Oxidação dos Aminoácidos e Ciclo da uréia

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Oxidação dos Aminoácidos e Ciclo da uréia
Quando os aminoácidos podem sofrer degradação oxidativa nos animais?
1- Quando devido a uma dieta rica em proteínas, os aminoácidos são ingeridos em
excesso em relação às necessidades corporais de biossíntese de proteínas
2- Durante a síntese e degradação normais das proteínas celulares (renovação das
proteínas) alguns dos aminoácidos liberados, sofreram degradação oxidativa caso eles
não sejam necessários para a síntese de novas proteínas
3- Durante o jejum severo, na ausência de reservas glicídicas e lipídicas, ou em casos de
problemas metabólicos (Diabetes melitus, quando os carboidratos são inacessíveis ou não
utilizados adequadamente), as proteínas servirão como combustível
Em todas essas condições
metabólicas, os aminoácidos
perdem seus grupamentos amino e
fica apenas a cadeia carbônica,
esse “esqueletos de carbonos”,
formam os α-cetoácidos. Os
alfa-cetoácidos podem ser
degradados a CO2 e H2O ou, com
maior frequência, podem fornecer
esqueletos com três ou quatro unidades de carbono que serão convertidos em moléculas
de glicose, combustível necessário ao cérebro, músculo e outros tecidos. Esse processo é
feito através da gliconeogênese.
A degradação dos
carboidratos fornece piruvato,
que, por sua vez, foi convertido
a acetil-CoA; a degradação de
ácidos graxos também gerou
moléculas de acetil-CoA que
foi oxidada no ciclo de Krebs.
Um ponto importante para
distinguir o metabolismo dos
aminoácidos do processo de
degradação dos ácidos graxos
e dos carboidratos é que
todos os aminoácidos contêm
grupamento amino; logo, seu
processo de degradação inclui
uma etapa chave, na qual o
grupamento amino é separado
do esqueleto de carbonos e
desviado para vias específicas
de utilização de aminoácidos. A cadeia de carbonos é utilizada em outras rotas
metabólicas, enquanto a parte nitrogenada dos aminoácidos, na forma de amônia, é
processada em uma via denominada “ciclo da uréia”. Esse amino se junta com o CO2 e
H2O e forma a uréia.
O esqueleto de carbonos pode ser convertido em:
● Piruvato
● Acetil CoA
● Intermediários do ciclo de Krebs
Existem 20 tipos de aminoácidos, desse modo, alguns aminoácidos vão gerar piruvato,
outros acetil-CoA e outros intermediários do ciclo de Krebs.
Na imagem abaixo, verifica-se que a amônia para começar seu processo (ciclo da uréia)
ela vai ser transformada em carbamoíl-fosfato. Nessa etapa, se está juntando amônia com
CO2 e H2O terá gasto de energia.
E o destino do grupamento NH4+?
Na imagem abaixo,
mostra os
aminoácidos e onde
cada um vai ser
degradado e entrar
em qual ciclo. A
leucina e a lisina, na
degradação, entram
no ciclo de acetil-CoA.
Assim, temos alguns
aminoácidos que
podem dar origem a
glicose, ou corpos
cetônicos ou ácidos
graxos, desse modo
a gente separa em
aminoácidos
glicogênicos e
aminoácidos
cetogênicos.
O cérebro ele usa
preferencialmente
glicose, mas se está
em um jejum
prolongado ele pode
utilizar corpos cetônicos, desse modo, a formação dos corpos cetônicos ocorrer em
situações de jejum prolongado, no qual ele vem dos ácidos graxos e desses aminoácidos.
Assim, os aminoácidos que caminham para formar acetil-Coa, são cetogênicos. Aqueles
que caminham para formar oxaloacetato, são glicogênicos.
Em casos de necessidade (indivíduo magro que está gastando muita energia e não come)
vai precisar usar a proteína muscular, uma vez que o ácido graxo não gera glicose
suficiente para o indivíduo obter energia, uma vez que ele doa apenas uma molécula de
glicerol, desse modo o ácido graxo não é usado exclusivamente para obter glicose e o
acetil-Coa não dá glicose de novo, ele atua para formar corpos cetônicos. Desse modo,
quando estou em um jejum prolongado, vou necessitar degradar minha proteína muscular
para obter essa energia (em casos mais extremos isso ocorrer, mas não é algo que ocorre
em todo o intervalo) .
Defeitos genéticos que afetam o catabolismo de aminoácidos
● Consequência: Acúmulo de um metabólito e excreção
● Diagnóstico: Dosagem do metabólito acumulado (sangue ou urina) Dosagem da
enzima alterada
● Efeitos: Varia conforme a enzima defeituosa podendo ser grave e inviabilizar o
desenvolvimento do feto ou provocar lesões graves (retardamento mental e físico, redução
na expectativa de vida)
● Diagnóstico precoce é fundamental (Pré Natal )
A partir do teste do pezinho, pode detectar os aminoácidos que os indivíduos têm
deficiência enzimática e retirar da alimentação. Na tabela abaixo, vê-se uma das coisas
que esse teste mapeia e duas das doenças detectadas nesse teste do pezinho são a
Fenilcetonúria e o albinismo. Um dos tratamentos, não é tratar com a proteína e sim não
consumir alimentos que possuem elas.
Fenilcetonúria
É ocasionada por falta de capacidade do fígado em transformar a fenilalanina (um
aminoácido que faz parte das proteínas) em outro aminoácido chamado tirosina.
● Incidência: 1 para cada 12000 nascimentos (ou 8 a cada 100.000) Causa: Ausência de
fenilalanina hidroxilase (acúmulo de fenilalanina)
● Diagnóstico: “Teste do Pezinho” Determinação da concentração de fenilalanina no
sangue
● Tratamento: Administrar precocemente uma dieta contendo um mínimo de
fenilalanina
Dos 20 aminoácidos que
existem, 11 o organismo
sintetiza, o restante tem
que vir da dieta.
Os aminoácidos que vem da
dieta, são denominados
essenciais, que ao todo
são 9, como indicados e
separados na imagem.
Nessa imagem mostra o destino do
esqueleto carbônico.
O por que se preocupar tanto com o destino da amônia?
A amônia é altamente tóxica, ela atravessa a massa encefálica, podendo causar distúrbios
mentais.
Em alguns animais que bebem pouca
água, como os répteis, a amônia é
transformada em ácido úrico. Nos peixes,
que têm contato direto com a água, ele vai
secretando e ela vai se dissolvendo na
água. Nos seres vertebrados, vai converter
a amônia em ureia.
Toxicidade da Amônia
- Os grupamentos amina quando não forem necessários à síntese de novas proteínas
ou outros compostos nitrogenados,nitrogenados,(quando se encontrarem em excesso),
têm que ser excretado
- Amônia é capaz de dissipar os gradientes de prótons transmembrana, necessários
ao transporte de elétrons na fotossíntese, cadeia Transportadora de Elétrons e também na
captura de metabólitos nos vacúolos
- As plantas conseguem acumular altos níveis de nitrato (NO 3 entretanto se animais
consumirem material vegetal com altos teores de nitrato eles poderão sofrer de
METEMOGLOBINEMIA [fígado transforma nitrato (NO 3 em nitrito (NO 2 que se liga a
hemoglobina e impede sua ligação com o oxigênio]
- Os animais também convertem nitrato em nitrosaminas que são extremamente
carcinogênicos.
Nesse processo de liberação da amônia e ciclo da ureia, terá gasto de energia.
Metabolismo Aminoácidos/ Etapas para Eliminação de Amônia
● 1. Remoção do grupo amino (transaminação)
● 2. Transporte de NH4 + para o fígado (Alanina e Glutamina)
● 3. Eliminação de NH4 + no fígado (Ciclo da Uréia)
O alfa-cetoglutarato sempre será o receptor do grupamento amino.
A importância disso: Não importa o tipo do aminoácido, ele vai doar esse grupamento
amino para o alfa-cetoglutarato e passa a ser uma alfa-cetoácido.
Esse alfa-cetoglutarato é um grupo amino, mas ele pode receber mais um grupo amino e
virar a glutamina.