NADH formado durante a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato. Prepara a célula para o ciclo de Krebs. • Glicólise anaeróbica Ocorre sem oxigênio em tecidos que não apresentam mitocôndrias (como as hemácias) ou em células em que o oxigênio esteja insuficiente. A glicose é convertida em piruvato que é reduzido pelo NADH para formar lactato. É feita pelo pâncreas, uma glândula mista, e sua parte exócrina produz e secreta dois hormônios reguladores da glicemia, a insulina e o glucagon Liberação da insulina A glicose é o principal estimulo para a liberação de insulina pelas células β do pâncreas. Além disso, ela exerce um efeito permissivo para os outros moduladores de secreção da insulina. A enzima glicocinase funciona como um sensor de glicose, determinando o limiar para a concentração de insulina. A liberação de insulina induzida pela glicose resulta do metabolismo da glicose pela célula β. • A glicose penetra na célula β pelo GLUT2 ligado a membrana → sofre fosforilação imediata pela glicoquinase, levando à formação de ATP. • Aumento de ATP e ADP → inibe canais de K+ sensíveis ao ATP na célula β → reduzindo efluxo de K+. • Efluxo reduzido de K+ → despolarização da membrana → ativação da abertura de canais de Ca+ → elevação de Ca+ intracelular → desencadeia a exocitose dos grânulos secretores de insulina, bem como a liberação do hormônio no espaço extracelular e na circulação. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise Efeitos fisiológicos da insulina Ela é liberada após a alimentação e consiste em diminuir as concentrações de glicose na circulação, estimulando a entrada da glicose nas células. De modo global, as ações da insulina nos órgãos-alvo são anabólicas, promovendo a síntese de carboidratos, lipídeos e proteínas, sendo esses efeitos mediados pela ligação ao receptor de insulina. Liberação do glucagon A liberação de glucagon é inibida pela hiperglicemia, e estimulada pela hipoglicemia. Uma refeição rica em carboidratos inibe o glucagon e estimula a liberação de insulina pelas células β do pâncreas. Os níveis elevados de aminoácidos estimulam a liberação do glucagon. • Efeitos fisiológicos do glucagon O principal consiste em aumentar as concentrações plasmáticas de glicose, estimulando a produção hepática, novamente, de glicose pela gliconeogênese e pela degradação do glicogênio, e essas ações neutralizam o efeito da insulina. O transporte de glicose estimulado pela insulina é mediado pelo GLUTs. Por difusão facilitada pela família GLUT • GLUT1 → constitutivo da membrana plasmática. Encontrado nas células do SNC, adipócitos, hemácias e células do músculo esquelético o Possui alta sensibilidade à glicose, ou seja, permite a entrada de glicose nas células mesmo em situação de hipoglicemia (faz sentido de acordo com os tecidos em que ela está presente) • GLUT2 → constitutivo da membrana plasmática do pâncreas (células β), rins e fígado. o Possui baixa afinidade pela glicose, ou seja, só ocorre a entrada de glicose em situação de hiperglicemia. o Importância fisiológica nas células β do pâncreas, que irão secretar insulina. • GLUT 3 → constitutivo da membrana plasmática das células do SNC (neurônios), juntamente com o GLUT1, promove a captação de glicose para o SNC • GLUT4 → está armazenado em vesículas, não está na membrana, possui inserção transitória na membrana plasmática. o É um transportador responsivo à insulina o Após o estimulo da insulina, as vesículas contendo GLUT4 são direcionadas às membranas plasmáticas, inserindo o transportador lá. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise • GLUT 5 → transportador de frutose, presente na membrana plasmática do intestino e espermatozoides. Por sistema de cotransporte monossacarídeo Na+ Requer energia e transporta a glicose ‘’contra’’ o gradiente de concentração → do meio hipotônico para o meio hipertônico. É mediado por carreador no qual o movimento da glicose está acoplado ao gradiente de concentração do Na+ que é transportado juntamente com a glicose para o interior da celula. Ocorre nas células epiteliais do intestino (transportador SGLTI que precisa de um gradiente eletroquimico para carregar a glicose), tubulos renais e plexo coroide. A via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para a quebra da glicose, com o objetivo de fornecer energia na forma de ATP e intermediários para outras vias metabólicas. • Glicose aeróbica Chamada assim porque é necessário o oxigênio para a reoxidação do NADH formado durante a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato. • Glicose anaeróbica Permite a produção de ATP em tecidos sem mitocôndrias (como os eritrócitos) ou em células que o oxigênio esta insuficiente O objetivo da glicólise e do ciclo de Krebs é ir transferindo hidrogênio e elétrons para os transportadores NAD+ e FAD+ → viram NADH e FADH2, eles vão levar hidrogênio e elétrons para a cadeia respiratória. Ela produz 28 ATP usando os hidrogênios e os elétrons do FAD e NAD É uma via com 10 reações químicas, que no final, tem como produto → 2ATP + 2NADH Origem do NAD e FAD O NAD e FAD são transportadores de H e elétrons. O corpo produz NAD através das vitaminas do complexo B (niancina), obtidas pela alimentação. O FAD vem da riboflavina, outra vitamina do complexo B. Reação 01 → Fosforilalação da glicose Nessa reação, a glicose é convertida em glicose-6-fosfato, ou seja, é adicionado um fosfato proveniente do ATP • Em alguns tecidos, a enzima que faz isso é a hexocinase, em outros, é a glicocinase • Primeiro gasto de ATP • Uma cinase é uma enzima que transfere fosfato de uma molécula para outra → ela pegou do ATP para dar a glicose Objetivo: as moléculas de glicídios fosforilados não atravessam facilmente as membranas celulares,pois não existem carreadores específicos para esse composto. Além disso, eles são muito polares para difundir através da membrana fosfolipídica, ficando presos dentro da célula. Reação 02 → isomerização da glicose-6-P Essa reação vai pegar a glicose-6P e transformar ela no seu isômero → frutose-6-fosfato → ambas são C6H12O6, só muda o formato da molécula. A reação é catalisada pela fosfoglicose-isomerase e é facilmente reversível, não é um passo regulado. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise Objetivo: é uma preparação para as reações 03 e 04. A ideia é transformar em frutose para facilitar a entrada de um fosfato em outro carbono da frutose, pois a superfície para a ligação será mais estável e possível. Reação 03 → fosforilação da frutose-6-fosfato A reação irreversível, catalisada pela fosfofrutocinase-1 (PKF-1) é o mais IMPORTANTE PONTO DE CONTROLE e o passo limitante da VELOCIDADE DA GLICÓLISE. A frutose-6-P vai ganhar outro fosfato, se transformando em frutose 1,6-bifosfato. Agora a molécula está simétrica e tem 2P, importante na próxima etapa de clivagem. • O fosfato veio do ATP → ultima reação que usa o ATP da glicólise • A PKF-1 é um marcapasso da glicólise e vai controlar a velocidade da reação. Reação 04 → clivagem da frutose 1,6-bifosfato A enzima aldolase cliva ao meio a molécula de frutose 1,6- bifosfato, gerando outras 2 moléculas com 3 carbonos cada, cada uma contendo seu grupo P. a reação é reversível e não regulada. os produtos vão ser: • Di-hidroxiacetona fosfato • Gliceraldeído-3-fosfato Obs: a aldolase B, isoforma encontrada no fígado e no rim, também cliva a frutose-1-fosfato no metabolismo da frutose da dieta Obs: quem vai ser usada no restante da glicólise é o gliceraldeído, por isso, vamos ter que converter essa hi- hidroxiacetona na próxima etapa. Reação 05 → isomerização da di-hidroxiacetona-P A enzima triose-fosfato-isomerase converte a di- hidroxiacetona fosfato em gliceraldeído-3-fosfato Pois quem está na sequência das reações é o gliceraldeído. Tenho 2 gliceraldeídos → um veio da frutose e o outro veio da di-hidroxiacetona • Perceba que uma molécula de glicose → se transformou em 2 moléculas de gliceraldeído Obs: a partir de agora, todas as reações serão em dobro. Reação 06 → oxidação do gliceraldeiro-3-P Essa é a primeira reação de oxidação-redução da glicólise. Agora, o gliceraldeído-3-P será transformado em 1,3-bifosfatoglicerato • Importante → o fosfato que entrou no carbono 1 não veio do ATP, veio de um Pi, fosfato inorgânico, ele estava livre no citoplasma e foi acrescentado Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise • Esse Pi não tem energia, essa reação isoladamente é impossível, então, para ela acontecer, tenho que ter um acoplamento de outra reação que me possibilite essa energia: O gliceraldeído-3-P é oxidado, tornando possível a entrada do Pi no carbono que vai virar o composto 1,3-bifosfoglicerato A reação de oxidação vai fornecer a energia necessária para o Pi entrar na molécula. Reação 07 → síntese do 3-fosfatoglicerato + ATP O 1,3-bifosfoglicerato perde o P do carbono 1, se transformando em 3-fosfoglicerato P + ADP → ATP, o primeiro ATP produzido pela via. Obs: tudo está acontecendo em dobro, então, na verdade, foi produzido 2ATP O Pi acabou de entrar na reação 6, se transforma em P e já vai sair de novo na reação 07 para formar o ATP • Isso acontece porque a reação Pi + ADP → ATP é impossível, se desse, nem precisaria de respiração celular. Era só catalisar essa reação • Por isso, preciso de outra reação para formar a energia que torne possível acontecer a energia do P para formar o ATP reação 08 → troca do P do carbono 3 pro carbono 2 a ideia é aumentar a instabilidade da ligação do P na molécula para que depois ela seja transferida para um ADP para formar ATP a reação é livremente reversível. Acontece em duas partes → uma parte na reação 08 e a outra na reação 09. • Primeira parte → o fosfato muda de posição, do C3 → C2, formando o 2-fosfoglicerato Reação 09 → desidratação do 2-fosfoglicerato Vai retirar uma H2O, tornando a molécula mais instável ainda • Segunda parte → a H2O sai da molécula de 3- fosfoglicerato e torna a ligação mais instável, para facilitar a saída do grupo P Reação 10 → formação do piruvato + ATP Agora, o fosfoenopiruvado – P (instável) → piruvato O P + ADP → ATP • Segunda reação de formação do ATP Obs: são 2 piruvatos e 2 ATP porque está acontecendo tudo em dobro. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Glicólise As 3 primeiras → fases de investimento de energia • Pois houve gasto de energia ATP na reação 01 e 03 04 a 06 → fase de clivagem • A molécula foi partida ao meio 06 a 10 → fase de geração de energia • Pois produzimos ATP na reação 07 e 10 Saldo de 2 ATP e também formou 2 NADH que vao ser utilizados na fase de cadeia respiratória → Um eritrócito maduro normal não tem mitocôndrias, sendo completamente dependente da glicólise para a produção de ATP. Esse ATP é importante para manter o formato bicôncavo da célula vermelha e, a deficiência da piruvatocinase diminui a quantidade de ATP da célula, mudando seu formato, que acaba sendo fagocitada por macrófagos do baço → anemia hemolítica (destruição dos eritrócitos). A gravidade vai depender do grau de deficiência da enzima. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Regulação da glicólise 1. Produzir ATP • A célula não pode produzir ATP nem de mais e nem de menos, existe um ritmo adequado 2. Fornecer precursores para as vias de síntese, como a síntese de lipídios • Não pode produzir esses precursores nem de mais e nem de menos, existe um ritmo adequado A glicólise possui 10 reações químicas. Como na maioria das reações metabólicas, aquelas que irão servir como ponto de controle vão ser as reações irreversíveis. Na glicólise, existem 3: • Reação 01 • Reação 03 • Reação 10 O ponto de controle mais importante é o da fosfofrutocinase. Essa enzima é encontrada nos músculos e catalisa a reação 01: • Ela é inibida pelo seu próprio produto, a glicose-6- fosfato, que se acumula quando a metabolização dessa hexose-fosfato está reduzida. • A hexocinase possui alta afinidade para a glicose, isso permite a fosforilação eficiente mesmo em caso de hipoglicemia. • Entretanto, apresenta baixa Vmáx para a glicose e, portanto, não pode sequestrar (reter) o fosfato celular na forma de hexoses fosforiladas. Está presente no parênquima hepático e nas células β do pâncreas. • Nas células β ela funciona como um sensor de glicose, determinando o limiar para a secreção de insulina. • No fígado, ela facilita a fosforilação da glicose durante uma hiperglicemia. Hexocinase x glicocinase • Não é modulada negativamente pela glicose-6-fosfato, ou seja, mesmo que ela se acumule, não tenho a inibição da glicocinase • Menor afinidade pela glicose • Apresenta alta Vmax quando a glicose se acumula no fígado, isso impede que grandes quantidades de glicose cheguem à circulação sistêmica após uma refeição rica em carboidratos e, assim, minimiza a hiperglicemia durante o período absortivo o Obs: o GLUT2 assegura que a glicose sanguínea se equilibre rapidamente entre os dois lados da membrana do hepatócito. • A glicocinase ainda continua catalisando a reação mesmo em abundância de glicose-6-fosfato, porque vai ser importante no momento de abundância de nutrientes, como após uma refeição, para produção de energia e de gordura → glicogênese e lipogênese Regulação pela frutose-6-fosfato e pela glicose A atividade deglicocinase é inibida indiretamente pela frutose-6-fosfato (que está em equilíbrio com a glicose-6- fosfato que é um produto da glicocinase) e é estimulada indiretamente pela glicose. A proteína reguladora da glicocinase, PRGK, nos hepatócitos, regula a atividade da enzima. • Na presença de frutose-6-fosfato a glicocinase se liga a PGRK, inativando-se e formando o complexo glicocinase-PRGK no núcleo da célula. • Quando aumenta os níveis de glicose no sangue (e consequentemente nos hepatócitos por causa da GLUT2), a glicose induz que a PRGK libere a glicocinase → ela retorna ao citosol, e fosforila a glicose, dando glicose-6-fosfato. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Regulação da glicólise Obs: a frutose-1-fosfato inibe a formação do complexo glicocinase-PRGK Ela é o melhor ponto de regulação da glicólise e catalisa a reação 3 Regulação pelos níveis energéticos da célula A PKF-1 é inibida em altas concentrações de ATP que atuam como sinal de ‘’riqueza’’ energética, inibindo também a glicólise → diminuindo a velocidade e a formação de ATP (pois a célula não pode formar ATP em excesso) A fosfofrutocinase é ativada por altas concentrações de AMP. Pois, o que mais aumenta na célula quando ela está consumindo energia (diminuindo ATP) é a concentração de AMP. Regulação pela frutose-2,6-bifosfato A frutose-2,6-bifosfato é o mais potente ativador do PKF- 1, sendo capaz de ativar a enzima mesmo quando os níveis de ATP estão altos (o que iria inibir). A frutose-2,6-bifosfato é formada pela PKF-2. • Durante o estado alimentado o Diminui o glucagon e aumenta a insulina, como ocorre em uma refeição rica em carboidratos, causa o aumento na frutose-2,6-bisfosfato e, portanto, na velocidade da glicólise no fígado. Desse modo, a frutose-2,6-bifosfato atua como sinal intracelular, indicando abundancia de glicose. o Aumenta a glicólise pois eu quero acabar com o excesso de glicose Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Regulação da glicólise • Durante o jejum o Níveis elevados de glucagon e baixos de insulina, como ocorre durante o jejum, determinam uma diminuição de frutose-2,6- bifosfato intracelular hepática. Resultando na diminuição na velocidade geral da glicólise e aumento da gliconeogênese. o Diminui a glicólise pois está faltando glicose no meu corpo, então eu preciso produzi-la (anabolismo) e não catalisá-la. Queda do pH A queda de pH faz a fosfofrutocinase trabalhar de maneira mais lenta • Ela cai também pra diminuir o ritmo da glicólise e evitar uma queda de pH sanguíneo que culminaria em uma acidose • Se a cel quebra muita glicólise, é possível que falte oxigênio na célula → ela começa a fazer a fermentação lática nos músculos → ácido lático → diminui o pH do sangue causando o quadro de acidose Alta concentração de citrato O citrato é um produto gerado no ciclo de Krebs, formado a partir do piruvato • Se tem muito citrato, quer dizer que eu estou produzindo muito piruvato (precursor), e precursor não pode ser produzido em alta quantidade A piruvatocinase faz a conversão do PEP em piruvato, a terceira reação irreversível da glicólise (reação 10) Regulação por proação No fígado, a piruvato cinase é ativada por altas concentrações de frutose-1,6-bifosfato, o produto da reação fosfofrutocinase. Tem o efeito de unir as atividades enzimáticas: o aumento na atividade da fosfofrutocinase → muita frutose-1,6-bifosfato sendo formada → ativação da piruvato-cinase Regulação por níveis energéticos Muito ATP → inibe piruvato cinase → evitar excesso de ATP Regulação por alanina A piruvato cinase também é usada na síntese de alanina (precursor) • Muita alanina → muito piruvato → inibe a piruvato cinase → diminuição de piruvato → objetivo de não produzir precursor em excesso na célula. Insulina A insulina, no fígado, estimula a expressão genica das enzimas envolvidas na utilização da glicólise, em um estado pós-alimentar • Glicoquinase • Fosfofrutocinase • Piruvato cinase A insulina inibe a expressão gênica das enzimas que atuam na produção da glicose (pois eu quero diminuir o nível glicêmico) • Glicose-6-fosfatase (transforma a glicose-6-fosfato em glicose) Glucagon Quando o glucagon plasmático está alto e a insulina está baixa (estado em jejum e diabetes), a transcrição genica das enzimas envolvidas na utilização da glicose estão diminuídas (pois eu preciso de glicose) • Glicoquinase • Fosfofrutocinase • Piruvato cinase O glucagon aumenta a expressão da glicose-6-fosfatase que vai transformar a glicose-6-fosfato em glicose e liberar ela na circulação. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Regulação da glicólise Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Metabolismo frutose e galactose A principal fonte de dieta da frutose é a sacarose, que, ao ser hidrolisada no intestino pela sacarase, libera glicose e frutose. A frutose é encontrada no mel, frutas e xarope de milho, utilizado para adoçar refrigerantes e muitos alimentos. • A entrada de frutose na célula não é dependente de insulina e, ao contrário da glicose, a frutose não promove a secreção de insulina Reação 01 → Fosforilação da frutose A frutose entra na célula pelo GLUT5 e pode ter 2 caminhos ➢ Fosforilação pela hexocinase Porém, a hexocinase tem afinidade muito maior pela glicose do que pela frutose. Isso faz com que pouca quantidade de frutose seja fosforilada e convertida em frutose-6-fosfato ➢ Fosforilação pela frutocinase Principal via metabólica da frutose. A frutocinase está presente no fígado (que processa a maior parte), nos rins e mucosa do intestino delgado. • Converte frutose → frutose-1-fosfato, utilizando um ATP como doador de P Obs: importante notar que o P tá no carbono 1 e não no carbono 6, isso é importante na hora da clivagem. Reação 02 → clivagem da frutose-1-P ➢ pelo metabolismo da frutose A frutose-1-P não é convertida em frutose-1,6-bifosfato, como ocorre com a frutose-6-fosfato, e sim clivada pela aldolase B (no fígado) → produzindo di-hidroxiacetona fosfato + gliceraldeído. Obs: a di-hidroxiacetona fosfato vai para a via glicolítica para ser convertida em gliceraldeído-3-fosfato e continuar as reações. ➢ Pela via glicolítica A frutose-1,6-bifosfato é clivada por aldolase A, B e C → gerando DHAP e gliceraldeído-3-P que continuam na via. Resumo → a frutose entra na via glicolítica através dos produtos do seu metabolismo → DHAP e gliceraldeído- 3-fosfato A deficiência de uma das enzimas-chave necessárias para a entrada da frutose nas vias o metabolismo intermediário pode resultar tanto de uma condição benigna, como a deficiência de frutocinase (frutonosúria essencial), quanto em um distúrbio grave do metabolismo no fígado e nos rins, devido à Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Metabolismo frutose e galactose deficiência de aldose B (intolerância hereditária à frutose, IHF) A principal fonte de galactose na alimentação é a lactose, obtida do leite e derivados. Após a digestão da lactose na borda em escova pela lactase → glicose + galactose Obs: assim como a frutose, a entrada de galactose nas células não dependem de insulina. Reação 01 → fosforilação da galactose A enzima galactocinase fosforila a galactose, gastando um ATP → Galactose-1-P é formado Reação 02 → formação de UDP-galactose A galactose-1-fosfato não pode entrar na via glicolítica, a menos que ela seja convertida em UDP-galactose • Isso ocorre em uma relação de troca, na qual a enzima galactose-1-fosfato-uridiltransferase catalisaa reação: → • Deficiência de frutocinase, enzima que promove a fosforilação (entrada de fosfato) na frutose, gerando frutose-1-P • Herança autossômica recessiva • Condição benigna • Frutose se acumula na urina → A aldolase B é responsável por clivar a frutose- 1-fosfato, e com a deficiência dela → frutose-1- P se acumula, resultando em uma queda de Pi (fosfato inorgânico), e, portanto, de ATP. Conforme o ATP cai, o AMP aumenta, sendo degradado na ausência de Pi e gerando hiperuricemia A diminuição de ATP hepático afeta a gliconeogênese, causando hipoglicemia com vômitos e a síntese de proteínas, causando diminuição nos fatores de coagulação do sangue e outras proteínas essenciais. Tratamento: dieta. A sacarose, o sorbitol e a frutose devem ser removidos para evitar insuficiência hepática e morte. O metabolismo da frutose tem pouca regulação, pois, alta ingestão de frutose não desperta a secreção de insulina. Além disso, quando seus produtos entram na via glicolítica, eles não passam pelos 2 pontos de regulação (hexocinases e fosfofrutocinase) Se não tiver gasto de ATP, o excesso de piruvato proveniente da frutose vai levar à síntese de ác. Graxos no fígado e de gordura → esteatose hepática (acúmulo de gordura no fígado) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Metabolismo frutose e galactose A galactose-1-P é transformada em UDP-galactose pela enzima galactose-1-P uridiltransferase (GALT) A UDP-galactose sofre uma epimerização e se transforma → enzima UDP-galactose-4-epimerase → UDP-galactose • Fica nesse ciclo entre essas duas UDP Reação 03 → fosfato muda de posição e glicólise A glicose-1-fosfato proveniente do saldo da reação 02 sofre a ação da fosfoglucomutase → altera a posição do fosfato para a hidroxila do carbono 6 → formando glicose-6-fosfato → entra na via glicolítica → A deficiência de GALT leva ao acumulo de galactose e galactose-1-fosfato no tecido → causando a galactosemia A Gal-1-P é citotóxica e produz lesões no fígado e no cérebro. A galactose acumulada é desviada para as vias secundárias, como a produção de galactitol. O acumulo de galactitol nos olhos causa estresse osmótico e oxidativo → catarata Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Glutationa como antioxidante Os radicais livres são moléculas altamente instáveis e muito reativas, sendo sua presença critica para a manutenção de muitas funções fisiológicas normais. • São formados via ação catalítica de enzimas, durante o processo de transferência de elétrons que ocorrem no metabolismo celular e pela exposição a fatores exógenos Os radicais livres são espécies radioativas de oxigênio (ROS), devido à redução parcial do oxigênio molecular, que também e de ingestão de substancias exógenas (drogas e medicamentos) • Essas espécies radicalares reagem praticamente com qualquer composto, as macromoléculas inclusive, causando alterações estruturais irreversíveis. • Os danos oxidativos induzidos pelos radicais livres nas células e tecidos têm sido relacionados com doenças degenerativas como cardiopatias, asterosclerose e problemas pulmonares. Os danos no DNA desempenham papel importante nos processos de mutagênese e carcinogênese. Antioxidantes Antioxidantes são vitaminas, minerais e outras substâncias químicas que têm a capacidade de “doar” um de seus elétrons aos radicais livres e ainda continuarem estáveis. Com isso, os radicais livres se tornam moléculas estáveis e acabam sendo eliminados, interrompendo o estresse oxidativo → inibem e reduzem os danos dos radicais livres • Mecanismos de proteção dos antioxidantes o Impedir a formação de radicais livres o Capazes de interceptar os radicais livres gerados pelo metabolismo ou por fonte exógena → impedindo o ataque sobre lipídeos, carboidratos e proteínas → impede lesões e danos o Reparo das lesões causadas pelos radicais O organismo dispõe de sistemas enzimáticos (superóxido dismutase e catalase) e não enzimáticos (vitaminas antioxidantes) capazes de dissipar os radicais livres. O NADPH é derivado da vitamina B3 (niacina) e constitui uma reserva importande de poder redutor, imprescindível não apenas para as sínteses redutivas, mas também para os mecanismos celulares que previnem o estresse oxidativo. • Nesses processos antioxidantes, o NADPH atua em associação com o tripeptídio glutationa. A estrutura de muitas proteínas (como a glutationa) depende de grupos sulfidrilas de resíduos de cisteína – SH as espécies reativas de oxigênio (radicais livres) podem provocar a oxidação dos grupos SH a dissulfeto → -S-S- Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Glutationa como antioxidante Espécie reduzida Espécie oxidada → Oxidação (radicais) a glutationa participa da redução das pontes de dissulfeto → retornando aos grupos sulfidrilas (SH) • Esse processo redutor é catalisado pela enzima dissulfato redutase (PDR) Para isso, os grupos SH de 2 moléculas de glutationa (GSH) são oxidados → perde hidrogênio, passando a constituir o grupo S-S da glutationa dissulfeto (GSSH) • A restauração da forma GSH da glutationa é obtida da reação com NADPH → retorna os hidrogênios, pela coenzima glutationa redutase (GR) Ou seja GSH → glutationa reduzida GSSH → glutationa oxidada Enzima PDR → dissulfeto redutase A proteína está oxidada por ação de radicais livres → glutationa agente antioxidante vai reparar o dano → ela doa os hidrogênios (se oxida) para que a proteína volte ao grupo SH (reduzida) e se torne ativa novamente Enzima GR → glutationa redutase A glutationa agora está oxidada (GSSH) → NADPH doa hidrogênios pra ela (se oxida) → glutationa reduzida (GSH), podendo atuar como antioxidante novamente As hemácias são células particularmente sensíveis ao dano oxidativo, por disporem de um leque de vias metabólicas muito restrito. A exposição provoca oxidação de grupos sulfidrilas (SH) de proteínas, a peroxidação de lipídios e a oxidação do ion ferroso da hemoglobina. Peroxidação de fosfolipídios A peroxidação de fosfolipídios da membrana plasmática ocasiona ruptura desta, provocando lise da hemácia. Os peróxidos H2O2 ou peróxidos orgânicos (RO2H) são reduzidos pela glutationa por ação da glutationa peroxidase, uma enzima peculiar que contem selênio. A glutationa reduz (adiciona hidrogênio) essas espécies → resultando em produtos menos tóxicos para a célula, como a água → após isso, a glutationa está oxidada (GSSH) • O NADPH reduz a glutationa, doando hidrogênio, e a glutationa volta a sua forma reduzida GSH → ação da glutationa redutase Em mamíferos, a glutationa é um dos principais agentes redutores de dissulfetos e peróxidos, o NADPH reduz a glutationa oxidada, sendo o redutor primário da glutationa redutase e de outras enzimas que catabolizam ROS Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Ciclo do Acido cItrico preparação para o ciclo de krebs Descarboxilação oxidativa do piruvato Produto final da glicólise → piruvato, deve ser transportado para dentro da mitocôndria antes que possa entrar no ciclo de Krebs • Esse transporte é feito por um transportador especifico para o piruvato, que o ajuda a cruzar a membrana mitocondrial interna (porque ela tem duas membranas) Uma vez na matriz mitocondrial, o piruvato perde o CO2 e entra uma CoA (coenzima A) no lugar → acetil CoA • Catalisado pelo complexo da piruvato-desidrogenase • Reação irreversível, por isso, não ocorre a formação de piruvato a partir de acetil coa via gliconeogênese. A saída do CO2 fornece a energia necessária para a entrada da CoA. Além disso, irá transferir um elétron para o NAD+ → NADH (carreador de hidrogêniose elétrons para a cadeia respiratória) COMPLEXO DA PIRUVATO-DESIDROGENASE Essa enzima não faz parte do ciclo de Krebs, mas é uma importante fonte de acetil-CoA – o substrato de dois carbonos que alimenta o ciclo Enzimas componentes do complexo É um agregado multimolecular que apresenta 3 enzimas: • E1 → piruvato-desidrogenase ou descarboxilase • E2 → diidrolipoil-transacetilase • E3 → diidrolipoil-desidrogenase Cada uma delas vai catalisar uma parte da reação geral. Coenzimas o complexo da piruvato-desidrogenase contem 5 coenzimas (molécula não proteica cuja associação com uma enzima é indispensável para o funcionamento), que atuam como carreadores ou como oxidantes para os intermediários das reações • E1 → requer tiamina-pirofosfato (vitamina B1) • E2 → ácido lipoico e coenzima A • E3 → requer FAD e NAD+ (metabólito da niacina e riboflavina, respectivamente, ambas do complexo B) Regulação do complexo piruvato-desidrogenase • Fatores que inativam PDH-cinase independente de AMPc fosforila o complexo → inibe E1 → enzima inativada A cinase é ativada alostericamente por ATP, acetil-CoA e NADH → tendo isso, portanto → menor atividade do complexo • Fatores que inativam PDH-fosfatase desfosforila → ativa E1 → complexo ativo Alta concentração de piruvato → inibe PDH-cinase → E1 com atividade máxima Cálcio → ativador de PDH-fosfatase → estimula atividade da E1, especialmente no musculo esquelético, onde a liberação de Ca2+ na contração estimula a geração de energia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Ciclo do Acido cItrico ciclo do ácido cítrico REAÇÃO 01 → SÍNTESE DO CITRATO A PARTIR DE ACETIL-COA E OXALACETATO Enzima citrato-cinase catalisa a reação de condensação de acetil – CoA e oxalato para formar citrato. • É um ponto de regulação Obs: a saída do CoA forneceu a energia necessária para unir os carbonos do oxalacetato e do acetil para formar citrato. REAÇÃO 02 → ISOMERIZAÇÃO DO CITRATO Enzima aconitase isomeria o citrato em isocitrato. • Também possui fator que inibe → inibida por fluroracerato, um composto utilizado como raticida, resultando em um acumulo de citrato → efeito inibitório na fosfofrutocinase da glicólise. O citrato vai ter seu OH mudado de posição, o que será importante para a próxima reação. REAÇÃO 03 → OXIDAÇÃO E DESCARBOXILAÇÃO DO ISOCITRATO Enzima isocitrato-desidrogenase catalisa a descarboxilação irreversível do isocitrato, originando a primeira das três moléculas de NADH produzidas pelo ciclo e a primeira liberação de CO2. • Essa enzima sofre regulação DEFICIÊNCIA PIRUVATO-DESIDROGENASE É a causa bioquímica mais comum da acidose lática congênita. A deficiência nessa enzima resulta na incapacidade de converter piruvato em acetil CoA, fazendo com que o piruvato seja desviado para a reação de formação de ácido lático, via lactato-desidrogenase. Isso gera problemas → encéfalo, o qual depende do ciclo de Krebs para a produção da maior parte da sua energia e é especialmente sensível à acidose. • Profundo retardo psicomotor com lesões no córtex cerebral, no tronco encefálico, levando à morte no início da infância. ENVENENAMENTO POR ARSÊNICO O arsênico pode interferir com a glicólise na reação que utiliza o gliceraldeído-3-fosfato, diminuindo, então, a produção de ATP. • O arsênico compete com o Pi para entrar no gliceraldeiro-3-fosfato → envenenamento → célula morre sem energia O envenenamento é devido, principalmente, devido à inibição de enzimas que utilizam o ácido lipóico como cofator, incluindo a piruvato-desidrogenase, a α- cetoglutaratodesidrogenase e a desidrogenas de α-cetoácidos de cadeia ramificada.. Quando o arsênico se liga ao ácido lipóico no complexo, o piruvato e o lactato se acumula → afeta especialmente o encéfalo, levando a distúrbios neurológicos e morte. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Ciclo do Acido cItrico A carbonila formada no alfa-cetoglutarato vai ser importante para a próxima reação REAÇÃO 04 → DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DO α- CETOGLUTARATO Enzima α-cetoglutarato-desidrogenase catalisa a conversão de cetoglutarato em succinil CoA. Essa enzima também é um complexo de 3 enzimas, e o mecanismo dessa reação é muito parecido com o da reação de preparo para o ciclo de Krebs. No entanto, o complexo não é regulado por reações de fosforilação/desfosforilação como no complexo de piruvato-desidrogenase. • As coenzimas necessárias são: o Pirofosfato de tiamina o Ácido lipóico o FAD E NAD+ o Coenzima A • Também é um ponto de controle vai liberar o 2º CO2 e produz o 2º NADH do ciclo. REAÇÃO 05 → CLIVAGEM DO SUCCINIL-COA A enzima succinil-CoA sintetase cliva a ligação tio éster de alta energia da succinil-CoA • Ela vai produzir GDP para depois ATP o A saída da COA fornece energia, termodinamicamente possível, para a formação do GTP o Pi + GDP → GTP o GTP → ADP + AT (e com isso o GTP volta a ser GDP) Reação 04 e 05 REAÇÃO 06 → OXIDAÇÃO DO SUCCINATO Enzima succinato desidrogenase catalisa a reação de oxidação de succinato a fumarato, ao mesmo tempo em que sua coenzima FAD é reduzida a FADH2 • Única enzima do ácido cítrico que esta inserida na membrana interna da mitocôndria. Assim funciona como o complexo II da cadeia transportadora de elétrons. Cada CH2 vai perder um H que vai para o FAD → FADH2 → levará hidrogênio e elétrons para a cadeia respiratória REAÇÃO 07 → HIDRATAÇÃO DO FUMARATO O fumarato é hidratado (entrada de H2O) resultando em malato, uma reação livremente reversível, catalisada pela fumarase. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Ciclo do Acido cItrico A entrada de água é importante pois vai formar o OH, posicionando-o para a próxima reação REAÇÃO 08 → OXIDAÇÃO DO MALATO A enzima malato-desidrogenase catalisa a reação em que o malato é oxidado em oxalacetato. Essa reação produz o 3º NADH do ciclo o H do OH que acabou de entrar com H2O → vão ser usados para fazer o NAD → NADH +H+ voltando a fomar a carbonila e começando um novo ciclo. PRODUÇÃO DE ENERGIA PELO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 2 átomos de carbono entram no ciclo na forma de acetil- CoA e o deixam na forma de CO2. 4 pares de elétrons são transferidos durante uma volta do ciclo: 2 pares de e- reduzem o NAD+ a NADH e 1 par de e- reduz FAD a FADH2 A oxidação de um NADH pela cadeia transportadora de elétrons leva a formação de 3ATPs, enquanto a oxidação do FADH2 gera 2 ATPs. REGULAÇÃO DO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO O ciclo de ácido cítrico é regulado em 3 reações irreversíveis catalisada pelas enzimas: • Citrato sintase • Isocitrato desidrogenase • α-cetoglutarato-desidrogenase REGULAÇÃO DA CITRATO-SINTASE Fatores que ativam a citrato cinase • Ativada alostericamente por Ca2+ e ADP (ou seja, mais ativa em situações de baixo ATP) Fatores que diminuem a atividade • Inibida pelo seu próprio produto → citrato o Além disso, o citrato inibe a fosfofrutocinase da glicólise o Citrato ativa a acetil-CoA-carboxilase • NADPH e ATP • Succinil-CoA e derivados de acetil-CoA graxos. REGULAÇÃO DA ISOCITRATO-DESIDROGENASE É a enzima que sofre mais regulação, que realmente tem uma inibição e ativação mais forte. Fatores que inibem a atividade • ATP e NADH, cujos níveis se elevam na presença de abundantes reservas de energia nas células Fatores que ativam a enzima • Ativada alostericamente por ADP (um sinal de que a quantidade de energia na célula está reduzida) • E Ca2+ Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Ciclo do Acido cItrico REGULAÇÃO DA α-CETOGLUTARATO- DESIDROGENASE É um complexo que possui 3 enzimas e queseu mecanismo se parece muito com o complexo piruvato-desidrogenase (que acontece antes de entrar no ciclo, piruvato vira acetil- CoA) Fatores que inibem • Inibido por seus produtos → NADH e succinil-CoA • ATP (em excesso) Fatores que ativam • Ativado por Ca2+ REGULAÇÃO EM ALTA ENERGIA (ALTO ATP) • Alto ATP inibe os 3 pontos de controle → enzima citrato-cinase + isocitrato-desidrogenase + complexo da alfa-cetoglutarato-desidrogenase. • Ou seja → alto ATP → menor atividade do ciclo de Krebs REGULAÇÃO EM BAIXA ENERGIA (BAIXO ATP) • Em baixo ATP, eu tenho alto ADP → estimula os 2 pontos de controle → citrato-cinase + isocitrato- desidrogenase → maior atividade do ciclo Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther - 77 Cadeia respiratória e fosforilação Os intermediários metabólicos da glicose, molécula rica em energia, são formados durante o processo → NADH e FADH2 → coenzimas reduzidas (ganharam elétrons e hidrogênios) Cada uma dessas coenzimas deve ser reoxidada, ou seja, perder hidrogênios e elétrons por dois motivos: 1. Voltando a forma oxidada (NAD+ e FAD), elas podem participar novamente das vias de degradação dos nutrientes 2. A energia conservada nelas vão ser utilizadas, a partir da oxidação (retirada de elétrons) para sintetizar ATP Essas coenzimas então, irão doar seus pares de elétrons (2 e-) a um grupo especializado de carreadores de elétrons. As células aeróbicas produzem a maior parte do seu ATP por oxidação das coenzimas pelo oxigênio (a chamada ‘’respiração celular’’), efetuada pela cadeia de transporte de elétrons. A fosforilação oxidativa vai fosforilar o ADP (ADP + Pi → ATP) e produzir ATP através da energia derivada pela oxidação das coenzimas resumindo a produção de ATP a partir de NADH e FADH2 → obter elétrons ricos em energia → usar a energia desses elétrons para criar um acumulo de H+ no espaço entre membranas da mitocôndria → usar a energia do movimento do H+ quando ele retorna para produzir ATP pela ATP-sintase Membranas plasmáticas A mitocôndria possui duas membranas plasmáticas, uma interna e outra externa. A membrana externa → permeável, pois contem poros especiais, para a maioria dos íons, incluindo H+, Na+, K+, ATP, ADP, piruvato e etc. a membrana interna → rica em proteínas, contém as cristas que aumentam a superfície da membrana. É impermeável à maior parte das substancias hidrofílicas e com carga, precisando de carreadores específicos. A matriz mitocondrial 50% de proteína, incluindo as enzimas que oxidam o piruvato, os aminoácidos, os ácidos graxos e aquelas do ciclo do ácido cítrico. A matriz contém NAD+ e FAD (formas oxidadas das coenzimas) e ADP e Pi, utilizados para produzir ATP. Também contém RNAmt e DNAmt A membrana mitocôndrial possui: → 5 complexos que aceitam ou doam elétrons → carreadores de elétrons móveis → ubiquinona (coenzima Q) e citocromo C, que levam os elétrons de um complexo ao outro → carreador fosfato → transportadores de Pi do citosol para dentro da mitocôndria → ATP-sintase (complexo V) → responsável por sintetizar ATP através da energia do gradiente de prótons gerados pela cadeia transportadora de elétrons. A membrana mitocondrial interna não possui proteína transportadora de NADH, de modo que ele entra na mitocôndria através de dois circuitos → Circuito malato-aspartato → Circuito glicerol-fosfato Circuito malato-aspartato O NADH entra na forma de malato O asparato → oxalacetato → malato Obs: o malato tem 2H que o oxalato não tinha, esses 2H pertencem ao NADH, que, ao doar seus hidrogênios, voltou a ser NAD+ Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther - 77 Cadeia respiratória e fosforilação Dessa forma, o malato entra na mitocôndria carregando os 2H do NAD. Lá dentro: Malato (devolve 2H para o NAD+ → NADH) → oxaloacetato → asparato → citosol da célula Circuito glicerol-fosfato Os elétrons do NAD entram na mitocôndria pelo glicerol- 3-fosfato, e lá dentro eles vão ser devolvidos para o FAD → FADH2 e não para o NAD como aconteceu no circuito malato- aspartato. Dihidroxiacetona fosfato → +2H do NADH → glicerol 3P → entra na mitocôndria → devolve 2H para o FAD → FADH2 Todos os membros da cadeia são proteínas, com exceção da coenzima Q (ubiquinona). Eles podem: → Funcionar como enzimas → desidrogenases (complexo I e II) → Conter ferro como parte de um centro ferro-enxofre (Fe-S) → Estar coordenados com um anel porfirina → citocromos → Ou conter cobre → complexo IV Estes componentes organizam-se em ordem crescentes de potenciais de redução → ou seja, quanto maior o Ered, menor o Eoxi → a energia dos elétrons retirados (oxidação) das coenzimas vai diminuindo conforme passam pelos transportadores 8 A proteína desse complexo possui o grupo prostético flavina mononucleotideo (FMN), derivado da vitamina riboflavina, com estrutura semelhante à do FAD. → A NADH- desidrogenase também possui centros de Fe- S, os quais são necessários para a transferência dos átomos de hidrogênio para a ubiquinona Como o FAD, a FMN é capaz de receber 2 elétrons vindos do NADH + H+ passando a sua forma reduzida FMNH2, possuindo um intermediário radical livre, a semiquinona. Obs: as proteínas que contem uma coenzima derivada da riboflavina (FAD ou FMN) são flavoproteínas. Complexo I atua como bomba de prótons Após isso, o complexo I → bombeia 4H+ para o espaço entre membranas → ao mesmo tempo que passa 2e- para a ubiquinona CoQ → CoQH2 Representa o 2º ponto de entrada de elétrons É uma enzima peculiar pois participa do ciclo de Krebs e faz parte da cadeia respiratória. seu domínio hidrofílico consta de uma flavoproteína (FAD) e de cetros Fe-S Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther - 77 Cadeia respiratória e fosforilação Anemia por deficiência de ferro Embora a anemia por falta de Fe seja caracterizada pelos níveis deste diminuídos na hemoglobina, outras proteínas contendo ferro também são afetadas → citocromos que contem Fe e os centros Fe-S da cadeia respiratória, principalmente nos músculos esqueléticos. Dessa forma, a fadiga da anemia por deficiência de ferro em pacientes com anorexia (peso abaixo do normal por compulsão de exericicios), resulta, em parte, da falta de produção de ATP pela cadeia de transporte de elétrons. Ela catalisa a reação do succinato → fumarato, com redução de FAD a FADH2. A oxidação (perda de elétrons) do FAD ocorre acoplada à coenzima Q (ubiquinona) Obs: esse complexo não contribui para a formação do gradiente de prótons, pois não há translocação de prótons através da membrana interna. É um derivado da quinona e é hidrofóbica, por isso está na bicamada lipídica e consegue se movimentar. Ela recebe átomos de hidrogênio (e-) do complexo I (FMNH2) e do complexo II (FADH2). A CoQ transfere elétrons para o complexo III, portanto, atua como um elo entre as flavoproteínas (Comp. I e II) e os citocromos. Esse complexo catalisa a transferência de elétrons da ubiquinina ao citocromo C, acompanhada de movimento de prontos → Ou seja, o complexo III transfere elétrons da CoQ para o citocromo C e bombeia prótons (4H+) para o espaço entre as membranas CoQH2 oxida (perde elétrons) → - 2e- → complexo III recebe → ao mesmo tempo, 4H+ são liberados no espaço intermembrana → reduz o citocromo C (ganha 2 eletrons) Apresenta um grupo heme, constituído por um anel porfirina contendo um átomo de Ferr. Funciona como um carreador de elétrons móvel, do complexo III → complexo IV Também chamado de citocromo c oxidase, é a ultima enzima das cadeias de transporte de elétrons. Ela catalisa a passagem de elétrons do citocromo C para o oxigênio (O2), combinada à extrusão de prótons → Ou seja, o complexo IVcatalisa a redução do O2 à H2O, acoplada ao bombeamento de prótons → O complexo IV contribui para o gradiente de prótons Esses compostos previnem a passagem de elétrons ligando-se a algum componente da cadeia e bloqueando a reação de oxidação/redução. Desse modo, todos os carreadores são reduzidos enquanto aqueles localizados após o bloqueio são oxidados. A inibição do transporte de elétrons também inibe a síntese de ATP, pois esses processos são acoplados. Na ausência de O2 não há ATP produzido por fosforilação oxidativa, pois os elétrons ficam na cadeia. O cianeto se liga ao Fe3+ do heme do componente do citocromo aa3 (complexo IV) e impede o transporte de elétrons para o O2 → inibição da cadeia e inibição da produção de ATP Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther - 77 Cadeia respiratória e fosforilação A transferência de elétrons ao longo da cadeia de transporte de elétrons é energeticamente favorecida, pois o NADH é um forte doador de epetrons, e o O2 é um ávido receptor de elétrons. Hipótese quimiostática Essa hipótese explixa o acoplamento da síntese de ATO ao transporte de elétrons. → A energia livre do eletron (que o NADH e o FADH2 carregavam) é utilizada para bombear prótons para o espaço intermembranas. Consequência do bombeamento de prótons (H+) para o espaço entre as membranas → produção de um gradiente elétrico (carga positiva fora e carga negativa dentro) e um gradiente de pH (meio externo pH mais baixo e meio interno pH mais alto) Dessa forma, face da membrana interna voltada para a matriz → carregada negativamente Face do lado de fora da membrana interna → gradiente de prótons → carregado positivamente Assim, forma-se um potencial de membrana, que faz com que haja o retorno dos prótons ao interior da mitocôndria (pois os H+ foram atraídos pela carga negativa do lado de dentro) → ao voltarem, os H+ liberam energia capaz de levar à síntese de ATP O complexo V ou ATP-sintase sinteriza o ATP, utilizando a energia do gradiente de prótons gerado pela cadeia transportadora de elétrons. Os H+ só podem voltar para dentro da mitocôndria pela ATP-sintase → ao voltarem, eles forçam a rotação da ATP- sintase → permitindo que ADP + Pi (que estavam na matriz) → ATP que será liberado • A fosforilação (adicionar fosfato) então, é: ADP + Pi → ATP Oligomicina É um fármaco que se liga à ATP-sintase e fecha o canal de H+, impedindo o retorno dos prótons à matriz → inibe a formação de ATP. NADH → fornecem a maior parte da energia, começa a partir do complexo I FADH2 → é como se seus elétrons tivessem energia mais baixa, por isso começam pelo complexo II Deficiências hereditárias da fosforilação oxidativa 13 de 120 polipeptídeos necessários para a fosforilação oxidativa são codificados pelo DNAmt, herança materna. Deficiências na fosforilação oxidativa, mais provavelmente, resultam de alterações no DNAmt. Dessa forma, tecidos que necessitam mais de ATP, tais como (abaixo) são mais afetados. • SNC, músculos esqueléticos e cardíaco, rins e fígado Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther - 77 Cadeia respiratória e fosforilação Proteínas UCPs São proteínas encontradas na membrana mitocondrial interna de humanos. → Essas proteínas criam um ‘’vazamento de prótons’’, ou seja, permitem que os H+ retornem à matriz sem que a energia seja capturada como ATP. Nesse caso, a energia é liberada como forma de calor, é um processo denominado de termogênese sem tremor. A UCP1 denominada termogermina, é responsável pela produção de calor nos adipócitos marrons (gordura marrom) nos humanos, abundante em recém nascidos, contribuindo para o controle termogênico do corpo. → A UCP1 é ativada por ácidos graxos Desacopladores sintéticos Também nesse caso, os desacopladores promovem um ‘’vazamento de H+’’ sendo a energia liberada como calor, em vez de sintetizar ATP. Em doses altas, a aspirina desacopla a fosforilação oxidativa → febre que acompanha as superdoses toxicas dessas drogas. A taxa de fosforilação é determinada pela demanda de ATP. De modo geral os elétrons não fluem através da cadeia transportadora de elétrons até o O2, ao menos que ADP seja simultaneamente fosforilado a ATP. ADP alto (menor ATP, músculo ativo) → aumenta a taxa de fosforilação oxidativa para a demanda de produzir mais ATP nos músculos, por exemplo. → Dessa forma, o ADP é o fator limitante do controle respiratório. ADP baixo → dificulta a fosforilação e a cadeia de transporte de elétrons → acúmulo de NAD e FADH2 que não podem ser oxidados → NAD e FADH2 inibe enzimas das vias do ciclo de Krebs, oxidação de ácidos graxos etc. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Mídia e suplementos alimentares A utilização de suplementos alimentares tem se tornado popular entre praticantes de exercícios físicos, influenciados por modismo e culto ao corpo imposto pela mídia. Nos últimos anos se observa que a influencia midiática do culto ao corpo perfeito tem contribuído, cada vez mais, com o uso de suplementos por indivíduos praticantes de exercícios físicos, com o objetivo de hipertrofia muscular. Dentre os efeitos adversos do uso indevido de suplementos alimentares relatados na literatura • Sobrecarga renal e hepática • Aumento do sono e acne • Dores abdominais, desidratação • Redução da densidade óssea • alterações psicológicas e cardíacas São alimentos que complementam, com calorias/nutrientes a dieta diária de uma pessoa saudável, nos casos em que sua ingestão, a partir da alimentação, seja insuficiente ou quando a deita requer suplementação. • Por exemplo, atletas competidores tem exigências nutricionais extremamente rígidas e desgastes → uso de suplementos Conhecimento cientifico sobre a relação entre suplementação alimentar e saúde → estratégias de marketing das industrias alimentícias, induzindo o lançamento de alimentos funcionais. Estudos constataram que a televisão, rádio, jornais e revistas são as fontes de informação sobre alimentação mais usadas pelas pessoas. A venda de suplementos tem crescido drasticamente nos últimos anos, e essa prática geralmente é encorajada por profissionais responsáveis pelo treinamento físico A mídia tem uma grande influência sobre os usuários de suplementos alimentares, propagandas diárias fazem acreditar na necessidade de complementar a dieta. Outros fatores • Insatisfação com a aparecia física • Vigorexia ou dismorfia muscular → pessoas insatisfeitas com o desenvolvimento dos músculos, buscam de tudo para obter hipertrofia muscular. Estudos relataram que o uso pode ser benéfico para um pequeno grupo de indivíduos → atletas ou aqueles que, por algum motivo, não possuem dieta balanceada, necessitando de suplementação alimentar. Suplementos proteicos Whey protein (soro do leite), albumina (clara do ovo), creatina (aminoácido glicina) → garantem crescimento, desenvolvimento e reconstituição tecidual do musculo esquelético para aqueles que praticam musculação/atividade física. A utilização de suplementos proteicos além de 15% do total de calorias da dieta diária, sem necessidade, causa vários efeitos adversos tais como: • Acumulo de cálculos renais, gota • Aumento de gordura corporal, desidratação • Balanço negativo de cálcio e, consequentemente, conduz perda de massa óssea. Cafeína Usada com a intenção de melhorar a performance em atividade de média e longa duração. Desempenho atlético → cafeína causa mobilização que ocorre nos ácidos graxos livres do tec.adiposo → aumentando o suprimento de gordura no musculo, economizando glicogênio, melhorando a função neuromuscular e prolongando o tempo do exercício. Atua também melhorando a contratilidadedos músculos cardíacos e esqueléticos e beneficia atividades que demandam concentração, por estimular o SNC. Entre os efeitos adversos causados pela ingestão desorientada de cafeína Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Mídia e suplementos alimentares • Prejuízo da estabilidade de membros superiores, induzindo-os a trepides e tremor, resultantes da tensão muscular crônica • Indução da insônia, nervosismo, instabilidade • Ansiedade, náuseas e desconforto gastrointestinal. Carboidratos Atuam como combustíveis energéticos, particularmente durante exercícios de alta intensidade. Os mais usados são a maltodextrina e a frutose. • Maltodextrina → função de reidratar o individuo que está se exercitando e fazer a manutenção da glicemia sanguínea. • Frutose → devido ao seu baixo índice glicêmico, metabolismo independente de insulina e rápida absorção hepática, está é indicada como suplemento pré-exercicio. Promove a melhor utilização dos carboidratos exógenos, retardando o consumo do glicogênio muscular e consequentemente a exaustão. Dentre os efeitos adversos do uso exagerado de carboidratos como suplementação • Acumulo de gordura corporal → o organismo possui capacidade limitada na utilização da glicose armazenada, para obtenção de energia. o Depois que as células atingem sua capacidade máxima para armazenamento de glicogênio → açucares em excesso são transformados e armazenados na forma de gordura Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Via da pentoses-fosfato A via das pentoses-fosfato ocorre no citosol da célula. Consiste em duas reações de oxidação irreversíveis, seguidas de uma série de interconversões reversíveis de açúcar fosfato. • Nenhum ATP é consumido ou produzido ou consumido, e o carbono 1 da glicose-6-fosfato é liberado como CO2 • 2 NADPHs são produzidos para cada molécula de glicose-6-fosfato que entra na parte oxidativa da via A velocidade e o sentido das reações vão depender da oferta e da demanda dos intermediários do ciclo. • A via proporciona a maior parte de NADPH, que funciona como redutor bioquímico • A via produz também ribose-5-fosfato, necessária para a biossíntese de nucleotídeos. Na via da pentoses fosfato, a energia derivada da oxidação da glicose é exclusivamente armazenada sob a forma de pode redutor (NADPH) e não de NADH e ATP como na glicólise. Consiste em três reações com os produtos Glicose-6-fosfato (oxidação) → Ribose-5-fosfato, CO2 e 2NADPH É importante no fígado, nas glândulas mamarias e no tecido adiposo, que agem na biossíntese de ácidos graxos, a qual é dependente de NADPH. Também é importante → testículos, ovários, placenta e córtex adrenal, eritrócitos (que dependem de NADPH para manter a glutationa reduzida) Reação 01 → desidrogenação da glicose 6P Reação irreversível, portanto, é regulada. Enzima: glicose-6-fosfato-desidrogenase (G6PD) catalisa a reação de oxidação em que Glicose 6P → 6-fosfogliconolactona usando NADP+ como coenzima → formação de um NADPH H+ • Regulação da via das pentoses o O NADPH inibe a G6PD, a relação NADPH/NADP+ é suficientemente alta para inibir a enzima o Entretanto → aumento da demanda por NADPH na célula → menor relação NADPH/NADP+ → maior atividade de G6PD o A insulina aumenta a expressão do gene da G6PD e o fluxo da via segue com a demanda da célula por NADPH e ribulose 5P Reação 02 → formação da ribulose-5-fosfato 6-Fosfogliconolactona → hidrolise (água) pela enzima 6- fosfogliconolactona-hidrolase → 6P gliconato A reação é irreversível e não limitante da velocidade da via. Reação 03 → descarboxilação oxidativa O 6p gliconato → saída de CO2 → ribulose 5P + CO2 + NADPH H+ Enzima: 6-fosfogliconato-desidrogenase Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Via da pentoses-fosfato Fase de rearranjos moleculares Ocorrem em todos os tipos de células que sintetizam nucleotídeos e ácidos nucleicos. Elas catalisam a interconversão de açucares de 3 a 7 carbonos • Via das pentoses-fosfato e glicólise intimamente relacionadas pois apresentam intermediários comuns → glicose 6P, frutose 6P e gliceraldeído 3P Permitem que a ribulose 5P (produzida na parte oxidativa) → ribose 5P (necessária para a produção de ac.nucleicos) ou → frutose 6P + gliceraldeído 3P → intermediários da glicólise Obs: a produção vai depender da demanda da célula. • As desidrogenases da parte oxidativa → inibidas por NADPH Destino da glicose 6P O destino da glicose 6P se é pra via das pentoses ou para a glicólise é determinado pelas rações ATP/ADP e NADPH/NADP+ intracelulares • Via das pentoses fosfato O metabolismo da glicose 6P passa a ser desviado para a via das pentoses o ATP/ADP alta (célula com muita energia) → fosfofrutocinase 1 a glicólise é inibida → estimulo das desidrogenases da via das pentoses fosfato o Aumento de insulina → síntese de ácidos graxos → precisa de NADPH como coenzima • Glicólise o ATP/ADP baixa (carga energética celular baixa) → glicose 6P vai para a via glicolítica → NADPH/NADP+ é alta → inibe via das pentoses o Formação de ácidos graxos → consome muito ATP → ATP/ADP baixa → glicólise Necessidade de NADPH e ribose 5P simultaneamente Há o predomínio da parte oxidativa da via. NADPH → coenzima redutora da síntese de ácidos graxos, colesterol, hormônios esteroides e dissipação de radicais livres Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Via da pentoses-fosfato Ribose 5P → precursora da síntese de nucleotídeos Demanda de ribose 5P é maior A parte não oxidativa da via é acionada. É a situação vigente na maioria dos tecidos e músculos. • Transaldolases e transcetolases convertem o frutose 6P + gliceraldeído 3P → ribose 5P demanda de NADPH é maior para ác.graxos por exemplo • Parte não oxidativa converte ribulose 5P (produto da parte oxidativa → frutose 6P + gliceraldeído 3P o A frutose 6P → glicose 6P → pode retornar para a via das pentoses o Gliceraldeído 3P → volta para a glicólise → convertido em acetil-CoAe ácidos graxos É uma doença hereditária, ligada ao X, caracterizada por anemia hemolítica, causada pela incapacidade de destoxificar agentes oxidantes. Obs: deficiência de G6PD pode manifestar a icterícia neonatal, resultado do aumento na produção de bilirrubina não conjugada. Função da G6PD nos eritrócitos Diminuição de G6PD → prejudica a célula formar NADPH, que é essencial à manutenção do conjunto reduzido da glutationa. Menos NADPH → menos destoxificação celular de radicais livres e peróxidos. Oxidação dos grupos sulfidrilas (a glutationa ajuda a manter os estados reduzidos desses grupos) → desnaturação de proteínas → formando massas insolúveis (corpos de Heinz) → eritrócitos são removidos da circulação por macrófagos no baço e fígado → anemia hemolítica. • Embora a deficiência de G6PD ocorra em todas as células do individuo afetado, ela é mais grave nos eritrócitos, onde a via das pentoses-fosfato corresponde à única forma de gerar NADPH Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 USOS DO NADPH A coenzima NADP+ difere da coenzima NAD+ apelas pela presença de um grupo fosfato em uma das unidades de ribose. Essa mudança permite que NADP+ interaja com enzimas especificas. • Relação NADP+/NADPH estacionário → favorece uso de NADPH na redução (reduz o outro e se oxida, ou seja, perde H) • Alta relação NAD+/NADH → favorece um papel oxidante do NAD+ (oxida outras e se reduz, ou seja, recebe H) Os elétrons do NADPH são destinados para a biossíntese redutora, em vez de transferência para o oxigênio, como é o caso do NADH. Dessa forma, na via das pentoses-fosfato → NADPH ganha energia para ser redutor a partir da glicose 6P.O H2O2 é uma espécie reativa de oxigênio (ERO), criam condições para o estresse oxidativo que causam danos químicos graves no DNA, proteínas e lipídios insaturados, até a morte celular. Enzimas que catalisam reações antioxidantes O tripeptídio glutationa atua como antioxidante e o NADOH regera a glutationa reduzida. Sendo assim, o NADPH proporciona, indiretamente, elétrons para a redução do H2O2 Substancias antioxidantes Alguns redutores intracelulares → ascorbato, vitamina E e o β-caroteno. O consumo de alimentos ricos com essas substancias reduz o risco de câncer e outras doenças crônicas • Entretanto, testes clínicos com antioxidantes como suplementos alimentares não mostraram benefícios claros. As monoxigenases incorporam um átomo do O no substrato, criando uma OH, e o outro átomo é reduzido a H2O. No sistema citocromo P450-moxigenase, o NADPH proporciona os equivalentes redutores necessários para essa série de reações. Onde R pode ser um esteroide, um fármaco ou outra substância química. Função no sistema mitocondrial O citocromo-P450 mitocondrial, associado à membrana interna é a biossíntese de hormônios esteroides. • Placenta, ovários, testículos e córtex adrenal → sistema usado para hidroxilar intermediários da conversão de colesterol em hormônios esteroides, tornando-os mais solúveis • O fígado usa o sistema na síntese de sais biliares e na hidroxilização de colecalciferol → 25- hidroxicolecalciferol (vitamina D3) O rim usa também. Função no sistema microssomal Função extremamente importante do citocromo P450- monoxigenase associado às membranas do reticulo endoplasmático liso, especialmente no fígado, é a destoxificação de compostos estranhos ao organismo (xenobióticos). • Fármacos, poluentes como petróleo e pesticidas É usado para hidroxilar essas toxinas, usando novamente o NADPH como fonte de equivalentes redutores. • Há 2 propósitos para essas modificações o Podem ativar ou inativar um fármaco o Tonar um composto toxico mais solúvel (pois add OH), facilitando sua excreção na urina ou nas fezes Fagocitose → ingestão por endocitoses mediada por receptores por células como neutrófilos e macrófagos. Sendo um importante mecanismo de defesa do organismo, especialmente contra infecções bacterianas. Esses mecanismos podem ser dependentes ou não de oxigênio. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 USOS DO NADPH Mecanismos independentes de oxigênios Usam mudanças de pH nos fagolisossomos e enzimas lisossomiais para destruit os patógenos. Sistemas dependentes de oxigênio • Incluem as enzimas NADPH-oxidase e mieroperoxidase (MPO), que atuam juntas para eliminar as bactérias. Depois do patógeno entrar na célula, a NADPH-oxidase, localizada na membrana celular dos leucócitos, é ativada → reduz o O2 do tecido ao redor por superóxido (O2-), um radical livre. O NO é um mediador nos sistemas biológicos, funcionando como relaxante derivado do endotélio que causa vasodilatação ao relaxar os músculos lisos do vaso. Além disso, o NO age como neurotransmissor, previne a agregação plaquetária e tem função de macrófago. Síntese do NO A arginina, o O2 e o NADPH são substratos para a NO- sintase citosólica. Deficiências genéticas na NADPH-oxidase Causam a doença granulomatose crônica (DCG), que se caracteriza em infecções graves e persistentes e pela formação de granulomas. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio A glicose sanguínea pode ser obtida por 3 diferentes vias: • Alimentação (dieta) • Degradação do glicogênio → glicogenólise • Formação do glicogênio a partir de compostos que não são carboidratos → gliconeogênese Em jejum, na ausência de uma fonte de glicose na alimentação, ela é liberada através do glicogênio hepático e renal Da mesma forma, o glicogênio do músculo é degradado em grande quantidade durante o exercício muscular, proporcionando uma importante fonte energética a esse tecido. O glicogênio é um polímero ramificado de glicose (polissacarídeo). • Ligação dentro da cadeia, entre as glicoses → α-1,4 • Ligação no ponto de ramificação → α-1,6 Apenas uma molécula de glicose não está ligado a outra glicose, chamado carbono anomérico no início da cadeia, ele está ligado à proteína glicogenina. As outras glicoses da extremidade do composto são chamadas de extremidade não-redutoras. • A estrutura ramificada permite a degradação e síntese rápidas, pois enzimas podem trabalhar em várias cadeias simultaneamente a partir de múltiplas extremidades não-redutoras. FUNÇÃO DO GLICOGÊNIO NO MÚSCULO E NO FÍGADO O glicogênio é encontrado na maioria dos tecidos celulares, onde ele serve para a produção de ATP a partir da glicose. Músculo esquelético A função do glicogênio muscular é servir como reserva de combustível para a síntese do ATP durante a contração muscular. Então, o músculo usa o glicogênio quando as necessidades de ATP estão altas (está gastando muita energia) e quando a glicose-6-fosfato é utilizada rapidamente na glicólise anaeróbica. No fígado A função do glicogênio hepático é manter a concentração de glicose sanguínea, especialmente durante o início de jejum, que é quando a glicose da dieta diminui ou quando o exercício aumenta a utilização de glicose pelos músculos. • Ambas as rotas de glicogenólise e gliconeogênese no fígado fornecem glicose para o sangue e, consequentemente, essas 2 rotas são ativadas pelo glucagon. Ocorre no citosol e gasta 1ADP (para fosforilar a glicose) e 1UDP e é basicamente acrescentar várias moléculas de glicose em um glicogênio pré formado (proteína glicogenina ligada a algumas glicoses) Mas, para fazer esse acréscimo é necessário primeiramte ‘’ativar a glicose’’, tornando-a mais energética. Reação 01 – fosforilação da glicose Enzima: hexocinase A glicose vai ganhar um grupo fosfato que veio do ATP → glicose-6-fosfato Reação 02 – mudar a posição do fosfato Enzima: fosfoglicomutase Se a ligação entre as glicoses é alfa-1,4 não adianta o P estar no carbono 6, ele precisa ir pro carbono 1. Glicose 6P → glicose 1P Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio Reação 03 – síntese de UDP glicose Enzima: UDP-glicose-pirofosforilase Gasta-se uma molécula de UDP que doa 1P para a glicose 1P → UDP-glicose (com 2P) Nesse processo, o UDP perde PPi, pois só um fosfato chega na glicose 1P Reação 04 – tornar a reação irreversível Enzima: pirosfosfatase A reação de formação da UDP- glicose é muito fácil de ser revertida, por isso, para torna-la irreversível, é necessário quebrar os PPi que saíram do UTP → Pi + Pi, liberando 2 fosfatos inorgânicos livres SÍNTESE DO GLICOGÊNIO DO ZERO Proteína: glicogenina Na ausência de um fragmento de glicogênio, a proteína glicogenina pode servir como aceptor de resíduos de glicose advindos da UDP-glicose A glicogenina glicolisa-se (autoglicosilação) pela ligação do grupo OH da cadeia lateral de uma tirosina onde a glicose inicial vai se ligar. A proteína então estende a cadeia carbônica, utilizando UDP- glicose, até que a cadeia glicosil esteja longa o suficiente para servir como uma cadeia pré-existente. ALONGAMENTO DA CADEIA DO GLICOGÊNIO Enzima: glicogênio-sintase forma ligações α-1,4 no glicogênio Essa enzima não consegue iniciar a montagem usando a glicose livre, ela usa a UDP-glicose. Pois, ela só consegue alongar a cadeia de glicose a partir e uma pré-existente, que é aquela formada por glicogenina e algumas glicoses ligadas. O alongamento de uma cadeia de glicogênio envolve a transferência de um UDP-glicose para a extremidade não redutora , formando uma nova ligação alfa-1,4. • No momento daligação a gliconegio-sintase remove o UDP da UDP-glicose. Esse UDP pode ser novamente convertido em UTP pela nucleosídeo-difosfato-cinase UDP + ATP → UTP + ADP FORMAÇÃO DAS RAMIFICAÇÕES Enzima: 4:6 transferase A enzima transfere uma cadeia de 6 a 8 resíduos glicosila da extremidade não redutora (clivando a ligação alfa-1,4) para uma região mais interna, formando ligações α-1,6 Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio Após a ramificação, a cadeia pode ser novamente alongada pela glicogênio-sintase Vantagens da ramificação • Torna o glicogênio mais solúvel em água • As ramificações aumentam o número de extremidades não redutoras → pode se acrescentar mais resíduos de glicosila • Deixam as extremidades livres → acelera a síntese a degradação do glicogênio RESUMO DA SÍNTESE A via de degradação que mobiliza o glicogênio armazenado no fígado e no musculo não é o inverso das reações de síntese. Ao contrário da glicogênese (formação), não precisa investir ATP nem UDP, pois já está partindo de um nível de energia maior, sem necessidade de mais. O glicogênio é degradado por duas enzimas, a glicogênio fosforilase e a enzima desramificadora. • No músculo Para em glicose-6-fosfato, pois o músculo quer a glicose só pra ele e o P não deixa atravessar a bicamada lipídica e não existe carreador específico na membrana para ele • no fígado tira o ‘’P’’ da glicose-6P no reticulo endoplasmático liso, pois ele precisa lançar a glicose no sangue pata que ocorra todo o processo de glicólise novamente. Encurtamento de cadeias Enzima: glicogênio-fosforilase A glicogênio-fosforilase cliva as ligações glicosídicas alfa-1,4 entre os resíduos de glicosila, a partir das extremidades não redutoras das cadeias de glicogênio, por meio da fosforólise simples (adição de um fosfato inorgânico, Pi) → glicose-1P Remoção das ramificações Enzima bifuncional: enzima-desramificadora A enzima desramificadora, a qual catalisa a remoção dos 4 resíduos mais próximos do ponto de ramificação, tem 2 atividades catalíticas: age como uma transferase e como uma 1,6-glicosidase. Ela quebra as ligações α-1,4 e α-1,6. • Enzima como transferase Quando tiver faltando 4 resíduos para chegar na ramificação (eles estão sendo removidos pela glicogênio-fosforilase), a Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio enzima desramificadora desloca 3 resíduos de glicose e adiciona à extremidade não redutora por ligação α-1,4 • Enzima como amilo-1,6-glicosidase Essa enzima vai romper (por hidrólise) a ligação alfa-1,6 e a glicose vai sair livre, sem fosfato nenhum. DEGRADAÇÃO LISOSSÔMICA DO GLICOGÊNIO Uma pequena quantidade de glicogênio é continuamente degradada pela enzima lisossômica alfa(1→4)- glicosidade (maltase ácida), o objetivo dessa via é desconhecido. • Deficiência dessa enzima → acúmulo de glicogênio em vacúolos nos lisossomos, resultando em uma grave doença de armazenamento de glicogênio do tipo II (doença de Pompe). Conversão de glicose-1-fosfato a glicose-6-fosfato A glicose-1P foi produzida pela glicogênio-fosforilase e ela vai ser convertida em glicose-6P pela fosfoglicomutase. • No músculo A reação para aqui em glicose-6P, ela não pode ser desfosforilada devido à ausência de glicose-6-fosfatase, em vez disso, ela entra na via glicolítica, fornecendo ATP para a contração. • No fígado A glicose-6P precisa ser convertida em glicose no reticulo endoplasmático liso para depois ir pro sangue RE LISO NO FÍGADO 1. Glicose-6-fosfato é transportada para o RE pela enzima glicose-6-fosfato-translocase. 2. A glicose 6P entra no REL pela proteína T1 3. Glicose 6P → glicose pela enzima glicose-6-fosfatase (a mesma usada na gliconeogênese) que contém uma proteína estabilizante (PE) que garante seu funcionamento. 4. Pi retirado da glicose 6P sai pela proteína T2 5. Glicose sai pela proteína T3 Os hepatócitos irão liberar essa glicose derivada do glicogênio no sangue para ajudar a manter os níveis Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio sanguíneos de glicose até que a via gliconeogênica esteja ativamente produzindo glicose. Obs: no estado de jejum, primeiro acontece a quebra de glicogênio armazenado (glicogenólise) para dar tempo de acontecer a gliconeogênese Devido à importância dos níveos de glicose no sangue, essas vias que são formas de armazenamento da glicose são muito reguladas. • No fígado A síntese é acelerada quando o corpo está alimentado. Já a degradação do glicogênio é acelerada em períodos de jejum. • Músculo esquelético A degradação do glicogênio acontece durante o exercício. A síntese começa assim que o músculo entra em novamente em descanso. A regulação da síntese e da degradação acontece em dois níveis. 1. A glicogênio-sintase (que junta a glicose pra forma glicogênio) e a glicogênio-fosforilase (quebra o glicogênio em glicose-1P) são reguladas hormonalmentes 2. As vias de degradação e síntese são reguladas alostericamente conforme necessidades do organismo. ATIVAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO PELA VIA DIRECINADA PELO AMPc A enzima regulada é a glicogênio-fosforilase A ligação de hormônios, como glucagon e adrenalina, a receptores da membrana acopladas à proteína G sinaliza a necessidade de glicogênio a ser degradado, tanto para elevar os níveis da glicose sanguínea como fornecer energia ao musculo em exercício • Fígado → age o glucagon • Músculo → age adrenalina e glucagon Ativação pela proteína-cinase A. • Fígado e músculo Glucagon/adrenalina → receptores à célula G nos hepatócitos ou nos miócitos → ativação da adenilato-ciclase Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio → forma AMPc → ativa a proteína-cinase A dependente de AMPc (PKA) Ativação da fosforilase-cinase Algumas enzimas possuem forma ativa ou inativa, algumas ativam depois da fosforilação, outras não. Mas sempre a ativa é ‘’a’’ e a inativa é ‘’b’’ • Forma inativa → ‘’b’’ • Forma ativa → ‘’a’’ PKA → fosforila → fosforilase-cinase ‘’a’’ Obs: o Ca2+ (liberado na contração) ativa a fosforilase- cinase sem precisar fosforilar → ativa glicogênio- fosforilase→ inicio da degradação do glicogenio Obs: a insulina ativa a proteína-fosfatase-1 que tira o fosfato, por hidrolise, da glicogênio-fosforilase-cinase a → inativa → sem degradação de glicogênio Ativação da glicogênio-fosforilase Também existe na forma ativa ‘’a’’ e inativa ‘’b’’ Glicogênio-fosforilase-cinase a → fosforila glicogênio- fosforialase b → ativa, na forma ‘’a’’→ início da degradação do glicogênio Obs: o AMP (quando tem baixo ATP) no músculo também ativa a glicogênio-fosforilase b → glicogênio é degradado Obs: a insulina ativa a proteína-fosfatase-1 e inativa a glicogênio-fosforilase → forma b → glicogênio não é degradado INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE GLICOGÊNIO POR UMA VIA DIRECIONADA PELO AMPc A enzima regulada na síntese é a glicogênio-sintase, que também existe na forma ativa ‘’a’’ e na forma inativa ‘’b’’ REGULAÇÃO ALOSTÉRICA DA SÍNTESE E DA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Como nos hormonais, a glicogênio-sintase e a glicogênio- fosforilase respondem aos níveis dos metabólitos e às necessidades das células. Permite uma resposta rápida às necessidades celulares e pode se sobrepor aos efeitos reguladores hormonais. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo do glicogênio Regulação da síntese e da degradação do glicogênio no estado alimentadoNo estado alimentado, preciso que a glicose da dieta entre nas células para que se possa produzir glicogênio a partir dela e fazer seu armazenamento. • Glicogênio-sintase (síntese) No fígado e no músculo, a glicogênio-sintase ‘’b’’ → glicogênio-sintase ‘’a’’. Ela é ativada alostericamente por glicose-6-fosfato em alta concentração. • Glicogênio-fosforilase (degradação) Inibida alostericamente por glicose-6P e ATP (sinal de alto nível energético da célula) Obs: no fígado, mas não no músculo, também a glicose não fosforilada (glicose normal) é um inibidor alostérico da glicogênio-fosforilase a, tornando-a um melhor substrato para a proteína-fosfatase-1 Ativação da glicogenólise por cálcio Estimulo neural → Ca2+ liberado nos miócitos Adrenalina se liga no fígado → Ca2+ liberado nas células hepáticas O Ca2+ → liga-se à calmodulina (proteína ligante de cálcio) → complexo Ca2+-calmodulina → essencial para a fosforilase-cinase ‘’a’’ (ativa) sem precisar ser fosforilada → glicogênio-fosforilase-a → glicogenólise Obs: a adrenalina ao se ligar nos receptores determina o aumento de AMPc e não de cálcio. ATIVAÇÃO DA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO NO MÚSCULO PELO AMP Alto gasto de ATP → aumento de AMP → glicogênio- fosforilase ‘’a’’ (ativou) → degradação de glicogênio no músculo Obs: AMP também ativa d PKF-1 da glicólise Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese Durante o jejum, prolongado ou não, muitas reações da glicólise são revertidas no fígado e nos rins para a manutenção de glicose no sangue. Pois, alguns tecidos como encéfalo, os eritrócitos, os músculos e etc necessitam de glicose a todo momento como fonte de energia. Obs: músculo não sintetiza glicose Jejum de uma noite o glicogênio hepático (fígado), fonte essencial de glicose pós- prandial (depois de uma refeição) pode satisfazer essa necessidade apenas 10 a 18 horas na ausência de ingestão de carboidratos. • Jejum de uma noite → 90% da gliconeogênese no fígado, 10% rins Jejum prolongado Os depósitos de glicogênio hepático são exauridos e a glicose é formada a partir de precursores, como o lactato, o glicerol, piruvato e aminoácidos, particularmente a alanina. • Jejum prolongado → 60% fígado e 40% rins Reações da gliconeogênese As reações da gliconeogênese são praticamente as mesmas da glicólise, exceto em 3 etapas, que são as irreversíveis, reguladas pela glicólise. Essas 3 etapas são a conversão de • Piruvato a fosfoenolpiruvato (PEP) • Frutose-1,6-bifosfato a frutose-6-fosfato • Glicose-6- fostato a glicose Essas mudanças no metabolismo da glicose são regulados por insulina e glucagon. • Insulina o Aumentada durante o estado alimentar o Estimula o transporte de glicose para dentro das células → glicólise o Altera a atividade de enzimas-chave que regulam o metabolismo, estimulando o armazenamento de substratos energéticos → glicogênese • Glucagon o Aumentado durante o jejum o Estimula a liberação de substratos energéticos armazenados → glicogênólise o Estimula a conversão de lactato, aminoácidos e glicerol a glicose → gliconeogênese As três maiores fontes de carbono para a gliconeogênese em humanos são → lactato, glicerol e aminoácidos. USO DO GLICEROL O glicerol é liberado durante a hidrólise dos triacilgliceróis, no tecido adiposo, e levado ao fígado pelo sangue. • Triacilgliceróis → 1 glicerol + 3 ácidos graxos Reação 01 Enzima: glicerol cinase O glicerol é fosforilado (adiciona um P que veio do ATP) → glicerol-3-fosfato Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese Reação 02 Enzima: glicerol-3-fosfato desidrogenase O glicerol-3-fosfato é oxidado, perde um H que vai para o NAD+ → NADH, formando no final diidroxiacetona-fosfato (DHAP) O DHAP é um intermediário da glicólise → vai fazer as reações reversas da glicólise até chegar na glicose, ou pode ser usada para produzir piruvato, se seguir a via glicolítica normal. LACTATO O lactato é liberado no sangue pelo músculo esquelético em exercício e pelas células que não possuem mitocôndrias (eritrócitos) → glicólise anaeróbica. Lactato → corrente sanguínea → fígado → converte lactato a piruvato Reação Enzima: lactato-desidrogenase Oxidação do lactao, produzindo piruvato e NADH AMINOÁCIDOS A alanina é o principal aminoácido glicogênico, mas a serina e a glutamina também forma piruvato. As proteínas são quebradas na digestão → aminoácidos → corrente sanguínea → fígado → converte em piruvato Reação Enzima: alanina-aminotransferase A alanina é convertida a piruvato, liberando amônia no processo (ciclo da ureia). O lactato, os aminoácidos e o glicerol pode formam piruvato, que vai ser usado como ponto de partida para a gliconeogênese. A maioria das reações da glicólise e da gliconeogênese são as mesmas, porém, existem 3 reações irreversíveis na glicólise e, para recuperar esses produtos para prosseguir no processo inverso, essas 3 reações vão ter que ser desviadas. DESVIO 1 – CONVERSÃO DE PIRUVATO A PEP Na glicólise, o fosfoenolpiruvato (PEP) é convertido em piruvato mediante 1ATP. Essa reação é irreversível Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese Na gliconeogênese, na reação global, o piruvato é convertido em oxaloacetato (OAA) que vai ser convertida em PEP posteriormente. Essas reações são divididas em várias etapas para conseguir o reverso da glicólise. Reação 01 → piruvato é carboxilado (mitocôndria) A enzima piruvato carboxilase acrescenta CO2 no piruvato, produzindo OAA. Essa reação gasta 1ATP • A piruvato carboxilase necessita de biotina. • Essa reação é realizada dentro da mitocôndria das células hepáticas e renais e tem 2 propósitos: o Fornecer um substrato importante para a gliconeogênese o Fornecer OAA para repor os intermediários do ciclo do ácido cítrico (que usa OAA + acetil-CoA e forma citrato Reação 02 → o OAA é convertido em Asp ou malato (mitocôndria) O oxaloacetato produzido anteriormente não cruza prontamente a membrana mitocondrial. Então ele deve ser • descarboxilado para formar o fosfoenol-piruvato (PEP) pela PEPCK (fosfoenol-piruvato-descarboxliase mitocondrial) OAA → PEP • ou é convertido em malato ou asparatato, necessitando de um NADH • enzima: malato-desidrogenase mitocondrial OAA → Malato ou Asparato + NAD+ Malato, asparato e PEP podem atravessar a membrana e irem para o citosol Reação 03 → malato e aspartato são reconvertidos a OAA (citosol) Lá no citosol, o malato ou o asparato (depende da necessidade da célula) são reoxidados (perde um H) pela malato-desidrogenase citosólica em OAA, necessitando de NAD+ → NADH Reação 04 → OAA é convertido em PEP (citosol) O OAA é reconvertido em PEP pela PEPCK citosólica (fosfoenol-piruvato-carboxiquinase), gastanto um GTP para adicionar o fosfato e também sobre descarboxilação (saída de CO2), pois o oxaloacetato possui 4C e o fosfoenol piruvato possui 3C. DESVIO 02 –CONVERSÃO DA FRUTOSE-1,6- BIFOSFATO A FRUTOSE-6P As etapas remanescentes da gliconeogênese ocorrem no citosol. Quando o PEP foi formado, ele entrou na via glicolítica e seguiu o sentido reverso até formar a frutose-1,6- bifosfato. Reação Enzima: frutose-1,6-bifosfatase encontrada no fígado e nos rins Por hidrólise, a água irá retirar o fosfato do carbono 1 da frutose-1,6-bifosfato, porém ele não consegue recuperar a a energia do ATP gasta na reação da glicólise Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese Essa reação é um importante sítio regulatório da gliconeogênese (na glicólise também era, pois, a enzima da reação era a fosfofrutocinase-1) • regulação pelosníveis energéticos dentro da célula o a frutose-1,6-bifosfatase é inibida por muito ADP, que sinalizam um ‘’estado de baixa energia’’, seguindo em direção a glicólise para formar a energia o alto ATP e baixa AMP estimula a gliconeogênese, uma via que requer energia também • regulação pela frutose-1,6-bifosfato o é inibida pela frutose-26biP, um efetor alostérico cuja concentração é influenciada pelos níveis de glucagon circulante. o Na glicólise, a frutose-2,6biP era o principal estimulador Obs: os sinais que inibem (baixo ATP e alto frutose-2,6biP) e que favorecem (alto ATP e baixo frutose-2,6-biP) a gliconeogênese apresentam efeito oposto sobre a glicólise, permitido o controle reciproco. DESVIO 3 – CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO E GLICOSE A frutose-6-fosfato formada no desvio anterior, prossegue o caminho inverso da glicólise, passando pelas reações reversíveis até chegar na glicose-6-fosfato. Reação 01 Enzima: glicose-6-fosfato-translocase Essa enzima transporta a glicose-6-fosfato pata o reticulo endoplasmático, onde vai acontecer outra reação Reação 02 Enzima: glicose-6-fosfatase do RE A reação consiste na hidrólise da glicose-6-fosfato, que vai retirar o fosfato gerando glicose. Porém, esse desvio não consegue recuperar o ATP que é gasto na glicólise Obs: o fígado e o rim são os únicos órgãos que liberam glicose livre através de glicose-6-fosfato. Os músculos não possuem glicose-6-fosfatase, e, portanto, o glicogênio muscular não pode ser utilizado para a gliconeogênese REGULAÇÃO DA GLICONEOGÊNESE A regulação momento a momento da gliconeogênese vai ser determinada principalmente pelos níveis circulantes de glucagon e pela disponibilidade de substratos gliconeogenicos. GLUCAGON Hormônio produzido pelas células α das ilhotas pancreáticas estimula a gliconeogênese por meio de 3 mecanismos: Alterações e efetores alostéricos • O glucagon diminui os níveis de frutose-2,6-bifosfato, resultando na ativação da frutose-1,6-bifosfatase e Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese inibição da fosfofrutocinase-1 da glicólise → estimulando a gliconeogênese Modificação da atividade enzimática por ligação covalente • O glucagon liga-se ao seu receptor, o qual é acoplado à proteína G e • Aumenta os níveis de AMP cíclico → proteína-cinase A ativa → piruvato cinase inativa → não converte o PEP a piruvato → estimula a gliconeogênese Indução da síntese de enzimas • O glucagon aumenta a transcrição do gene da PEP- carboxicinase (enzima que descarboxila o OAA no citosol produzindo PEP) aumentando a disponibilidade dela à medida que seus substratos aumentam com o jejum DISPONIBILIDADE DE SUBSTRATO A disponibilidade especialmente de aminoácidos glicogênicos, influenciam a velocidade da síntese hepática de glicose. Além disso, ATP, NADH, coenzimas/cosubstratos necessários para a gliconeogênese são fornecidos principalmente pelo catabolismo (quebra) de aminoácidos • Mais aminoácidos → gliconeogênese ATIVAÇÃO ALOSTÉRICA PELA acetil-CoA Durante o jejum acetil-CoA ativa a piruvato-carboxilase (produz PEP) hepática. Isso acontece como resultado da lipólise excessiva do tecido adiposo, o fígado é inundado com ácidos graxos. • Acetil-CoA se acumula → ativação da piruvato- carboxilase INIBIÇÃO ALOSTÉRICA PELO AMP A frutose-1,6-bifosfatase é inibida por AMP – um composto que ativa a fosfofrutocinase-1 Resultando na regulação reciproca da glicólise e da gliconeogênese, como visto para a frutose-2,6-bifosfato Deficiência de glicose-6-fosfatase A doença do armazenamento do glicogênio, é resultato de uma deficiência herdada da glicose- 6-fosfatase e caracteriza-se por grave hipoglicemia em jejum, pois a glicose livre não pode ser produzida, nem pela glicogênese nem pela glicogenólise. Ela vai armazenar o glicogênio e não vai conseguir quebrá-lo. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Gliconeogênese Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese Carboidratos e proteínas obtidos da dieta em excesso, além das quantidades corporais necessárias podem ser convertidos em ácidos graxos, que são armazenados como triacilgliceróis. • Em humanos adultos, a síntese de ác. Graxos ocorre principalmente no fígado e nas glândulas mamarias em lactação e, em menor extensão, no tecido adiposo. Esse processo citosólico incorpora carbonos da acetil-CoA na cadeia de ácido graxo em crescimento, ATP e NADPH • Muito ATP e Acetil-CoA e citrato o O citrato (acetil-coa + OAA) não consegue seguir o ciclo de Krebs porque o ATP inibe a isocitrato desidrogenase o Ao invés do citrato seguir para o ciclo de Krebs, ele vai ser desviado para a síntese de lipídeos Tem muito acetil-CoA mitocondrial produzida pela oxidação do piruvato (produto final da glicólise), mas ela não consegue atravessar a membrana interna, então, quem vai sair para o citosol é o citrato. Na mitocôndria • Na mitocôndria só vai acontecer a 1ª reação do ciclo de Krebs: acetil-coa + OAA → citrato o Enzima: citrato sintase o Não vai continuar porque a isocritrato desidrogenase é inibida por ATP No citosol • O citrato vai sair da mitocôndria e vai sofrer a reação inversa o Enzima: ATP-citrato-liase o Citrato é clivado → OAA + Acetil-coa o Ocorre quando a concentração de citrato é alta • Acetil-Coa Vai passar por uma série de reações para originar ácidos graxos → palmitato • Oxaloacetato A conversão citosólica de malato → piruvato vai fornecer NADH que será utilizado na síntese de ácidos graxos. O malato é oxidado e descarboxilado pela enzima málica citosólica. Obs: além da oxidação do malato que produz NADPH, a via das pentoses também vai contribuir com NADPH para as reações de síntese de ácidos graxos. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese O processo da síntese consiste em ir acrescentando carbonos de 2 em 2 até formar o ácido palmítico com 16 carbonos. Acetil-coa → vai contribuir com 2 carbonos Malonil-coa → contribui com 14 carbonos • A energia para as condensações carbono-carbono na síntese de ácidos graxos é suprida pelo processo de carboxilação e descarboxilação dos grupos acetila no citosol, requerendo CO2 e ATP. Ativação da enzima acetil-CoA-carboxilase Essa enzima possui uma coenzima que é uma vitamina, a biotina. Ela se apresenta na célula como um dímero (duas bolinhas) inativo e, para ser ativada, terá que se juntar com várias outras para formar um polímero ativo. Reação com a enzima Catalisa a reação de carboxilação: Acetil-CoA + CO2 → malonil-CoA Com gasto de ATP • Essa carboxilação é a etapa limitante e regulada na síntese de ácidos graxos. Regulação a curto prazo da ACC • Sofre ativação alostérica de citrato, que provoca a polimerização dos dímeros • Inativação alostérica por Acil-CoA de cadeia longa (produto final da via) → despolimerização → inativação • Fosforilação reversível → inativação da acetil-CoA- carboxilase o Glucagon e adrenalina (hormônios contrarregulatórios) → AMP → ativa a proteína cinase (AMPK) → fosforila e inativa a ACC o Insulina → ACC é desfosforilada e ativada Regulação de longa duração da ACC • Consumo prolongado de dieta com excesso de calorias (dieta hipercalórica com muito carboidrato) → provoca aumento na síntese de acetil-coa-carboxilase → aumento da síntese de ácidos graxos • Dieta com poucas calorias ou com alto conteúdo de gordura → redução da síntese de ácido graxo por diminuir a síntese de ACC Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese Metformina A metformina, utilizada no tratamentoda diabetes tipo 2, diminui os triglicerídeos no soro por meio da ativação da AMPK → inibição da ACC por fosforilação → inibe a síntese de ácidos graxos A metformina também diminui a glicose sanguínea por aumentar a captação de glicose mediada por AMPK no músculo. Resumidamente, a ácido-graxo-sintase adiciona, sequencialmente, unidades de 2 carbonos do malonil-coa à cadeia de acido graxo em formação para produzir palmitato. Acetil-coa → contribui com 2 carbonos Malonil-coa → contribui com 14 carbonos Após a adição, a cadeia em formação é submetida a 2 reações de redução que usam NADPH Essa é uma enzima multifuncional, cada monômero de ácido- graxo-sintase é um polipeptídeo (proteína) multicatalítico com 7 diferentes atividades diferentes. Na síntese de ácido graxos, 2 domínios são utilizados 4’-fosfopanteneína → proteína carregadora de acilas (ACP) CIS-SH → grupo tiol de um resíduo do aminoácido cisteína na enzima Reação 01 O acetil-coa perde seu coa → acetato (2 carbonos) Uma molécula de acetato é transferida para o grupo -SH da ACP Domínio: acetil-CoA-ACP-acetiltransacilase Reação 02 A seguir, o fragmento com 2 carbonos é transferido para um sítio temporário, grupo -SH de cisteína → Reação 03 ACP agora está livre, o malonil-coa perde seu coa → malonato o malonato (3 carbonos) se liga a ACP domínio: malonil-CoA-ACP- transacilase Reação 04 Grupo acetila sobre o resíduo de cisteina condensa com o grupo malonila sobre a ACP, liberando CO2 que foi adicionado pela acetil-coa-carboxilase (ACC) Resultado → conjunto de 4 carbonos unido ao domínio do ACP • A perda de energia livre com a saída do CO2 fornece a reação Domínio: 3-cetoacil-ACP-sintase → Detalhe: na estrutura do ácido palmítico não tem o grupo cetona na cadeia e nem ligação dupla então, as próximas reações convertem o grupo 3-cetoacil em seu grupo correspondete acila saturado, por meio de 2 reações usando NADH e 1 reação de desidratação Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese Reação 05 – saída da cetona e formação de álcool O grupo cetona é reduzido a álcool. O NADPH (formado do malato → piruvato) vai fornecer H que vão se unir ao ácido graxo em formação Domínio: 3-cetoacil-ACP-redutase → Reação 06 – saída da água Uma molécula de água é removida para introduzir uma ligação dupla entre os carbonos 2 e 3 (carbonos alfa e beta) A saída da H2O faz a reação se livrar do oxigênio Domínio: 3-hidroxiacil-ACP-desidratase → Reação 07 – saída da ligação dupla O ácido palmítico só tem ligações simples (saturado). Então a ligação dupla (insaturação) tem que sair Para isso, outro NADPH vai se oxidar (perder H) e esses hidrogênios vão para o ácido graxo em formação. A ligação dupla é reduzida → ligação simples Domínio: enoil-AC-redutase → Resultado das 07 reações O resultado das 7 etapas é a produção de um composto com 4 carbonos (butiril), cujos 3 carbonos terminais são saturados e que permanece único à ACP Tudo se repete Após isso, as 7 etapas são repetidas, começando com a transferência da cadeia butiril do ACP ao resíduo de cisteina (CIS) Malonato se liga a ACP → condensação das 2 moléculas liberando um CO2 que foi introduzido pela ACC → grupo carbonila é reduzido (acrescenta H), desidratado (sai H2O) e novamente reduzido (tira a ligação dupla) → produto final é o hexaniol-ACP Esse ciclo de reações é repetido mais 5 vezes, cada vez incorporando 2 carbonos derivados do malonil-CoA. Término do processo Quando o ácido graxo atinge o comprimento de 16 carbonos, o processo de síntese é terminado com palmitoil-S-ACP Enzima: palmitoil-tioesterase cliva a ligação de tio éster, produzindo palmitato plenamente saturado (16:0) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese O palmitato então, é alongado e dessaturado (no retículo endoplasmático liso- REL) para produzir uma serie de ácidos graxos. No fígado, o palmitato e outros ácidos graxos recém sintetizados são convertidos em triacilgliceróis que são empacotados em VLDL para secreção. • Fígado → A oxidação dos ácidos graxos recém- sintetizados de volta à acetil-CoA, pela beta-oxidação mitocondrial, é prevenida pelo malonil-coa o A carnitina-palmitoil-transferase I, enzima envolvida no transporte de ácidos graxos de cadeia longa para dentro da mitocôndria é inibida pelo malonil-coa o Níveis de malonil-coa altos quando ACC ativada, assim, a oxidação de ácidos graxos é inibida quando sua síntese estiver acontecendo o Essa inibição previne a ocorrência de um ciclo sem que haja a necessidade A via das pentoses-fosfato é o maior fornecedor do NADPH para a síntese de ácidos graxos → 2 NADPH produzidos por glicose entra nessa via A conversão citosólica de malato a piruvato, em que o malato é oxidado e descarboxilado pela enzima málica citosólica também produz NADPH citosólico. O palmitato possui 16 carbonos e é o produto final da atividade da ácido-graxo-sintase, são carbonos plenamente saturados, ou seja (16:0). Após a síntese no complexo ácido-graxo-sintase, o palmitato é ‘’ativado’’, formando palmitil-CoA Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese Para que se tenha mais de 16 carbonos, o lugar em que vai poder acontecer esse alongamento será no reticulo endoplasmático liso (REL) • A elongação requer um sistema de enzimas separadas, em vez de uma multifuncional. • O malonil-coa é doador de dois carbonos e NADPH fornece elétrons Enzimas dessaturases também presentes no REL são responsáveis pela dessaturação (adição de ligações duplas na configuração cis) dos ácidos graxos de cadeia longa. As reações dessa dessaturação requerem • NADH • Citocroo b5 • Redutase ligada ao FAD A primeira ligação dupla é tipicamente inserida entre os carbonos 9 e 10, produznindo 18:1 (9) e pouca quantidade de 16:1 (9) Ácidos graxos essenciais Existem 2 acidos graxos que são essenciais na dieta que o corpo humano não é capaz de produzí-los: o ácido linoleico, o substrato para a síntese de prostaglandinas, e o ácido alfa-linolenico Mono, di e triacilgliceróis → 1, 2 ou 3 moleculas de ácidos graxos estereficando uma molécula de glicerol. Os ácidos graxos são esterificados por meio dos seus grupos carboxila, resultando na perda da varga negativa e na formação de um ‘’lipídeo neutro’’ • Espécie de acilglicerol sólida → gordura • Espécie de acilglicerol líquida → óleo Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese São 3 ácidos graxos + glicerol (normalmente de tipos diferentes) • A presença de ácido graxo insaturado diminui a temperatura de fusão do lipídeo. O glicerol-fosfato é o aceptor inicial dos ácidos graxos durante a síntese de TAG. Existem duas vias de produção do glicerol-fosfato Fígado – principal sitio de síntese de TAG • Pode ocorrer a partir da glicólise, usando a via glicolítica para produzir DHAP → reduzida → glicerol-fosfato pela glicerol-fosfato-desidrogenase • Uma outra via que só tem no fígado, mas não no tecido adiposo é a glicerol-quinase que converte o glicerol livre → glicerol-fosfato Tecido adiposo • Só produzem glicerol-P pela via glicolítica, u seja, apenas no estado alimentado (que tem insulina) • Nos adipócitos, o transportador de glicose GLUT4 é dependente de insulina • Baixo nível de glicose → baixo nível de insulina → adipócitos com capacidade limitada de sintetizar glicerol- P → não podem produzir TAG Síntese de TG no fígado enzima: acil-CoA-graxo-sintetase ácidos graxos → Acil CoA graxo acontece a adição de 3 acil-coa-graxos + glicerol-3-fosfato (que veio da glicólise ou da glicerol-quinase) → TAG → empacotado em VLDLe armazenado no fígado, o VLDL também leva os TAG par os tecidos periféricos Síntese de TAG no tecido adiposo A síntese e o armazenamento de TAG vai depender da glicose mediada por insulina (estado alimentado → glicólise → DHADP → glicerol-3-fosfato + 3 acil-coa-graxo → TAG A insulina inibe a lipase, permitindo que as células acumulem TG para armazenamento durante o estado alimentar Hormônio epinefrina e do crescimento → ativam a lipase durante o jejum Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipogênese Os TAG são muito pouco solúveis em água e não conseguem formar micelas estáveis por conta própria, eles coalescem dentro dos adipócitos, formando gotículas oleosas quase anidras As pequenas gotas lipídicas no citosol são a maior reserva energética do organismo. • No tecido adiposo branco TAG é armazenado na forma de gotas lipídicas quase anidtas, funciona como ‘’depósito de gordura’’, pronto a ser mobilizado caso o organismo necessite de energia. • No fígado Pouco TAG é armazenado no fígado, a maior parte é exportada, empacotada com outros lipídeos e apoproteinas de densidade muito baixa (VLDL) A VLDL nascente é secretada para o sangue, onde amadurece e funciona entregando os lipídeos endógenos para os tecidos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Medidas antropométricas IMC (ÍNDICE DE MASSA CORPORAL) O IMC é o calculo mais usado para avaliação da adiposidade corporal, ele é um bom indicador, mas não totalmente correlacionado com a gordura corporal. É simples, prático e sem custo. Pode haver diferenças na composição corporal em função do sexo, idade, etnia, no calculo de sedentários x atletas, na presença de perda de estatura de idosos devido a cifose, em endemaciados etc • O IMC não distingue massa gordurosa de massa magra, podendo ser menos preciso em idosos (perda de massa magra e de peso) e superestimado em indivíduos musculosos • Não reflete a distribuição da gordura corporal É ideal que o IMC seja usado em conjunto com outros métodos de gordura corporal. Parâmetros avaliados Na população brasileira, tem-se utilizado a tabela proposta pela OMS para classificação de peso e obesidade. O ponto de corte para adultos baseia-se na associação entre IMC e doenças crônicas ou mortalidade. Convenciona-se chamar de • Sobrepeso → IMC de 25 a 29,9 • Obesidade → maior ou igual 30 • Excesso de peso → maior ou igual 25 (incluindo obesidade) • Baixo peso grave → menor que 16 • Baixo peso moderado → 16 a 16,9 • Baixo peso leve → 17 a 18,4 O Ministério da Saúde aceita que o idoso (60+) o IMC normal varia de entre 22 e 27 pela diminuição da massa magra e maior risco de sarcopenia (diminuição de massa, força e desempenho muscular e de incapacidade fisica) MASSA GORDUROSA E DISTRIBUIÇÃO DE GORDURA A relação circuferencia abdominal/quadril (RCQ) foi inicialmente, a medida mais comum para avaliação da obesidade central, e no brasil demonstrou associar-se a risco de comorbidades. Circuferencia abdominal Reflete melhor o conteudo de gordura visceral que a RCQ e tambem se associa muito à gordura corporal total • Solicita-se o paciente em posição supina que inspire profundamene e, ao final da expiração deve ser realizada a medida. • Pode se realizar a medida do maior perimetro abdominal entre a ultima costela e a crista iliaca, segundo OMS a tabela 5 apresenta sugestoes de pontos de corte da circunferencia abdominal → risco cardiovascular aumentado a medida de circunferencia abdominal igual ou superior a 94 cm em homens e 80 cm em mulheres. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Medidas antropométricas • A relação entre CA e gordura corporal difere segundo a idade e etnia Outras medidas Outras medidas de circunferencia podem ser usadas: Braquial, coxa, cervical e panturrilha. • A circunferência braquial (ponro médio entre o acrômio e o olecrano) e da panturrilha → bons marcadores de estados de deficiencia nutricional, sendo qua a da panturrilha indica sarcopenia em idosos se menor que 31 cm. • A circunferencia da coxa (medida logo após da prega glutea) tem alta correlação com o IMC, com gordura periferica e tem correlação inversa com doença CV. Relação cintura-estatura A medição da relação cintura-estatura está cada vez mais usada, sendo o ponto de corte 0,5 (a cintura deve ser menor do que a metade da altura) Essa relação é uma medida simples de avaliação do risco associado ao estilo de vida e excesso de peso em adultos, mas não confirmado em crianças e adolescentes. AVALIAÇÃO COMBINADA A associação circunferência abdominal + IMC pode oferecer uma forma combinada de avaliação de risco e ajudar a diminuir as limitações de cada uma das avaliações de forma isolada. • Porem, no rastreamento inicial (prevenção primária) o IMC pode ser usad isoladamente OUTRAS FORMAS DE AVALIAÇÃO Existem várias formas de avaliar o peso e a composição corporal Custo elevado e uso limitado • Pesagem hidrostática (peso submerso), composição corporal por absorciometria com raios-X de dupla energia (DEXA) e ressonância magnética, tomografia computadorizada o Tomografia e ressonância estimam a quantidade de gordura visceral Alternativas menos onerosas • Estimativa da composição corporal pela somatória de medidas das pregas cutaneas, ultrassonografia e analise de bioimpedância. Pregas cutaneas A somatória de medidas de pregas cutâneas é realizada através de medidas por adipômetro. É baseada em equações, obtém-se a densidade corporal e o percentual de gordura. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Medidas antropométricas Baseia-se ma correlação entre → gordura localizada nos depósitos adiposos subcutâneos e a gordura corporal total. • As mais usadas são → subescapular, triciptal, biciptal, suprailíaca e da coxa Ultrassonografia Tem sido documentada para avaliar a gordura visceral e apresenta excelente correlação com a ressonância e a tomografia Pode medir a espessura do tecido adiposo e tecidos mais profundos nas regioes corporais Bom metodo para quantificar o tecido adiposo intra- abdominal, menos dispediosa (vantagem) Bioimpedancia Ou impedanciometria elétrica baseia-se no corpo humano ser composto por água e íons condutores elétricos (o tecido adiposo impõe resistencia a passagem de corrente elétrica ao passo que o tecido muscular esqueletico, rico em água, é um bom condutor) • No exame, uma corrente eketrica alternada de baixa densidade é conduzida através do corpo Utilizando equações com sexo, idade, raça, peso, altura, estimando a massa gorda, massa livre de gordura, água corporal total extra e intracelular • Metodo prático que independe da habilidade do examinador • Mas, pode sofrer interferencias pela temperatura do ambiente, realização de atividade física, consumo de alimentos e bebidas entre outros. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade Durante a consulta de um paciente com sobrepeso ou obesidade, é fundamental avaliar as causas que levaram ao excesso de peso, bem como investigar as possíveis morbidades associadas. A etiologia da obesidade é complexa e multifatorial, resultando da interação de genes, ambiente, estilo de vida e fatores emocionais. É um distúrbio dos sistemas reguladores do peso corporal e caracteriza-se por armazenamento de excesso de gordura corporal. A medida que a obesidade aumenta, também aumenta o risco de desenvolvimento de doenças associadas → artrite, o diabetes, a hipertensão, doença cardiovascular e o câncer A quantidade de gordura corporal pode ser calculada indiretamente→ IMC (com exceção dos atletas) + medida da cintura A presença de excesso de gordura central está associada a risco aumentado para a morbidade e mortalidade IMC Qualquer individuo com sobrepeso de mais de 45kg é considerado gravemente obeso Diferenças anatômicas na deposição da gordura A distribuição da gordura corporal possui grande associação nos riscos associados à saúde. • Formato de maçã → obesidade abdominal Uma razão cintura/quadril de mais de 0,8 para mulheres e mais de 1,0 para homens é denominada obesidade androide, com acúmulo de gordura no tronco → forma de maçã → maior risco de saúde • Formato de pera → obesidade no quadril Uma menor razão cintura/quadril (quadril maior) reflete gordura distribuída ao redor do quadril ou da região das coxas, obesidade ginecoide. Razão menor que 0,8 em mulheres e 1,0 para homens, é mais comum em mulheres e apresenta um risco bem menor de doença metabólica • Depósitos subcutâneos e viscerais 80% a 90% da gordura armazenada no corpo → depósitos subcutâneos (abaixo da pele) nas regiões abdominais e gluteofemoral 10 a 20% estão nos depósitos viscerais (omental e mesentérico), localizados dentro da cavidade abdominal, associados ao trato digestório. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade O acumulo de gordura nesses locais aumenta o risco à saúde associados à obesidade A maior taxa de aumento da obesidade ocorre em populações com maior grau de pobreza e menor nível educacional → maior palatabilidade + baixo custo de alimentos de grande densidade energética + insegurança alimentar Características que favorecem o aumento da ingestão alimentar Na ultima década, a população está aumentando o consumo de alimentos com alta densidade calórica, caracterizados por • Alta palatabilidade • Baixo poder sacietógeno • Fácil absorção e digestão Essas características contribuem para o desequilíbrio energético • Mudanças sócio-comportamentais da população → diminuição do número de refeições realizadas em casa, aumento de fast foods e o aumento das porções ‘’normais’’ levam ao aumento do conteúdo calórico de cada refeição • Estilo de vida moderno → a necessidade de se realizar refeições em um curto espaço de tempo atrapalha os mecanismos de saciação → sistema de prazer e recompensa (não homeostático) se sobrepõe ao sistema regulador homeostático • O casamento pode influenciar o ganho de peso → aumento da ingestão calórica e redução do gasto energético • Vida profissional e falta de tempo → interrupção da prática de esportes • Indivíduos que abandonam o tabagismo → maior ganho de peso As mutações raras em um único gene podem causar obesidade em humanos. • Mutações no gene do hormônio leptina (produzido no tecido adiposo e diminui o apetite) ou em seu receptor → produzem hiperfagia (aumento do apetite e do consumo de alimento) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade Estilos de vida sedentários, encorajados pelo uso da televisão, automóveis, computadores e aparelhos capazes de diminuir o gasto energético → diminuem a atividade física e aumentam a tendencia a ganhar peso Comportamentos alimentares, como consumo de lanches, tamanho das porções, variedade de alimentos → influenciam no consumo de alimentos Estudos mostram que os fumantes tendem a pesar menos do que os não fumantes, e que ocorre ganho de peso depois de cessar o tabagismo. Isso acontece porque a nicotina tem efeitos termogênicos e redutores do apetite e seus efeitos sobre o apetite são reforçados pela cafeína. Parada de fumar → sem nicotina → aumento do apetite Mulheres armazenam mais gordura (subcutânea e região gluteofemoral) e tendem a mobilizar os ácidos graxos mais lentamente que os adipócitos subcutâneos abdominais. Os adipócitos viscerais são mais ativos metabolicamente. Depósito subcutâneo, abdominal e visceral → apresentam altas taxas de lipólise em indivíduos obesos e contribuem para aumentar a disponibilidade de ácidos graxos livres → síntese de gordura (TAG → ácido graxo + glicerol) Função endócrina O tecido adiposo contem adipócitos que são células endócrinas que secretam diversos hormônios → leptina regula o apetite e o metabolismo • Adiponectina → uma citocina produzida pelos adipócitos → reduz os níveis de ácidos graxos livres no sangue → melhora o perfil lipídico, o controle glicêmico e redução da inflamação em pacientes diabétivos • Adiponectina → aumenta a oxidação muscular dos ácidos graxos e reduz a concentração de glicose plasmática através do AMPK (adenosina monofosfato quinase) • A expressão de adiponectina diminui à medida que o tecido adiposo aumenta → obesos tem menos adiponectina → não faz tanta oxidação e não reduz a glicose no sangue → resistência à insulina Importância da circulação porta Os depósitos viscerais de gordura → citocinas secretadas no tecido adiposo, ácidos graxos livres liberados da gordura abdominal → entram na veia porta e, assim, tem acesso direto ao fígado • Ácidos graxos e citocinas inflamatórias liberadas do tecido adiposo visceral são captados pelo fígado → pode levar à resistencia a insulina e o aumento da síntese de TAG, liberados como VLDL e que contribuem pata a hipertrigliceridemia Em contraste, ácidos graxos livres que vieram dos depósitos subcutanaeos de gordura, entram na circulação geral, e não na veia porta, de modo que podem ser oxidados pelo músculo, alcançando o fígado em menor concentração. A doença hepática gordurosa não alcóolica caracteriza-se por deposição de tecido adiposo no fígado, os hepatócitos (células do fígado), acumulam gordura e inflamam Fisiopatologia A fisiopatologia envolve o acumulo de ácidos graxos livres (ALG) e triglicerídeos (TAG) como alteração e tem sido atribuída, em parte, à resistência à insulina e à obesidade A teoria mais aceita descreve a agressão em 2 etapas: • Condições como sedentarismo e dieta → acumulo de gordura visceral → ALG e citocinas inflamatórias são liberados para a veia porta → chegam no fígado e causam acumulo de gordura • Estresse oxidativo Metabolismo lipídico e glicídico da doença hepática gordurosa não alcóolica • Ácidos graxos livres para o fígado o Pode vim da lipólise do tecido adiposo, regulado pela insulina, 70 a 80% (fonte principal) de ALG para o fígado Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade o Pode vim da lipogênese ‘’de novo’’ hepática → síntese de ácidos graxos a partir de glicose ou frutose, 5% dos ácidos graxos hepáticos • Destino dos ácidos graxos livres no fígado o Beta-Oxidação o Exportação por meio de VLDL o Armazenamento em gotículas nos hepatócitos Estudos recentes mostram uma disfunção na beta- oxidação mitocondrial, devido à ação da malonil-coa, um dos substratos da lipogene ‘’de novo’’, que inibe a carnitina palmitoiltransferase-1, que medeia a entrada de ácidos graxos de cadeia longa na mitocôndria • Essa alteração da disfunção na beta-oxidação por malonil-coa → favorece o armazenamento de lipídeos → gordura no fígado A leptina, peptídeo análogo ao glucagon 1 e a grelina também exercessem papel fisiopatológico na doença hepática gordurosa não alcoolica • A leptina (citocina secretada pelo tecido adiposo) o na doença da esteatose apresentam-se em concentrações elevadas → exerce ações sobre a gliconeogênese e redução da captação de glicose → agrava a hiperinsulinemia e efeitos pro-inflamatórios • O GLP-1, uma incretina intestinal, estimula a secreção de insulina e inibição do glucagon o porém, na doença hepática gordurosa → redução dos seus receptores (GLP-1 R) → prejudica o estímulo para a secreção de insulina • Grelina (hormônio gástrico e duodenal) tem efeito redutor de citocinascomo interleucinas e de fator de necrose tumoral o porém, na doença hepática → tem mais grelina desacilada (inativa) do que grelina acilada (ativa) → não exerce esses efeitos anti inflamatórios Pessoas normais → Triacilglicerídeos depositados nos adipócitos, que aumentam de tamanho 2 a 3 vezes. Situação de superalimentação prolongada → pré-adipócitos presentes no tecido adiposo se proliferam e diferenciam em adipócitos maduros, aumentando o número de adipócitos. Assim, a maioria dos casos de obesidade se deve a → aumento no tamanho das células adiposas (hipertrofia) e do seu número (hiperplasia) • Nos obesos, se o excesso de calorias não pode ser acomodado no tecido adiposo, o excesso de ácidos graxos ‘’vaza’’ para outros tecidos, como músculos e fígado. o A quantidade dessa ‘’gordura ectópica’’ está fortemente associada à resistência à insulina Adipócitos pequenos → secretam hormônios insulina- sensível, adiponectina, leptina e etc Adipócitos grandes (obesos) → induzidos por uma dieta gordurosa, causam → diminuição da produção de hormônios sensíveis à insulina → resistência à insulina → + glicose no plasma que não consegue entrar nas células Perca de peso em obesos Quando um indivíduo obeso perde peso → o tamanho, mas não o número dos adipócitos é reduzido Adipócitos pequenos são muito eficientes para acumular novamente gordura, e isso pode estimular o apetite e novo ganho de peso Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade A obesidade resulta de uma ingestão de energia que supera o gasto energético, no entanto, esse desequilíbrio envolve o conhecimento de interações complexas de fatores bioquímicos, neurológicos, ambientais e psicológicos, As vias neurais e humorais básicas regulam o apetite podem ser divididas em 2: Regulação da ingestão de alimento a curto prazo → refeição a refeição Regulação da ingestão a longo prazo → dia a dia, semana a semana, ano a ano Leptina A leptina é um hormônio produzido pelo adipócito (gene no cromossomo 7q31) e secretado em proporção ao tamanho das reservas de gordura. Ela atua em células neuronais do hipotálamo no SNC. A ação da leptina no SNC → promove a redução da ingestão alimentar (diminui o apetite) e o aumento do gasto energético. A ação da leptina é feita a partir da ativação de receptores específicos presentes nos órgãos-alvo → hipotálamo e pâncreas Embora o ganho de peso, se tratando de pessoas obesas, deveriam aumentar os níveis de leptina e causar redução de apetite, existem 2 situações em que disfunções na produção e na absorção da leptina promovem o ganho de peso • Baixos níveis de leptina induzem hiperfagia Isso acontece em indivíduos com baixos níveis de leptina ou deficiência, por causa da mutação no gene ob, no tecido adiposo, responsável pela produção de leptina. • Problema nos receptores Elevados níveis plasmáticos de leptina (ainda no plasma, não entraram nas células) → hiperleptinemia, encontrada em pessoas obesas, é atribuída a alterações no receptor de leptina ou na deficiência do seu transporte na barreira hemato-cefálica → resistência à leptina → não consegue dar a resposta pro corpo de redução do apetite → come mais → obesidade Insulina Indivíduos obesos também são hiperinsulinêmicos (por causa da resistência à insulina, ela se acumula no plasma, pois não consegue entrar nas células e receptores e desempenhar seu papel de diminuir o apetite) , assim como a leptina, a insulina atua em neurônios hipotalâmico, diminuindo o apetite. Esses sinais produzidos no trato gastrointestinal, controlam a fome e a saciedade, afetando o tamanho e o numero de refeições ao longo de um curso temporal de minutos a horas, Grelina Na ausência de ingestão (entre as refeições) → células Gr do TGI → produzem grelina → estimula o apetite e induz fome Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade no caso de obesos, a atividade da grelina pode diminuir ou aumentar dependendo dos seus hábitos alimentares. • Qualidade dos nutrientes Estudos mostram que são os tipos e não o volume dos nutrientes responsáveis pelo aumento ou decréscimo plasmático de grelina. • Concentração diminuída Sua concentração é diminuída após refeições ricas em carboidratos → menos grelina e mais insulina → menos sinais de redução de apetite → come mais → obesidade • Concentração aumentada Os níveis plasmáticos de grelina foram encontradas em refeições ricas em proteína animal e lipídeos, associados ao pequeno aumento da insulina plasmática. CCK e PYY Durante a refeição e à medida que o alimento é consumido, hormônios do intestino → colecistocinina (CCK) e peptídeo YY (PYY) podem atuar como sinais de saciedade por meio de ações sobre o esvaziamento gástrico e de sinais neurais no hipotálamo, e a refeição é encerrada No hipotálamo São importantes reguladores da fome e da saciedade • Neuropeptídeos, como o NPY • Hormônio estimulador de alfa-melanócitos • Neutrotransmissores como a serotonina e dopamina Privação do sono Para crianças e adultos, estudos indicam que o número de horas de sono por noite está inversamente relacionado ao IMC e obesidade. Em humanos, a privação do sono provoca diminuição da secreção de leptina e leva ao aumento dos níveis de grelina e diminuição da tolerância à glicose → aumento da fome e do apetite → aumento do risco de obesidade Melatonina A melatonina é um hormônio secretado pela glândula pineal e funciona como cronobiótico (relógio biológico) → ele atua avisando nosso corpo se é dia ou noite, ‘’hormônio do sono’’. • Seu pico de produção é a noite, e ambientes muito iluminados durante a noite podem bloquear sua produção → quem dá plantão, trabalha em turnos e ambientes cada vez mais iluminados A melatonina também desempenha importante regulação para a síntese, secreção e ação adequada da insulina. Ela atua regulando o GLUT4 e a fosforilação do receptor de insulina e de substratos intracelulares da via de sinalização da insulina. É responsável, em parte, pela distribuição dioturna de processos metabólicos para que a fase alimentar esteja associada com alta sensibilidade à insulina durante o dia. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade • Dia → tenho luz e ausência de melatonina → aumento da sensibilidade à insulina • Noite → ausência de luz e pico de produção de melatonina → fase de jejum sincronizada com a resistência à insulina No caso se pessoas que ficam expostas a muita luz durante a noite → redução da produção de melatonina a noite → induzindo resistência à insulina, intolerância à glicose (níveis de glicose elevado), perturbações do sono e a desorganização circadiana metabólica → levando a um estado de cronoruptura que leva à obesidade • Intolerância a glicose → sintomas incluem aumento da fome → atribuída ao excesso de adiposidade corporal Os efeitos predominantes da obesidade → que vieram dos sinais moleculares da massa aumentada de adipócitos → incluem: dislipidemia, intolerância à glicose e a resistência à insulina, expressa principalmente no fígado, no músculo e no tecido adiposo. Síndrome metabólica A obesidade abdominal está associada à síndrome metabólica, que inclui • Intolerância à glicose • Resistência à insulina • Hiperinsulinemia • Dislipidemias (baixo HDL e alto nível de TAG) • Hipertensão Essa síndrome também está associada a um estado de inflamação sistêmica crônica, que contribui para a patogênese da resistência à insulina e para a aterosclerose. • Na obesidade → baixos níveis de adiponenctina → contribui para a síndrome metabólica e, assim, para o risco de diabetes tipo II e doença cardíaca o Uma vez que a adiponetina freia a inflamação eaumenta a sensibilidade dos tecidos, especialmente a do fígado, à insulina. A diminuição do peso corporal pode ajudar a reduzir as complicações da obesidade, incluindo diabetes e hipertensão. • Diminuir a ingestão energética → alterações da dieta, modificações comportamentais, educação nutricional • Aumentar o gasto de energia → aumento de exercício fisico Atividade física O aumento na atividade física pode criar um déficit energético, melhora as condições cardiorrespiratórias e reduz o risco de doença cardiovascular, independente da perda de peso. Restrição calórica 1kg de tecido adiposo → 7.700 kcal Restrição calórica + atividade física → déficit energético → diminuição de gordura corporal Tratamento cirúrgico Procedimentos como a colocação de banda gástrica ou cirurgias de restrição são eficientes para a redução do peso em indivíduos gravemente obesos Por mecanismos ainda não esclarecidos, essas cirurgias também melhoram o controle de glicemia em indivíduos diabéticos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Obesidade Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos A maior parte da gordura do nosso corpo está armazenada sob forma de triglicerídeos (TAG), e eles são a principal reserva de energia do organismo. Os TAG são compostos por 3 moléculas de glicerol + ácidos graxos Molécula rica em hidrogênio, portanto, altamente reduzidos e energéticos. A lipólise é separação dos TAG → glicerol + ácidos graxos livres • Essa mobilização requer liberação hidrolítica do ac.graxo do glicerol Enzima: Lipase sensível a hormônio (LSH) Essa enzima remove o ácido graxo do carbono 1 ou 3 do TAG • Lipases adicionais, especificadas para diacilglicerol ou monoacilglicerol removem os ácidos graxos remanescentes Ativação da lipase sensível a hormônio (LSH) Ativada ao ser fosforilada por uma proteína cinase dependente de AMPc. • Glucagon e adrenalina Ativação da adenilato ciclase → formação de AMPc → atia PKA (proteína cinase dependente de AMPc) → fosforila a LSH → ativação da LSH • Insulina Na presença de altas concentrações plasmáticas de insulina e glicose → desfosforila LSH → inativação Obs: diferenças entre a regulação da síntese na ACC Destino do glicerol O glicerol liberado durante a degradação do TAG não pode ser metabolizado nos adipócitos, pois eles não possuem a enzima glicerol-cinase que catalisa a seguinte reação: Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Assim, glicerol → corrente sanguiena → fígado → glicerol- cinase fosforila → glicerol 3P Enzima: glicerol-fosfato-desidrogenase transforma em DHAP O glicerol 3P vai ser oxidado a DHAP, formando NADH + H+ O DHAP é um composto intermediário entre a glicólise e o piruvato • Demanda da célula Célula precisando de energia → DHAP segue pela glicólise → piruvato Célula precisando de glicose → DHAP segue a gliconeogênese → glicose Destino dos ácidos graxos Ácidos graxos livres → atravessam a m.p dos adipócitos → se ligam a albumina → transportado → chega nas células → B-oxidaçãoO Antes da B-oxidação acontecer, os AGL precisam ser unidos a uma molécula de acetil coa Enzima: acil-Coa-sintetase dos ácidos graxos de cadeia longa (tiocinase) AGL + Acetil-CoA → Acil-Coa (muito energética) Essa reação gasta 2 ATP, pois 1ATP foi quebrado gerando 2P para a reação e se transformando em AMP. • Células que não podem usar os ácidos graxos livres (AGL) o Eritrócitos não podem, pois eles não possuem mitocôndrias e a beta-oxidação acontece lá o SNC não pode utilizar também A principal via para o catabolismo dos ácidos graxos ocorre na mitocôndria, pela B-oxidação, em que fragmentos de 2 a 2 carbonos são removidos do Acil-CoA, tendo no final os produtos → Acetil-Coa + NADH + FADH2 AGL + Acetil-Coa → acil-CoA graxo Porém, o CoA é impermeável à membrana interna. Assim, um carregador transfereesse acil-coa graxo do citosol para a matriz mitocondrial → carnitina Reação 01 com carnitina O CoA sai do acil-coa graxo → restando só ácido graxo Reação 02 com carnitina Enzima: carnitina-palmitoil-transferase I (CPT-I) Carnitina + ácido graxo → acil-carnitina Reação 03 com carnitina Enzima: carnitina-acilcarnitina-translocase Em seguinda, o acil-carnitina passa para a matriz mitocondrial, atravessando a membrana interna através de uma proteína de membrana Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Reação 04 com carnitina Enzima: carnitina-palmitoiltransferase II (CPT-II) O grupo acila (ácido graxo) ligado a carnitina → vai para CoA → acil-CoA Assim, a carnitina é recuperada (reabsorvida) e volta para o lado de fora para poder entrar com outro ácido graxo novamente. A malonil-CoA (da síntese) inibe a CPT-I, impedindo a entrada de grupos acila de cadeia longa na matriz mitocondrial. Assim, durante a síntese, o palmitato não pode ser transferido para a mitocôndria e ser degradado. • A oxidação de ácidos graxos também é regulada pela razão acetil-coa/coa o Razão alta (muita acetil-coa) → velocidade da tiolase (adiciona CoA na molécula da B- oxidação) , que requer CoA, diminui a carnitina pode ser tanto sintetizada quando proveniente da alimentação • Dieta Encontrada principalmente nas carnes • Sintetizada no corpo Podem ser sintetizada a partir do aminoácido lisina e metionina, por vias enzimáticas encontradas no fígado e nos rins, mas não são encontradas nos músculos esquelético e cardíaco Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos • Dependentes o musculo esquelético e cardíaco são totalmente dependentes de carnitina distribuída pelo sangue (síntese endógena ou dieta) AGL menores do que 12 carbonos (abundantes no leite humano) podem atravessar a membrana interna da mitocôndria sem necessitar de carnitina ou do sistema CTP. Lá dentro da mitocôndria → ativados em acil-coa → oxidados posteriormente Obs: como sua oxidação não é dependente de CPT-I ela não é sujeita à inibição por malonil-CoA A B-oxidação consiste em 4 reações envolvendo o carbono B (beta, carbono 3), a qual resulta na diminuição da cadeia do ácido graxo em 2 carbonos As etapas incluem • Oxidação que produz FADH2 • Etapa de hidratação (entrada de água) • Segunda oxidação que produz NADH • Clivagem tiólica que libera 1Acetil-Coa (exceto na ultima clivagem que libera 2 acetil-coa porque vão restar 4 carbonos) DEFICIÊNCIAS DE CARNITINA As deficiências resultam na diminuição do tecido usar AGCL como combustível metabólico. Afeta principalmente o fígado, incapacitando-o de usar a gordura como fonte de energia e sintetizar glicose durante o jejum • Deficiências secundárias o Doenças hepáticas que provocam diminuição na síntese de carnitina o Indivíduos subnutridos ou vegetarianos o Gestação, infecção grave, traumas o Hemodiálise, que remove a carnitina do sangue • Deficiências congênitas (deficiência 1ª) o Na reabsorção de carnitina no túbulo renal o Captação de carnitina pela célula • Deficiência de CPT-II (que regenera a carnitina) nos músculos cardíacos e esqueléticos o Levam cardiomiopatia o Fraqueza muscular • Consequências o Hipoglicemia grave (pois gliconeogênese e lipólise estão ligados) o Coma e morte • Tratamento o Evitar jejum prolongado o Dieta rica em carboidratos (pra não causar hipoglicemia) e baixa em AGCL o Suplementação com ácidos graxos de cadeia média (atravessam sem precisar da CTP) ecarnitina Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Regulação da acetil-coa na piruvato carboxilase A acetil-CoA é um efetor alostérico positivo da piruvato- carboxilase, ligando a oxidação dos ácidos graxos à gliconeogênese • A oxidação dos ácidos graxos acontece juntamente com a gliconeogênese (pois ambos sofrem estímulo do glucagon) no estado de jejum ou outro estado que leve a hipoglicemia, então na gliconeogênese a gente tem que fazer o caminho inverso da glicólise mas há 3 desvios (os que tem as reações irreversíveis) Um dos desvios é esse: Na gliconeogênese, acontece essa reação: A piruvato-carboxilase converte o piruvato → OAA para depois seguir o curso da gliconeogênese E muito acetil-coa ativa a piruvato carboxilase Exemplo de B-oxidação de um ácido graxo de 6 carbonos (numero par) Reação 01 – produção de NADH2 (oxidação) Enzima: acil-coa-desidrogenases 2H do ácido graxo → FAD → FADH2 Formação do composto → enoil-coa (2-trans) Reação 02 – hidratação Enzima: enoil-coa-hidratase Vai entrar uma molécula de H2O, formando o composto → 3- hidroxiacil-coa → Reação 03 – produção de NADH (oxidação) Enzima: 3-hidroxil-coa-desidrogenase Um NAD+ receberá 2H da molécula → NADH + H+ Há a formação do composto → 3-cetoacil-coa → Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Reação 04 – clivagem tiólica Enzima: B-cetoacil-CoA-tiolase Essa enzima vai clivar a ligação entre os carbonos pela adição de CoA em uma das moléculas, e doando o H para outra Há a formação do primeiro → acetil-Coa → Continuação Essas etapas irão se repetir até que todo o ácido graxo seja quebrado, a cada volta é retirado 2 carbonos do ácido graxo, produzindo • FADH2 • NADH • 1acetil-coa Obs: excessão na última volta Na ultima clivagem tiólica, vai restar 4 carbonos, eles vao ser partidos em 2 moléculas de 2 carbonos e cada um vai ganhar 1CoA • Há a formação de 2acetil-coa na ultima volta Lembrando que a retirada de 2ATP que foram gastos para produzir AGL + Acetil-CoA → Acil-CoA Se o ácido graxo tiver número ímpar de carbonos, a ultima volta vai restar 3 carbonos e não 2. A molécula de 3 carbonos → propionil-CoA As reações da transformação do propionil-CoA em succinil- CoA são as seguintes: DEFICIÊNCIA DE ACIL-CoA-DESIDROGENASE DE ÁCIDOS GRACOS DE CADEIA MÉDIA (DAGCM) – SINDROME DE REYE Na mitocôndria, existem 4 espécies dessa enzima, cada uma específica para AG de cadeia: curta, média, longa e muito longa. A deficiência de DAGCM é autossômica recessiva e resulta na diminuição da capacidade de oxidar ácidos graxos de 6 a 10 carbonos (estes acumulam e são medidos na urina) • Causa hipoglicemia grave (pois os tecidos necessitam aumentar o consumo de glicose) O tratamento inclui evitar o jejum (pois é no jejum que acontece a beta-oxidação pelo estímulo do glucagon Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Obs: a propinoil-CoA carboxilase necessita da coenzima biotina Enzima metil-malonil-coa-mutase Essa enzima que forma o succinil-coa • Molécula do ciclo de Krebs que pode ser usada e entrar na respiração celular • Esse é o único exemplo de um precursor glicogênico gerado a partir da oxidação de ácidos graxos Essa enzima necessita de uma coenzima da vitamina B12 A mitocôndria hepática tem a capacidade de converter Acetil- CoA proveniente da B-oxidação de ácidos graxos em corpos cetônicos (acetoacetato, 3-hidroxibutirato e acetona) → importantes fontes de energia para os tecidos periféricos → durante o jejum prolongado . DEFICIÊNCIA DE B12 → ACIDEMIA E ACIDÚRIA METILMALÔNICA Em pacientes com deficiência de B12 o propinato e metilmalonato são excretados na urina. 2 tipos hereditário têm sido descritos • Ausente ou deficiente, ou com menos afinidade pela coenzima • Pacientes incapazes de converter a B12 em coenzima Os dois tipos resultam em acidose metabólica, observando retardo no desenvolvimento em alguns pacientes. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 β-Oxidação de ácidos graxos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol O colesterol é um esteroide característico do tecido animal e desempenha diversas funções essenciais: • Componente estrutural das membranas • Precursor dos ácidos biliares • Precursor dos hormônios esteroides • Precursor da vitamina D O fígado tem papel central da homeostasia do colesterol, ele é eliminado do fígado pela pela bile no lúmen intestinal, sem sofrer modificações, ou é convertido em sais biliares ou é secretado em VLDL Também pode contribuir com a aterosclerose, deposição de lipídeos nos endotélios que levam a placas que aumentam o risco de doenças cardiovasculares, cerebrovasculares e vasculares periféricas. Origem do colesterol Tanto pela via endógena, produzido pelo próprio corpo, como pela alimentação. O colesterol é um composto muito hidrofóbico. Ele pode existir em duas formas Esteróis (colesterol livre) Os esteroides com 8 a 10 carbonos na cadeia lateral ligada ao C17 e um OH no C3. O colesterol livre é o principal representante esterol dos tecidos animais Obs: dietas com fitoesteroides para tratamento da hipercolesterolemia Os esteroides vegetais, como o B-sitosterol, são pouco absorvidos por humanos e, como o colesterol podem ser transportado junto aos colesteróis vegetais, parecem reduzir a absorção de colesterol presente na dieta. Ingestão diária de ésteres de esteroides vegetais (margarina livre de ácidos graxos trans) é uma estratégia dietética para redução dos níveis plasmáticos de colesterol. Ésteres de colesterol Colesterol + ácido graxo ligado ao C3 É uma molécula ainda mais hidrofóbica que o colesterol livre (não esterificado) e não é encontrado nas membranas celulares. Devido à sua hidrofobicidade, o colesterol e seus ésteres devem ser transportados associados a proteínas como componentes de partículas lipoproteicas ou devem ser solubilizados por fosfolipídeos e sais biliares da bile. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol Em 4 tecidos que mais contribuem (mas não os únicos) → fígado, intestino, glândula adrenal e gônadas Todos os átomos de carbono do colesterol são derivados do acetato e o NADPH é o doador dos equivalentes redutores. A energia é garantida pela hidrólise das ligações tioester de alta energia da acetil-coae do ATP. a síntese requer enzimas citosólicas e do RE liso em que momento ocorre a síntese O colesterol é sintetizado durante o estado alimentado, pois há necessidade de quebra de gordura e carboidratos para a síntese de acetil-coa → precursor do colesterol O colesterol é formado basicamente por carbono e hidrogênio C → vem do acetil-coa H → vem do NADPH • Glicose Vai ser metabolizada → produz piruvato → OAA + Acetil CoA • Ciclo das pentoses A glicose sofre um desvio também para o ciclo das pentoses → produz NADPH e ribose → NADPH importante para a síntese de colesterol Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol Obs: o NADPH também vem da conversão do malato → piruvato • Acetil-coa → produzido na matriz mitocondrial Resumo das vias Pode vim da degradação do piruvato da glicose Da degradação de ácidos graxos da dieta Degradação de aminoácitoscetogênicos da dieta Obs: por isso, é importante que a síntese aconteça no estado alimentado ETAPA CITOSÓLICA As duas primeiras reações da síntese são similares às que produzem corpos cetonicos, resultando na formação de HMG-CoA Síntese de 3-hidroxi-metilglutaril-coa (HGM-CoA) Obs: as células do parênquima hepático possuem 2 isoformas de HMG-CoA-sintase, uma do citosol para a síntese de colesterol e uma na mitocôndria para síntese de corpos cetônicos Síntese do ácido mevalônico (mevalonato) Enzima: HMG-CoA-redutase (regulada) Essa reação envolve a redução do HMG-CoA → mevalonato • Ocorre no citosol • Principal passo regulador da síntese • Usa 2NADPH como redutor (reduz, ou seja, acrescenta H na molécula) • A liberação de CoA torna a reação irreversível RESTANTE DAS REAÇÕES A PARTIR DO MEVALONATO Reação [01] Enzima: cinase Mevalonato convertido → ácido 5-pirofosfomevalonato A reação ocorre em 2 etapas, ambas usando ATP para duar o grupo fosfato. • A fosforilação e a presença do pirofosfato ajudam a manter em solução esses compostos insolúveis em água Reação [02] Enzima: descarboxilase O 5-pirofosfatomevalonato é descarboxilado (saída de CO2) usando ATP → isopentenil-pirofosfato (IPP) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol Reação [03] Enzima: isomerase O IPP sofre isomerização IPP → 3,3-dimetilalil-pirofosfato (DPP) Reação [04] Enzima: transferase DPP + IPP → geranil-pirofosfato (GPP) com 10 carbonos + pirofosfato (P-P) que torna a reação irreversível Reação [05] Enzima: transferase GPP + IPP → farnesil-pirofosfato (FPP) com 15 carbonos + P- P que torna a reação irreversível Reação [06] Enzima: esqualeno-sintase FPP + FPP reduzidas por NADPH → esqualeno (30 carbonos) + 2pirofosfato (P-P) reação irreversível Obs: como 3ATP são usados para mevalonato → IPP, um total de 18ATP são necessários para sintetizar o esqualeno Reação [07] Enzima: esqualeno-monoxigenase do RE liso O esqualeno é uma molécula de cadeia aberta, os anéis ainda não estão fechados. • A reação usa O2 e NADPH para hidroxilar o esqualeno Esqualeno → Lanosterol (30C, primeiro esterol) Reação [08] Enzimas: são enzimas que estão no RE liso Lanosterol → colesterol É uma sequencias de reações que ocorrem no RE • Diminuição da cadeia de 30 pra 27C • Remoção de metilas do C4 • Migração de ligações duplas do C8 pro C5 • Redução da ligação entre C24 e C25 Se não houver necessidade de colesterol pela célula, o IPP pode ser desviado para outras vias para sintetizar: • Vitamina E, K e A • Ubiquinina • Heme a • Carotenoides O colesterol dentro das células é um composto esterificado → bem mais apolar Pois é uma forma de armazenamento bem mais estável Enzima: acil-coa-colesterol-aciltransferase (ACAT) Vai adicionar um grupamento ácido carboxílico na hidroxila do colesterol, transformando o colesterol livre em sua forma esterificada Colesterol → éster de colesterol SÍNDROME DE Smith-Lemli-Opitz (SLOS) Doença autossômica recessiva relacionada a biossíntese do colesterol. Há uma deficiência parcial de uma enzima (7- desidrocolesterol-7-redutase) envolvida na migração da ligação dupla A SLOS causa um defeito na síntese do colesterol Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol A reação da HMG-CoA-redutase é a enzima limitante da velocidade e principal ponto de controle da biossíntese do colesterol Regulação da expressão gênica por esteróis A proteína SREBP • Encontrada na membrana do RE (hepatócitos, intestino, adrenal, gônadas) • Ela vai controlar a expressão da HMG-coa-redutase Então, como ela fica presa na membrana do RE, ela precisa ser quebrada para ir lá no núcleo da célula e ativar o gene que regula a expressão da HMG-CoA-redutase • Situação de pouco esteróis plasmáticos Poucos Esteróis → ativam a enzima SCAP → quebra a ligação N-terminal da SREBP → SREBP liberada → vai pro núcleo → se liga a SER (sequencia nucleotídica da HMG- CoA-redutase) → aumenta expressão da HMG-coa-redutase → síntese de colesterol • Situação de muito esterol plasmático Níveis elevados de esteróis → inativa o SCAP → decréscimo na transcrição do gene da redutase → menor produção de proteína-redutase → menos síntese de colesterol Regulação por proteólise Níveis aumentados de colesterol e sais biliares nas células que sintetizam essas moléculas → instabilidade da redutase → promove a proteólise (degradação) da HMG-coa-redutase → diminui sua atividade → menos síntese de colesterol Regulação por fosforilação • AMP Altos níveis energéticos (ATP) → muito acetil-coa → muito AMP → desfosforila e ativa a HMG-CoA-redutase → mais síntese de colesterol • Glucagon e esteróis Glucagon → AMPc → PKA → fosforila a HMG-CoA- redutase → inativando-a → menos síntese de colesterol Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Metabolismo do colesterol Níveis aumentados de esteróis intracelular → aumenta a fosforilação da enzima → inativando-a → menos síntese de colesterol • Insulina Hiperinsulinemia → ativa fosfatase → desfosforila (retira o P) da HMG-coa-redutase → ativa → maior síntese de colesterol Níveis elevados de colesterol → xantelasmas (acumulo de gordura próximas a pálpebra) e xantomas de tendão (acumulo de gordura próximos do tendão) Esses fármacos são análogos estruturais da HMG-coa- redutase, que inibem e competem com ela São usados para diminuir os níveis plasmáticos de colesterol em pacientes com hipercolesterolemia. • Fezes O núcleo esteroide é eliminado intacto pela conversão em ácidos e sais biliares → excretados nas fezes Ou pela secreção de colesterol na bile → transporta até o intestino → fezes • Flora bacteriana No intestino, parte do colesterol é modificado, transformando- o em formas fáceis de serem eliminados → fezes Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas O colesterol e ésteres de colesterol (CE) são compostos hidrofóbicos e insolúveis na água do sangue, como os TAG e os fosfolipideos. Por isso, para que cheguem aos tecidos do corpo e sejam usados em processos sintéticos ou oxidativos, eles precisam ser empacotados em lipoproteínas (solúveis). Os principais carreadores de lipídeos são • Quilomicrons • VLDL que leva à IDL e LDL • HDL Superfície • Fosfolipideos (anfipáticos) e colesterol livre (que estabiliza e garante o formado arredondado) • Apolipoproteinas o Fornecem sítios de reconhecimento para receptores o Ativam enzimas ou são coenzimas no metabolismo das lipoproteínas Região central • Esteres de colesterol (colesterol que não está sendo usado) • TAG Uma maior razão proteínas/lipídeos levam a uma maior densidade, como as HDL Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas São as maiores lipoproteínas e as de menor densidade devido ao seu alto conteúdo de TAG. Sintetizados a partir dos lipídeos da deita (exógenos) dentro das cels epiteliais do intestino delgado e secretados para os vasos linfáticos → fígado → veia subclávia esquerda → circulação sistêmica Montagem dos quilomicra A apo B-48 é exclusiva dos quilomicrons • Recebem da HDL Apo C-II (ativa a lipase proteica) e apo E A lipase proteica é ativada por apo C-II → hidrolise TAG → ácidos graxos + glicerol a lipoproteína-lipase (LPL) está presente em tecido adiposo, musculo cardíaco, músculo esquelético e celulares acinares do tecido mamário. • Ácidos graxos São armazenados (no adipócito ou células mamárias)ou usados para gerar energia (músculo). Se não forem imediatamente capturados pelas células, os AG de cadeia longa se juntam a albumina até sua captação ocorrer. • Glicerol Usado no fígado para síntese de lipídeos, glicólise ou gliconeogênese Quilomicrom remanescentes Os quilomicra parcialmente hidrolisados agora estão desprovidos de seus TAG → retem apoE e apoB-48 → vai para o fígado e se ligam a apoE → endocitados A LPL é estimulada pela insulina, ou seja, no estado alimentado. • Adipócitos Possuem Km maior → sensibilidade menor, só capta os AG das lipoproteínas e armazenam TAG quando concentração de lipoproteínas estiver elevada. • Coração Possuem Km menor → alta sensibilidade. Uma vez que os AG são usados como combustíveis (fontes de energia primária) pelo coração, ele capta as lipoproteínas mesmo em concentração baixa. Se a ingestão de ácidos graxos excede o requerimento imediato de substratos energéticos para o fígado, esse excesso de AG → TAG (endógenos). Esses TAG + colesterol esterificado e livre + fosfolipídios e apoproteinas → empacotados para formar VLDL → DEFICIÊNCIA DE LPL ou APO C-II Apresentam um grande acumulo de TAG-quilomicra no plasma → hipertriacilglicerolemia mesmo no jejum. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas secretados pelo fígado → corrente sanguínea → degradação pela lipase lipoproteína (LPL) → abastece outros tecidos As VLDL possuem a apo B-100 na sua estrutura Liberação das VLDL As VLDL são secretadas no fígado → sangue → como VLDL ‘’nascentes’’ contendo apo B-100 No sangue → recebem apo C-II (que ativa a LPL) e apo E (permite o reconhecimento e endocitose do VLDL pelo fígado) do HDL circulante Modificações da VLDL circundantes As VLDL são transportadas do fígado (veias hepáticas) para → músculos esqueléticos e cardíaco, tecido adiposo e tecido mamário em lactação. A apo C-II ativa a LPL → hidrolise de TAG em → ácido graxo + glicerol • Esses ácidos graxos são oxidados como substratos energéticos pelos músculos, utilizados na síntese de TAG e utilizados na produção de leite. As partículas residuais (depois da hidrolise) são chamadas de VLDL remanescentes. 50% das VLDL remanescentes → captadas do sangue pelo fígado por meio da ligação da apo-E da VLDL ao receptor de apo-E na membrana plasmática do hepatócito → endocitose As outras 50% seguem no sangue produção de LDL a partir de VLDL Aproximadamente, as outras 50% das VLDL remanescentes tem seus TAG centrais removidos, formando a → IDL • Formação de VLDL Com a remoção adicional de TAG dos IDL, pela ação da triglicerídeo-lipase hepática → Há a formação de LDL • 60% LDL → transportada de volta ao fígado, onde a apo B-100 se liga a receptores → endocitose • 40% de LDL → levados aos tecidos extra-hepáticos (cels adrenocorticais e gonadais que também usa receptores de apo B-100 para internalizar LDL) para usar colesterol e produzir hormônios esteroides e a outra parte é usada para a síntese de membrana e de vitamina D. ESTEATOSE HEPÁTICA Ou ‘’fígado graxo’’, acontece quando existe um desequilíbrio entre a síntese hepática de TAG e secreção de VLDL. As condições em que ocorrem isso → obesidade, diabetes melito não controlada e ingestão crônica e etanol ABETALIPOPROTEÍNA É um tipo raro de hipolipoproteinemia causada por um defeito na proteína microssomal transferidora de TAG (PTM). Assim, há um impedimento do carregamento da apo B com lipídeos → não existe formação dos quilomicrons (apo B-48) e da VLDL (apo B-100) → causando acúmulo de TAG no fígado e no intestino ATEROSCLEROSE Se tem um excesso de LDL no sangue → captação por tecidos hepáticos e outros se torna saturada. Assim, o ‘’excesso’’ é capturado por macrófagos presentes próximos às células endoteliais das artérias. Isso vai induzir uma resposta inflamatória, gerando um processo que culmine em aterosclerose Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas As LDL contem alta concentração de colesterol e ésteres de colesterol e sofrem metabolização nas células em fez sua endocitose. Endocitose mediada por receptores A principal função das LDL é prover colesterol para os tecidos periféricos ou retorná-lo para o fígado, os receptores de membrana que captam a LDL reconhecem a apo B-100 (e não a apo B-48 dos quilomicra) e a apo E. etapa [01] o LDL se liga aos receptores dele e, o lado citosólico da depressão na membrana celular é recoberto com a proteína clatrina que estabiliza essas depressões etapa [02] depois da ligação o complexo LDL-receptor é internalizado por endocitose. Etapa [03] A vesícula contendo LDL perde a capa de clatrina e funde- se a outras semelhantes, formando endossomos. DEFICIÊNCIAS DE RECEPTORES DE LDL Essa deficiência causa uma elevação de LDL e, consequentemente, de colesterol plasmático. Os pacientes com essa deficiência apresentam hiperlipidemia tipo II (hipercolesterolemia familiar) e aterosclerose prematura. Essa hipercolesterolemia também pode ser gerada por uma protease que degrada o receptor e por defeitos na apo B-100 → reduzem ligação de LDL Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas Etapa [04] O pH dos endossomos diminui (aumento da ATPase endossomal) → LDL se desliga do seu receptor Etapa [05] Os receptores podem ser reciclados. Enzimas hidrolases ácidas lisossomais degradam as lipoproteínas remanescentes → colesterol livre + aminoácidos + ácidos graxos + fosfolipídios → também podem ser reutilizados pela célula. O colesterol originário dos remanescentes de quilomicra, IDL e LDL afeta o conteúdo celular de colesterol de várias maneiras. • Altos níveis de colesterol Inibe a HMG-coa-redutase → síntese de colesterol diminui Síntese de receptores também é diminuída → menor expressão do gene de receptor de LDL → limitando entrada de colesterol-LDL nas células • Insulina A insulina causa um aumento dos receptores de LDL. Consistente com a necessidade de remoção dos quilomicrons remanescentes e LDL, que, caso contrário, poderiam se acumular após o consumo de uma refeição. Ativa a colesterol-aciltransferase (ACAT) → transfere um ácido graxo do acil-coa para o colesterol → produzindo colesterol esterificado (não é utilizado pela célula, apenas o livre) que fica armazenado. Síntese de HDL nascente • Pelo fígado e pelo intestino É uma molécula pequena mas de alta densidade, cuja superfície contem fosfolipídios, colesterol livre, e uma variedade de apoproteinas (Apo AI, apo AII, apo CI e apo CII e apo E). contem muito pouco TAG e CE (colesterol esteres) • A partir de quilomicrons e VLDL O brotamento de apoproteinas de quilomicra e VLDL quando elas são digeridas pela LPL, essas apoproteinas podem então, acumular mais lipídeos, formando HDL • A partir de apo A-I livre Essa apo A-I livre pode ser desprendida de outras lipoproteínas circulantes. Ela irá adquirir colesterol e fosfolipideo → HDL Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas Reservatório de apolipoproteínas As HDL servem de reservatório circulante de apo C-II (que os quilomicra e VLDL recebem pra atilar a LPL) e de apo-E (necessária para entrar no fígado) Captação de colesterol não esterificado As HDL captam o colesterol dos tecidos periféricos (extra- hepáticos) e transportam novamente para o fígado. Obs: as HDL são excelentes aceptores de CNE por ter muito fosfolipídio para sulubilizá-lo Esterificação do colesterol Enzima LCAT – colesterol-aciltransferase A enzima LCAT esterifica o colesterol captado pelas HLD imediatamente. A LCAT é ativada por apo A-I e transfere o ácido graxo do C2 da fosfatidilcolinapara o colesterol → CE hidrofóbico HDL3 → partículas de HDL pobre em CE ainda transporte alternativo de colesterol pela HDL Quando a HDL tá muito cheia de colesterol (sendo classificada de HDL2), ela pode aliviar esse fardo trocando com a VLDL por uma enzima PTEC – proteína transferidora de ésteres de colesterol HDL → doa CE para as VLDL VLDL → doa TAG para o HDL Transporte reverso de colesterol O principal benefício das HDL é que elas conseguem remover colesterol a partir de células carregadas de colesterol e retorná-las para o fígado. Benéfico principalmente para o tecido vascular, reduzindo os níveis de colesterol no espaço subintimal. As células contêm a proteína ABC1, a qual utiliza a hidrolise do ATP para mover o colesterol do lado interno da membrana para o lado externo. Colesterol do lado externo → HDL capta → obtém a enzima LCAT da circulação (sintetizada no fígado que esterifica) → transfere ácido graxo para o colesterol → colesterol-éster, aprisionando o colesterol dentro do núcleo da HDL Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Lipoproteínas Os macrófagos fagocíticos têm receptores não específicos conhecidos como scaverngers que ligam vários tipos de molécula, incluindo partículas de LDL modificadas por oxidação. Modificações na LDL Essas modificações envolvem dano oxidativo, principalmente de grupos acila poliinsaturados. O processo que causa a oxidação da LDL envolve • Radicais de superóxido • Óxido nítrico (NO) • Peróxidos de hidrogênio (H2O2) Antioxidantes que protegem LDL contra oxidação • Vitamina E • Vitamina C • Carotenoides (vitamina A) Placa aterosclerótida Diferentemente dos receptores de LDL, os receptores scavengers não são submetidos a regulação pelo aumento do nível de colesterol. Assim, os macrófagos ficam cheios de lipídios → nesse momento, são chamados de células espumosas. Acumulo de células espumosas no espaço subendotelial → produz a primeira evidencia de placa aterosclerótida em desenvolvimento, conhecida como placa de gordura Fatores de risco • Hipertensão arterial • Níveis circulantes de LDL, quilomicra e VLDL altos • Baixos níveis de HDL • Tabagismo • Elevação crônica de níveis de glicose no sangue • Altos níveis de vasoconstritor angiotensina Pode acontecer lesão da artéria → extravasamento do material → estimula a coagulação sanguínea → trombos → oclusão total dos vasos → infarto Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos Cada um dos 20 aminoácidos comuns possui uma estrutura única, suas vias de degradação são diferentes das vias biossintéticas. Desses 20, apenas 11 são sintetizados (não essenciais) e os outros 9 (essenciais) devem ser obtidos pela alimentação. O destino dos carbonos dos aminoácidos depende do estado fisiológico do individuo e do tecido em que a degradação ocorre. Obs: o fígado é o único tecido que possui todas as vias de síntese e de degradação dos aminoácidos. • No fígado durante o jejum Os esqueletos de carbono dos AA produzem → glicose, corpos cetônicos e CO2. • No estado alimentado o fígado pode converter intermediários do metabolismo dos AA em → glicogênio e TAGs. Desse modo, o destino dos carbonos dos aminoácidos se assemelha ao da glicose e dos ácidos graxos. O catabolismo dos AA envolve a remoção dos grupos amino e a posterior quebra dos esqueletos carbonados resultantes. Essas vias se convergem para formar 7 produtos intermediários 1. Oxaloacetato OAA 2. Alfa-cetoglutarato 3. Piruvato 4. Fumarato 5. Succinil-coa 6. Acetil-coa 7. Acetoacetato Esses produtos entram diretamente nas vias do metabolismo intermediário, resultando na síntese de glicose ou lipídeos ou ainda na produção de energia por oxidação a CO2 no ciclo do ácido cítrico. Os aminoácidos podem ser classificados em 2, conforme os 7 intermediários produzidos durante seu catabolismo. Aminoácidos glicogênicos São aqueles cujos catabolismo produz piruvato ou intermediários do TCA – ciclo do ácido cítrico. • São substratos para a gliconeogênese e portanto podem originar glicose no fígado e rim Aminoácidos cetogênicos Produzem acetil-coa ou corpos cetônicos (acetoacetato). O acetoacetato é um dos ‘’corpos cetônicos’’ que também incluem o 3-hidroxibutirato e a acetona • Leucina e lisina (essenciais) são os únicos AA exclusivamente cetogênicos. Seus esqueletos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos carbonados não servem de substrato para a gliconeogênese, portanto, não podem originar glicose As vias pelas quais os AA são catabolizados dividem-se de acordo com qual dos 7 intermediários é produzido a partir de um determinado aminoácido. AMINOÁCIDOS QUE PRODUZEM OAA Asparagina A asparagina é hidrolisada pela asparaginase, produzindo amônia e aspartato. Aspartato O aspartato perde seu grupo amino por transaminação → oxaloacetato Obs: os carbonos do asparato produzem fumarato no ciclo da ureia AA QUE PRODUZEM α-CETOGLUTARATO VIA GLUTAMATO Glutamina A glutamina → enzima glutaminase → converte em glutamato + NH3 Glutamato → alga-cetoglutarato por transaminação ou desaminação oxidativa (pela glutamato-desidrogenase) Prolina É oxidado → glutamato → convertido em alfa-cetoglutarato (por trasaminaçao ou desaminação) Arginina A arginina é clivada pela arginase → ornitina → alfa- cetoglutarato • Essa reação ocorre principalmente no fígado, no ciclo da ureia Histidina Desaminado pela histidase → ácido urocânico → N- formimino-glutamato → glutamato → alfa-cetoglutarato Obs: deficiência de ácido fólico Indivíduos com deficiência de ácido fólico excretam quantidades aumentadas de FIGlu na urina, especialmente após a ingestão de grande quantidade de histidina. AMINOÁCIDOS QUE PRODUZEM PIRUVATO Alanina Perde seu grupo amino por transaminação reversível → piruvato Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos Obs: a alanina é o principal aminoácido gliconeogênico Serina Serina → convertida em glicina + tetra-hidrofolato Ou Serina → serina-desidratase → piruvato Glicina Pode ser convertida em serina ou ser oxidada a CO2 e NH3 Obs: a glicina → glioxilato → oxidado a oxalato ou transaminado produzindo glicina. • A deficiência de transaminase causa grande produção de oxalato e dano renal, principalmente oxalúria do tipo I Cistina Cistina → NADH + H+ reduz → cisteína → piruvato por dessulfuração. Treonina Treonina → piruvato ou Treonina → alfa-cetoburitato → succinil-coa AMINOÁCIDOS QUE PRODUZEM FUMARATO Fenilalanina Fenilanalina + OH → tirosina → fumarato + acetoacetato Essa reação é catalisada pela fenilalanina-hidroxilase (deficiência=fenilcetonúria) que requer a tetra- hidrobiopterina. Tirosina Formada a partir da fenilalanina → fumarato + acetoacetato Obs: ambas são glicogênicas e cetogênicas AMINOÁCIDOS QUE PRODUZEM SUCCINIL-CoA Metionina Metionina → SAM → SAH → homocisteína → cistationa → cisteína + alfa-cetobutirato (este é descarboxilado oxidativamente formando propionil-coa → succinil-coa) • Relação da homocisteína com doenças vasculares Níveis elevados de homocisteína → danos oxidativos + inflamação e disfunção endotelial. Níveis plasmáticos de homocisteína está inversamente relacionado com os níveis de folato, B12 e B6 (enzimas envolvidas na conversão de homocisteína em cisteina ou metionina) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos Dessa forma, suplementação com folato, B12 e B6 → diminui homocisteínacirculante. Porem, em pacientes que já tem doença cardiovascular a terapia vitamínica não diminui a ocorrência de eventos cardiovasculares ou de morte. Valina e isoleucina Valina e isololeucina → propinil-coa → succinil coa Essas reações necessitam de biotina e vitamina B12 Treonina Treonina – H20 → alfa-cetobutarato → propinil-coa → succinil-coa. Treonina → piruvato também AMINOÁCIDOS QUE PRODUZEM ACETIL-COA OU ACETOACETIL-COA Leucina, isoleucia, lisina e tripfonato (4) produzem acetil-coa ou acetoacetil-coa diretamente, sem a formação intermediária de piruvato (pela reação da piruvato desidrogenase). A fenilalanina e tirosina (2) também produzem acetoacetato durante seu catabolismo Portanto, existem 6 aminoácidos cetogênicos. Leucina Este aminoácido é exclusivamente cetogênico, formando acetil-coa + acetoacetato Isoleucina É tanto cetogênica quanto glicogênica, pois seu metabolismo produz → acetil-coa e propionil-coa (convertido em succinil-coa) Lisina A lisina é um aminoácido exclusivamente cetogênico e é incomum porque não sofre transaminação (nenhum dos seus grupo amino é transferido para um alfa-cetoglutarato) Tripfonato Esse é tanto cetogênico quanto glicogênico pois seu metavolisbo produz → alanina (convertida em piruvato) + acetoacil-coa Erros inatos do metabolismo são normalmente causados por genes mutantes. Sem tratamento, os defeitos hereditários do metabolismo dos aminoácidos resultam em retardo mental ou em outras anormalidades como resultado do acúmulo de metabólitos. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos A fenilcetonúria é a mais importante doença do metabolismo dos AA e responde ao tratamento dietético. Ela está presente no teste do pezinho FENILCETONÚRIA (FCU ou PKU) Causada pela deficiência de fenilalanina-hidroxilase, causando o acúmulo de fenilamina (aminoácido essencial, presente nos alimentos) e deficiência de tirosina. • Outras deficiências A hiperfenilalanina também pode ser causada por qualquer uma das enzimas que sintetizam a coenzima BH4 ou na di- hidropteridina-redutase que regenera a BH4 a partir de BH2 Essas deficiências causam um aumento da fenilalanina (precisa da BH4) e diminuição da síntese de neurotransmissores como as catecolaminas e serotonina. A restrição de fenilalanina na dieta não reverte os efeitos sobre o SNC causados por deficiência de neurotransmissores. A terapia de reposição com BH4 ou L-DOPA e 5- hidroxitripfonato melhora o quadro clinico. CARACTERÍSTICAS DA PKU CLÁSSICA Fenilalanina elevada A fenilalanina está presente em concentrações altas no tecido, plasma e urina • Enzima fenilalanina-hidroxilase fucional • Fenilcetonúria Sem a conversão de fenilalanina em tirosina pela enzima, ela é desviada para outra via para a produção de fenilactato, fenilpiruvato e fenilacetato → dão à urina um odor de mofo característico (ou de ‘’camundongo’’) Sintomas no SNC • retardo mental • dificuldade para andar ou falar • convulsões • hiperatividade • tremor • microcefalia • retardo no crescimento Hipopigmentação Os pacientes com fenilcetonúria frequentemente apresentam deficiência na pigmentação → cabelo e pele claros, olhos azuis • a hidroxilação da tirosina (precisa da fenilalanina- hidroxilase para fenilalanina virar tirosina) pena tirosinase → forma a melanina o inibida competitivamente pelos níveis elevados de fenilalanina na PKU Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Degradação dos aminoácidos RESUMO DA DEGRADAÇÃO DE AMINOÁCIDOS A = glicogênicos B = cetogênicos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos o organismo obtém nitrogênio por meio de • Degradação de proteínas da dieta • Degradação de proteínas corporais • Síntese de aminoácidos não essenciais O nitrogênio deixa o organismo na forma de • Ureia • Amônia • Outros produtos derivados do metabolismo de AA Ao contrário das gorduras e carboidratos, os aminoácidos não são armazenados pelo organismo, por isso, eles devem ter seu nitrogênio removido, porque os aminoácidos não conseguem participar diretamente do metabolismo energético (produzem produtos que entram nas vias). Portanto, o grupo amino é removido por duas reações sequenciais 1ª fase do catabolismo Envolve a remoção dos grupos alfa-amino • Por transaminação e subsequente desaminação oxidativa o Formando → NH3 + alta-cetoácido correspondente (‘’esqueletos carbonados’’) o Parte da amônia → excretada na urina ou utilizada na síntese da ureia (maior parte) 2ª fase do catabolismo Os esqueletos carbonados dos alfa-cetoácidos são convertidos em intermediários comuns das vias metabólicas produtoras de energia. • Metabolizados em → CO2 e H2O (ciclo de Krebs), glicose, ácidos graxos ou corpos cetônicos Estado alimentado Após uma refeição contendo proteínas, os aminoácidos liberados pela digestão vão do intestino → veia porta hepática → fígado Esse aminoácido vai ser usado para para síntese proteica, e formação de intermediários de outras vias • O excesso de aminoácidos pode ser convertido em glicose ou TAG → acetil-coa → gordura Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos Durante o jejum No estado de jejum, a proteína muscular é clivada a aminoácidos. • Alguns deles são parcialmente oxidados pra gerar energia • Outra parte é convertida em alanina e glutamina o Glutamina → é oxidada nos linfócitos, intestino e rins. Convertendo alguns dos carbonos e o nitrogênio em alanina o Alanina e outros aminoácidos → fígado → carbonos convertidos em → glicose e corpos cetônicos. Já o nitrogênio é → convertido em ureia → excretada na urina o Glicose produzida pela gliconeogênese → oxidada em CO2 e H2O no ciclo de Krebs → energia A presença do grupo alfa-amino mantém os aminoácidos a salvo da degradação oxidativa, sua remoção é essencial para a produção de energia de qualquer aminoácido, é um passo obrigatório. O catabolismo de AA envolve, em primeira instância, reações de transminação e desaminação que fornecem • Amônia e aspartato → fontes de nitrogênio para o ciclo da ureia REAÇÕES DE TRANSAMINAÇÃO A transaminação é o principal processo para remover o nitrogênio dos aminoácidos. Todos os aminoácidos, exceto lisina e treonina são submetidos a reações de transaminações. As enzimas que catalisam essas reações são aminotransferases ou transaminases → encontradas nas células do fígado, rins, intestino e músculo Essas reações são reversíveis, podendo ser utilizadas tanto na degradação quanto na síntese • Remoção do nitrogênio dos AA • Transferir nitrogênio para alfa-cetoácidos → formando aminoácidos Na maioria dos casos, acontece assim: • Grupo amino (de um aminoácido) → transferido para o alfa-cetoglutarato → formando glutamato + alfa- cetoácido do aminoácido correspondente que foi convertido Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos O glutamato produzido por transminação pode ser desaminado oxidativamente posteriormente por uma reação que ocorre dentro das mitocôndrias. Destinos do glutamato O glutamato sofre transaminação e tem 2 destinos → formar aspartato (entra no ciclo da ureia) por outra transaminação Ou ele pode passar pela desaminação e perder sua NH3 que também vai para a síntese da ureia Destino do alfa-cetoácido Esse é a cadeia carbônica propriamente dita, sem o nitrogênio que foi retirado. Dessa forma, ele pode ir • Para a síntese de glicose • Para a síntese de ácido graxo • Para gerarATP na respiração • etc Cada aminotransferase é específica aos doadores do grupo amino, pois o aceptor é quase sempre o alfa-cetoglutarato. As duas reações mais importantes de aminotransferases são catalisadas por • ALT → alanina aminotransferase • AST → aspartato aminotransferase Elas são encontradas no coração, rins, fígado, intestino e músculos. Alanina-aminotransferase (ALT) A enzima catalisa a Alanina → transfere seu grupo amino para o alfa- cetoglutarato → formando piruvato (vai pro ciclo de krebs ou gliconeogênese) e glutamato (coletor de nitrogênio da alanina) Aspartato-aminotransferase (AST) A AST é uma exceção à regra de que as aminotransferases afunilam os grupos amino para formar glutamato. A reação também é reversível A AST catalisa a reação Glutamato (formado na reação da ALT)→ transfere amino pata o oxaloacetato → formando aspartato (vai pro ciclo da ureia) e alfa-cetoglutarato (novamente) Todas elas precisam de uma coenzima piridoxal-fosfato (um derivado da vitamina B6), ligada a um grupo amino de um resíduo específico de lisina As aminotransferases atuam Grupo amino de um AA → transferido para a piridoxal-fosfato → formando piridoxamina-fosfato Piridoxamina-fosfato → transfere grupo amino para um alfa- cetoácido → formando aminoácido e regenerando a coenzima piridoxal-P Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos Exemplo com a AST A Kc = 1 (aproximadamente), permitindo que a reação funcione em ambos os sentidos: • Após refeição rica em proteínas Degradação de AA pela remoção do grupo alfa-amino • Suprimento de AA inadequado pela dieta Biossíntese de aminoácidos pela adição de grupo amino a alfa-cetoácidos (esqueletos carbonados) DESAMINAÇÃO OXIDATIVA (REMOÇÃO DE AMÔNIA) As células do corpo e as bactérias do intestino liberam o nitrogênio na forma de amônia (NH3) ou íon amônio (NH4+) • NH3 passa pra urina a partir de células tubulares renais e diminui a acidez da urina pela ligação de prótons, formando NH4+ • NH3 vai pro ciclo da ureia Em contraste com as reações de transaminação (transfere grupos amino) a desaminação oxidativa resulta na liberação de amino como amônia livre (NH3) DESAMINAÇÃO OXIDATIVA DO GLUTAMATO • Ocorre nas mitocôndrias Apenas a reação do glutamato é reversível. O glutamato pode incorporar N por meio de reações de transaminação e, então, liberar amônia através da glutamato-desidrogenase • A enzima de atuação é: glutamato-desidrogenase • Essas reações ocorrem principalmente no fígado e no rim Elas fornecem alfa-cetoácidos → entram nas vias centrais do metabolismo energético Fornecem NH3 → fonte de nitrogênio para o ciclo da ureia Coenzimas A glutamato-desidrogenase pode usar tanto NAD+ quanto NADP+ como coenzima • NAD+ Utilizado principalmente na desaminação oxidativa (perda de NH3 acoplada à oxidação do esqueleto carbonado • NADP+ É utilizado principalmente na aminação redutora (ganho de NH3 acoplado a redução do esqueleto carbonado) Sentido das reações A sentido da reação vai depender das concentrações relativas de • glutamato, alfa-cetoglutarato e amônia • razão de coenzimas oxidadas e reduzidas após ingestão rica em proteínas • níveis de glutamato no fígado estão elevados → reação ocorre no sentido de degradação e formação de NH3 → sentido de alta-cetoglutarato Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos precisando de aminoácidos para as funções do organismo • níveis baixos de glutamato → entrada de amônia no alfa- cetoglutarato → forma glutamato → transaminação → grupo amino transferido para alfa-cetoácido → aminoácido Reguladores alostéricos • GTP (triofosfato de guanosina) Inibe a glutamato-desidrogenase Caracterizado em altos níveis energéticos • ADP (difosfato de adenosina) Ativador da glutamato-desidrogenase, facilita a degradação dos AA → produção de energia a partir dos esqueletos carbonados derivados dos aminoácidos Níveis energéticos da célula estão baixos OUTROS AA QUE LIBERAM AMÔNIA As desaminaçoes da serina e treonina são reações de desidratação que requerem piridoxal-fosfato (PLP) e são catalisadas pela serina-desidratase No músculo e no cérebro, mas não no fígado, o ciclo dos nucleotídeos da purina permite que o NH4+ seja liberado dos aminoácidos por transaminaçao O glutamato está envolvido tanto na síntese quanto na degradação. • Transaminação e desaminação oxidativa O glutamato fornece nitrogênio para a síntese de AA. Nesse processo, ele ganha seu N por transaminação com outros aminoácidos ou do NH4+ pela glutamato-desidrogenase. As reações de transaminação servem para transferir os grupos amino do glutamato pata alfa-cetoácidos para produzir seus aminoácidos correspondentes. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos • Fornece nitrogênio pro ciclo da amônia O glutamato coleta os N por reações de transaminação e alguns desses N são liberados como NH3 pela reação da glutamato-desidrogenase. Esse NH3 entra no ciclo da ureia a segunda forma de N para a síntese da ureia é fornecida pelo aspartato • Glutamato transfere seu grupo amino para o OAA → formando aspartato e alta-cetoglutarato A degradação dos aminoácidos ocorre em todos os tecidos, no entanto, as enzimas do ciclo da ureia são ativas principalmente no fígado. Por isso, é necessário que haja um transporte desse nitrogênio dos aminoácidos para o fígado. Ciclo glicose-alanina A alanina transporta nitrogênio no sangue e é exportada principalmente pelo músculo. Músculo → glicose → glicólise → piruvato O piruvato é transaminado com o glutamato → alanina → sangue → fígado Obs: esse glutamato veio da transaminação de algum AA Alanina no fígado → transaminada a piruvato → utilizado pela gliconeogênese → glicose → exportada para o músculo para servir de energia Alanina no fígado → nitrogênio → ciclo da ureia Glutamina A glutamina é sintetizada a partir do glutamato pela fixação de amônia, gastando 1ATP e precisando da enzima glutamina-sintetase Obs: a síntese de glutamina acontece quando há rápida degradação de AA e níveis altos de amônia, por isso essa amônia entra no glutamato para formar a glutamina Glutamina → sangue → fígado/rim/intestino → glutaminase remove NH4+ → glutamato + NH3 • No rim A liberação de NH3 e formação do íon amônio NH4+ → formam sais com ácidos metabólicos na urina • No intestino Glutamina é usada como substrato energético • No fígado A amônia é utilizada na biossíntese da ureia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos Fonseca Catabolismo de aminoácidos O exame da alanina AST aspartato aminotransferase é um exame de sangue que serve para avaliar se existe alguma lesão no fígado ou no pâncreas, sendo útil para o diagnóstico de doenças como hepatite, cirrose ou obstrução das vias biliares, por exemplo. • As aminotransferases são enzimas intracelulares, de modo que a presença de níveis plasmáticos elevados de aminotransferases podem indicar lesões em células ricas nessas enzimas. A AST e ALT são de especial valor diagnóstico quando aparecem no plasma Valor de referência O valor normal de AST, também chamada de TGO, é de 5 a 40 U/L, mas pode variar de acordo com o laboratório onde é realizado o exame. Doenças hepáticas Níveis plasmáticos elevados de ALT e AST são vistos em quase todas as doenças hepáticas • Condições que causam ampla necrose celular como o Hepatite viral grave o Lesão tóxica o Colapso circulatório prolongado • Doença hepática gordurosa não alcoólica • Abuso de álcool • Doenças autoimunesdo fígado (menos comum) ALT é mais específica que AST para doenças hepáticas. No entanto, AST é mais sensível, pois o fígado contém maiores quantidades de AST Exemplo A figura mostra a liberação inicial de ALT no soro depois de ingerir uma toxina hepática (causa lesão nas células e liberação de aminotransferases) • A bilirrubina sérica elevada resulta da lesão hepatocelular, que diminui a conjugação hepática e a excreção de bilirrubina. Doença não hepática As aminotransferares podem estar elevadas em outras doenças sem ser o fígado, como • Infarto do miocárdio • Doenças musculares Pois as AST e ALT também estão presente em coração e músculos, não só no fígado. Aminotransferases baixa • Infecções no trato urinário • Desnutrição com deficiência de vitamina B6 (forma a coenzima PLP – piridoxal-fosfato, essencial para o funcionamento das aminotransferases) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo da amonia A amônia é produzida por todos os tecidos durante o metabolismo de vários compostos, sendo eliminada principalmente pela formação de ureia no fígado. Porém, a amônia é tóxica para o SNC, devendo ser mantido seu nível muito baixo. Portanto, deve haver um mecanismo metabólico para remover o N dos tecidos periféricos e leva-lo ao fígado para a transformação em ureia, para manter baixos níveis de amônia circulantes Os AA são a maior fonte de amônia, pois a maioria das dietas ocidentais possui excesso de AA Esse AA → fígado → transdesaminação (ambas as reações por aminotransferases e glutamato-desidrogenase) → amônia A partir da glutamina • Rins Os rins produzem amônia a partir da glutamina, pela glutaminase renal e glutamato-desidrogenase A maior parte da amônia → excretada na urina como NH4+, fornecendo um balanço acidobásico do organismo, pela excreção de prótons. • Intesino A amônia também é obtida pela hidrólise da glutamina pela glutaminase intestinal. As células da mucosa intestinal obtêm a glutamina pelo sangue ou da digestão de proteínas da dieta. Obs: o metabolismo da glutamina no intestino produz citrulina → sangue → rins → ciclo da ureia na síntese da arginina Pela ação bacteriana do intestino A amônia é produzida a partir da ureia, pela ação da urease bacteriana no lúmen intestinal. Essa amônia é absorvida pelo intestino → veia porta → removida pelo fígado ao converter em ureia A partir de aminas As aminas obtidas da dieta e as monoamidas usadas como hormônios ou neurotransmissores podem produzir amônia por ação da aminoxidase A partir de purinas e pirimidinas No catabolismo das purinas e pirimidinas, os grupos amino ligados aos anéis são liberados como amônia A amônia é rapidamente removida do sangue para o fígado, mantendo seus níveis baixos na circulação, visto que ela é tóxica para o SNC. Essa remoção de amônia do sangue para o fígado é feita pela alanina e glutamina em muitos tecidos (em especial o músculo), que carregam o N dos aminoácidos em vez de liberá-lo como amônia livre. Ureia A formação de ureia no fígado é a via mais importante de eliminação de NH3. Fígado → ureia → sangue → rins → filtração glomerular Glutamina Essa amida do ácido glutâmico fornece uma forma de armazenamento e transporte não tóxicos para a amônia. A formação da glutamina a partir de glutamato e de NH3 requer ATP pela glutamina-sintetase. E essa formação acontece no fígado e no músculo. Essa reação também acontece no encéfalo, sendo o principal mecanismo de remoção da amônia do SNC, visto que ela é tóxica. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo da amonia • Remoção da glutamina A glutamina circulante é removida pelo fígado e pelos rins e desaminada pela glutaminase. No fígadp → NH3 destoxificada em ureia No rim → usada para excreção de prótons Resumo do metabolismo da amônia Os níveis de amônia sérica são normalmente baixos (5 a 35 micromol/L) No entanto, quando a função hepática está comprometida por defeitos genéticos no ciclo da ureia ou por doença hepática → níveis de NH3 aumentados Essa hiperamonemia é uma emergência médica, pois a amônia tem efeito neurotóxico direto no SNC, causando sintomas tais como • Tremores • Discurso inarticulado • Sonolência • Vomito • Edema cerebral • Visão borrada • Coma e morte em altas concentrações A doença hepática é a mais comum, podendo ser causada por hepatites virais ou hepatoxinas (álcool). A cirrose hepática → gera uma formação de circulação colaterol ao redor do fígado. Assim → sangue da circulação porta não vai pro fígado → vai direto pra circulação sistêmica. Assim, a conversão de amônia em ureia que acontece no fígado é gravemente prejudicada, levando a níveis elevados de amônia circulante (hiperamonemia) Descrita por deficiências genéticas para cada uma das 5 enzimas do ciclo da ureia. Em todos os casos, a falha em sintetizar ureia leva a hiperamonemia durante as primeiras semanas após o nascimento. A maioria apresenta alta morbidade (sintomas neurológicos) e mortalidade. • Deficiência de ornitina-transcarbamoilase o Ligada ao X e afeta mais od homens • Deficiência por arginase o É menos grave pois a arginina contem 2 N a serem eliminados e pode ser excretada na urina Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 Metabolismo da amonia • Tratamento o Inclui limitação de proteínas na dieta • Medicamentos o O fenilbutirano administrado oralmente é se ligam aos AA produzindo moléculas com N excretadas na urina. o Fenilbutirato → convertido em fenilacetato → Se condensa com a glutamina → fecilacetil-glutamina → excretada na urina Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 CICLO DA UREIA Ciclo da ureia A ureia é a principal forma de eliminação dos grupo amino oriundos dos AA. A ureia é produzida no fígado, outros tecidos também possuem as enzimas do ciclo, mas apenas o fígado tem aquela que produz a ureia. N = fornecido pela NH3 livre (resultado da desaminação) N = fornecido pelo aspartato C e O = veio do CO2 Obs: o glutamato é o precursor imediato dos dois nitrogênios, NH3 por desaminação oxidativa com a glutamato-desidrogenase. O N do aspartato veio da transaminaçao do OAA pela AST As duas primeiras ocorrem na mitocôndria e as demais enzimas estão no citosol. REAÇÃO 01 – FORMAÇÃO DO CARBAMOIL-FOSFATO Enzima: carbamoil-fosfato-sintetase I encontrada principalmente nas mitocôndrias do fígado e intestino Essa reação usa a NH3 + CO2 (do bicarbonato) + 2 ATP → gera carbamoil-fosfato • A NH3 veio da desaminação oxidativa do glutamato pela glutamato-desidrogenase mitocondrial • É necessário a clivagem de 2ATP para a reação o 1ATP forneceu a energia necessária o 1ATP forneceu o fosfato da molécula Obs: a carmaboil-fosfato-sintetase I é regulada, já a II participa da biossíntese das pirimidinas, ela não necessita do regulador N-acetil-glutamato. Regulação no geral No geral, o ciclo da ureia é regulado pela disponibilidade de substrato: quanto maior a velocidade de produção de amônia, maior a velocidade do ciclo da ureia. Por N-acetil-glutamato O N-acetil-glutamato é um ativador essencial da carbamoil-fosfato-sintetase I, que é o passo limitante para o ciclo da ureia. Esse composto é sintetizado a partir da CoA + glutamato pela N-acetil-glutamato-sintase em uma reação ativada pela arginina. • Assim, a concentração intra-hepática de N-acetil- glutamato aumenta após a ingestão de refeições ricas em proteínas → fornece tanto o glutamato quanto o regulador da síntese (arginina) de N-acetil-glutamato → aumento da velocidade da ureia Licensedto Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 CICLO DA UREIA Ciclo da ureia ou seja, após uma refeição rica em proteína, há um aumento do ciclo da ureia. indução/repressão da síntese de enzimas a indução das enzimas do ciclo da ureia ocorre em resposta a condições que requerem um aumento do metabolismo proteico, como: • Dieta rica em proteínas • Jejum prolongado Nesses estados fisiológicos, enquanto os carbonos dos aminoácidos são convertidos em glicose, o nitrogênio dos AA é convertido em ureia. REAÇÃO 02 – FORMAÇÃO DE CITRULINA Enzima: ornitina transcarbamoilase (OTC) Ornitina + carmaboil-fosfato → Citrulina + Pi • O Pi que saiu do carbamoil-fosfato forneceu a energia necessária para essa reação acontecer Obs: a ornitina e a citrulina são aminoácidos que participam do ciclo da ureia mas não são incorporados na síntese proteica porque não existem códons para eles. A ornitina é regenerada a cada ciclo REAÇÃO 03 – SÍNTESE DE ARGININOSUCCINATO Enzima: argininosuccinato sintetase A citrulina sai da mitocôndria e vai para o citosol Citrulina + aspartato → argininosuccinato O grupo alfa-amino do asparato fornece o segundo nitrogênio que será incorporado à ureia Para formar essa molécula precisa de energia ATP → AMP + 2Pi (contabiliza que gastou 2ATP) Usou 2 fosfatos que liberou energia para a reação acontecer REAÇÃO 04 – CLIVAGEM DO ARGININOSUCCINATO Enzima: argininosuccinato liase Essa enzima gliva o argininosuccinato em → fumarato (que vai pro ciclo de krebs) + arginina • A arginina ativa a síntese do N-acetil-glutamato que regula a CFS-I • A arginina serve como precursor da ureia, então ela vai continuar as reações Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 CICLO DA UREIA Ciclo da ureia O fumarato então é hidratado para formar malato Fumarato + H2O → malato • Malato → entra na mitocôndria → oxidado a OAA → ciclo de Krebs o O OAA pode ser convertido em aspartato por transaminação e entrar no ciclo da ureia de novo • Malato → gliconeogênese REAÇÃO 05 – CLIVAGEM DA ARGININA DANDO UREIA Enzima: arginase Uma parte da molécula de arginina → ureia Outra parte → ornitina que volta pro ciclo da ureia Essa reação ocorre quase exclusivamente no fígado. Dessa forma, enquanto outros tecidos (tipo o rim) podem sintetizar arginina por meio de todas essas reações, apenas o fígado pode clivar a arginina produzindo ureia. Uma parte vai pra urina Ciclo da ureia → ureia → sai por difusão no fígado → sangue → rins → filtrada e excretada na urina Outra parte vai para o intestino Parte da ureia formada → fígado → sangue → intestino → clivada em CO2 + NH3 pela urease bacteriana, microbiota intestinal. • Amônia vai para as fezes • Amônia é reabsorvida pelo sangue 4 P de alta energia são consumidos na síntese de cada molécula de ureia, tornando a síntese da ureia irreversível. Durante o jejum, o fígado tem a responsabilidade de manter os níveis de glicose no sangue. Os aminoácidos das proteínas musculares são a maior fonte de carbono para a produção de glicose pela via da gliconeogênese. Pois, no catabolismo desses AA • Alfa-cetoácidos → esqueletos carbonos → convertidos em glicose por entrarem nas vias centrais o O principal aminoácido que serve como substrato para a gliconeogênese é a alanina a qual é sintetizada nos tecidos periféricos para ser usado como transportador de nitrogênio. o A liberação de glucagon (no jejum) estimula o transporte de alanina para o fígado pela ativação da transcrição do sistema de transporte da alanina o 2 moléculas de alanina → glicose o Nitrogênio da alanina → vai pro ciclo da ureia PACIENTES COM INSUFICIÊNCIA RENAL Em pacientes com isso, os níveis de ureia no plasma aumentam, promovendo maior transferência de ureia → intestino A ação da urease intestinal sobre essa ureia torna-se uma fonte clinicamente importante de amônia contribuindo para a hiperamoneia observada nesses pacientes (pois a urease cliva a ureia em CO2 e NH3) Obs: a administração oral de neomicina reduz o numero de bactérias intestinais responsáveis pela produção de ureia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos - 77 CICLO DA UREIA Ciclo da ureia • Nitrogênios → convertidos em ureia Desse modo, a excreção de ureia é maior durante o período de jejum. Jejum muito prolongado Quando o jejum progride, entretanto • Cérebro começa usar corpos cetônicos, para poupar a glicose do sangue • menos proteína muscular é clivada para fornecer AA para a gliconeogênese o menos produção de glicose acompanha a menor produção de uréia → • 1º → o OAA veio do ciclo de Krebs e na transaminação o OAA forma aspartato (pois o amino do glutamato é transferido pra ele) que entra no ciclo da ureia. • 2º → o fumarato liberado da clivagem da molécula de argininosuccinato vai para o ciclo de Krebs Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Suplementos proteicos as proteínas são essenciais no reparo de microlesões decorrentes da prática esportiva → objetivo de recuperação muscular Porém, os atletas devem ser conscientizados de que o aumento do consumo proteico além do recomendado não leva aumento adicional de massa magra. Há um limite para o acúmulo de protepina nos diversos tecidos. • Nos atletas → maximizar o desempenho nos treinos, pois permite uma rápida recuperação e diminuição dos danos muculares • Melhora a massa, força e função dos músculos • Positivo no envelhecimento saudável → combate à sarcopenia nos idosos • Controle do peso e a regulação do apetite → uma vez que o alto teor de proteína aumenta o metabolismo pós- prandial, potenciando a sensação de saciedade Ingestão após o exercício Após o exercício físico de hipertrofia, a ingestão proteica favorece o aumento de massa muscular quando combinado com a ingestão de carboidratos, reduzindo a degradação proteica. • O aumento da massa muscular é consequência do treinamento, assim como a demanda proteica. • Quando tomados após o treino, promovem o equilíbrio hormonal e aceleram o processo de recuperação, diminuindo o dano muscular Exercício físico moderado O consumo muscular de AA de cadeia ramificada (valina, leucina e isoleucina → BCAA), aspartato e asparagina aumenta. Ação dos AA de cadeia ramificada Atuam no ciclo da alanina-glicose servindo de substratos para a produção de glicose → aumenta o conteúdo de glicogênio muscular, reduzindo o transporte de glicose para o interior da célula muscular. Ação da asparagina e aspartato No tecido muscular, eles sofrem ação da aspartato aminotransferase → atuam como precursores de OAA no ciclo de Krebs → mantêm a atividade do ciclo de Krebs, a partir da síntese direta de oxaloacetato Foi proposto que a suplementação destes aminoácidos promove o aumento da resistência ao esforço físico prolongado através de 2 mecanismos: Manutenção das concentrações de glicogênio muscular e hepático Eles retardam a depleção de glicogênio, uma das causas de fadiga em atividades físicas prolongadas. ➢ Sem os suplementos na atividade física prolongada O glicogênio muscular, durante a atividade física, é precursor do OAA → substrato necessário para o ciclo de Krebs (TCA) e produção de energia pelos ácidos graxos livres (AGLs). Lembrando que a condensação OAA + Acetil-coa → inicio do ciclo de Krebs Porém, com a depleção do glicogênio → menor concentração de OAA e citrato → prejudica a produção de energia pelos mecanismos oxidativos. O OAA, se torna, assim, o fator limitante da metabolização de AGLs • Assim, esses suplementos iriam manter a concentração de glicogênio muscular e hepático, evitando a fadiga muscular e ajudando na produção deenergia ➢ Sem o suplemento com aumento da intensidade do exercício Quando há o aumento da intensidade do exercício → intensifica a via glicolítica → desviando o piruvato (que seria metabolizado a OAA) para lactato → poderia causar fadiga pelo aumento de lactato e de H+ → inibe a glicólise pela fosfofrutoquinase → diminuição da força dos músculos Regulação da produção de serotonina Os BCAA regulam a produção de serotonina a partir da competição pelo transportador de membrana com o triptofano (precursor da serotonina) • A serotonina é um neurotransmissor responsável por respostas fisiologias como o Sono o Regula atividades sexuais o Gênese de fadiga central em atividades prolongadas Assim → concentrações de aminoácidos de cadeia ramificada = concentração de triptofano (equilíbrio) → produção de serotonina diminuída → menos sono e menos fadiga Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Suplementos proteicos Como já visto, os BCAA são substratos para a produção de glicose através do ciclo alanina-glicose. Enquanto a asparagina + aspartato são precursores de OAA no ciclo de Krebs. Esses dois mecanismos permitem: • Permitem que o metabolismo oxidativo se mantenha ativo, pois fornecem substratos para iniciar o TCA (OAA e acetil-coa) • Retarda a conversão excessiva de piruvato → lactato (pois os BCAA reagem com o piruvato formando alanina → glicose) • Liberam precursores gliconeogênicos (alanina vira glicose) para a síntese hepática de glicose Na produção de força muscular Existem indícios que mesmo na ausência de treinamento de força, a suplementação de creatina poderia ter um efeito benéfico na força muscular, mediado por diversos mecanismos, tais como • Aumento intramuscular de fosforilcreatina • Aumento da velocidade da regeneração de fosforilcreatina no exercício • Diminuição no tempo de relaxamento no processo contração-relaxamento da musculatura esquelética (em decorrência da melhora na atividade da bomba de cálcio) • Aumento da concentração de glicogênio muscular Efeito na hipertrofia suplementação + treinamento de força → aumento de hipertrofia porem, os mecanismos fisiológicos ainda não foram esclarecidos efeito sobre retenção hídrica e balanço proteico a suplementação com creatina leva o aumento no volume total de água corporal. Mudanças no conteúdo intracelulares de água → influencia a tradução de proteínas contrateis + notório ganho de massa magra e peso corporal Efeito sobre o volume de treinamento A creatina possibilita que o sujeito desempenha mais repetições com a mesma carga → maiores ganhos de massa magra num programa de treinamento a longo prazo Efeito sobre a expressão gênica e ativação das vias de trofismo muscular Existem evidencias recentes que a creatina influencia a transcrição genica de diversos genes envolvidos na • Regulação osmótica • Síntese e degradação de glicogênio • Remodelagem do citoesqueleto • Proliferação e diferenciação de células satélites • Reparo e replicação de DNA • Controle da transcrição de RNA e morte celular Um estudo concluiu que a creatina pode atuar no crescimento muscular, exercendo o anabolismo no músculo, via IGF-I Obs: o IGF-1 (fator de crescimento similar à insulina 1) é um hormônio que leva hipertrofia das células musculares IGF-1 → regula a ativação e diferenciação de células satélites (CS) → se diferenciam em fibras adultas → doam seus mionúcleos à fibra muscular → possibilita o processo hipertrófico → mais massa muscular Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – 77 Suplementos proteicos Metabolismo da glutamina Suplementação com glutamina Glutamina → transportada para o meio intracelular → promove captação de sódio → aumenta o volume da célula → considerado como um sinal anabólico → uma vez que promove a síntese proteica + aumenta a disponibilidade de substratos para os sistemas envolvidos na recuperação e reparação tecidual Um estudo observou que a administração parenteral (injetável) após exercícios de alta intensidade → aumentou os estoques de glicogênio muscular → beneficiando a recuperação da lesão induzida pelo exercício exaustivo • Relação com a glutationa No meio intracelular → glutamina sofre hidrolise → eleva a disponibilidade de glutamato → essencial na síntese do principal antioxidante celular (GSH) glutationa → beneficia a recuperação causado pelo estresse metabólico Embora possuam vantagens, os suplementos proteicos ainda estão sujeitos a riscos quando usados de forma incorreta e a longo prazo, tais como • Risco aumentado de problemas nos ossos (como osteoporose) • Agravamento de problemas renais • Falta de regulamentação e controle de qualidade → pode levar à presença de substancias nocivas com as quais os suplementos podem ter sido fortificados Consequências para o rim Certos suplementos são associados a • Cálculos renais • Doenças renais • Nefrotoxicidade a proteinúria Suplemento de creatina relatou alguns casos de lesões renais Dada a falta de regulamentação dos suplementos alimentares, existem alguns que podem ser encontrados metais pesados que podem ser potencialmente cancerígenos, ou causar efeitos adversos como neurotoxicidade, nefrotoxicidade e problemas no sistema reprodutor. O chumbo, cádmio e mercúrio são os principais associados a doenças renais quando os indivíduos são expostos a quantidades elevadas. Alimentação hiperproteica A ingestão excessiva de proteína → potencializa o aparecimento de doenças hepáticas e renais. Sobrecarga dos rins → pois o elevado consumo de proteína exige maior excreção pelo rim (pois proteínas com peso molecular elevado não são excretadas com facilidade) → gera danos aos rins. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool O etanol é uma fonte de energia dietética metabolizada a acetato principalmente no fígado, com a regeneração de NADH. • as calorias do etanol são consideradas ‘’vazias’’ no sentido de serem pobre em vitaminas, aminoácidos essenciais e outros nutrientes, porém, elas possuem calorias que geram energia • o NADH produzido é utilizado par a geração de ATP por meio de fosforilação oxidativa a principal rota (80%) do metabolismo do etanol é através da alcool-desidrogenase hepáitica (ALDH) = etanol oxidado em → acetaldeído no citosol (composto tóxico e pode entrar na corrente sanguínea) acetaldeído (pela acetaldeído-desidrogenase ALDH) → acetato na mitocôndria principalmente. • A maior parte do acetato → capturada pelo musculo esquelético e outros tecidos o Lá, o acetato é clivado (pela acetil-coa-sintetase ACS) → acetil-coa → entra no ciclo do TCA Oxidação de 10 a 20% do etanol ingerido Oxidado por meio do sistema microssomal oxidante (MEOS), que tem a enzimas do • Citocromo P450 no RE (especialmente CYP2E1) o A CYP2E1 tem um Km alto para o etanol e é induzida por ele (só metaboliza quando tiver muito etanol, não é tão sensível) A proporção de etanol metabolizada por essa rota é maior em altas concentrações de etanol e após o consumo crônico da bebida. Efeitos agudos Surgem principalmente pela geração de NADH, o qual aumenta a relação NADH/NAD+ no fígado e afeta diversas rotas • Oxidação do ácido graxo é inibida (pois n B-oxidação precisa de NAD+) → desvia o acetil-coa para a síntese de corpos cetônicos • Pode causar acidose lática • Inibe a gliconeogênese → hipoglicemia Alterações no fígado O metabolismo do etanol pode resultar em doenças hepáticas induzidas pelo álcool, incluindo • Esteatose hepática (fígado gordo) • Fibrose hepática • Hepatite induzida por álcool • Cirrose O principal produto tóxico do metabolismo do etanol é o acetaldeído e radicaislivres • Acetaldeído → forma aductos com proteínas e outros compostos • Radical hidroxietila produzido por MEOS e outros radicais durante a inflamação → causam alterações irreversíveis no fígado O etanol é uma pequena molécula solúvel – CH3CH2OH – tanto em óleo quanto em água, e dessa forma, é rapidamente absorvido por difusão passiva (sem gasto de ATP). • 0 a 5% de etanol Entra na mucosa gástrica de células do trato GI alto → língua, boca, esôfago e estômago) → metabolizado → sangue • Do etanol que está no sangue o 85-95% → metabolizado no fígado o 2-10% excretados pelos pulmões e rins Reação do metabolismo do etanol Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool ADH – álcool desidrogenase A principal rota do metabolismo do etanol no fígado é através da ADH, uma enzima citosólica, que catalisa a reação Etanol → acetaldeído + NADH • Acetaldeído → se não for removido, exerce um efeito tóxico no fígado e pode passar pro sangue e intoxicar outros tecidos. O acúmulo no sangue pode resultar em o Rubor o Taquicardia o Hiperventilação o Náusea e vômitos Ela é uma família de isoenzimas com variações específicas no comprimento da cadeia do substrato do álcool. • ADH da classe I → possui maior especificidade pelo etanol (menor Km) e possui altas quantidades no fígado → principal sítio de metabolização do álcool e de formação do metabólito tóxico → acetaldeído • ADH das classes IV e II → menor contribuição para o metabolismo. As concentrações de álcool podem ser muito altas na parte superior do TGI e a formação de acetaldeído nesse local pela ADH gástrica → contribui para o risco de câncer associado a bebidas leves ALDH – Acetato Desidrogenase Essa enzima está na mitocôndria e no citosol e catalisa a reação: Acetaldeído → acetato + NADH • 80% da oxidação do acetaldeído no fígado humano → ALDH2 mitocondrial → apresenta alta afinidade por acetaldeído e é altamente específica • 20% → ocorre por meio de uma ALDH1 citosólica Obs: essa enzima é inibida por dissulfiram, um fármaco que pode ser usado em pacientes que desejam parar de beber álcool → causando o acúmulo de acetaldeído e aqueles efeitos → auxilia a absterem-se do consumo de álcool Destino do acetato O metabolismo do acetato requer ativação de Acetil-CoA pela acetil-CoA-sintetase (ACS), em uma reação similar à acetil- coa-sintetase graxa Obs: gasta-se 2P para essa reação, considera que gastou 2ATP No fígado, a principal isoforma da ACS I é uma enzima citosólica que forma acetil-coa pela rota da síntese de colesterol e ácidos graxos • A entrada de acetato nessa roda está sob controle regulatório envolvendo colesterol e insulina. Portanto, a maior parte do acetato formado passa para o sangue o acetato pode ser oxidado por outros tecidos além do fígado, principalmente no coração e no músculo esquelético, os quais tem uma alta concentração mitocondrial da isoforma da ACS II • ACS II presente na matriz mitocondrial → forma acetil- coa Acetil coa formado → entra no TCA e é oxidado a CO2 ou participa na síntese de colesterol e ácidos graxos (por isso engorda) É o sistema microssomal oxidante de etanol (MEOS) que envolve a citocromo P450 e CYP2E1 presentes no RE Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool Aqui, o etanol também é oxidado a acetaldeído. Etanol e NADPH doam elétrons nessa reação, que reduz O2 e H2O Todas as enzimas do citocromo P450 têm 2 componentes de proteína catalítica principais • Um sistema doador de elétrons que os transfere a partir do NADPH (citocromo P450-redutase) e o citocromo P450 • A proteína do citocromo P450 contém sítios de ligação para O2 e o substrato (como o etanol) e realiza a reação CYP2E1 O MEOS é parte da família de enzimas do citocromo P450 e a enzima que apresenta maior atividade para o etanol é a CYP2E1 A CYP tem um Km muito maior para o etanol do que a classe I das álcool-desidrogenases. Então, uma maior porção de álcool ingerido é metabolizado por meio da CYP2E1 em níveis maiores de consumo de etanol do que em baixos níveis → baixa afinidade, catalisa a reação quando etanol está muito elevado Indução de enzimas P450 As enzimas P450 são induzidas por seus mais específicos substratos. O consumo crônico de álcool aumenta os níveis hepáticos de CYP2E1 cerca de 2 a 10x. • Aumento na CYP2E1 com o consumo de etanol ocorre por meio de regulação de transcrição, pós-transcrição e pós- translação O retículo endoplasmático → se prolifera → aumentando as enzimas microssomais no geral (incluindo aquelas que não metabolizam o álcool) • Consequências Embora a indução de CYP2E1 aumente a depuração do etanol no sangue, também vai acontecer que o acetaldeído pode ser produzido mais rapidamente do que pode ser metabolizado pela ALDH → aumentando o risco de danos hepáticos As enzimas do citocromo P450 são capazes de formar radicais livres, que também podem levar ao aumento de danos hepáticos e cirrose A rota e a velocidade de oxidação do etanol variam de indivíduo para indivíduo. Essas diferenças metabólicas podem influenciar de um indivíduo passa a ser um acoólatra, desenvolve doenças hepáticas ou adquire outras patologias, como hepatocarcinogênese, câncer de pulmão ou de mama Genótipo Formas polimorfas de álcool-desidrogenase e acetalceído- desidrogenase (ADH e ALDH) podem afetar a velocidade de oxidação e a acumulação de acetaldeído. A atividade da CYP2E1 pode variar até 20x dependendo das diferenças de induções em variações de alelos diversos. Histórico de bebida Consumidor crônico de álcool → ADH diminui e CYP2E1 aumenta Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool Sexo Após o consumo crônico de álcool, o ADH gástrico diminui tanto nas mulheres quanto nos homens • Mulheres Possuem baixos níveis de ADH gástrica → níveis sanguíneos de álcool pós consumo são maiores As mulheres são menores → o álcool é distribuído em um espaço 12% menor de água, pois as mulheres apresentam mais gordura e menos água do que homens → maiores níveis sanguíneos de álcool Quantidade A quantidade consumida determina a rota metabólica • ADH e ALDH Pequenas quantidades de etanol → metabolização mais eficiente através de rotas de baixo Km de classe I ADH e classe II ALDH, e uma pequena acumulação de NADH ocorre para inibir o metabolismo do etanol via essas desidrogenases. • MEOS Quando grandes quantidades consumidas em um curto período → etanol é mais metabolizado por MEOS (possuem um Km muito maior, funcionando com altas concentrações da substancia) Uma maior atividade de MEOS → pode correlacionar com a tendencia do individuo desenvolver doenças hepáticas induzidas por álcool, porque acetaldeído + radicais livres podem ser aumentados. O ATP produzido na oxidação do etanol a acetato varia conforme a rota de metabolismo do etanol. Rotas citosólica ADH e mitocondrial ALDH 1NADH citosólico + 1NADH mitocondrial são formados → produzem no máximo 5ATP A oxidação de acetil-coa (que veio do acetato) no TCA e na cadeia transportadora de elétrons → +10ATP Porém, -2ATP que foram gastos na ativação de acetato → acetil-coa pela acetil-coa sintetase Saldo → 10 + 5 -2 = 13 mols de ATP/mol de etanol Pela CYP2E1 De forma oposta, a oxidação do etanol a acetaldeído pela CYP2E1 consome energia na forma de NADPH (-2,5ATP) Saldo → 10 (TCA e cadeia) – 2 (ativação do acetil-coa) – 2,5 (gastos como NADPH) = no máximo 8 ATP formado Pode causar: fígado gordo, hepatite induzida por álcool e cirrose. Também inibe a oxidação de ácidos graxos e estimula a síntese de TAGs, levando a um fígadogorduroso. Também pode gerar cetoacidoseou acidose lática e causar hipo ou hiperglicemia, dependendo do estado dietético. Efeitos agudos do etanol causado por aumento NADH/NAD+ • Ingestão de baixas concentrações de etanol A proporção de oxidação do etanol é regulada pelo seu suplemento (normalmente determinada pela quantidade de álcool consumida) e pela taxa em que NADH é reoxidado em cadeias transportadoras de elétrons • NADH Não é um produto efetivo para inibir ADH ou ALDH e não existe regulação por ATP/ADP/AMP, permitindo com que o NADH no citosol e na mitocôndria se acumule, aumentando a razão NADH/NAD+ Modificações no metabolismo de ácidos graxos O consumo de álcool pode resultar na síntese de triacilgliceróis pois • Oxidação de ácido graxo precisa de NAD+ e o metabolismo do álcool aumenta muito o NADH e não o Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool NAD+ (queda na razão NAD+/NADH) → inibição da beta- oxidação • Aumento na lipogênese o tem mais ácidos graxos (como não tem a beta- oxidação, eles se acumulam no fígado/ ou vieram da alimentação / ou vieram da lipólise dos estoques dos tecidos adiposos por conta da liberação de epinefrina após o álcool) o tem mais gliceraldeído-3-fosfato disponível (pois a desidrogenase que transforma glicerol-3-fosfato em 2,3 bifosfoglicerato da glicólise é inibida pela baixa razão NAD+/NADH) o ácido graxo + glicerol → TAGs (AGL reesterificados por acil-coa-transferase no RE que fica acentuada) os TAG formados são incorporados em VLDL que acumulam- se no fígado e vão pro sangue → hiperlipidemia induzida por etanol esteatose hepática → transferases microssomais são induzidas pelo consumo de etanol no momento em que o MEOS é induzido, ou seja, o consumo crônico acentua bastante o desenvolvimento de um fígado gorduroso Cetoacidose induzida por álcool A abundancia de NADH favorece • redução de piruvato → lactato • redução de OAA → malato assim, a reduzida disponibilidade de OAA para se juntar com acetil-coa e a cintrato-sintase formar citrato, vai impedir que o ciclo de Krebs continue. Então, o TCA vai ficar travado e vai haver um desvio do acetil- coa → corpos cetônicos → cetoacidose , em vez de ir pro TCA com o OAA. Acidose lática Como dito anteriormente, o aumento de NADH vai favorecer o deslocamento da lactato-desidrogenase para a formação de lactato (desvio do piruvato → lactato) O acumulo de lactato promove a acidose lática Hiperuricemia A elevação de lactato no sangue pode diminuir a excreção de ácido úrico pelos rins (menos ácido úrico na urina) Consequentemente, pacientes com gota (cristais de ácido úrico precipitados nas articulações) são orientados a não beber quantidades excessivas de álcool. Álcool → aumento na degradação de purinas → formação de ácido úrico → hiperuricemia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool Hipoglicemia • em jejum pode causar hipoglicemia Aumento de NADH/NAD+ → desloca o equilíbrio de lactato- desidrogenase para a formação do lactato → então o piruvato formado a partir da alanina (veio dos aminoácidos) é convertido em lactato e não pode entrar na gliconeogênese Além disso,a abundancia de NADH favorece a redução de OAA em malato → OAA não entra pra via glicolítica → sem glicose → hipoglicemia A hipoglicemia pode produzir muitos dos comportamentos associados à intoxicação alcoolica • agitação • prejuízo de julgamento • agressividade o consumo de álcool por indivíduos vulneráveis (pacientes que fazem uso de insulina, aqueles em jejum ou aqueles que fizeram exercício exaustivo e prolongado) pode produzir hipoglicemia, que pode contribuir para os efeitos comportamentais do álcool. Hiperglicemia transitória Entretanto, o consumo de bebida alcoolica com uma refeição pode resultar em hiperglicemia transitória, possivelmente porque a alta proporção de NADH/NAD+ inibe a glicólise na etapa da gliceraldeído-3-P-desidrogenase Álcool e metabolização de proteínas A alta relação NADH/NAD inibe a síntese de proteínas O etanol pode promover também um aumento na síntese de colágeno, podendo acarretar fibrose perivenular, considerada como lesão precursora da cirrose hepática. Em indivíduos que mantem um consumo excessivo de álcool: • Há um aumento das células estreladas → aumento de colágeno → fibrose (tecido cicatricial, com relação direta com a esteatose) → perda de hepatócitos + distorção da arquitetura vascular → insuficiência hepática e hipertensão portal → graves complicações da doença hepática determinada pelo álcool. As manifestações clinicas da fibrose hepática (que pode evoluir para cirrose hepática) caracterizam-se por transtornos gerais inespecíficos e hepatomegalia. O consumo crônico do álcool resulta em um acumulo de acetaldeído, que é produzido a partir do etanol tanto pela álcool-desidrogenase como pelo MEOS. Acetaldeído se acumula no fígado → após altas doses de etanol, ele é liberado para o sangue → altamente reativo, se liga com os grupos amino, sulfidrilas, nucleotídeos e fosfolipídios para formar ‘’aductos’’ Hepatite induzida por acetaldeído e álcool Um dos resultados da formação de aductos de acetaldeídos + aminoácidos (pois ele se liga com o grupo amino) é a diminuição geral da síntese de proteínas plasmáticas (calmodulina, ribonuclease e tubulina), até mesmo as proteínas do coração e outros tecidos. Como consequência da formação de aductos de acetaldeído de tubulina → ocorre a diminuição da secreção de proteínas séricas e VLDL (lipoproteínas) no fígado → se acumulam no fígado, com lipídeos A acumulação de proteínas → resulta em afluência de água para dentro dos hepatócitos → inchaço no fígado → contribui para hipertensão porta e distorção da arquitetura hepática Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool Acetaldeído e danos por radicais livres A formação de aductos de acetaldeídos realça os danos por radicais livres, isso porque • acetaldeído → se liga à glutationa → diminui dua habilidade em proteger contra H2O2 e prevenir a peroxidação lipídica → aumenta a possibilidade de dano oxidativo • acetaldeído se liga a enzimas de defesa de radicais livres → impede defesa contra agentes oxidantes com o consumo crônico → acetaldeídos + radicais livres → danos mitocondriais → taxa de transporte de elétrons é inibida → fosforilação oxidativa tende a se tornar desacoplada oxidação de ácidos graxos (que acontece dentro da mitocôndria) → diminuída → acumulo de lipídeos danos por radicais livres → morte dos hepatócitos → liberação das enzimas hepáticas analina-aminotransferase (ALT) e aspartato-aminotrasferase (AST) → resultado alterado de aminotransferase O aumento do estresse oxidativo no fígado durante ingestão crônica de etanol surge do aumento de radicais livres, principalmente pela CYP2E1. FAD e FMN na redutase e heme no sistema citocromo P450 → transferem e- desemparelhados → formação de radicais livres como o radical hidroxietil A indução da CYP2E1 e outras do citocromo P450 → aumenta a formação de radicais livres → peroxidação por radicais livres nos fosfolipideos no interior da membrana mitocondrial → inibição do transporte de elétrons + desacoplamento da mitocôndria → levando a inflamação e necrose celular A lesão hepática é irreversível no estagio de cirrose. Processo até chegar na cirrose • inicialmente, o fígado está aumentado, preenchido de gordura • depois, vem a hepatite alcoolica, que é a morte de hepatócitos e a inflamação do órgão • por fim, têm-se a cirrose hepática: produção de tecidos cicatriciais (fibras de colágeno) aoredor das células mortas → o fígado se torna enrugado Durante o desenvolvimento da cirrose, muitas funções metabólicas do fígado são prejudicadas, incluindo as rotas de biossíntese e de detoxicação • síntese de proteínas sanguíneas, como fatores de coagulação e albumina plasmática → diminuída → resultando em acúmulo tóxico de amônia no sangue → hiperamonemia • a conjugação e excreção de bilirrubina (produto amarelo da degradação do heme) → descrescida → bilirrubina se acumula o a bilirrubina pode se acumuar nos tecidos, incluindo esclera dos olhos e pele → paciente amarelado, chamado de ectérico Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Metabolismo do Álcool Esther Santos - 77 Metabolismo do Álcool Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Etilismo Esther Santos – turma 77 Etilismo Os sintomas do alcoolismo de acordo com a Classificação Internacional das Doenças (CID-10) estabelecem os seguintes critérios para diagnosticar a dependência: 1. Desejo intenso ou compulsão para ingerir bebidas alcoólicas 2. Tolerância: necessidades de doses maiores para atingir o mesmo efeito ou efeito cada vez menor com a mesma dose 3. Abstinência: síndrome temporária que ocorre quando o álcool é interrompido/reduzido drasticamente 4. Gasta muito tempo para obter, utilizar ou se recuperar dos efeitos do álcool 5. Abandono ou redução de atividades sociais, ocupacionais ou recreativas por causa do álcool 6. Desejo de reduzir ou controlar o consumo, mas sem sucesso 7. Persistência no consumo de álcool mesmo em situações contraindicadas e provas de danos (lesões hepáticas, humor deprimido, perturbação das funções cognitivas) O alcoolismo parece ser uma doença multifatorial: interação com componentes genéticos e ambientais que se traduz pela heterogeneidade fenotípica. Genética Risco para o alcoolismo (hereditariedade) → próximo a 50% Familiares de alcoólicos de 1º grau → 2 a 7 vezes superior para o desenvolvimento de dependência do álcool • Mutações na ALDH2 (aldeído-desidrogenase) Comuns em indivíduos asiáticos-americanos, marcada pela diminuição da velocidade da metabolização do acetaldeído → aparecimento de rubor facial e uma reação mais intensa ao álcool • Polimofirmos de ADH (álcool-desidrogenase) ADH1B*2 e ADH1*C produzem enzimas ADH com uma capacidade de metabolização do álcool mais rápida → aumento dos níveis de acetaldeído → aumento dos níveis de reposta ao alcocol • Polimorfismo no gene GABA Implica menor sensibilidade ao álcool nesses receptoes e/ou um maior ou mais rápido desenvolvimento de tolerância da adaptação do receptor ao consumo de álcool. Ou seja, necessita de doses maiores para causar o mesmo efeito anteriormente obtidos com doses menores • Polimorfismo ao alelo L transportador de serotonina O álcool aumenta os níveis de serotonina no cérebro → contribui para a sensação de alegria. O polimorfismo do seu transportador L refere-se a um aumento da recaptação deste neurotransmissor (serotonina) vai acarretar uma diminuição dos seus níveis na fenda sináptica → associado a consumo mais frequentes e as maiores quantidades de álcool ingeridas por cada consumo. Fatores ambientais • Padrões de consumo dos pares • Disponibilidade do álcool • Valores e costumes da comunidade e família • Usar o álcool para lidar em situações de stress O alcoolismo é uma doença da família, não só por conta da carga genética, mas também por esse problema afetar todos os elementos da família, chamada de ‘’família alcoolica’’ (pelo menor um é dependente) Os transtornos decorrentes do álcool penalizam enormemente os membros da família, contribuindo para • Altos níveis de conflito interpessoal • Violência doméstica • Inadequação parental • Abuso e negligencia infantil • Divórcio • Dificuldades financeiras e legais • Além da patologia clinica relacionada • Isolamento social do doente e do restante dos membros familiares O cotidiano da família é marcado por instabilidade, insegurança e conflito, resultando em um ambiente hostil, ameaçador e sem harmonia. Problemas nos filhos A disfunção familiar manifesta-se da tendencia dos membros de reprimir sentimentos ou exteriorizar sentimentos negativos, como tristeza, desesperança, ansiedade e medo. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Etilismo Esther Santos – turma 77 Etilismo Os elevados níveis de conflito e agressividade, falta de suporte familiar, isolamento social, dificuldades econômicas, abuso infantil e problemas depressivos no doente alcoólico pode contribuir para problemas psicológicos nos filhos: • Depressão • Estresse • Ansiedade • Baixa auto estima • Isolamento social • Problemas de comportamento e aprendizagem • Implicações no rendimento escolar Também pode gerar problemas que refletem comportamentos de exteriorização, tais como • Impulsividade e agressividade • Hiperatividade e diminuição da timidez • Comportamentos inadequados Formas de encarar o alcoolismo num elemento da família • Otimistas → atitude construtiva ativa Encoraja o doente a recuperar-se • Otimistas → atitude construtiva passiva Há uma certa desistência de recuperar o problema de base, havendo, porém, uma tentativa de reogarnizar a família e tentar minimizar as consequências do alcoolismo, principalmente nos filhos • Pessimistas → atitude destrutiva ativa Participando e intensificando o problema de base (ex: a esposa começa a beber com o marido) • Pessimistas → atitude destrutiva passiva Apesar de haver critica para o alcoolismo, há um comportamento de superproteção ou negligência para com os filhos Desemprego Trabalhadores que possuem problemas de abuso do álcool costumam faltar mais ao trabalho e estão mais sujeitos a atrasos. Essa ligação trabalho-alcoolismo gera danos tanto para o empregado quanto para o empregador, pois dificulta as relações organizacionais, causa acidentes de trabalho e traz prejuízos econômicos devido a faltas injustificadas e queda produtiva consequente do trabalho. Essa dificuldade de se estabelecer no emprego muitas vezes culmina na demissão do colaborador dependente. Exclusão social e moradores de rua Normalmente, aqueles que abusam de substancias tóxicas como álcool e drogas são excluídos da sociedade e vão morar nas ruas. Normalmente esses que vão morar na rua acabam se encontrando em condições de vida vulneráveis e insalubres por conta do abuso de álcool, se submetendo ao emprego de catador de lixo. O trabalho é pesado e exaustivo, mas é necessário para aqueles que precisam sustentar suas famílias e até mesmo sobreviver. Essa questão envolve muitas vezes exploração praticada pelos donos de depósitos de lixo → oferecem como pagamento de um dia inteiro de trabalho um valor irrisório ou uma bebida alcoolica, incentivando o consumo de álcool por essas pessoas. Prejuízo ambiental → o comércio de compra e venda de resíduos sólidos também produzem insalubridade e acaba por fomentar a presença de viciados nas regiões centrais das grandes cidades, gerando a decadência desses lugares. É a complicação neurológica mais conhecida da deficiência de tiamina → vitamina B1 Doença de Wernicke → caracterizada por nistagmo, marcha atáxica, parilisia do olhar conjugado e confusão mental. Associada com deficiência nutricional, ocorrendo especialmente em alcoolatras Psicose de Korsakoff → desordem mental na qual a memória de retenção é seriamente comprometida e também está associada a à deficiência nutricional e ao alcoolismo A dependência do álcool é uma doença crônica, associada à desnutrição, trauma e ampla variedade de distúrbios do SNC. Etiopatogenia Alcoolismo crônico (causa mais comum), má nutrição, etc são algumas das etiopatogenias da síndrome.O alcoolismo causa deficiência de tiamina B1 muito grande, gerando sinais e sintomas neuropsiquiátricos. Essa vitamina é encontrada principalmente no músculo esquelético, fígado, rins, coração e cérebro. Fisiopatologia As lesões da síndrome são em suas maiorias simétricas e se localizam próximas ao plano mediano. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Etilismo Esther Santos – turma 77 Etilismo • Lesão em corpos mamilres (estão no cérebro) Causa a interrupção do circuito de Papez, responsável por formas novas memórias. Assim, é causada a amnésia anterógrada e um estado confusional • Lesões nos dois tálamos Há alterações no nível de consciência e atenção, que podem apresentar desde a sonolência até a coma • Deficiência prolongada de tiamina Pode ocorrer uma degeneração do córtex cerebeloso e, como o cérebro regula a postura e os movimentos, lesões nessas áreas geram uma ataxia axial e de marcha. Relação com o álcool Nos usuários crônicos de álcool, a deficiência de tiamina pe bem comum por causa da • Deficiência de sua ingestão • Diminuição da conversão de tiamina em tiamina pirofosfato (forma ativa) • Diminuição da capacidade de estoque hepático • Inibição intestinal na presença de álcool no lúmen intestinal proximal • Prejuízo na absorção de tiamina devido alterações nutricionais do usuário de álcool Essa situação de absorção de tiamina é agravada pela presença de doença hepática subjacente, que leva à redução dos estoques corporais e à diminuição do metabolismo de tiamina. A disfunção hepática também pode acentuar os efeitos tóxicos do álcool sobre o cérebro, possivelmente através de um desequibíbrio no metabolismo dos aminoácidos. Manifestações clínicas A síndrome de Wernicke-Korsakoff na sua fase aguda é caracterizada pela tríade clássica → oftalmoplegia, ataxia e distúrbios mentais e de consciência. • Patologias oftalmológicas o Nistagmo horizontal ou vertical o Paresia ou paralisia dos músculos retos externos e do olhar conjugado o Diploplia e estrabismo convergente • Ataxia o É de marcha e de postura o Lentidão de marcha ou dificuldade/impossibilidade de deambulação ou de uma postura sem um surporte ‘’Parecendo que está patinando’’ • Distúrbios de consciência e estado mental o Estado confusional global o Paciente apático (falta de sentimentos), desatento e com mínima expressão verbal espontânea Envolve intervenções complexas de vários níveis, envolvendo a vida familiar, profissional e social do indivíduo. Em primeiro lugar, para iniciar o tratamento do indivíduo alcoolatra, este deve participar de terapias em grupos, como o grupo dos alcoólicos anônimos, em conjunto com terapias medicamentosas Psicoterapia É de extrema importância para o reconhecimento da etiologia do alcoolismo e posterior estabelecimento de metas e estratégias para enfrentar a doença. As terapias são multidisciplinares e o acompanhamento ao indivíduo e sua família deve ser a longo prazo para o tratamento eficaz Os programas têm como objetivo o tratamento multidisciplinar para o controle de danos físicos e sociais para que o individuo se mantenha em um período prolongado de abstinência. E essa terapia instituída deve ser tanto individual quanto em grupo. A atenção básica é importante pois ela é a porta de entrada dos indivíduos no sistema único de saúde e é regida pelos princípios do SUS. Programa nacional de atenção comunitária integrada aos usuários de álcool e outras drogas Programa criado que visa a assistência aos usuários de álcool e drogas com o objetivo de reabilitação e reinserção social. É dada importância à atenção psicossocial, que deve ser integrada ao meio cultural em conjunto com a assistência a saúde mental. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Etilismo Esther Santos – turma 77 Etilismo O tratamento deve-se iniciar reconhecendo o indivíduo, suas características e necessidades, buscando estratégias de vínculo e contato com o indivíduo e seus familiares para que se possam implantar programas de prevenção, educação e tratamento. Centros de Atenção Psicossocial – CAPSad São instituições assistenciais de alta resolubilidade, com o objetivo de reduzir os danos sociais e a saúde. Segundo o Ministério de Saúde, os CAPsad deverão oferecer atendimento diário, nas modalidades intensivas, semi-intensiva e não-intensiva, com planejamentos terapêuticos e específicos e oferecimento de tratamento contínuo e precore para a redução de danos. Desafio: continuidade ao tratamento. O percurso é difícil de atingir pois muitos dos que começam acabam tendo dificuldades em abandonar a bebida e recaídas. Também podem ser necessários cuidados de maior complexidade, como nos casos de emergências médicas relacionadas ao alcoolismo, como nos casos de • Intoxicação aguda • Abstinência alcoolica • E outros transtornos psiquiátricos Necessitando assim de hospitais gerais e psiquiátricos. É uma ideia base para que o município possa implantar em suas UBS – unidades básicas de saúde Equipe Agentes comunitários, médicos, enfermeiros, auxiliares de enfermagem, assistentes sociais (secretaria de ação social) e professores (secretaria de educação) Ações propostas de intervenção • Campanha de conscientização dos malefícios da bebida nas escolas, UBS, ruas e praças • Cadastramento da família e identificação de alguém alcoólatra • Avaliação clínica e psicológica do indivíduo • Tratamento com a ajuda dos profissionais da saúde e auxilio da família do paciente • Reabilitação com ajuda de medicamentos • Terapias recreativas → aulas de dança, de musica, jogos, práticas esportivas • Relatórios feito pela família sobre a evolução do paciente e a ficha de acompanhamento da equipe do PSF Resultados esperados • Diminuir os impactos do álcool, acidentes de trânsito, violência doméstica, abandono escolar • Ajudar as pessoas alcoólatras a controlar o vício e recuperar a autoestima com acompanhamento médico e familiar São medicamentos disponíveis no tratamento da dependência de álcool. Dissulfiram (DSF) Foi a 1ª intervenção farmacológica aprovada pelo FDA. Para o êxito do tratamento, é importante que os pacientes já estejam engajados em algum programa de tratamento, sendo eficaz quando incorporado a uma abordagem de reforço comunitário → aconselhamento, atividades de ressocialização e recreacionais que estimulem a abstinência. • Mecanismo de ação O DSF é um inibidor irreversível da acetaldeído- desidrogenase (ADH) , ocasionando um acúmulo de acetalteído no organismo de 5 a 10 vezes acima do nível. Naltrexona É um antagonista opioide utilizado como coadjuvante das intervenções psicossociais no tratamento ambulatorial do alcoolismo. Os antagonistas opioides atenuam os efeitos prazerosos do consumo de álcool. • Mecanismo de ação Reduz o consumo de álcool por bloquear o sinal pós-sináptico dos receptores opioides μ S e K nas vias mesolímbicas. Acamprosato Tem se mostrado eficaz no tratamento da dependência de álcool. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Etilismo Esther Santos – turma 77 Etilismo • Mecanismo de ação Inibe a atividade excitatória glutamatérgica, agindo, provavelmente, em uma subclasse dos receptores de glutamato (NMDA). • Teoricamente, reduz a neurotransmissão excitatória de glutamato e aumenta a neurotransmissão inibitória do ácido gama-aminobutírico (GABA) • Liga-se a e bloqueia certos receptores de glutamato, incluindo receptores metabotrópicos de glutamato • Como a abstinência alcoólica após administração crônica pode levar a atividade excessiva de glutamato e atividade deficiente de GABA, o acamprosato pode agir como “álcool artificial” para atenuar esses efeitos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com- HP156716527456872 Catabolismo das purinas Esther Santos - 77 Catabolismo das purinas A degradação dos aminoácidos nucleicos da dieta ocorre no intestino delgado, onde um conjunto de enzimas pancreáticas hidrolisa os ácidos nucleicos → nucleotídeos Dentro das células da mucosa intestinal: Nucleotídeos púricos → (por enzimas específicas) nucleosídeos + bases livres + ácido úrico como produto final Síntese de oligonucleotídeos As ribonucleases e as desoxirribonucleases, secretadas pelo pâncreas → hidrolisam o RNA e o DNA da dieta → oligonucleotídedos 3’ e 5’-mononucleotídeos Oligonucleotídeos → hidrolisados pelas fosfodiesterases pancreáticas → produzindo uma mistura de 3’ e 5’- mononucleotídeos Nucleosídeos e bases livres Nas células da mucosa intestinal, uma família de nucleotidases → hidrolisa e remove os grupos fosfato → nucleosídeos → posteriormente degradados a bases livres Ácido úrico As bases púricas da dieta não são muito usadas para a síntese de ácidos nucleicos teciduais, em vez disso, elas são convertidas em ácido úrico pelas células da mucosa intestinal. A maior parte do ácido úrico → entra no sangue → excretado na urina Observação Os mamíferos expressam a enzima urato-oxidase, que cliva o anel púrico, gerando alantoína. Assim, o uso da orato-oxidase recombinante é uma estratégia terapêutica promissora para diminuir os níveis de urato Reação [01] Enzima: AMP-desaminase ou adenosina-desaminase Grupo amino é removido do AMP para produzir IMP, ou o grupo amino é removido da adenosina para produzir inosina. Reação [02] Enzima: 5’-nucleotidase AMP → convertida em adenosina Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Catabolismo das purinas Esther Santos - 77 Catabolismo das purinas IMP → convertido em inosina GMP → convertido em guanosina Reação [03] Enzima: purina-nulcosídeo fosforilase A iosina e a guanosina são convertidas pela enzima em suas respectivas bases púricas Inosina → hipoxantina Guanosina → guanina Reação [04] Enzima: guanase A guanina é desaminada, formando xantina Reação [05] Enzima: xantina-oxidase A hipoxantina é oxidada → xantina → oxidada novamente – produzindo ácido úrico, que é o produto final da degradação de purinas em humanos O ácido púrico é principalmente excretado na urina A gota caracteriza-se por altos níveis de ácido úrico no sangue (hiperuricemia) como resultado de sua superprodução ou de sua baixa excreção. hiperuricemia Pode resultar na deposição de cristais de urato monossódico nas articulações e em uma resposta inflamatória dos cristais → causa um quadro agudo e posteriormente → artrite gotosa crônica • Gota tofácea crônica → quando as massas nodulares de cristais de urato monossódico (tofo) são depositadas nos tecidos moles do corpo • Formação de pedras de ácido úrico nos rins (urolitíase) também podem ocorrer A hiperuricemia é assintomática e não leva à gota necessariamente, mas a gota é precedida pela hiperuricemia Baixa excreção de ácido úrico Na maioria dos pacientes, a hiperuricemia que leva à gota é causada pela baixa excreção de ácido úrico • Primária Resultando de problemas excretórios hereditários ainda não identificados • Secundaria Processos patológicos afetam a maneira como os rins processam o urato • Acidose láctica → causada pelo alcoolismo (lactato e urato competem pelo menos transportador renal) • Degradação acelerada do ATP (como por abuso do etanol, doenças de armazenamento do glicogênio, ingestão de frutose e exercício muscular intensivo) → hiperprodução de ácido úrico • Dieta → ingestão excessiva de purinas na dieta • Fatores ambientais o Uso de fármacos como os diuréticos tiazídicos o Exposição ao chumbo (gota saturnina) Superprodução de ácido úrico Causa menor comum de gota por hiperuricemia pela superprodução de ácido úrico. • Primária Mutações no gene da PRPP-sintase resultando em • uma enzima com Vmax aumentado para a produção de PRPP Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Catabolismo das purinas Esther Santos - 77 Catabolismo das purinas • Um menor Km (alta sensibilidade) para a ribose-5- fosfato • Sensibilidade diminuída aos nucleotídeos púricos Em cada um desses casos → aumenta a disponibilidade de PRPP → aumenta a produção das purinas → degradação das purinas → níveis elevados de ácido úrico plasmático • Secundária É tipicamente consequencia do aumento da disponibilidade da purinas, como em pacientes com doenças mieloproliferativas, ou aquelas submetidas à quimioterapia, os quais possuem alta taxa de renovação celular. Intolerância à frutose e doença de Von Gierke também podem levar à hiperuricemia que leva à gota No organismo, o alopurinol é convertido em oxipurinol, que inibe a xantina-oxidase → resultando no acumulo de hipoxantina e xantina → são mais solúveis que ácido úrico, portanto, possuem menor probabilidade de promoverem uma resposta inflamatória A ingestão de álcool → aumenta a uricemia por incrementar a degradação de ATP em AMP que é rapidamente convertido em ácido úrico A desidratação e a acidose metabólica relacionadas ao consumo excessivo de bebidas alcoolicas reduzem a excreção renal de ácido úricom contribuindo para a hiperuricemia A ingestão dietética de purinas pode contribuir substancialmente para os níveis de ácido úrico no sangue. O RNA tem um efeito maior que as quantidades de DNA nos alimentos. Redução do risco de desenvolver gota Alimentos vegetais e produtos à base de soja e laticínios Vegetais ricos em purinas são excelentes fontes de proteínas, fibras, vitaminas e minerais, sendo essenciais a uma alimentação adequada Aumento do risco Alimentos ricos em purinas (animal) = dietas hiperproteicas, carne e frutos do mar O tratamento da gota basicamente divide-se em 2 etapas: 1. Manejo da crise aguda 2. Terapia a longo prazo Para crises de baixa ou moderada intensidade, a monoterapia é recomendada e pode ser iniciada tanto com anti-inflamatórios não esteroides quanto colchicina ou corticoteroides. Esses remédios tem ação anti-inflamatória porque a gota aguda (conhecida como uma das experiencias mais dolorosas, no mesmo nível do parto e de cólicas viscerais) é iniciada quando: Macrófagos no líquido sinovial → fagocitam cristais de urato → criam cascata inflamatória → liberam mediadores e fazem quimiotaxia de neutrófilos. Entre os remédios Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Catabolismo das purinas Esther Santos - 77 Catabolismo das purinas • Anti-inflamatórios não esteroides (AINEs) → indometacina é o mais comum • Colchicina • Corticosteroides sistêmicos (CS) Ao se iniciar essa terapia, há 3 metas a se atingir 1. Reduzir os níveis circulantes de urato para baixo ponto de saturação 2. Manter o ácido úrico circulante (AUC) menor que 6mg/dL 3. Prevenir a formação de novos cristais de urato Todavia, não se deve ser aplicada apenas em parâmetros medicamentosos, pois o tratamento não farmacológico também tem uma função importante. Tratamento não farmacológico Conscientizar o paciente da etiologia e das modificações no seu estilo de vida que podem impedir que novas crises aconteçam • Fatores de risco modificáveis o Hiperuricemia o Obesidade o Hipertensão o Dislipidemia o Doença isquêmica cardiovascular o Diabetes melitus o Doença renal crônica o Fatores dietéticos • Orientação sobre medidas de controle devem ser feitas o Redução da massa corporal o Redução do consumo de cerveja e destilados o Redução de alimentos ricos em purinas → carne vermelhas e frutos do mar o Redução do consumo de alimentos riscos em frutose, como maça e laranja Tratamento medicamentoso • Inibidores da xantina oxidase São drogas que diminuem a concentraçãode uratos por meio da inibição da sua síntese. A enzima xantina oxidase (XO) catalisa a conversão de hipoxantina em xantina e xantina em urato. 2 fármacos capazes: alopurinol e febuxostate No organismo, o alopurinol é um inibidor competitivo da hipoxantina oxidase e xantina oxidase (XO) → é convertido em oxipurinol, que inibe a xantina-oxidase → resultando no acumulo de hipoxantina e xantina → são mais solúveis que ácido úrico, portanto, possuem menor probabilidade de promoverem uma resposta inflamatória Agentes uricosúricos • Probenecida • Benzobromarona • Sulfinpirazona São ácidos orgânicos cujo principal efeito é aumentar a excreção renal de ácido úrico, isso por inibição de transportadores de ânions no túbulo contorcido proximal (URAT1) responsáveis pela reabsorção de urato. Pegloticase A enzima uricase, que não está presente em mamíferos catalisa a reação de: Ácido úrico → alantoína (produto pouco tóxico e facilmente excretado pelos rins) A pegloticase (uricase peguilhada) pode exercer as mesmas funções dessa enzima → diminui ácido úrico – Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Catabolismo das purinas Esther Santos - 77 Catabolismo das purinas Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Exames laboratoriais e alcool As enzimas que catalisam a transferência de um grupo amina (NH3) de um aminoácido para o alfa-cetoglutarato, dormando cetoácido e ácido glutâmico. Possuem alta atividade metabólica no coração, fígado, músculo e cérebro. Transaminase oxalacética-glutâmica (TGO) = asparatato aminotransferase (AST) • Está presente no citoplasma e nas mitocôndrias, então sua elevação indica um comprometimento celular mais intenso • No caso do hepatócito, eleva por um tempo mais prolongado nos casos de hepatites alcoolicas • São comuns também no infarto agudo do miocárdio Transaminase-glutâmico-pirúvica (TGP) = alanina aminotransferase (ALT) • Origem predominantemente citoplasmática, fazendo com que se eleve rapidamente após lesão hepática, • Marcador mais sensível de lesão celular hepática Determinação laboratorial TGO (AST) → varia de 5 a 34 U/L TGP (ALT) → varia de 6 a 37 U/L O ácido úrico é um elemento químico proveniente da degradação de DNA e RNA, ácidos nucleicos. Ele representa o produto final do metabolismo das purinas e pode ser excretado na urina. Metabolismo normal do ácido úrico • Produção Formado a partir da xantina pela ação da xantina-oxidase, no fígado, medula óssea e músculos. O ácido úrico é produzido pelo metabolismo das purinas exógenas e endógenas As purinas na forma exógena → obtidas pela dieta → alimentos ricos em proteínas e ácidos nucleicos, como também elevado consumo de álcool induzem a maior produção de ácido úrico. Purinas na fonte endógena → sintetizadas a partir de pequenos fragmentos (NH3, CO2 e glicina) e usadas anabolicamente para a produção de ácidos nucleicos. Determinação laboratorial A determinação de faz por métodos químicos que induzem a oxidação do ácido úrico e produzem o composto alantoina. Gota Desencadeada pela excessiva elevação do ácido úrico – hiperuricemia, é marcada por ataques transitórios de artrite aguda iniciada pela cristalização de uratos dentro e em volta das juntas. • Gota 1ª o 90% dos casos o Defeitos de enzimas do metabolismo das purinas o Superprodução de ácido úrico o Excreção aumentada ou diminuída pelos rins • Gota 2ª o 10% dos casos o Está associada a doenças que elevam a produção de ácidos nucleicos (DNA e RNA) o Leucemia (excessiva produção de ácido úrico) o Erros inatos do metabolismo (excessiva produção de ácido úrico) o Insuficiência renal crônica (redução da excreção de ácido úrico pela urina) Produzida no fígado como consequência da degradação de proteínas. Além disso, uma certa quantidade é formada no cólon por ação de bactérias. A NH3 também é produzida nos túbulos renais por desaminação do ácido glutâmico nas células tubulares e é secretada para a urina. Exame laboratorial É feito a partir da coleta de sangue, sendo o teste enzimático o mais sensível. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Exames laboratoriais e alcool Cirrose hepática Nos casos de cirrose grave, o fígado torna-se incapaz de converter amônia em ureia. Dessa forma, a concentração de ureia no sangue diminui e ocorre elevação de amônia devido ao desequilíbrio da homeostase do nitrogênio Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 As vitaminas são compostos orgânicos que o corpo humano não consegue sintetizar em quantidades adequadas, por isso, devem ser supridos pela dieta. Existem proteínas hidrossolúveis e lipossolúveis • Hidrossolúveis Complexo B + vitamina C • Lipossolúveis São liberadas, absorvidas e transportadas com gordura da dieta. Elas não são facilmente excretadas na urina, e certas quantidades são armazenadas no fígado e no tecido adiposo. Vitaminas A, D, E e K Obs: excesso de vitamina A e D acima das recomendações dietéticas pode levar ao acumulo de quantidades tóxicas Importância Muitas das hidro são precursoras de coenzimas para as enzimas do metabolismo intermediário. Somente a vitamina K (lipossolúvel) tem função de coenzima também. ÁCIDO FÓLICO Ou folato desempenha papel chave no metabolismo dos grupos de um carbono. Função do ácido fólico O tetra-hidrofolato (folato reduzido) recebe fragmentos de um carbono de doadores como a • Serina • Glicina • Histidina E os transfere para intermediários da síntese de aminoácidos, purinas e TMP (monofosfato de timidina), uma pirimidina encontrada no DNA. Anemias nutricionais Anemia → condição na qual o sangue apresenta baixa hemoglobina, reduzindo a capacidade de transportar oxigênio. As anemias nutricionais podem ser classificadas de acordo com o tamanho dos eritrócitos ou com o volume corpuscular médio. • Anemia microcítica Causada por falta de ferro, é a forma mais comum de anemia nutricional. • Anemia macrocítica (ou megaloblástica) Resulta da deficiência em ácido fólico ou B12. A deficiências dessas vitaminas causa o acúmulo de precursores grandes e imaturos no eritrócito, conhecido como megaloblastos, na medula óssea e no sangue. Folato e anemia Níveis séricos inadequados de folato podem ser causado por • Aumento na demanda (ex. gestação e lactação) • Patologia do intestino delgado → alcoolismo, metotrexano (fármaco inibidor da di-hidrofolato-redutase) O principal resultado da falta de ácido fólico é a ameia megaloblástica, causada pela diminuição na síntese de purinas e TMP, o que leva a uma incapacidade da célula (incluindo precursores de eritrócitos) de produdir DNA, o que a impede de se dividir. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Folato e defeitos no tubo neural em fetos A espinha bífida e a anencefalia são exemplos de defeitos no tubo neural que podem ser impedidas caso ocorra a suplementação de folato antes da concepção e no 1º trimestre de gestação. Entretanto, existe uma relação de altas doses de ácido fólico (>0,8 mg/dia) e o aumento do risco de câncer, por isso a suplementação não é recomendada para adultos de meia idade e idosos. COBALAMINA (VITAMINA B12) Em humanos, a B12 é necessária para 2 reações enzimáticas essenciais: • Remetilação em homocisteína → cisteína (que é produzida durante a degradação de alguns aminoácidos) • Isomerização do metilmalonil-coa → produzida durante a degradação de ácidos graxos com número ímpar de carbono Quando há deficiência de vitamina B12: • ácidos graxos incomuns se acumulame são incorporados nas membranas celulares, incluindo as do sistema nervoso, contribuindo para algumas manifestações neurológicas. Estrutura da cobalamina e suas formas de coenzima A vitamina B12 é chamada de cianocobalamina (CN) e suas coenzimas são a metilcobalamina e 5’- desoxiadenosilcobalamina Distribuição da cobalamina A vitamina B12 é sintetizada apenas por microorganismos, não está presente nos vegetais. Os animais obtêm a vitamina pré-formada a partir de sua flora bacteriana natural ou pela ingestão de alimentos derivados de outros animais. • Fígado, ovos, ostras, camarões frescos e carnes de porco e galinha Hipótese da captura do folato Os efeitos da deficiência de cobalamina são mais pronunciado em células que se dividem rapidamente → tecido eritropoiético da medula óssea e as células da mucosa intestinal. Essa hipótese diz que a deficiência de cobalamina conduz à deficiência das formas de tetra-hidrofolato necessários para a síntese de purinas e de TMP (ajudam na replicação do DNA), resultando → anemia megaloblástica. Esses tecidos necessitam da B12 para metilar a homocisteína à cisteina (para replicar o DNA), dependendo da transformação do N5-metil-tetra-hidrofolato em tetra-hidrofolato. Assim, há um acúmulo de N5-metil-tetra-hidrofolato e falta de tetra-hidrofolato, prejudicando a síntese de DNA e causando a anemia megaloblástica. Indicações clínicas de vitamina B12 Ao contrário de outras vitaminas hidrossolúveis, quantidades significativas de B12 (4 a 5 mg) são armazenadas no organismo. Por isso, pode demorar anos para que uma pessoa desenvolva sintomas clínicos de falta de B12 em uma situação de gastrectomia total ou parcial e, por isso, não conseguem mais absorver a vitamina. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Anemia perniciosa A deficiência de cobalamina (B12) resulta mais de falhas de absorção no intestino do que ausência dela na dieta (por que ela tem grandes quantidades armazenadas). • Mecanismo de absorção da B12 Vitamina B12 obtida da dieta → células parietais do estomago produzem fator intrínseco (FI) → intestino → B12 se liga ao fator intrínseco FI → complexo FI-cobalamina → se liga a receptores específicos na superfície das células mucosas do íleo → absorção de B12 → circulação • Causas da deficiência Idosos → a má absorção de cobalamina é frequentemente devida à reduzida secreção de ácido gástrico (HCL), levando à anemia perniciosa. Maioria dos casos → destruição autoimune das células gástricas parietais, que são responsáveis pela síntese do fator intrínseco (FI) • Consequências da deficiência Paciente frequentementes anêmicos e com o desenvolver da doença começam a aparecer sintomas neuropsiquiátricos. Os efeitos sobre o SNC são irreversíveis. • Tratamento Tratada pela administração oral de altas doses de B12 ou injeção intramuscular (IM) de cianocobalamina (uma das formas) • Diagnóstico A deficiência pode ser medida por níveis de ácido metilmalônico no sangue, o qual está elevado em indivíduos com baixo consumo ou na absorção diminuída de B12. Pois ela transforma esse ácido em metilmalonil-coa na degradação de ácidos graxos de cadeia ímpar ÁCIDO ASCÓRBICO (VITAMINA C) A forma ativa da vitamina C é o ácido ascórbico. A principal função do ascorbato é de agente redutor em diversas reações diferentes. A vitamina C é necessária para a manutenção do tecido conjuntivo normal (coenzima na hidroxilação do colágeno)e recomposição de tecidos danificados. Ela também facilita a absorção intestinal de Fe da dieta. Deficiência de ácido ascórbico Resulta no escorbuto → gengivas doloridas e esponjosas, dentes frouxos, vasos sanguíneos frágeis, edemas nas articulações e anemia. Muitos dos sintomas podem ser explicados pela deficiência de adicionar -OH no colágeno, resultando em um tecido conjuntivo defeituoso. Prevenção de doença crônica A vitamina C é um nutriente do grupo que inclui a vitamina E e o B-caroteno, conhecidos por sua função antioxidante. O consumo de dietas ricas em vitaminas C e E → diminui incidência de doenças crônicas, como a doença cardíaca coronariana e o câncer. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 PIRIDOXINA - VITAMINA B6 Vitamina B6/ piridoxina / piridozal / piridoxamina → derivados da piridina. • Piridoxina → plantas • Piridoxal e piridoxamina → origem animal Todos os 3 compostos servem como precursores da coenzima piridoxal-fosfato → catalisa reações envolvendo aminoácidos. Indicações clínicas de B6 Deficiências de B6 são muito raras, mas elas podem ser usadas na clinica médica. A suplementação de B6 na dieta é um adjuvante para o tratamento da tuberculose, que utiliza o fármaco isoniazida. Esse fármaco pode induzir a deficiência de B6 por formar um derivado inativo com o piridoxal-fosfato. Toxicidade da piridoxina É a única hidrossolúvel com toxicidade relevante. Sintomas neurológicos (neuropatia sensorial) têm sido observados com ingestão superior a 200 mg/dia, 100x maior do que a recomendada. TIAMINA – VITAMINA B1 Forma ativa → pirofosfato de tiamina → formada pela transferência de um grupo PiPi do ATP para a tiamina. O pirofosfato de tiamina serve como coenzima na formação ou na degradação de alda-cetóis pela transcetolase e na descarboxilação oxidativa dos alfa-cetoácidos Indicações clínicas para a tiamina (B1) A tiamina serve como coenzima na descarboxilação oxidativa do piruvato e do alfa-cetoglutarato, compostos importantes para tecidos do sistema nervoso. Na deficiência de tiamina → a atividade das 2 reações de desidrogenases é diminuída → diminuição na produção de ATP → prejuízo na função celular. Obs: a deficiência de B1 é diagnosticada pelo aumento na atividade da transcetolase em eritrócitos, observado após adição de pirofosfato de tiamina. • Beribéri Grave síndrome de deficiência de B1, observadas onde o arroz polido é o principal componente da dieta. Em bebês → sinais de taquicardia, vomito, convulsões e morte se não for tratada. E pode ter rápido inicio em lactentes cujas mães são deficientes de tiamina. Adultos → caracterizado por pele seca, irritabilidade, pensamento desordenado e paralisia progressiva • Síndrome de Wernicke-Korsakoff A deficiência de tiamina, que é encontrada principalmente em associação ao alcoolismo crônico, é devida à insuficiência dietética ou absortiva da vitamina no intestino. Caracterizado por consequências neurológicas → apatia, perda de memória, ataxia e nistagmo. NIACINA Niacina ou ácido nicotínico é um derivado substituído da piridina. Formas biologicamente ativas da coenzima: • NAD + (nicotinamida-adenina-dinucleotídeo) → NADH (forma reduzida) • NADP+ (derivado do NAD+ fosforilado) → NADPH (forma reduzida) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estas servem como coenzimas em reações de oxidação- redução A nicotinamida, um derivado do ácido nicotínico também ocorrem na dieta → desaminada no organismo → nutricionalmente equivalente ao ácido nicotínico Distribuição da niacina É encontrada em: • Grãos enriquecidos e não refinados • Cereais e leite • Carnes magras, principalmente fígado Obs: milho é pobre em niacina e triptofano, dietas baseadas em milho podem causar pelagra Indicações clinicas para a niacina • Pelagra A deficiência de niacina causa pelagra → envolve pele, TGI e SNC ‘’doença dos 3Ds → dermatite, diarreia e demência (e morte se não tratar) • Tratamento da hiperlipidemia Útil no tratamento da hiperlipoproteinemia do tipo IIb → VLDL e LDL elevadas. A niacina inibe fortemente a lipólise do tecido adiposo – o produtor primário dos AGL na circulação que o fígado usa parasintetizar TAGs. Assim, niacina causa a diminuição na síntese hepática de TAGs necessários para a produção de VLDL. São diminuídos no plasma tanto o triacilglicerol da VLDL como o colesterol (na VLDL e na LDL). RIBOFLAVINA – VITAMINA B2 As duas formas biologicamente ativas são: • FMN (flavina mononucleotideo) → FMNH2 (reduzida) • FAD (flavina adenina dinucleotideo) → FADH2 (reduzida) Elas são formadas pela transferência da porção de AMP do ATP para o FMN. Se encontram fortemente ligadas a flavoenzimas que catalisam oxidação ou redução de um substrato. Deficiência de riboflavina Os sintomas incluem, dermatite, queilose (fissurras no canto da boca) e glossite (língua com aparência lisa e púrpura) BIOTINA É uma coenzima nas reações de carboxilação, em que serve como carreadora do CO2 ativado. A biotina liga-se aos grupos amino de resíduos de lisina as enzimas dependentes de biotina. A deficiência não ocorre naturalmente, pois a vitamina está amplamente distribuída nos alimentos e uma grande porcentagem necessária para os humanos é suprida por bactérias intestinais. ÁCIDO PANTOTÊNICO É um componente da coenzima A (CoA) que atua na transferência dos grupos acila. A CoA contem um grupo tiol que transporta os compostos de acila, como ésteres de tiol ativados. Atua também como um domínio da proteína carreadora de acila (PCA) da síntese dos ácidos graxos. A deficiência não está bem estabelecida. Fontes de alimentos • Ovos • Fígado • Leveduras Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 VITAMINA A – RETINOL (RETINÓIDES) A família de retinóides são essenciais para a visão, reprodução, crescimento e manutenção dos tecidos epiteliais. O ácido retinóico, derivado da oxidação do retinol da dieta, medeia a maioria das reações dos retinoides, exceto para a visão, que depende do retinal (derivado do aldeídico do retinol). Estrutura da vitamina A O termo retinoides inclui as formas naturais e sintéticas da vitamina A, as quais podem ou não ter atividade de vitamina A. • Retinol Encontrado em tecidos animais • Retinal Aldeído derivado da oxidação do retinol. O retinol e o retinal podem ser facilmente interconvertidos • Ácido retinóico É o ácido derivado da oxidação do retinal. Não pode ser reduzido no organismo (não pode originar retinol ou retinal) • Beta-caroteno Contido em alimentos de origem vegetal, pode ser clivado oxidativamente em 2 retinal, porém em humano a conversão é ineficiente e o retinol tem mais atividade do que o beta- caroteno. Absorção e transporte da vitamina A • Transporte para o fígado Esteres de retinol da dieta → hidrólise na mucosa intestinal → retinol + ácidos graxos livres O retinol presente → reesterificado → vira ácidos graxos de cadeia longa na mucosa do intestino → secretado como componente dos quilomicra linfático. • Liberação a partir do fígado Quando necessário, o retinol é liberado do fígado → tecidos extra-hepáticos por uma proteína ligadora de retinol (PLR). Complexo PLR-retinol → receptores dos tecidos periféricos → entrada. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Mecanismo de ação da vitamina A Retinol é oxidado → ácido retinóico → liga-se a proteínas receptoras específicas no núcleo de células alvo (como as epiteliais) Complexo receptor ativado → interage com a cromatina nuclear → regula a síntese de RNA retinoide-específico → controlando a produção de proteínas que medeiam diversas funções fisiológicas, como o controle da expressão do gene da queratina Funções da vitamina A • Ciclo visual A vitamina A é componente dos pigmentos visuais das células cones e bastonetes. A rodopsina, pigmento visual dos bastonetes da retina, consiste em 11-cis-retinal ligado à opsina. ➔ Processo que origina um impulso nervoso que é transmitido do nervo óptico para o encéfalo: Rodopsina exposta a luz → ocorre isomerizações fotoquímicas → desbotamento do pigmento visual → liberação de retinal todo-trans e opsina. Posteriormente, a rodopsina é regenerada por uma série de reações, que acontecem similarmente para produzir a visão de cores nos cones • Crescimento Deficiência de vitamina A → menor taxa de crescimento nas crianças pois o desenvolvimento ósseo é mais lento • Reprodução Retinol e retinal são essenciais para a reprodução normal, mantendo a espermatogênese e prevenindo a reabsorção fetal nas fêmeas. • Manutenção das células epiteliais Promovido pelo ácido retinóico, essencial para a diferenciação dos tecidos epiteliais e para a secreção normal de muco. Alimentos com vitamina A Fígado, rim, nata, manteiga e gema de ovo → vitamina A pré- formada Frutas e vegetais amarelos e verde escuros → fontes de carotenos, precursores da vitamina A Indicações clínicas Retinol e precursores → usados como suplementos dietéticos Formas de ácido retinóico → usados na dermatologia • Deficiência dietética A vitamina A é usada em pacientes com cegueira noturna (primeiro sinal), pois o limiar visual aumenta, dificultando a visão em ambientes com pouca luz. A deficiência prolongada pode levar à perda irreversível do número de células visuais. A deficiência grave leva à xeroftalmia, ressecamento da conjuntiva e da córnea e se não for tratada, leva à ulceração da córnea → cegueira (devido à formação de tecido de cicatrização opaco) • Acne e psoríase Problemas dermatológicos, como acne e psioriase são tratados com ácido retinóico ou seus derivados e também no tratamento de leucemia promielocítica. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Toxicidade dos retinoides • Vitamina A Ingestão excessiva de mais de 7,5 mg/dia → Hipervitaminose A (síndrome tóxica). Dentre os sinais, a pele se torna seca e prurítica (por causa de uma menor síntese de queratina), o fígado apresenta aumento e pode torna-se cirrótico. No sistema nervoso pode surgir um aumento na pressão intracraniana, podendo mimetizar sintomas de tumor encefálico. Gestantes não podem ingerir quantidades excessivas de vitamina A pois pode causar má formações no feto • Isotretinoína Conhecido como roacutan, é absolutamente contraindicado a gestantes por ser um teratógeno potente. O tratamento prolongado com isotretinoína leva à hiperlipidemia e um aumento da relação LDL/HDL → risco aumentado de doença cardiovascular VITAMINA D Grupo de esteroides que apresentam funções similares às dos hormônios. Molécula ativa → 1,25-diOH-D3 que se liga a proteínas receptores intracelulares e interage com DNA de células-alvo → estimula a expressão gênica ou reprime a transcrição. A ação mais proeminente da molécula ativa da vitamina D é a regulação dos níveis plasmáticos de cálcio e fósforo. Distribuição da vitamina D • Dieta Fontes de vitamina D pré formada (é uma necessidade dietética apenas em indivíduos com exposição limitada à luz do sol) - ergocalciferol (vitamina D2) em plantas - colecalciferol (D3) encontrado em animais • Precursor endógeno da vitamina O 7-desidrocolesterol (intermediário da síntese de colesterol) → convertido em colecalsiferol na derme e epiderme quando há luz solar. Metabolismo da vitamina D Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 • Formação do 1,25diOH-D3 Reações de hidroxilação convertem as vitaminas D2 e D3 na forma ativa da vitamina D. 1ª → uma hidroxilase no fígado hidroxila na posição 25, formando 25-hidroxi-colecalciferol, 25-OH-D3 (forma predominante de vitamina D no plasma e de armazenamento) 2ª → 25-hidroxicalciferol-1-hidroxilase no fígado, hidroxila a posição 1 da 25-OH-D3, formando 1,25-diOH-D3 (calcitriol) Obs: essasduas hidroxilases são uma proteína contendo citocromo P450 (CYP) • Regulação da 25-hidroxicalciferol-1-hidroxilase O 1,25-diOH-D3 é o metabólito mais potente da vitamina D e sua formação é fortemente regulada pelos níveis plasmáticos de fosfato e cálcio. → Aumenta a atividade o Baixo fosfato plasmático o Indiretamente pela diminuição de cálcio plasmático que dispara a liberação do hormônio paratireóideo (PTH) o Hipocalcemia (deficiência de cálcio na dieta) → Diminui atividade o Diminuída por excesso de 1,25-diOH-D3, o produto da reação Funções da vitamina D A função geral do 1,25-diOH-D3 é a manutenção de níveis plasmáticos de Ca, feita com as seguintes estratégias: 1) Aumento na captação de cálcio no intestino 2) Minimização da perda de cálcio pelo rim 3) Estimulo da reabsorção óssea quando preciso • Efeito na vitamina D o intestino O 1,25-diOH-D3 estimula a absorção intestinal de Ca e Fosfato. Isso acontece pois ele se liga a um receptor citosólico e o complexo formado move-se para o núcleo para interagir seletivamente com o DNA. Assim, há um aumento na captação de cálcio por aumento na síntese de uma proteína ligadora de cálcio. • Efeito da vitamina D sobre os ossos O 1,25-diOH-D3 estimula a mobilização de cálcio e fosfato dos ossos por um processo que necessita da síntese proteica e da presença de PTH. O resultado é o aumento no cálcio e no fosfato plasmático, assim, os ossos são reservas importantes de cálcio que podem ser mobilizadas para manter os níveis plasmáticos. alimentos que contêm vitamina D ocorre naturalmente em peixes gordurosos, fígado e gema de ovo. O leite, a menos que seja fortificado artificialmente, não é uma boa fonte dessa vitamina. Indicações clínicas • Raquitismo nutricional Falta de vitamina D (exposição insuficiente à luz solar ou no consumo da vitamina) causa a desmineralização dos ossos, resultando em raquitismo em crianças e osteomalácia em adultos. É mais vista nas latitudes do norte (menor síntese de vitamina D por ter baixa exposição à luz UV) O raquitismo → formação continua da matriz de colágeno dos ossos, mas com mineralização incompleta → ossos flexíveis e maleáveis Osteomalácia → a desmineralização dos ossos preexistentes aumenta a suscetibilidade de fraturas Níveis séricos adequados → prevenção contra quedas em idosos e aumento da força muscular a massa óssea Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 • Osteodistrofia renal Diminuição na capacidade de produzir a forma ativa da vitamina D → falência renal crônica. A suplementação com calcitriol é uma terapia eficiente, essa é acompanhada pela terapia de redução do fosfato para prevenir a hiperfosfatemia (devido à falência renal) e a precipitação de cristais de fosfato de cálcio. • Hipoparatireoidismo A ausência do hormônio paratireóideo causa hipocalcemia e hiperfosfatemia. Esses pacientes podem ser tratados com calcitriol e cálcio (suplementação) Toxicidade da vitamina D Como as demais lipossolúveis, ela pode ser armazenada no organismo, sendo vagarosamente metabolizada. Doses altas → perda do apetite, náusea, sede e estupor. O aumento na absorção e reabsorção de cálcio pode gerar hipercalcemia, que pode levar à deposição de cálcio nas artérias e nos rins. VITAMINA K O principal papel dela é a modificação pós-traducional de vários fatores de coagulação sanguínea, em que ela serve de coenzima na carboxilação de certos resíduos de ácido glutâmico presente nessas proteínas. Ela existe de várias formas → filoquinona nas plantas (vitamina K1) ou menaquinona nas bactérias da flora intestinal (vitamina K2). Para terapia, usa-se um derivado sintético, a menadiona. Alimentos Encontrada no repolho, couve-flor, espinafrem gema de ovo e fígado. Também há síntese dela pelas bactérias intestinais Funções da vitamina K • Formação do carboxiglutamato (Gla) Vitamina K é necessária parra a síntese hepática de protrombina e dos fatores de coagulação sanguínea II, VII, IX e X (inicialmente inativas). Carboxilação de ácido glutâmico + O2 + CO2 + hidroquinina da vitamina K→ produz resíduos Gla → formação de um fator de coagulação maduro. Obs: a formação de Gla é sensível à inibição por dicumarol (anticoagulante) e por varfina (análogo sintético da vitamina K) • Interação da protrombina com plaquetas Os resíduos de Gla da protrombina são bons quelantes de íons cálcio → se ligam → complezo protrombina-calcio → liga-se a fosfolipídeos na superfície das plaquetas → aumento da taxa de conversão proteolítica de protrombina em trombina → cascata de coagulação • Papel dos resíduos de Gla em outras proteínas O Gla está presente na osteocalcina dos ossos e na proteína C, envolvida em limitar a formação de coágulos sanguíneos Indicações clínicas • Deficiência de vitamina K Uma deficiência verdadeira é incomum pois ela também é produzida pela flora bacteriana do intestino ou é obtida pela dieta. Uso de antibióticos → população bacteriana intestinal diminui → menos vitamina K endógena formada → hipoprotrombinemia em indivíduos marginalmente subnutridos (como em um paciente geriátrico debilitado) → tendência a sangramentos (suplementar com vitamina K) Além disso, cefalosporinas de 2ª geração (cefoperazona, cefamandol e maxalactam) → causam hipo-protrombinemia com mecanismos semelhantes ao da varfina → suplementar com vitamina K Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 • Deficiência de vitamina K no recém-nascido RN possuem intestinos estéreis e, inicialmente, não possuem as bactérias que sintetizam a vitamina K. O leite humano fornece 1/5 das necessidades diária, assim, os RN devem receber uma dose única intramuscular de vitamina K profilaticamente contra doenças hemorrágicas. Toxicidade da vitamina K A administração prolongada de doses de VK sintéticas (menadiona) → pode produzir anemia hemolítica e icterícia no bebê devido a efeitos tóxicos na membrana dos eritrócitos. VITAMINA E Consiste em 8 tocoferóis de ocorrência natural, em que o alfa- tocoferol é o mais ativo. Sua função é como antioxidante na prevenção da oxidação não-enzimática de componentes celulares (como ácidos graxos poli-insaturados) pelo O2 e radicais livres. Alimentos Óleos vegetais são ricos, ovos e fígado possuem quantidades moderadas. As necessidades aumentam na medida em que aumenta a ingestão de AG poli-insaturados Deficiência de vitamina E Está quase inteiramente restrita a bebês prematuros. Adultos → associada a defeitos no transporte e absorção de lipídeos. Os sinais de deficiência em humanos → sensibilidade dos eritrócitos a peróxidos e o aparecimento de membranas celulares anormais Indicações clínicas Não é recomendada para a prevenção de doenças crônicas, como doença cardíaca coronariana e câncer. Testes em clínicos não obtiveram benefícios cardiovasculares como também apresentaram aumento na incidência de acidente vascular cerebral. Toxicidade da vitamina E É a menos tóxica das vitaminas lipossolúveis e não tem sido observada qualquer toxicidade em doses de 300 mg/dia. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Desnutrição A desnutrição é o estado nutricional do indivíduo caracterizado pela ingestão insuficiente de energia e nutrientes, que resulta da complexa interação entre alimentação, condições socioeconômicas e estado de saúde. Causas primárias A pessoa como pouco ou come ‘’mal’’ → alimentação quantitativa e qualitativamente insuficiente em calorias e nutrientes Causas secundárias A ingestão nãoé suficiente porque as necessidades energéticas aumentaram ou por qualquer outro fator não alimentar. Ex: verminoses, câncer, anorexia, alergia, intolerâncias alimentares, digestão e absorção deficiente de nutrientes. A desnutrição leva a uma série de alterações na composição e funcionamento do organismo. Quanto mais grave o caso, mais graves as repercussões • Grande perda muscular e dos depósitos de gordura → debilidade física • Emagrecimento: peso inferior a 60% ou mais do ideal • Desaceleração, interrupção ou até involução do crescimento • Alterações psíquicas e psicológicas: pessoa retraída, apática, triste e estática • Cabelo perde a cor, pele descasca e enruga • Anemia • Alterações ósseas, como a má formação • Alterações no SN: estímulos nervosos prejudicados, número de neurônios diminuídos, depressão, apatia • Alterações nos órgãos e sistemas: respiratório, imunológico, renal, cardíaco, hepático etc A pessoa desnutrida fica sujeita a infecções por causa da perda muscular e queda nas defesas corporais. Observada em pacientes a condições médicas que diminuem seu apetite ou alteram o modo de digestão e absorção dos nutrientes. O organismo utiliza as reservas de energia como o glicogênio do musculo esquelético e em ultimo recurso os TAGs. Observada também em pacientes hospitalizados por grandes traumas ou infecções graves. Pode ser observada em crianças e idosos desnutridos. Duas formas extremas de desnutrição são: Kwashiorkor • Visto em crianças após desmame perto de fazerem 1 ano, quando a dieta consiste em carboidratos praticamente. Ocorre quando a privação de proteínas é maior do que a redução em calorias totais. Essa privação proteica é associada à grave redução da síntese de proteína visceral. os sintomas típicos incluem: • Retardo no crescimento • Edema → da falta de proteína plasmática para manter a distribuição de água entre sangue e tecidos e pode mascarar a perda muscular Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Desnutrição • lesões de pele • Despigmentação de cabelo • Anorexia • Fígado gorduroso • Diminuição da concentração plasmática de albumina Marasmo • Vista em crianças com menos de 1 ano quando o leite materno é suplementado com cereais e água (geralmente deficiente em proteínas e calorias) Ocorre quando a privação de calorias é maior do que a redução de proteínas. Os sintomas típicos incluem: • Parada do crescimento • Perda muscular extrema (emaciação) • Fraqueza • Anemia Não apresentam edemas ou as mudanças nas proteínas plasmáticas como no primeiro tipo de desnutrição. As alterações metabólicas observadas na desnutrição, incitada por fatores externos, têm como consequência aumento das necessidades energéticas e proteicas, ocorrendo a má absorção dos nutrientes. Resulta também: • Diminuição na atividade enzimática responsável pelo metabolismo proteico e oxidativo → diminuição da massa muscular e da força do músculo esquelético → afeta o bom funcionamento do organismo • Diminuição da massa magra → diminuição do metabolismo basal Formas de obtenção de energia pro corpo Quando a diminuição do gasto energético não é suficiente para compensar a diminuição da ingestão energética, é utilizadas algumas fontes de energia: • Gordura corporal é utilizada → diminuição da adiposidade e peso corporal • Massa corporal magra é utilizada → diminui de uma forma mais lenta por causa do catabolismo proteico muscular para o fornecimento de energia • Gordura subcutânea → quando o déficit de energia é grave → redução drástica dela e o catabolismo proteico gera atrofia muscular Variações nos níveis glicêmicos Outras complicações metabólicas da desnutrição são: hipoglicemia, hiperglicemia, hipotermia e desidratação No metabolismo dos carboidratos → ocorre intolerância à glicose e à lactose (por diminuição da lactase) Fígado → redução da síntese de insulina e estimulo ao glucagon → aumento da gliconeogênese a partir de aminoácidos livres e glicerol → produz glicose em excesso Com a intensificação do uso dessas vias alternativas de produção de glicose e diminuição das reservas de macronutrientes, torna-se difícil a manutenção e o funcionamento adequado dos níveis séricos de glicose → originando a hipoglicemia Aumento da gliconeogênese → aumenta lactato e piruvato → quantidade de glicogênio permanece inalterada Energia Ocorre uma diminuição de ATP e um aumento de ADP e diminuição da creatina fosfato Diminuição de NADH no TCA → Diminuição da atividade enzimática da cadeia respiratória (citocromo c oxidase) → Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Desnutrição redução da fosforilação oxidativa → altera o consumo de oxigênio na mitocôndria Alterações no tecido adiposo O aumento de cortisol → lipólise e diminuição da lipase lipoproteica → promove libertação excessiva de ácidos graxos livres → originando resistência insulínica e hiperglicemia A diminuição das reservas de glicogênio e gordura → redução das reservas energéticas, atribuindo à massa proteica uma grande importância, pois ela se torna a principal fonte de energia Proteínas As proteínas exercem funções estruturais e agem como catalisadores enzimáticos, regulando o desenvolvimento celular. Além disso, participam na função imunológica e no transporte de substância Desnutrição → massa proteica se torna principal fonte de energia → proteínas deixam de exercer seu papel estrutural e enzimático → desequilíbrio metabólito → originando a desnutrição-proteico-energética Aumento da degradação proteica → modificação das fibras musculares → diminuem as fibras musculares do tipo 2, assim como a diminuição de seu diâmetro Desnutrição à nível dos micronutrientes Durante a resposta de fase aguda à desnutrição → há a produção de citoquinas pro-oxidases → aumento na utilização de vitaminas antioxidantes → vitaminas A, C e E são utilizadas de forma a compensar o stress oxidativo Alteração no estado imuno Quando as 2 deficiências (macro e micronutrientes) são evidentes, ocorrem alterações disfuncionais no sistema imunológico: • maior quantidade de radicais livres produzidos • redução da síntese de proteínas e enzimas essas alterações levam a uma maior susceptibilidade imunológica → mais aparecimentos de infecções virais ou bacterianas → podem agravar o quadro de desnutrição. A resposta imunológica da desnutrição, em resposta à infecção provoca alterações metabólicas: • aumento do catabolismo (degradação) proteico • alteração ao nível dos ácidos gordos l Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Corpos Cetônicos Corpos Cetônicos A mitocôndria do fígado (hepática) consegue converter acetil- coa da B-oxidação em corpos cetônicos. Eles são importantes fontes de energia para os tecidos periféricos pois: 1) São solúveis e não precisam de lipoproteínas ou albumina para serem transportados 2) São produzidos no fígado, quando a quantidade de acetil-coa excede a capacidade oxidativa (TCA) do fígado 3) São usados pelos tecidos extra-hepáticos (músculo esquelético e cardíaco, córtex renal e encéfalo, permitindo a economia de glicose pois está em um estado de jejum) Eles são importantes durante o jejum prolongado, pois o corpo necessita manter a glicemia sanguínea e os corpos cetônicos podem ajudar na economia de glicose. Os compostos classificados como corpos cetônicos são: • Acetoacetato • 3-hidroxibutirato • Acetona (produto colateral não metabolizável) O acetatoacetato e o 3-hidroxibutirato → sangue → tecidos periféricos (extra-hepáticos) → convertidos novamente em acetil-coa, e6ste pode ser oxidado no TCA Durante o jejum, o fígado é inundado com ácidos graxos mobilizados do tecido adiposo oA Lipase sensível ao hormônio é estimulada pelo glucagon a separar os TAGs do tecido adiposo em ácidos graxos e glicerol Como resultado da B-oxidação, os ácidos graxos são oxidados a acetil-coa hepática. • A acetil coa inibe a piruvato-desidrogenase Reação que ocorre antes de iniciar o TCA, em que o piruvato é convertido em acetil-coa. Essa enzima é inibida por ATP, NADH e muito acetil-coa • O acetil-coa ativa a piruvato-carboxilase Essa enzima participa do 1º desvio da gliconeogênese: conversão de piruvato → PEP. Ela catalisa a reação dentro da mitocôndria, em que o piruvato → OAA O oxaloacetato produzido é usado pelo fígado na gliconeogênese, mais do que no ciclo do ácido cítrico. Desse modo a acetil-coa é canalizada para a síntese de corpos cetônicos (que acontece durante o jejum) Obs: a oxidação dos ácidos graxos produz NADH, e o aumento dele favorece a conversão de OAA em malato (que atravessa a membrana interna e direciona para a síntese de glicose) e a acetil-coa vai para a cetogênese DISTÚRBIOS NA B-OXIDAÇÃO DE AG Esses distúrbios causam um quadro de • hipocetose → devido à diminuição do fornecimento de acetil- coa • hipoglicemia → devido ao aumento do consumo de glicose para energia e também porque a B-oxidação fornece o glicerol que entra para a gliconeogênese Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Corpos Cetônicos Corpos Cetônicos Síntese de HMG-CoA (3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA) 1) Enzima: tiolase (enzima da oxidação de ácidos graxos) (na B-oxidação) Essa é a primeira etapa da síntese, formando aceto-acetil-CoA, que ocorre pela reversão da reação da tiolase. Obs: a formação de CoA livre na cetogênese permite que a oxidação de ácidos graxos continue 2) Enzima: HMG-CoA-sintase mitocondrial Etapa limitante na síntese de corpos cetônicos e ela ocorre em quantidades significantes somente no fígado Combina acetil-coa + acetoacetil-coa → HMG-CoA. Obs: o HMG-CoA também é precursor do colesterol Síntese de corpos cetônicos Enzima: HMG-CoA-liase O HMG-coa é clivado → acetoacetato + acetil-coa • Destino do acetoacetato Pode ser reduzido para formar 3-hidroxibutirato, utilizando NADH como doador de hidrogênio. Ou pode sofrer descarboxilação espontânea no sangue → acetona (não é metabolizada, é liberada na respiração). • Equilíbrio acetona e 3-hidroxibutirato É determinado pela razão NAD+/NADH. Durante a oxidação dos ácidos graxos essa relação é reduzida (pois tem muito NADH sendo produzido), favorecendo a síntese de 3- hidroxibutirato 1) Enzima: 3-hidroxibutirato-desidrogenase Essa enzima oxida o 2-hidroxibutirato em acetoacetato, produzindo NADH. 2) Enzima: tioforase Acetoacetato + CoA (doada pela succinil-coa) → acetoacetil- coa. Acetoacetil-coa → 2 acetil-coa Essa reação é reversível, mas o produto acetoacetil-coa é ativamente removido por sua conversão em 2 moléculas de acetil-coa • Uso pelos tecidos Desse modo, os tecidos extra-hepáticos, incluindo o encéfalo, mas excluindo as células sem mitocôndria (eritrócitos), oxidam o acetoacetato e o 3-hidroxibutirato, usando-os como combustível energético (pois o acetil-coa pode ir pro TCA e gerar energia) Obs: o fígado, embora produza corpos cetônicos, não possui tioforase e, portanto, não é capaz de usar corpos cetônicos como combustível. Ou seja = fígado só produz corpos cetônicos, mas não usa. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS Não é uma doença única, mas sim um grupo heterogêneo de síndromes multifatoriais e poligênicas, caracterizadas por elevação da glicemia em jejum. Causa → deficiência relativa ou absoluta de insulina. É a principal causa de cegueira e amputação no adulto, e importante causa de: • Falha renal • Dano neural • Ataques cardíacos • Acidente vascular cerebral (AVC) Os casos podem ser divididos em 2 • DM tipo 1 ou insulinodependentes • DM tipo 2 ou independente de insulina Dados de 2018-2019 Caracterizada por deficiência absoluta de insulina Causa Causada por ataque autoimune às células B do pâncreas. Nesse tipo, as ilhotas de Langerhans tornam-se infiltradas com linfócitos T ativados, levando a insulite. Aos longos dos anos, esse ataque autoimune leva à depleção gradual da população de células B. Porém, os sintomas só aparecem quando 80 a 90% das células B foram destruídas → pâncreas falha em responder adequadamente à glicose ingerida na alimentação. Estímulo para a autodestruição das células Requer um estímulo ambiental (como infecção viral) e um determinante genético, que permite às células B serem reconhecidas como ‘’estranhas’’ para o corpo. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS As anormalidades metabólicas resultam da deficiência de insulina, a qual afeta marcadamente os 3 tecidos: • Fígado → gliconeogênese, B-oxidação, cetogênese e degradação de proteínas • Musculo (GLUT4) • Tecido adiposo (GLUT4) Como há uma incapacidade de produzir insulina, a relação insulina/glucagon não aumenta, mantendo o fígado em constante gliconeogênese e cetogenese → níveis de glicose não controlados. O organismo reage como se estivesse sempre no estado de jejum, devido à falta de insulina → pode levar a morte se não for administrada a insulina exógena Hiperglicemia Causada por um aumento na produção hepática de glicose + diminuição da sua utilização em outros tecidos → músculo e tecido adiposo têm o GLUT4 que é dependente de insulina, vai permanecer no interior da célula) • Gliconeogênese no fígado • Degradação de proteínas (aminoácidos) de forma descontrolada no músculo esquelético → mantem a hiperglicemia mesmo em jejum No estado pós-prandial o efeito da hiperglicemia é aumentado, pois a gliconeogênese continua produz mais glicose, além daquela obtida pela dieta. Cetoacidose Quando a velocidade de formação de corpos cetônicos é maior do que a do consumo, seus níveis começam a aumentar • Corpos cetônicos no sangue → cetonemia • “ na urina → cetonuria Essas duas condições são mais frequentes em casos não controlados de DM-1 • Cetoacidose diabética Um sintoma frequentemente da cetoacidose diabética (muitos corpos cetônicos)é o odor frutado na respiração, resultante da alta produção de acetona. O aumento da concentração de corpos cetônicos → acidemia Cada corpo cetônico libera um H+ quando circula no organismo → diminui pH. Além disso, a excreção de glicose e corpos cetônicos na urina resultam na desidratação do organismo. Assim = aumento de H+ no sangue + diminuição do volume plasmático (desidratação) → cetoacidose grave Resulta da mobilização aumentada de ácidos graxos do tecido adiposo + B-oxidação acelerada de AG no fígado → acetil-coa A acetil-coa • Substrato para a cetogênese → síntese de corpos cetônicos → aumento de 3-hidroxiburitato e acetoacetato → acidose (esses corpos liberam H+ no sangue) • Ativa a piruvato carboxilase da gliconeogênese o Piruvato → OAA que segue para a síntese de glicose A cetoacidose diabética é tratada com reposição de fluidos e eletrolíticos + doses baixas de insulina de ação rápida e curta duração = corrige a hiperglicemia sem causar a hipoglicemia Hipertriacilglicerolemia A B-oxidação e a formação de corpos cetônicos (produto = acetil-coa) não conseguem eliminar completamente os ácidos graxos → o excesso é esterificado em TAGs → síntese de VLDL Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS VLDL e quilomicros da dieta → não podem sofrer ação da lipase lipoproteica (LPL) no músculo e tec. Adiposo, pois ela é sintetizada com estímulo da insulina → excesso de VLDL e quilomicra• Hipertriacilglicerolemia • Hiperquilomicronemia . Causa → resistência à insulina + disfunção das células B (não envolve viroses ou anticorpos autoimunes) Mas não necessitam de administração de insulina para manter a vida, embora possa ser necessária em algum momento para controle da hiperglicemia. As alterações metabólicas são mais brandas, pois a secreção de insulina – embora inadequada – ainda acontece, impedindo a cetogênese excessiva, restringindo o desenvolvimento da cetoacidose Obs: uma complicação aguda do tipo 2 na velhice é um estado hiperglicêmico hiperosmolar caracterizado por hiperglicemia e desidratação graves, além de estado mental alterado. É a diminuição na capacidade dos tecidos-alvo como o fígado, músculo e adiposo, responder às concentrações circulantes (normais ou elevadas) de insulina. Por exemplo, acontece: • Produção não controlada de glicose hepática • Captação diminuída de glicose por músculo e tecido adiposo (GLUT4) Resistência à insulina e obesidade A obesidade é a causa mais comum de resistência à insulina, contudo, a maioria das pessoas obesas resistentes à insulina não se tornam diabéticas. Pois, na ausência de disfunção das células B, eles conseguem compensar a resistência com os níveis da insulina. Obesos são hiperinsulêmicos, por causa da resistência à insulina, ela se acumula no plasma pois não consegue entrar nas células-alvo que necessitam dela. A maior concentração de insulina compensa seu efeito diminuído (por causa da resistência), levando a níveis de glicose similares aos magros. Resistência à insulina e diabetes tipo 2 Sozinha ela não levará a DM, precisam também apresentar uma diminuição na função das células B. a resistência associada ao risco de desenvolver a doença é comumente observada em: • Idosos • Obesos • Sedentários • 3 a 5% de mulheres grávidas → diabetes gestacional Esses são incapazes de compensar adequadamente a resistência a liberação aumentada de insulina Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS Causas da resistência à insulina Aumenta com o ganho de peso e diminui com a perda de peso. A acumulação de lipídios intramiocelulares interfere no recrutamento dos GLUT4 para a superfície celular → diminuição na taxa do transportador da glicose estimulado por insulina para o músculo → resistência à insulina Obesos apresentam altas taxas de lipólise (principalmente dos adipócitos viscerais) → aumento da disponibilidade de ácidos graxos livres → implica no desenvolvimento de insulina Adipócitos grandes (vistos em obesos) → induzidos por uma dieta gordurosa, causam → diminuição na produção de hormônios sensíveis à insulina → resistência à insulina → glicose não consegue entrar nas células Obesos apresentam baixos níveis de adiponectina • Citocina produzida pelos adipócitos → reduz os níveis de AGL no sangue → melhora o perfil lipídico, controle glicêmico (reduz concentração através da AMPK) e redução da inflamação A expressão de adiponectina diminui a medida que o tecido adiposo aumenta → não freia a inflamação e não aumente a sensibilidade dos tecidos à insulina → resistência à insulina + risco de diabetes tipo 2 + risco de doença cardíaca Inicialmente → capacidade das células B do pâncreas mantidas Decorrer do tempo → se tornam disfuncionais, sendo incapazes de secretar insulina suficiente para corrigir a hiperglicemia preponderante. A progressão natural da doença resulta no declínio do organismo controlar a hiperglicemia com a secreção endógena de insulina. A deteriorização da função das células B pode ser acelerada pelos efeitos tóxicos de hiperglicemia persistente e pelo aumento de AGL As anormalidades são resultado da resistência à insulina, que se expressa principalmente no fígado, músculo e tecido adiposo Hiperglicemia Causada por aumento na produção de glicose hepática + diminuição no seu uso periférico Acontece pela insuficiência de insulina para controlar a produção de glicose no fígado e para permitir a captação desta pelo músculo esquelético. Assim • Não ocorre aumento da frutose-2,6-bifosfatase o Estimulada pela insulina, catalisa a reação de produção de frutose-2,6-bifosfato, principal estimuladora da PFK-1 da glicólise → aumenta a glicólise → diminuição dos níveis de glicose (isso não acontece no diabetes) • Não ocorre regulação negativa do fosfoenolpiruvato carboxilase, que acontece normalmente o Na gliconeogênese, essa enzima transforma OAA → PEP e é reprimida por insulina o Diabéticos não reprime → gliconeogênese continua → glicose → hiperglicemia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS Cetoacidose Não costuma manifestar-se, pois há uma produção suficiente de insulina para prevenir a liberação descontrolada de AG a partir dos adipócitos. Mesmo que pouca, a insulina diminui a cetogênese hepática Dislipidemia • Hipertriacilglicerolemia → característica da doença • Hiperquilomicronemia → não costuma se desenvolver No fígado, os ácidos graxos → TAGs → VLDL Alimentação → intestino → quilomicrons Como a degradação das lipoproteínas, catalisada pela LPL é baixa (no tecido adiposo e no músculo) → pois LPL é estimulada por insulina → acumulo de VLDL e quilomicra Sobrepeso e sedentarismo → leva ao aumento de glicose (hiperglicemia pós-prandial) e de ácido graxo livre (AGL) nas células → quando metabolizados e transformados em energia → aumento na formação de radicais livres → stress oxidativo As células musculares e os adipócitos podem se proteger do stress → produzem resistência à ação da insulina → objetivo: reduzir a entrada de glicose e AGL nas células As células B e o endotélio dependem de insulina → sobrecarga de glicose e AGL nas células → stress oxidativo → induz a disfunção endotelial e das células B pancreáticas Disfunção endotelial → desenvolvimento de doenças cardiovasculates Disfunção das células B → diminuição na secreção de insulina + hiperglicemia pós prandial = quadro clinico de tolerância diminuída à glicose (IGT) Persistência de IGT → provoca exaustão das células B → diabetes mellitus Resumo dos elementos clíncios que levantam suspeita de diabetes: Pode ser reconhecida por • Aparecimento abrupto de poliúria (micção frequente) • Polidipsia (sede excessiva) • Polifagia (fome excessiva, pois a insulina sinaliza saciedade) esses sintomas geralmente são acompanhados por fadiga, perda de peso e fraqueza Fonte: google O diagnóstico de diabetes baseia-se na detecção de hiperglicemia. Existem 4 tipos de exames que podem ser utilizados no diagnostico de DM Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS • Glicemia casual • Glicemia de jejum • Teste de tolerancia à glicose com sobrecarga de 75g em 2 horas (TTG) • Em alguns casos, hemoglobina glicada (HbA1c) A utilização de cada um desses exames depende do contexto diagnóstico Glicemia casual Quando a pessoa requer um diagnóstico imediato e o serviço dispõe de um laboratório com determinação glicêmica imediata ou de glicosímetro e tiras reagentes, a glicemia casual é solicitada, pois fornece o resultado na propria consulta. Diabetes: maior igual 200 mg/dL na presença de sintomas de hiperglicemia. Glicemia de jejum Quando não há urgência, é preferivel uma glicemia de jejum medida no plasma por laboratório. TTG-75g O paciente recebe uma carga de 75g de glicose, em jejum e a glicemia é medida antes e 2h após a ingestao. Diabetes: TTG maior igual a 200 Hemoglobina glicada Indica o percentual de hemoglobina ligada à glicose. Como ele reflete os níveis médios de glicemia ocorridos nos ultimos 2 a 3 meses, é recomendado que seja utilizado como umexame de acompanhamento e de estratificação do controle metabólico. Tem a vantagem de não necessitar de periodos em jejum para sua realização. O objetivo é • Manter as concentrações de glicose dentro dos limites • Prevenir o desenvolvimento de complicações a longo prazo Então, recomenda-se • Redução de peso e exercício + restrição alimentar (terapia nutricional médica) A contração muscular que ocorre durante o exercício físico → adrenalina → provoca um aumento de AMP → ativa Lipase sensível ao hormônio → degradação de TAGs → B-oxidação + inibição da síntese de gordura Adrenalina aumenta AMP → ativa AMPK → acetil-coa- carboxilase inativa (sintese de TAGs) O risco para diabetes tipo 2 pode ser significativamente diminuído por um regime combinado de terapia nutricional médica, perda de peso, exercício e controle rigoroso da hipertensão e da dislipidemia. Além disso, agente hipoglicemiantes ou terapia com insulina podem ser necessárias para atingir níveis satisfatórios de glicose plasmática Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS As terapias disponiveis restrigem a hiperglicemia, mas não são capazes de normatizar o metabolismo. Com isso, há a persistente elevação da glicemia, que pode ser associada a complicações crônicas do diabetes: • Aterosclerose prematura • Doença cardiovascular • AVC • Retinopatia • Nefropatia • Neuropatia Catarata diabética Em células que a entrada de glicose não é dependente de insulina, níveis elevados de glicose levam ao aumento da glicose intracelular e de seus metabólitos. A principal via de energia do cristalino (ou lente) é a glicose anaeróbica e, nível elevado de glicose dentro da lente desvia a glicose para a via dos polióis. • Via dos polióis Nessa via, glicose é convertida em sorbitol pela enzima aldose redutase (oxidando NADPH em NADP) Sorbitol → frutose pela poliol desidrogenase (mediante redução de NADPH em NADP). O sorbitol não possui a capacidade de se difundir das membranas celulares, mas a frutose sim. Assim, o sorbitol → acumula → quadro de hiperosmolaridade → gradiente osmótico para dentro da lente → aumento de H2O na lente → inchaço das fibras → opacificação das fibras da lente (catarata) O aumento intracelular de sorbitol contribui para a formação de catarata em diabéticos Problema metabólico mais comum e tem prevalência de 3 a 25% das gestações, dependendo do grupo étnico, da população e do critério diagnóstico DMG é uma classe clínica que inclui as pacientes grávidas, nas quais o início e o diagnóstico de diabetes ou da intolerância à glicose ocorre durante o período gestacional e desaparece após o parto. Ocorre com maior incidência em pacientes geneticamente predispostos, submetidos aos mecanismos hiperglicêmicos na gravidez. A instalação desse tipo de diabetes interfere muito no ambiente em que se desenvolve o concepto, aumentando em 3x as chances de malformações congênitas e aumento de 10x nos partos pré-termos A hiperglicemia detectada em qualquer momento dda gravidez deve ser categorizada e diferenciada: Diabetes mellitus gestacional (DMG) Mulher com hiperglicemia detectada pela primeira vez durante a gravidez, com níveis glicêmicos sanguíneos que não atingem os critérios diagnosticados para DM Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS Diabetes mellitus diagnosticado na gestação (overt diabetes) Mulher sem diagnóstico prévio de DM, com hiperglicemia detectada na gravidez e com níveis glicêmicos que atingem os critérios da OMS para DM da gestação A causa exata é desconhecida, mas, de acordo com a Associação Americanas de Diabetes, várias hipóteses foram propostas: Hormonal Placenta produz: • Estrogênio, progesterona e somatotrofina coriônica (HCG) Esses hormônios são antagonistas da insulina, causando aumento na resistência à insulina nos dois últimos trimestres DMG costuma aparecer por volta de 26ª semana → placenta produz maior quantidade desses hormônios Genética Mulheres com DMG tem maior probabilidade de algum dia vir desenvolver DM tipo 2 Obesidade DMG é mais comum em grupos em que a obesidade está presente, ela pode desencadear tanto a DM tipo 2 quando a diabetes gestacional As manifestações fisiopatológicas estão relacionadas às adaptações metabólicas ocorridas na gravidez, decorrentes da solicitação contínua de glicose e de aminoácidos essenciais para o concepto, acrescentando as necessidades de ácidos graxos e colesterol e às modificações hormonais. • 2ª e 3º trimestre há maior concentração de hormônios placentários, que pode desencadear a resistência à insulina, resultando no aumento da concentração desta. Quando a demanda na produção de insulina é maior do que a capacidade das células B de produzir insulina → instalação do DMG • Fases da gravidez 1ª = fase anabólica → diminuição da glicemia por maior armazenamento de glicose 2ª = fase catabólica → diminuição da glicemia por maior consumo fetal • Jejum na gestante As concentrações de glicose podem ser mantida constantes, pois há uma maior utilização dela para servir ao feto. Há também menor formação de glicose pelo fígado, via gliconeogênese, decorrente da menor disponibilidade do aminoácido alanina Jejum materno prolongado → estado metabólico acelerado → obriga o organismo a se valer de mecanismos metabólicos alternativos para a produção de energia → hidrolise de TAGs no tecido adiposo → conduzindo às reações que aumentam os corpos cetônicos e os AGL • Estado alimentado da gestante A secreção de insulina aumenta acentuadamente → concentrações de glicose também aumentam Se a secreção de insulina não puder satisfazer a esse aumento da demanda → hiperglicemia do DMG → efeitos nocivos no feto Também é possível que nas gestantes ocorra uma diminuição na secreção de insulina e aumento na produção hepática de glicose São as mesmas que no estado não-gravídico: • Hiperglicemia → compromete o feto (anomalias congênitas, natimortalidade, macrossomia, síndrome da angustia respiratória, hipoglicemia neonatal) • Cetoacidose (CAD) → perigoso, pode desencadear a morte fetal • Hipoglicemia → não prejudica o feto, porém é possível evoluir para uma severa hipoglicemia, podendo gerar confusão mental, convulsões e até coma Ministério da Saúde do Brasil: Deve-se proporcionar a todas as gestantes a possibilidade de diagnóstico de DMG, mesmo em aquelas sem diagnostico prévio de diabetes. A presença de fatores de risco não deve ser utilizada para fins de rastreamento de DMG, pois apresenta baixa sensibilidade O teste com melhor sensibilidade e especificidade para o diagnóstico de DMS é o TOTG – teste oral de tolerância à glicose Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 DIABETES MELLITUS • Faz o teste em jejum, depois: • A pessoa toma um xarope bem doce contendo 75g de glicose • Repetir em 1h e 2h depois de tomar, conforme valores descritos pela OMS Diagnóstico em situação de local de viabilidade financeira e disponibilidade técnica total Todas as gestantes deem realizar glicemia em jejum e TOTG com 75g de glicose de 24 a 28 semanas (terceiro trimestre) O Teste oral de tolerância à glicose deve ser precedido por dieta sem restrição de carboidratos ou com, no mínimo, ingestão de 150g de carboidrato nos 3 dias anteriores ao teste, com jejum de 8h Estima-se que assim sejam detectados 100% dos casos Diagnóstico em situação de viabilidade financeira e disponibilidade técnica parcial Todas as gestantes devem realizar glicemia de jejum no inicio do pré-natal para diagnóstico de DMG e de DM diagnosticado na gestação (diabetes prévio) Estima-se que sejam detectados86% dos casos Obs: após diagnosticar a DMG, deve-se repetir o TOTG 6 semanas após o parto, visto que as mães irão ter maiores chances de evoluir para DM tipo 2. Após a repetição do teste, orientar dieta e atividade física (prevenção) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Ações para Diabéticos Considerado a elevada carga de morbimortalidade associada, a prevenção de diabetes e de suas complicações hoje é prioridade de saúde pública A prevenção na atuação da atenção básica, pode ser realizada focando nos fatores de risco para diabetes, como: • Sedentarismo • Obesidade • Tabagismo, stress psicossocial • Hábitos alimentares não saudáveis • Identificação e tratamento dos indivíduos de alto risco par diabetes • Identificação de casos não diagnosticados para tratamento • Intensificação do controle de pacientes já diagnosticados visando prevenir complicações agudas e crônicas Vários programas de prevenção são possíveis de serem implementados, tendo como base a modificação comportamental, uso de fármacos e o tratamento cirúrgico. • Medicamentos → metformina (maior segurança a longo prazo), inibidores da alfa-glicosidase, agonistas do receptor semelhante ao glucagon (GLP-1) etc Grupo de apoio nutricional Foco → promover benefícios de uma alimentação saudável, orientar e auxiliar na perda de peso de forma saudável e consciente Grupo de caminhadas Estratégia que pode melhorar a qualidade de vida (QV) das pessoas, pois diminui o sedentarismo. Na maioria das vezes, esta aliada ao grupo de apoio nutricional Consulta nutricional Representa uma ação educativa, em que o profissional nutricionista procura prescrever a dieta com base na realidade socioeconômica de cada um, e, se for necessário, vai à casa de cada um para conhecer melhor e prescrever um cardápio alimentar compatível. Durante o acompanhamento, é necessário promover uma educação em saúde com ênfase nos hábitos alimentares que, ao serem modificados, possuem potencial para evitar ou retardar as complicações do DM tipo 2 Consulta de enfermagem Outra ação que melhora a QV das pessoas dom diabetes mellitus (DM). Nelas, são dadas as principais orientações sobre o autocuidado. Observação e avaliação do estado de saúde do indivíduo, o que possibilita um plano de cuidado individual. Orientações de medidas que melhoram a QV: estimulo à atividade física regular, hábitos alimentares saudáveis, redução do consumo de bebidas alcoólicas e abandono do tabagismo Consulta médica Fazem o diagnóstico de diabetes, sinaliza fatores de risco, avalia as condições de saúde, verifica risco cardiovascular da pessoa. Também orienta acerca da prevenção e manejo das complicações crônicas. Essa consulta precisa atender 4 âmbitos básicos e essenciais: • História da pessoa • Exame físico • Avaliação laboral • Estratificação de risco cardiovascular Grupos de diabéticos de educação em saúde Estratégia que também pode melhorar a QV, eles discutem diversos temas relacionados à promoção de saúde, entre eles, o DM. Esses grupos, geralmente, são realizados por meio de rodas de conversas e os temas definidos a partir das dúvidas dos participantes. É necessário desenvolver um plano terapêutico com metas definidas para o paciente e para executá-lo, será implantada na UBS a peridiocidade de acompanhamento de cada paciente, de acordo com sua classificação de risco. Estratificação do controle metabólico A Secretaria de Saúde de MG recomenda a utilização da estratificação dos diabéticos de acordo com seu controle metabólico: • Controle metabólico bom Hb glicada <7% e glicemia de jejum <130 mg/dL • Controle metabólico regular Hb glicada entre 7 e 9% e glicemia de jejum entre 130 e 190 Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Ações para Diabéticos • Controle metabólico ruim Hb glicada >9% e glicemia de jejum >200 mg/Dl Periodicidade de acompanhamento Depois disso, é preciso definir a periodicidade de acompanhamento do paciente • Controle metabólico bom Acompanhamento anual • Controle metabólico regular Acompanhamento semestral • Controle metabólico ruim Acompanhamento trimestral Avaliações Os pacientes também passarão pelas seguintes avaliações definidas pela Guia da Secretaria de Estado de Saúde de Minas Gerais, na qual é enfatizada a abordagem multidisciplinar dos diabéticos • Avaliação oftalmológica anual • Avaliação nutricional inicial e de seguimento • Avaliação odontológica • Avaliação do pé diabético Além disso, é fornecido ao paciente um cartão de controle que conterá o dado para o acompanhamento dele Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Hormônios regulatórios Seus efeitos metabólicos são anabólicos favorecendo: • Síntese de glicogênio • Síntese de TAG • Síntese de proteínas REGULAÇÃO DA SECREÇÃO DE INSULINA Secreção aumentada por • Glicose • Aminoácidos • Hormônios gastrointestinais o Colecistocinina e polipeptídeo inibidor gástrico aumentam a secreção de insulina em resposta a glicose, são chamados de ‘’incretinas’’. São liberados pelo intestino delgado e causam um aumento antecipatório nos níveis de insulina. Isso pode ser responsável pelo fato de que a mesma quantidade de glicose por dia oral induz uma secreção muito maior de insulina do que a administrada por via intravenosa. Inibida por • Escassez de combustíveis da dieta • Estresse (febre ou infecção) → adrenalina EFEITOS METABÓLICOS DA INSULINA Efeito sobre o metabolismo dos carboidratos No metabolismo da glicose promove seu armazenamento e são mais proeminentes em 3 tecidos; fígado, músculo e tecido adiposo • Fígado e músculo Insulina aumenta a síntese de glicogênio • Músculo e adiposo Insulina aumenta a captação de glicose por aumentar o GLUT4 → a administração intravenosa de insulina causa uma diminuição imediata de glicose no sangue • Fígado Diminui a produção de glicose por inibir a glicogenólise e gliconeogênese Efeitos sobre o metabolismo de lipídeos O tecido adiposo responde em minutos, a insulina causa uma importante redução na liberação de ácidos graxos. (inativa a LSH) • Diminuição na degradação de TAG Ela diminui porque inibe a LSH que degrada os TAG no tecido adiposo. A insulina age promovendo a desfosforilação (inativando) a enzima (exceção na estrutura) • Aumento na síntese de TAG Aumenta o transporte e o metabolismo da glicose, fornecendo glicerol-3-P para a síntese de TAG. Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Hormônios regulatórios Também aumenta a atividade da LPL, fornecendo AG para esterificação No fígado, a insulina promove a conversão de glicose em TAG Efeitos sobre a síntese proteica A insulina estimula entrada de aminoácidos nas células e também a síntese de proteínas por meio da ativação de fatores necessários para a tradução Secretado pelas células alfa das ilhotas pancreáticas. Glucagon + adrenalina + GH + cortisol → hormônios contrarreguladores que se opõe a muitas ações da insulina. Em especial, o glucagon age na manutenção dos níveis de glicose sanguínea, pela ativação da glicogenólise e gliconeogênese. ESTILIMULO DA SECREÇÃO DE GLUCAGON Secreção aumentada por • Glicemia baixa • Aminoácidos • Adrenalina e noradrenalina (estresse, trauma ou exercício intenso) Secreção inibida por • Aumento de glicose • Aumento de insulina EFEITOS METABÓLICOS DO GLUCAGON Efeito sobre o metabolismo dos carboidratos A administração intravenosa → aumento imediato da glicemia → aumento na degradação do glicogênio hepático (não do muscular, pois músculo não possui receptor pra glucagon) e de um aumento na GNEO Metabolismode lipídeos A glucagon (e as catecolaminas adrenalina e noradrenalina) ativa a lipólise (LSH) no tecido adiposo. Os ácidos graxos liberados são captados pelo fígado e sofrem B-oxidação produzindo acetil-coa, a qual é usada para a síntese de corpos cetônicos o glicerol fornecido durante a lipólise também vai pro fígado contribuir para a produção de glicose Metabolismo proteico aumenta a captação de aminoácidos pelo fígado → aumento de esqueletos carbonados → gliconeogênese assim os níveis plasmáticos de aminoácidos estão reduzidos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Hormônios regulatórios HORMÔNIO DO CRESCIMENTO (GH) Liberação de GH é modulada pelos níveis de • Proteína → aminoácidos como arginina → estímulo de GH • Glicose → hipoglicemia → estímulo de GH • Lipídeos → níveis elevados → enfraquece GH (exceto no jejum) EFEITOS DO GH NO METABOLISMO Afeta a captação e a oxidação de substratos energéticos no tecido adiposo, músculo e fígado. Em resumo aumenta a disponibilidade de ácidos graxos que serão oxidados para a produção de energia. GH economiza glicose e proteínas, assim, indiretamente, ele diminui a oxidação de glicose e de aminoácidos GH sobre o tecido adiposo Aumenta a lipólise e diminui a lipogênese → maior liberação de ácidos graxos e glicerol pro sangue → fígado → energia. Também diminui a esterificação de AG reduzindo, assim, a síntese de TAG na célula adiposa. Efeito do GH sobre o músculo GH estimula a lipólise → AG → sangue → inunda o músculo → usa como substrato energético (acetil-coa). Obs: assim, indiretamente, ele suprime a captação de glicose pelas células musculares, o que diminui a velocidade da glicólise. GH → aumenta o transporte de aminoácidos para o músculo → síntese proteica → aumenta a síntese de RNA e DNA • Reforça balanço nitrogenado O efeito positivo no balanço nitrogenado é reforçado pelo GH porque ele poupa proteínas, uma vez que induz a lipólise e, assim, disponibiliza ácidos graxos para o ME como fonte alternativa de energia Efeito do GH sobre o fígado Quando insulina está baixa (jejum) → GH → aumenta a B- oxidação → acetil-coa → aumenta a cetogênese Lipólise → glicerol → fígado → substrato para a GNEO Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Hormônios regulatórios GH → inibe a glicólise, agindo em diversas etapas da via • Liberação de IGF O maior efeito dele é estimular a produção e liberação de IGF (somatomedinas) → IGF-1 (fator de crescimento tipo insulina - 1) → estimula a captação de timidina → crescimento e proliferação celular → fosforilação da tirosina-quinase → inicia o processo de replicação e crescimento celulares EFEITOS FISIOLÓGICOS DA ADRENALINA E NORADRENALINA As catecolaminas são hormônios contrarregulatórios, apresentando efeito metabólico sobre a mobilização de substratos energéticos para a oxidação pelas células → satisfaz o aumento da demanda energética Ao mesmo tempo, suprimem a secreção de insulina, assegurando que os substratos energéticos sejam utilizados para produzir energia. • Estimula quebra de glicogênio (glicogenólise) no músculo e no fígado o Fígado tem a glicose-6-fosfatase e fornece glicose na corrente sanguínea o Musculo não tem glicose-6-fosfatase e usa o glicogênio para gerar energia só pra ele • Estimula a gliconeogênese no fígado • Estimula a lipólise no tecido adiposo • Reforça a secreção de glucagon • Inibe a liberação de insulina GLICOCORTICOIDES (CORTISOL) Situações de • Emoções, dor, exercício, hipoglicemia, trauma etc Estimula a liberação de corticotrofina CRH → estimula a liberação de ACTH (células secretoras de hormônio adenocorticotrofico) da pituitária anterior → estimula a liberação de cortisol do córtex da adrenal → cortisol inibe CRH e ACTH Efeitos do cortisol no metabolismo • Estimulam a lipólise no tecido adiposo • Estimula a liberação de aminoácidos das proteínas musculares • No fígado, o cortisol estimula a gliconeogênese e a síntese de glicogênio (a degradação do glicogênio hepático é estimulada pela adrenalina) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar • Duração → 2 a 4 horas após refeição normal Esse período é considerado um período anabólico, caracterizado pelo aumento na síntese de TAG e glicogênio (repor os estoques de combustíveis) + síntese proteica Ocorre o aumento de: • Glicose, aminoácidos e triacilgliceróis (quilomicra pelas células da mucosa intestinal) da dieta • + insulina – glucagon pelo pâncreas A resposta metabólica é determinada por alterações no metabolismo do: • Fígado • Tecido adiposo • Músculo • Encéfalo O fluxo de intermediário das rotas metabólicas é controlado por 4 mecanismos, cada um deles irão operar em uma escala diferente de tempo. No estado alimentado, eles permitem que os substratos disponíveis sejam capturados, formando glicogênio, TAG e proteínas. 1. efeitos alostéricos envolvem mais as reações limitantes da velocidade de uma via. Por exemplo: • a glicólise no fígado é estimulada após refeição por um aumento da frutose-2,6-bifosfato, um ativador alostérico da fosfofrutocinase-1 • em contraste, a gliconeogênese é inibida pela frutose- 2,6-bifosfato que inibe alostericamente a frutose-1,6- bifosfatase 2. regulação das enzimas por modificação covalente reguladas por adição ou remoção de grupos fosfato ligados a resíduos específicos de serina, treonina e tirosina da proteína. No estado alimentado → a maioria das enzimas está na forma desfosforilada e ativa 3 exceções que estão inativas quando desfosforiladas: • glicogênio fosforilase cinase (degradação do glicogênio) • glicogênio fosforilase (degradação do glicogênio) • lipase sensível ao hormônio do tec. Adiposo Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar 3. indução e repressão da síntese de enzimas leva a uma alteração na população total de sítios ativos. As enzimas que sofrem isso são aquelas necessárias em um único estagio do desenvolvimento ou em condições fisiológicas especiais. • Estado alimentado → insulina → aumento na síntese de enzimas chaves → acetil-coa-carboxilase (ACC) e HMG-CoA-redutase Está em uma posição especial para processar e distribuir os nutrientes da dieta pois a drenagem venosa e pancreática passa pelo sistema porta-hepático antes da circulação sistêmica. Estado alimentado → fígado banhado com • Insulina do pâncreas • Carboidratos, lipídeos e maioria dos aminoácidos Os nutrientes serão metabolizados no fígado, armazenados ou encaminhados para outros tecidos. METABOLISMO DE CARBOIDRATOS Depois de uma refeição com carboidratos → fígado consome glicose (retendo 60g de cada 100g trazidos pelo sistema porta). O uso de glicose é aumentado por vários mecanismos, e não sofre influencia da insulina porque contem GLUT2. Aumento da fosforilação da glicose (1) A glicocinase fosforila a glicose e a prende no hepatócito, produzindo glicose-6-fosfato. Ela não sofre inibição pelo seu produto, e possui uma baixa afinidade pela glicose (alto Km), ou seja, começa a metabolizar a glicose quando ela está em alta concentração. • Estado de jejum Os níveis hepáticos de glicose estão baixos, logo a glicocinase vai estar inativa devido a sua baixa afinidade pela glicose Aumento na síntese de glicogênio (2) A glicose-6-fosfato é convertida em glicogênio pela glicogênio sintase • Ativada por desfosforilação • Ativada pelo seu efetor alostérico glicose-6-fosfato Aumento da via das pentoses-fosfato (3) Muita glicose-6-P (via glicolítica) + muito NADPH na lipogênese hepática → estimula via das pentoses Licensed to JoaneRodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar Essa rote é responsável por 5 a 10% da glicose metabolizada no fígado Aumento da glicólise (4) O fígado faz glicólise apenas no período absortivo com uma refeição rica em carbo. Ocorre a conversão de glicose em acetil-coa estimulada pela alta de insulina e baixa de glucagon → aumenta a atividade e a quantidade de enzimas da via glicolítica como a piruvato-cinase (PEP → Piruvato) Além disso a PHD (piruvato-desidrogenase) que converte piruvato → acetil coa está ativa (sem o P) porque o piruvato inibe a PDH-cinase A acetil-coa é usada para a síntese de ácidos graxos ou para fornecer energia pelo TCA Decréscimo da gliconeogênese e glicogenólise Isto porque a piruvato-carboxilase que catalisa o primeiro passo da gliconeogênese está inativa por baixo Acetil-coa (efetor alostérico dela), pois ele está sendo usado na síntese de ácidos graxos Elevada razão insulina/glucagon → inativa enzimas exclusivas da gliconeogênese, como a frutose-1,6- bifosfatase METABOLISMO DE LIPÍDEOS Aumento na síntese de ácidos graxos (5) Ocorre no período absortivo, quando o aporte energético da dieta excede os gastos energéticos do corpo. Favorecida por substratos sendo formados • Acetil-coa (glicólise) • NADPH (via das pentoses e oxidação do malato) Também acontece a ativação da acetil-coa-carboxilase ACC que catalisa a formação de malonil-coa por acetil-coa (lembrando que malonil-coa inibe a oxidação dos AG) A ACC é ativada por • Desfosforilação (insulina estimula fosfatase) • Citrato → ativador alostérico Aumento da síntese de TAG (6) Para sintetizar TAG, precisa de ácido graxo + glicerol. Depois de produzidos, o fígado os empacota em VLDL • Origem do acil-coa graxo Disponível tanto pela síntese de novo a partir de acetil-coa Hidrólise dos TAG dos remanescentes de quilomicra removidos da circulação pelos hepatócitos Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar • Origem do glicerol-3-fosfato Fornecido pela via glicolítica METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS Aumento na degradação de aminoácidos (7) Os aminoácidos excedentes da dieta não são armazenados, mas sim liberados no sangue para a • Síntese proteica de outros tecidos • Desaminação → esqueletos de carbono → degradados no fígado → a piruvato + acetil coa + intermediários do TCA Esses metabólitos podem ser oxidados para a obtenção de energia ou utilizados na síntese de ácidos graxos (acetil-coa) Obs: o fígado não consegue degradar os aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) que são a leucina, valina e isoleucina, pois eles são metabolizados no tecido muscular Aumento da síntese proteica (8) O corpo não pode armazenar proteína da mesma maneira que estoca gordura e glicogênio. Porém, um aumento transitório de síntese de proteínas hepáticas acontece no período absortivo para repor aquelas que tenham sido degradadas durante o jejum anterior. METABOLISMO DE CARBOIDRATOS Aumento do transporte de glicose (1) GLUT4 é sensível à insulina e transporta a glicose para dentro do adipócito. Aumento da glicólise (2) Aumento de glicose intracelular → aumento da via glicolítica No tecido adiposo, a glicose serve à função sintética, fornecendo o glicerol-fosfato para a síntese de TAG Aumento da via das pentoses-fosfato (3) Também pode metabolizar a glicose pela via das pentoses, produzindo NADPH que é essencial para a síntese de lipídeos. METABOLISMO DE LIPÍDEOS Aumento da síntese de AG (4) Nos humanos a síntese de AG a partir de acetil-coa (lipogênese) ocorre mais no fígado e menos no tecido adiposo, exceto quando é realimentado após o período de jejum. A maioria dos AG adicionados aos estoques nos adipócitos é fornecida pela gordura da dieta (quilomicra) ou, em menor quantidade pela VLDL do fígado Aumento da síntese de TAG (5 e 6) Dieta → lipase lipoproteica (ancorada à parede dos capilares do tec. Adiposo e muscular) → hidrólise dos TAG do quilomicra e das VLDL → fornece ácido graxo Uma vez que os adipócitos não possuem glicerol-cinase (transforma glicerol em glicerol-P), o glicerol-3-P vem usado na síntese de TAG vem do metabolismo da glicose. Ácido graxo (dieta e fígado) + glicerol (via glicolítica) = TAG No estado alimentado, níveis elevados de glicose e insulina favorecem o armazenamento de TAG, com todos os carbonos sendo fornecidos pela glicose. Decréscimo da degradação de TAG Insulina → inativa (desfosforila) a LSH (enzima da exceção)→ no estado alimentar, a degradação do TAG é inibida Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar TECIDO MUSCULAR CARDÍACO Difere do esquelético em 3 aspectos 1) O coração é sempre ativo, e os ME contraem conforme demanda 2) Coração: metabolismo 100% aeróbico 3) Contem depósitos insignificantes de glicogênio ou lipídeos → qualquer interrupção de fornecimento sanguíneo (infarto) → morte das células Utiliza glicose, AG e corpos cetônicos como combustível Singular pela sua capacidade de responder a mudanças substanciais na demanda de ATP que acompanham a contração muscular. Apesar do potencial dele para períodos transitórios de glicose anaeróbica, é um tecido oxidativo METABOLISMO DE CARBOIDRATOS Aumento no transporte de glicose (1) Células musculares possuem GLUT4 dependente de insulina para a captação da glicose, que acontece durante o estado alimentar. A glicose é fosforilada pela hexocinase produzindo glicerol-6- P → via glicolítica, TCA, cadeia → combustíveis para o músculo em repouso Aumento na síntese de glicogênio (2) Aumento da razão insulina/glucagon + glicose-6-P → favorece a síntese de glicogênio para ser armazenado, especialmente quando as reservas esgotaram pós exercício METABOLISMO DE LIPIDEOS AG do quilomicra + VLDL → por estimulo da insuila → que ativa a LPL. No entanto, os ácidos graxos são combustíveis secundários para o musculo np estado alimentado, situação em que a glicose é a principal fonte de energia METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS Aumento na síntese proteica (3 e 4) Refeição rica em proteínas → captação de aminoácidos para a síntese proteica → reposição das proteínas degradadas desde a refeição anterior Aumento na captação de AA ramificados (3) O tecido muscular é o principal para a degradação de aminoácidos ramificados, pois contem a transaminase necessária para tal. Leucina, valina e isoleucina → escapam da metabolização hapática → músculo → metabolização → usados para a síntese proteica e como substratos energéticos Vital para o funcionamento de todo o corpo e é dada atenção para suas necessidades energéticas. Para fornecer energia, os substratos devem ser capazes de atravessar as cels endoteliais (barreira hematoencefálica). • Estado alimentar Normalmente, a glicose serve como principal combustível • Hipoglicemia Se a concentração de glicose cai abaixo de 40mg/100mL a função cerebral é prejudicada, podendo ocorrer um dano cerebral grave e irreversível • Jejum Corpos cetônicos exercem um papel importante como combustível de energia, reduzindo a dependência do encéfalo por glicose Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (1) No estado alimentado, ele usa exclusivamente glicose como combustível. Contém quase nada de glicogênio, então depende completamente da disponibilidade de glicose no sangue (por isso a importância da gliconeogênese pelo fígado) METABOLISMO DE LIPÍDEOS O encéfalo não armazena quase nada de TAG e os AG presentes no sangue contribuem muito pouco para a produção de energia, pois aqueles ligado à albumina não atravessam com eficiência a barreira hematoencefálicaLicensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 Estado alimentar Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Inicia quando não há alimento, é um período catabólico caracterizado por degradação dos estoques de glicogênio, TAG e proteínas • Incapacidade de obter alimento • Desejo de perder peso rapidamente • Situação clinica que o indivíduo não pode comer → trauma, cirurgia, tumores ou queimaduras Na ausência de alimentos, ocorrem algumas alterações • Menos níveis plasmáticos de glicose • Menos AA e TAG • Redução de insulina • Aumento de glucagon Por ser um período de privação de nutrientes, coloca em movimento uma intensa troca de substratos entre o fígado, tecido adiposo, músculo e encéfalo, orientada por 2 prioridades: 1) Necessidade de manter a glicemia para suprir o encéfalo, eritrócitos e outros tecidos dependentes 2) Necessidade de mobilizar ácidos graxos do tecido adiposo, bem como liberar corpos cetônicos do fígado, para suprir energeticamente todos os tecidos A maior quantidade de estoque é na forma de gordura (TAG). Embora a proteína seja listada como fonte de energia, cada uma possui a sua função (componente estrutural, enzimática etc). Dessa forma, apenas 1/3 da proteína corporal pode ser usada para a produção energética, sem comprometer fatalmente as funções vitais. São as mesmas do estado alimentado, sendo controlado por 4 mecanismos: 1) Disponibilidade de substratos 2) Ativação e inibição alostérica de enzimas 3) Modificação covalente de enzimas 4) Indução e repressão da síntese de enzimas As mudanças metabólicas no jejum geralmente são opostas àquelas do estado alimentar. • No jejum Enzimas fosforiladas → inativas • Estado alimentar Enzimas desfosforiladas → ativas • Exceções que são inativas na forma sem P o Glicogênio-fosforilase (degradação de glicogênio) o Glicogênio-fosforilase-cinase (degradação de glicogênio) o LSH do tecido adiposo No jejum os substratos não vêm da dieta, mas sim da degradação nos tecidos • Lipólise dos TAG do tecido adiposo → ácidos graxos + glicerol • Proteólise do músculo → aminoácidos O papel principal → manter a glicose sanguínea pela síntese e distribuição de moléculas para tecidos extra hepáticos METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS No jejum, inicialmente o fígado usa degradação do glicogênio (glicogenólise) e depois a gliconeogênese para sustentar o encéfalo fornecendo glicose, além de outros tecidos, Obs: a presença de glicose-6-fosfatase no fígado (no reticulo endoplasmático liso) permite a liberação de glicose livre, tanto da glicogenólise quanto da gliconeogênese. No musculo não tem essa enzima porque ele quer a glicose pra ele → glicólise → ATP para a contração Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Aumento da degradação de glicogênio (1) A glicemia cai no jejum, causando o aumento da secreção de glucagon e decréscimo na de insulina. Menor relação insulina/glucagon → ativação (fosforilação) da glicogênio-fosforilase → rápida mobilização dos estoques de glicogênio hepático (glicogenólise) Observe que o fígado é quase exaurido de glicogênio depois das 10 a 18 horas de jejum. Portanto, a glicogenólise hepática é uma resposta transitória ao inicio do jejum Aumento da gliconeogênese (2) Inicio → 4 a 6 horas depois da última refeição Plenamente ativa → quando os estoques hepáticos de glicogênio são esgotados (glicogenólise) Os esqueletos de carbono para a GNEO são derivados principalmente de • Aminoácidos glicogênicos • Lactato (do músculo) • Glicerol (hidrólise de TAG no tecido adiposo) A GNEO é favorecida pela ativação de frutose-1,6- bifosfatase (devido à queda do seu inibidor, a frutose-2,6- bifosfato) Favorecida também pela indução de fosfoenol-piruvato (PEP)- carboxicinase por meio do glucagon. Observação Embora o acetil-coa não possa ser usado como substrato para a gliconeogênese, aquela produzida na B-oxidação do fígado serve como ativador alostérico da piruvato-carboxilase (e inibidor alostérico da piruvato-desidrogenase) e assim encaminha o piruvato para a gliconeogênese e o acetil-coa vai apara a síntese de corpos cetônicos METABOLISMO DE LIPÍDEOS Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Aumento da B-oxidação de ácidos graxos (3) Hidrólise de TAG do tecido adiposo → fornece ácidos graxos + glicerol Ácidos graxos → fígado → B-oxidação → acetil-coa → maior fonte energética para o fígado no estado de jejum além disso, a queda de Malonil-coa, devido a fosforilação (inativação) da ACC pela proteína-cinase ativada por AMP (AMPK) → rompe a inibição que o malonil-coa causava na CPT-1 → permite a B-oxidação obs: a oxidação de ácidos graxos fornece NADH e ATP exigidos pela gliconeogênese hepática Aumento na síntese de corpos cetônicos (4) Só o fígado consegue sintetizar os corpos cetônicos (mas não consegue usar eles como combustível pois não possui a tioforase) → predominantemente o 3-hidroxibutirato • Primeiros dias de jejum A cetogênese é favorecida quando a quantidade de acetil-coa produzida elo metabolismo dos AG excede a capacidade oxidativa do ciclo do ácido cítrico. Obs: a cetogênese libera CoA que assegura a B-oxidação de ácidos graxos • Importância Importante porque os corpos cetônicos vão para outros tecidos, sofrem cetólise, liberando acetil-coa que entra no TCA e fornece energia, principalmente para o encéfalo, desde que sua concentração no sangue seja suficiente. Reduz a necessidade de GNEO a partir dos esqueletos carbonados de aminoácidos, tornando mais lenta a perda de proteínas essenciais (importantes para as funções vitais) METABOLISMO DE CARBOIDRATOS Adipócitos possuem GLUT4 dependente de insulina para poderem captar glicose. No jejum há glucagon e não insulina → menos glicose → menos síntese de ácidos graxos e TAG METABOLISMO DOS LIPÍDEOS Aumento na degradação de TAG (1) A ativação da lipase sensível ao hormônio (LSH) + hidrólise dos estoques de TAG → aumentadas pelos níveis elevados das catecolaminas Terminais nervosos simpáticos → liberam adrenalina e noradrenalina → ativa LSH e glucagon também ativa Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Aumento na liberação de ácidos graxos (2) Hidrólise da gordura pela LSH → ácidos graxos + glicerol Ácidos graxos → + albumina → transportados para os tecidos → combustível energético Glicerol → usado como precursor da GNEO no fígado Obs: os AG são também oxidados a acetil-coa, que pode entrar no TCA e produzir energia para o adipócito. Eles também podem ser reesterificados junto ao glicerol-3-P proveniente da gliceroneogênese gerando TAG novamente Decréscimo na captação de ácidos graxos Jejum → não tem insulina que ativa a LPL → TAG e lipoproteínas circulantes não estão disponíveis para o tecido adiposo → diminui captação de ácidos graxos • ME no repouso durante estado alimentar Usa a glicose como combustível • ME durante exercício normal Usa o glicogênio estocado como fonte de energia • ME durante o exercício intenso A glicose-6-fosfato derivada do glicogênio (reservas) → lactato pela glicólise anaeróbica • ME em repouso no jejum A mexida que a reserva de glicogênio de esgota, os AGL (fornecidos pela mobilização de TAG do tecido adiposo) → principal fonte de energia METABOLISMO DE CARBOIDRATOS As células musculares dependem de GLUT4 que depende de insulina para a glicose entrar, assim, durante o jejum tem pouca insulina → metabolismo da glicose reduzido METABOLISMO DE LIPÍDEOS (1 e 2) • Durante as 2 primeirassemanas de jejum Músculos usam AGL do tecido adiposo + corpos cetônicos → energia • Cerca de 3 semanas de jejum Encéfalo começa usar mais corpos cetônicos → ME reduz consumo de corpos cetônicos e oxidam quase que exclusivamente os AGL METABOLISMO DE PROTEÍNAS (3) • Primeiros dias de jejum Há uma rápida quebra de proteína muscular (proteólise) → aminoácidos (alanina e glutamina principais, produzidos pelo catabolismo de AA de cadeia ramificada) → fígado → GNEO A proteólise é desencadeada pela redução de insulina e mantida pelo aumento de glicocorticoides (principalmente o cortisol), pois o músculo não possui receptor de glucagon • Várias semanas de jejum a proteólise muscular decresce, porque há um declínio de necessidade de glicose pelo encéfalo, que começa a usar corpos cetônicos como fonte de energia para prevenir a proteólise de aminoácidos essenciais • Primeiros dias O SNC continua a usar exclusivamente glicose como fonte energética. A glicemia no momento está sendo mantida pela GNEO hepática, a partir de precursores como aminoácidos (proteólise muscular) e glicerol (lipólise) • Jejum prolongado (mais de 2 ou 3 semanas) Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Os corpos cetônicos atingem níveis elevados plasmáticos e juntamente com a glicose → energia Eles poupam a glicose e, assim, proteína muscular. As mudanças metabólicas ocorridas no jejum asseguram que todos os tecidos tenham suprimento adequado de moléculas combustíveis. Os rins expressam as enzimas da GNEO → glicose-6- fosfatase e em fases avançadas do jejum, podem ser responsáveis por cerca de 50% da GNEO (a outra metade da glicose produzida é usada por eles) • Compensam a acidose com o aumento de corpos cetônicos ME metaboliza AA de cadeia ramificada → glutamina → rins → enzimas renais glutaminase e glutamato-desidrogenase Glutamina → alfa-cetoglutarato (substrato para a GNEO) + amônia (NH3) A amônia captura H+ dissociados de CC → NH4+ → urina → diminuindo a acidez corporal • Função dele no jejum a longo prazo portanto, no jejum a longo prazo, ocorre troca no tipo de descarte do nitrogênio → em vez de ureia, vai ser descartado como NH4+ (amônio) • Enterócitos Quando a concentração de corpos cetônicos aumenta, os enterócitos, que comumente consomem glutamina, passam a consumir corpos cetonicos. Isso disponibiliza mais glutamina para os rins Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Esther Santos – turma 77 ESTADO DE JEJUM Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Nutrição O aporte de energia estimado é a ingestão média de nutrientes energéticos prevista para manter o balanço energético (calorias consumidas = energia gasta) em um adulto sadio. Difere para • Gênero • Idade • Altura • Peso • Nível de atividade física • Metabolismo A energia gerada pelo metabolismo dos macronutrientes é utilizada para 3 processos • Taxa metabólica basal (ou de repouso) • Efeito térmico do alimento • Atividade física Taxa metabólica basal É a energia gasta por um individuo em repouso no estado pós absortivo. Representa a energia necessária para manter as funções normais do organismo → respiração, fluxo sanguíneo, transporte iônico e manutenção da integridade celular. Em um adulto • TMR cerca de 1800 kcal homens (70 kg) • TMR cerca de 1300 kcal mulheres (50 kg) Efeito térmico do alimento Durante a digestão e absorção de alimentos, a produção de calor pelo corpo aumenta em até 30% acima do nível de repouso. Atividade física A atividade muscular fornece a maior variação no gasto energético. A energia consumida vai depender da duração e da intensidade do exercício. • Pessoa sedentária requer 30 a 50% acima das necessidades calóricas no repouso para o balanço energético • Individuo muito ativo pode necessitar de 100% ou mais calorias acima da TMB O balanço nitrogenado ocorre quando a quantidade de nitrogênio consumido é equivalente à de nitrogênio excretado na urina, suor ou fezes. A maioria dos adultos sadio está normalmente em balanço nitrogenado Balanço nitrogenado positivo (+) Quando a ingestão de nitrogênio excede sua excreção. • Crescimento tecidual → infância, gestação ou recuperação de uma doença debilitante Balanço nitrogenado negativo (-) Ocorre quando a perda de nitrogênio é maior do que a ingestão. • Dieta proteica inadequada • Falta de aminoácidos essenciais • Durante estresse fisiológico → trauma, queimadura, doença ou cirurgia Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872 Referências Tratado de Fisiologia Médica - Guyton 11ª edição Bioquímica Ilustrada – Harvey 5ª edição Bioquímica Médica de Marks: uma abordagem clínica – 2ª edição Licensed to Joane Rodrigues Paz - joanepaz@gmail.com - HP156716527456872