RESUMO Processos biológicos

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RESUMO PB
● Nutrientes:
-Inorgânicos: Água e minerais (macro e micro)
-Orgânicos: CHO, Lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos
-Funções: molécula de construção, combustível energético
● Metabolismo:
-Total de reações químicas que ocorrem em uma célula e por consequência, no
organismo.
-Reações que ocorrem de forma coordenada
-Levam à troca de matéria e energia entre a célula e o meio
-Manutenção dos processos vitais do organismo ≠ vias metabólicas, existem:
moléculas precursoras, vários metabólitos intermediários e os produtos finais.
-Funções:
➔ Obter a energia química
➔ Converter as moléculas dos nutrientes em unidades fundamentais
precursoras das macromoléculas celulares.
➔ Reunir e organizar tais unidades fundamentais em macromoléculas
(proteínas, ácidos nucléicos e polissacarídeos), com atividades
específicas.
➔ Sintetizar e degradar biomoléculas funcionais, necessáriasàs funções
celulares - ex. hormônios, enzimas,receptores
➔ VIAS METABÓLICAS : são uma sequência de reações, em que o produto de
uma torna-se o substrato da seguinte.
★ Lineares: ex. Glicólise anaeróbica
★ Cíclicas: ex. Ciclo de Krebs, Ciclo de Lynen
★ Espiraladas: ex. Biossíntese de ácidos graxos
➔ Vias metabólicas:
★ Síntese de substâncias = ANABOLISMO
★ Degradação de substâncias = CATABOLISMO
➔ Enzimas = grande variedade de proteínas (2.000)
★ Função: tornar possível todas as reações químicas (manutenção da
vida).
★ Função catalítica- acelerar as reações
– Perde esta função: extremos de Ph e calor, além de agentes
desnaturantes
– Especificidade
➔ Catabolismo: Fase degradativa ou oxidativa
★ Degradação de carboidratos, lipídeos e proteínas por reações
consecutivas em produtos finais menores e mais simples
★ Produção de energia química = ATP + NADH2, FADH2 e NADPH2
(coenzimas reduzidas)
★ Lise
➔ Anabolismo: Fase de síntese ou construção
★ Reunião de unidades fundamentais para formar as macromoléculas
(componentes das células ou reservas) - Ex.: proteínas, DNA,
TAG, glicogênio
★ Consumo de energia e coenzimas reduzidas
➔ Bioenergética:
★ Estuda a TRANSFORMAÇÃO e UTILIZAÇÃO de energia por todos os
seres vivos
★ Catabolismo: produção de energia (oxidação de substratos
disponíveis) = fosforilação do ADP;
★ Anabolismo: energia é requerida para os diversos processos
biológicos = hidrólise do ATP;
● Nutrição:
➔ não devem conter substâncias nocivas;
➔ adaptados às particularidades anatômicas e funcionais dos animais;
➔ deve ser orientada pelo fator econômico, facilidade de reabastecimento
➔ Volumosos:
★ Baixo teor energético (<60% NDT);
★ Alto teores de fibra (>18% FB)
★ CHO estruturais (origem vegetal);
➔ Concentrados:
★ Baixo teores de fibra (<18% FB);
★ Protéicos: >20% PB;
➢ Origem animal;
➢ Origem vegetal;
➢ NNP;
★ Energéticos: <20% PB;
➢ Origem vegetal: CHO (não estrutural), Lipídeos (óleos)
➢ Origem animal: Lipídeos (gorduras)
➔ Carboidratos:
★ Biomolécula mais
abundante da natureza;
★ fonte mais barata de
energia para os animais;
★ CHO (hidratos de
carbono), além de N, S e P;
★ São compostos de carbono, hidrogênio e oxigênio:
★ Fórmula Geral: (CH2O)n
★ A proporção de átomos de hidrogênio para átomos de oxigênio é de
tipicamente 2:1;
★ Os átomos deoxigênio é igual aos de carbono 1:1 = glicose (C6HI2O6).
★ Funções:
★ energética: glicose;
★ reserva energética: glicogênio: animais/amido:vegetais;
★ constituição de material genético: presentes no DNA (desoxirribose) e
RNA (ribose);
★ constituintes de membranas (glicocálice)
★ estrutural: sustentação nos vegetais (celulose)
★ Dissacarídeos:
➢ São solúveis em água;
➢ Cada um dos dissacarídeos contém a glicose como um componente
principal;
➢ Maltose, lactose e sacarose
★ Oligossacarídeo:
➢ São carboidratos com 3 a 10 moléculas de monossacarídeos.
➢ Rafinose : formado por galactose – glicose – frutose, encontrado na
beterraba
➢ Estaquinose : formado por 2 galactoses - 1 glicose - 1 frutose,
encontrado nas leguminosas e abóbora.
➢ Dextrina: produto intermediário da degradação do amido, possui
entre 4 e 10 monossacarídeos
★ Polissacarídeo:
➢ Compostos Macromoleculares formados pela união de dez a milhares
de monossacarídeos por ligações Glicosídicas;
➢ São classificados em duas categorias:
➢ Polissacarídeos Vegetais (amido, celulose, hemicelulose)
➢ Polissacarídeos Animais
(glicogênio)
➔ Lipídeos:
★ Biomoléculas insolúveis em H2O;
★ Conformação e funções variadas;
➢ Lipídeos simples:TAG;
➢ Lipídios compostos: lipídio
unido a uma molécula
não lipídica, como os
fosfolipídios e as lipoproteínas.
➢ Lipídeos derivados: são
formados pela transformaçãode
metabólica de lipídeos:
colesterol;
★ Ácidos graxos:
➢ Saturados: somente
ligações simples entre
os carbonos;
➢ Insaturados: dupla
ligação entre os
carbonos;
➢ Monoinsaturados: 1
dupla ligação;
➢ Poliinsaturados: 2, 3
ou 4 duplas ligações
➢ Não essenciais: os
animais sintetizam endogenamente;
➢ Essenciais: os animais não são capazes de sintetizar endogenamente;
- ômega-3 (ácido linolênico);
- ômega-6 (ácido linoléico);
- ácido araquidônico
★ Colesterol:
➢ presente nas membranas biológicas (fluidez);
➢ produção de ácidos biliares;
➢ produção de hormônios esteróides: estrogênio, progesterona, testosterona,
cortisol, entre outros;
➢ produção de vitamina D
➔ Proteínas:
➢ + abundantes nos seres vivos = 50% do PV em MS;
➢ + versáteis em funcionalidade;
➢ únicos que não são estocados;
➢ FUNÇÕES:
- Estrutura
- Hormônio
- Enzimas
-Transporte
-Receptores
-Defesa
-Contração
-Geração de energia;
➢ Desnaturação:
-Alterações físicas e químicas que afetam a estrutura espacial da
proteína;
- A desnaturação não modifica o valor nutricional da proteína;
● Digestão e absorção:
➔ Classificação das bactérias = afinidade pelo substrato ou no produto final da
fermentação.
➔ Digestão fermentativa de
CHO:
➔ Digestão fermentativa de lipídeos:
● Glicemia:
➔ Definição: glicemia éa taxa de
açúcar no sangue;
➔ Variável entre espécies e
statusnutricional do animal;
➔ Ex: cães normais entre 60-100
mg/dl e em gatos entre 70-170 mg/dl.
➔ Hiperglicemia:
★ Estimula a secreção de INSULINA pelo pâncreas;
★ Busca-se reduzir os níveis de glicose séricas = via entrada
nas células;
★ Estimula as vias de síntese de reservas corporais;
➔ Hipoglicemia:
★ Estimula a secreção de Glucagon pelo pâncreas;
★ Estimula as vias de mobilização de reservas corporais;
★ Busca-se elevar os níveis de glicose séricas;
● Controle enzimático:
➔ Anaeróbico: citosol
➔ Aeróbio: mitocôndria
➔ Enzimas: proteínas
catalisadoras do metabolismo;
➔ São específicas quanto ao
substrato e função;
➔ podem trabalhar em conjunto em
ordem de atuação específica;
➔ Agem sozinhas ou com
“ajudantes”: coenzimas e
cofatores
➔ Enzimas:
★ quinase: doa ou recebe “P”;
★ isomerase: mudança posicional dos átomos (gera isômeros);
★ aldolase: quebra a molécula ao meio (1 hexose = 2 trioses);
★ desidrogenase: doa ou recebe “H”;
★ mutase: muda posição do “P” na molécula;
★ enolase: retira ou inclui H2O na molécula (citosol);
★ aconitase: inclui H2O na molécula (mitocôndria);
★ sintase: sintetiza nova molécula (diferentes formas);
★ SH: enzima de recuperação
★ Fumarase: coloca H2O no fumarato
★ Descarboxilase: tira O2
● Glicose:
➔ Inúmeros destinos metabólicos: animais = 3 destinos principais:
★ ser oxidada a piruvato = glicólise (citosol);
★ ser oxidada a pentoses = via das pentoses fosfato (citosol);
★ ser armazenada como polissacarídeo = glicogênio;
➔ Duas fases:
★ preparatória: fosforilação da glicose e sua conversão para
gliceraldeído-3- fosfato (uso de ATP);
★ pagamento: conversão do gliceraldeído-3-fosfato para piruvato
(formação de ATP);
● Ciclo de krebs (ciclo do ácido cítrico):
➔ é a primeira parte do metabolismo aeróbico;
➔ o piruvato (glicólise) é transformado em acetil CoA;
➔ NADH2 e FADH2 = são utilizadas na cadeia transportadora de elétrons e
fosforilação oxidativa para produzir ATP = cadeia respiratória;
● Balanço energético:
➔ A oxidação de 1 molécula de NADH2 permite a produção de 3 ATP
➔ A oxidaçãode 1 molécula de FADH2 permite a produção de 2 ATP
➔ Glicólise:
★ (piruvato) - 2 ATP + 2 NADH2 (2 x 3 ATP = 6 ATP) + 4 ATP = 8 ATP
★ (lactato) 8 ATP - 2 NADH2 (2 x 3 ATP = 6 ATP) = 2 ATP
➔ Ciclo de Krebs:
★ 4 NADH2 (x 2) = 8 x 3 ATP = 24 ATP
★ 1 FADH2 (x 2) = 2 x 2 ATP = 4 ATP
★ 1 ATP (x 2) = 2 x 1 ATP = 2 ATP
30 ATP
Balanço: 8 + 30 = 38 ATP
● Cadeia Respiratória (mitocôndria):
➔ Fosforilação oxidativa + cadeia transportadora de elétrons = Cadeia
Respiratória;
➔ Corresponde à síntese de ATP direcionada pela transferência de elétrons ao
oxigênio;
➔ Todas as etapas enzimáticas na degradação oxidativa dos carboidratos,
lipídeos e proteínas nas células aeróbicas = convergem para a cadeia
respiratória;
➔ A fosforilação oxidativa envolve a redução do O2 a H2O com elétrons doado
pelo NADH2 e FADH2
➔ As moléculas de NADH2 e FADH2 geradas na mitocôndria transferem os
elétrons para o O2 em uma série de reações conhecidas também como
cadeia transportadora de elétrons = captadores (proteínas – enzimas)
transportam H2 (NAD e FAD) para a cadeia respiratória;
➔ Essa série de reações gera um gradiente de prótons H+ = a energia
estocada desse gradiente leva ao processo de fosforilação oxidativa;
➔ O O2 é reduzido à água e a energia liberada do fluxo de prótons é usada
para produzir ATP;
➔ Produto final do metabolismo aeróbico é CO2 e H2O = respiração celular;
● IMPORTANTE LEMBRAR:
➔ Ciclo de krebs:
★ no ciclo de krebs toda vez que agir uma desidrogenase, até a
molécula ser estabilizada em 4 carbonos agirá também uma
descarboxilase.
➔ Cadeia respiratória:
★ funções: produção de H2O e ATP e reciclar NAD e FAD.
➔ Digestão e absorção:
★ carboidrato:
➢ A bactéria usa glicose
➢ O ruminante usa os ácidos graxos voláteis e os carboidratos
que escaparam da fermentação
➢ O monogástrico herbívoro usa os AGVs, mas não absorve os
carboidratos que escaparam
➢ O animal só absorve CNE
➢ Boca: amilase salivar (não é eficiente, pois o animal não
mastiga muito)
➢ Estômago: sem enzimas para o carboidrato
➢ ID: amilase pancreática (ases do suco entérico)
★ Lipídeos:
➢ O ruminante aproveita AGVs e o triacilglicerol de escape, além
dos ácidos graxos que não foram usados pela bactéria.
➢ O monogástrico herbívoro aproveita AGV
➢ Estômago: lipase gástrica (não é eficiente, o lipídio é
insolúvel em água, sendo assim, ele precisa passar por um
detergente.
➢ ID: bile (detergente), micela, lipase pancreática.
➢ TAG (micela) - DAG - MAG+acils+colesterol+fosfolipídio
★ Proteína:
➢ A bactéria aproveita nitrogênio da amina.
➢ O ruminante aproveita proteína verdadeira e a proteína
microbiana.
➢ O monogástrico herbívoro não aproveita nada.
➢ Estômago: a enzima transforma a proteína em polipeptídeo
menor.
➢ ID: polipeptídeo menor se transforma em polipeptídeo menor
ainda e depois em peptídeo e por último em aminoácido.
➢ O animal absorve monoacilglicerol, ácidos graxos livres e todo
lipídio que entrou na dieta (colesterol+fosfolipídeos) no ID.
● BE+
➔ Hiperglicemia = Insulina = diminuir os níveis de glicose sérica
➔ Aumentar a entrada nas células = construir reservas
➔ GLICOGÊNESE
-Quando um organismo possui um suprimento extra de glicose, maior do que
é necessário como fonte de energia, ele forma glicogênio (polímero de
glicose) = Insulina;
-Transformação de glicose excedente em glicogênio para ser armazenado no
fígado e músculos;
-Ocorre no citosol das células;
-Armazenagem: > fígado que no
músculo;
*Glicogênio muscular: gera ATP
para a fibra muscular
*Glicogênio hepático: mantém a
glicemia nos períodos de 2 a 8 h
em jejum;
➔ Lipogênese:
➔ Acil’s Saturados: Complexo AGS (Ácido Graxo Sintetase mecanismo composto de 7
etapas (voltas);
- Formados apenas de ligações simples: C – C – C – C – C
- de 4 à 16 C
-carreados pela ACP
➔ Acil’s Monoinsaturados: alongamento de cadeia
-Formados apenas 1 dupla ligação: C – C = C – C – C
-de 18 à 36 C
-carreados pela CoA
➔ Ação do Complexo Ácido Graxo Sintetase
✔ o produto final da via = palmitoil ACP = duas vias:
- Alongamento da cadeia (insaturação) = + acetil CoA;
- Esterificação para produzir TAG = lipogênese;
➔ Lipogênese
- Esterificação dos acil’s sobre o Glicerol 3 fosfato (G3P) = TAG
➔ Gliconeogênese
-é a formação de glicose a partir de compostos que não são carboidratos.
-ocorre no fígado e nos rins = enzimas exclusivas (constantemente = velocidade
controlada)
-glicogenólise + gliconeogênese = vias metabólicas mediante as quais o organismo
mantém os níveis de glicose sérica = balanço energético negativo;
-Gliconeogênese = os principais substratos são: lactato, propionato, glicerol e
aminoácidos glicogênicos;
-Satisfaz as necessidades corporais de glicose quando não há CHO suficiente na
dieta nem reserva de glicogênio (estoque limitado) = velocidade acelerada;
-A incapacidade de realizar gliconeogênese é fatal (hipoglicemia);
-Depura o lactato muscular, bem como glicerol produzido pelo tecido adiposo;
* PIRUVATO – GLICOSE (via central):
★ Assim como a conversão da glicose em piruvato é uma via central do
catabolismo dos carboidratos (glicólise), a conversão do piruvato em glicose
é uma via central na gliconeogênese;
★ Compartilham passos intermediários, mas não são idênticas;
★ 7 das 10 reações enzimáticas da gliconeogênese são inversões das reações
da glicólise;
★ 3 reações da glicólise são irreversíveis:
1º ) glicose _______ G-6-P (hexoquinase);
2º) F-6-P _______ Frutose 1.6 di fosfato (fosfofrutoquinase);
3º) Fosfoenolpiruvato (PEP) _______ Piruvato (piruvato quinase);
-* LACTATO (Ciclo de Cori):
★ Em função de um metabolismo anaeróbico muscular (exercício excessivo), o
lactato é acumulado = este pela impossibilidade de retorno à glicose (não
presença da enzima glicose – 6 – fosfatase) cai na corrente circulatória e
chega ao fígado;
★ No fígado este volta à piruvato e conseqüentemente, glicose;
-esta volta a corrente circulatória (manutenção da glicemia) e pode voltar ao
músculo;
➔ O glicerol é derivado da hidrólise de triacilgliceróis do tecido adiposo
durante o jejum e tem limitada representação quantitativa na
produção de glicose.
➔ * Glicerol:
- Produzido a partir da lipólise dos triglicerídeos (tecido adiposo);
- Levado via sanguínea ao fígado;
➔ * PROPIONATO:
-Embora esta rota ocorra tanto nos monogástricos quanto nos
ruminantes = os últimos são mais dependentes da glicose formada a
partir deste AGV;
-é absorvido pelo epitélio ruminal (ou IG) = fígado = rota
gliconeogênica;
-sua rota à glicose envolve seu ingresso no CK = OAA = PEP;
➔ Cetogênese:
-Durante um jejum prolongado, quando não há glicose disponível da dieta e o
glicogênio hepático se esgotou, a gliconeogênese ajuda a manter a normoglicemia:
-suprir as necessidades energéticas do cérebro = glicose dependente;
-mas o fígado também produz “corpos cetônicos” = excesso de acetil CoA (β
oxidação);
-As moléculas de acetil-CoA seguem para a mitocôndria → Ciclo de Krebs e Cadeia
Respiratória = sobra de acetil CoA = CORPOS CETÔNICOS
➔ Formação de corpos cetônicos
- são acetoacetato, β-hidroxibutirato e acetona;
- são formados no fígado (exclusividade enzimática) quando há excesso de
acetil CoA e limitada disponibilidade de OAA;
- o OAA é formado principalmente a partir de piruvato por ação da enzima
piruvato carboxilase;
- são utilizados pelos músculos, principalmente o cardíaco, como fonte de
energia = o cérebro também utiliza acetoacetato como combustível em jejum
prolongado (passam barreira hematoencefálica )
- Risco: CETOSE
-Funções:
– Importantes fontes de energia para
tecidos extra-hepáticos (inclusive cérebro);
– São solúveis em solução aquosa (não
precisam de transportadores no sangue)
– Em jejum muito prolongado 75% das
necessidades energéticas do cérebro são
atendidas pelo acetoacetato;
OBS.:
* Fígado = não pode utilizar Corpos
Cetônicos = não possui a enzima necessária
para converter o Acetoacetato em Acetil CoA
= Cetógenólise.
-Utilização pelos Tecidos extra-hepáticos =
cetogenólise (liberação de acetil CoA)
– Fígado produz baixos níveis de corposcetônicos = condição de normalidade;
– Jejum ÒÓProdução Ò Obtenção de
Energia pelos Tecidos;
– Acetoacetato
– 3 Hidroxibutirato
– Tecidos Extra-Hepáticos oxidam o
Acetoacetato e o 3-Hidroxibutirato;
* Acetona = não é utilizada pelo corpo como
um combustível;
- é volátil e pode ser eliminada pela
respiração (hálito cetônico).
➔ Aminoácidos: podem ser oxidados = contribuir para produção de energia no
organismo = maior velocidade em BE -;
* também quando:
- excesso de ingestão de proteína exógena
- metaboliza a.a produzidos na proteólise intramuscular (ocorre naturalmente em
todos os tecidos do organismo - turnover);
* Degradação dos a.a envolve desaminação:
-grupo amina = rapidamente metabolizado (toxidade):
- mediante incorporação a outros a.a = reciclado (não essenciais);
- mediante excreção: uréia (mamíferos), ácido úrico (aves e répteis) e amônia
(peixes);
➔ Transaminação
* enzimas: transaminases ou aminotransferase;
- utilizam como substrato: a.a e o £-cetoglutárico (ciclo de Krebs) =
transferindo o grupo amina do a.a para o C £ do £-cetoglutárico = formando
£-cetoácido + glutamato (ác. glutâmico);
* grupo amina de diversos a.a = são coletados em um único a.a = glutamato;
* glutamato = será desaminado oxidativamente;
* £-cetoácido = destina-se ao metabolismo energético:
- gliconeogênese = glicose;
- acetil CoA = corpos cetônicos;
➔ Desaminação oxidativa:
*O glutamato que recolhe os grupos amina de vários a.a: é oxidado e desaminado =
enzima glutamato desidrogenase;
- é estimulada: ADP e requer: NAD;
- balanço energético negativo (célula precisando de ATP): glutamato desidrogenase
aumenta = disponibilizar £-cetoglutarato para o CK;
- balanço energético positivo: excesso de ATP: inibe ação da glutamato
desidrogenase
*grupo amina = rapidamente metabolizado (toxidade):
- mediante incorporação a outros a.a = reciclado;
- mediante excreção: uréia (mamíferos – ciclo da uréia), ácido úrico (aves e répteis)
e amônia (peixes)
➔ Oxidação dos aminoácidos
-Envolve duas partes:
★ O grupo amino liberado pelo catabolismo dos aminoácidos é convertido em
uréia no fígado (mamíferos);
★ O esqueleto carbônico (ceto-ácido) é convertido em piruvato, acetil CoA ou
intermediários do ciclo de Krebs;
➔ Vias Catabólicas dos esqueletos de Carbono dos Aminoácidos = £-cetoácidos
-Vias metabólicas: variam dependendo das necessidades energéticas ou de
biossíntese dos ácidos graxos;
-20 vias ≠ : cinco possíveis produtos finais = CK e CR (CO2 e H2O) ou
gliconeogênese;
-10 a.a: acetil CoA = via piruvato ou acetoacetil CoA (cetogênicos);
-5 £-cetoglutárico;
-4 succinato;
-2 fumarato;
-2 OAA;
➔ Gliconeogênese:
-Aminoácidos:
★ Aminoácidos vindos da degradação de proteínas endógenas, principalmente
as musculares, durante o jejum; ainda nos músculos são convertidos a
alanina, a forma de transporte de aminoácidos até o fígado.
★ A maioria dos a.a pode seguir a via gliconeogênica por intermediários do CK
(£ cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, OAA) ou pelo piruvato;
➔ Aminoácidos vindos da degradação de proteínas endógenas, principalmente as
musculares, durante o jejum; ainda nos músculos são convertidos a alanina, a forma
de transporte de aminoácidos até o fígado.