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UCIII: metabolismo Tutoria: SP4: Waltinho “gotoso” O catabolismo de proteínas e ácidos nucléicos resultam na formação dos compostos nitrogenados não- proteicos, como: ➢ Uréia: aminoácidos provenientes do catabolismo proteico são desaminados com a produção de amônia. Após a síntese hepática, a uréia é transportada pelo plasma até os rins, onde é filtrada pelos glomérulos. A uréia é excretada na urina, embora 40- 70% seja reabsorvida por difusão passiva pelos túbulos. Um quarto da uréia é metabolizada no intestino para formar amônia e CO2 pela ação da flora bacteriana normal. Esta amônia é reabsorvida e levada ao fígado onde é reconvertida em uréia ➢ Creatinina: é produzida como resultado da desidratação não enzimática da creatina muscular, sintetizada no fígado, rim e pâncreas e é transportada para as células musculares e cérebro, onde é fosforilada a creatina-fosfato (substância que atua como reservatório de energia). Tanto a creatina- fosfato como a creatina, em condições fisiológicas, espontaneamente perdem o ácido fosfórico ou água, para formar seu anidrido, a creatinina. A creatinina livre não é reutilizada no metabolismo corporal e assim funciona somente como um produto dos resíduos de creatina. A creatinina difunde do músculo para o plasma de onde é removida quase inteiramente e em velocidade relativamente constante por filtração glomerular. Em presença de teores marcadamente elevados de creatinina no plasma, parte dela é também excretada pelos túbulos renais. ➢ Ácido úrico: principal produto do catabolismo das bases purínicas (adenina e guanina) sendo formado, principalmente no fígado, a partir da xantina pela ação da enzima xantina oxidase. Quase todo o ácido úrico no plasma está na forma de urato monossódico Transporte do grupo amina para o fígado: Dois mecanismos são utilizados em humanos para o transporte da amônia dos tecidos periféricos até o fígado para sua conversão final em ureia. ➢ O primeiro utiliza glutamina-sintetase para combinar amônia com glutamato e formar glutamina – uma forma não tóxica de transporte da amônia, ela é transportada no sangue para o fígado, onde é clivada pela glutaminase para produzir glutamato e amônia. O glutamato sofre desaminação oxidativa catalisada pela GDH, produzindo amônia e cetoglutarato. A amônia é convertida em ureia. ➢ O segundo mecanismo de transporte envolve a formação de alanina pela transaminação do piruvato produzido a partir da glicólise aeróbia e do metabolismo da succinil-coenzima A, oriunda do catabolismo dos aminoácidos de cadeia ramificada isoleucina e valina. A alanina é transportada pelo sangue para o fígado, onde é novamente convertida em piruvato por transaminação, pela ALT. O piruvato é utilizado na síntese de glicose, que pode ser liberada no sangue e ser usada pelo músculo, uma via chamada de ciclo da glicose-alanina. O glutamato produzido pela ALT pode ser desaminado pela GDH, gerando amônia. Desse modo, tanto alanina quanto a glutamina podem transportar a amônia para o fígado. piruvato + grupamento amina vai formar a alanina nos músculos. Após a formação da alanina ela vai ser transportada pela corrente sanguínea até o fígado. Nos outros tecidos o grupamento amina + alfa- cetoglutarato vão formar o glutamato + grupo amina resultando em glutamina. No fígado quando ele mesmo quebrar o aminoácido o grupamento amina + alfa- cetoglutarato formaram o glutamato Ciclo da ureia: É a principal forma de eliminação dos grupos amino oriundos dos aminoácidos e perfaz cerca de 90% dos componentes nitrogenados da urina. Um átomo de nitrogênio da molécula de ureia é fornecido pela amônia livre, e o outro nitrogênio é fornecido pelo aspartato, o carbono e o oxigênio são derivados do CO2. A ureia é produzida pelo fígado e então transportada pelo sangue até os rins, para ser excretada na urina. A alanina sofre transaminação no fígado e libera o seu grupamento amina para o alfa-cetoglutarato formando glutamato para entrar na mitocôndria, e libera a amônia que entrará no ciclo da ureia e a alanina volta a ser um piruvato podendo voltar para o início desse processo ou ir para o ciclo de krebs formando glicose pela gliconeogênese. Já a glutamina (dentro da mitocôndria) sofre desaminação formando um grupo amina e um glutamato que sofre outra desaminação formando outro grupo amina O glutamato que já está na mitocôndria faz desaminação (alfa-cetoglutarato + amônia livre) para entrar no ciclo da ureia, se ele estiver no citoplasma vai sofrer transaminação passando o grupo amina para o oxaloacetato para poder entrar como aspartato no ciclo da ureia. Dentro da mitocôndria o glutamato também pode sofrer transaminação (menos comum) voltando a ser um alfa-cetoglutarato e liberando o grupo amina para o oxaloacetato para formar aspartato que volta ao citosol para entrar no ciclo da ureia Pelo citoplasma entra o aspartato e pela mitocôndria entra a amônia livre. Caracterizações: ➢ Ácidos nucléicos: são polinucleotídeos. Os genes são todas as sequência de ácido nucléico que são necessária para a síntese de um polipeptídio funcional ou molécula de RNA Podem ser: • DNA: dupla hélice, localização sub-celular, carrega o material genético. Pode ser replicado e são importantes para produzir proteínas. As cadeias estão organizadas de forma antiparalela e unidas por meio de ligações de hidrogênio. • RNA: fita simples e podem ser mensageiros, transportadores e ribossômicos, fazem a síntese de proteínas ➢ Bases nitrogenadas são compostos nitrogenados cíclicos, podendo ser purinas ou pirimidinas que formam os ácidos nucleicos (+ pentose e fosfato), que formam pares de bases complementares na dupla hélice de DNA, elas fornecem informação para a produção das proteínas. As bases nitrogenadas vêm de células nucleadas dos alimentos (vegetais, animais, bactérias) ou do apoptose das células • degradação das purinas: acontece no fígado e é dada pela xantina oxidase que forma hipoxantina e xantina e depois ácido úrico • degradação das pirimidinas: formam amônia e ureia. ➢ Nucleotídeos: são moléculas formadas por 1 base nitrogenada, 1 pentose e 1 ou mais fosfatos, ligados por meio de ligações fosfodiéster. São carreadores de energia química em suas ligações fosfoanidrido facilmente hidrolisáveis. Estão envolvidos nos processos de: obtenção, armazenamento, transporte, utilização da energia química nas células (ATP/ADP); São Componentes de coenzimas; São moléculas sinalizadoras no interior das células; São precursores dos ácidos nucléicos ➢ Nucleosídeos: não possuem o fosfato Gota úrica: A gota é uma doença das articulações, causada pela concentração elevada de ácido úrico no sangue e nos tecidos. As articulações tornam-se inflamadas, doloridas e artríticas devido à deposição anormal de cristais de urato de sódio. Os rins também são afetados, pois o ácido úrico em excesso se deposita nos túbulos renais. A gota ocorre predominantemente em pessoas do sexo masculino. Sua causa precisa não é conhecida, mas frequentemente envolve uma excreção reduzida de uratos. A deficiência genética de alguma enzima do metabolismo das purinas também pode ser um fator em alguns casos. A gota pode ser tratada de maneira eficiente por uma combinação de terapias nutricionais e farmacológicas. Alimentos especialmente ricos em nucleotídeos e ácidos nucléicos, como fígado, frutos do mar, bebidas alcoólicas ou produtos glandulares, devem ser excluídos da dieta dos pacientes. Um grande alívio dos sintomas pode ser obtido pela administração de alopurinol, que inibe a xantina-oxidase, a enzima que catalisa a conversão de purinas em ácido úrico. Quando a xantina-oxidase é inibida, os produtos de excreção do metabolismo das purinas são xantina e hipoxantina, que são mais hidrossolúveis que o ácido úrico e apresentam menor probabilidadede formar depósitos de cristais. Pode se usar também colchicina que é um anti- inflamatório, corticoides, agentes uricosúricos, como probenecida ou sulfimpirazona, que aumentam a excreção renal do ácido úrico, e são usados nos pacientes que excretam baixas quantidades de ácido úrico. evitar diuréticos Metabolismo do álcool: O etanol é absorvido sem alteração pelo estômago (30%) e pelo intestino delgado (cerca de 65% no duodeno, 5% no cólon). Nos indivíduos em jejum a absorção faz-se em 15-20 minutos. Menos de 10% do volume ingerido é eliminado sem alteração pela urina, suor e na respiração, os 90% restantes são metabolizados a nível do fígado, quase na sua totalidade, no hepatócito O álcool é uma pequena molécula, solúvel em água e em lipídios sendo desintoxicado e eliminado através de uma série de reações oxidativas em que a primeira é catalisada por uma enzima, a Álcooldesidrogenase (ADH). Quando o indivíduo já é um alcoólico crônico ou bebe excessivamente a atividade do ADH é suprimida, esse bloqueio traz à tona duas outras vias, “vias de recurso”: a via do Sistema Mitocondrial de oxidação do etanol (MEOS) e a da catalase. ➢ ADH: Pode ser dividida em duas fases. A primeira fase ocorre ainda no citoplasma, iniciada pela enzima alcooldesidrogenase (ADH) que converte o etanol em acetaldeído. Em uma segunda fase, agora na mitocôndria, a enzima aldeído desidrogenase (ALDH) converte o aldeído em ácido acético (acetato), que é finalmente convertido em dióxido de carbono e água, liberando energia. O consumo de etanol leva ao acúmulo de NADH, que inibe a gliconeogênese, pois impede a oxidação do lactato a piruvato, assim ocorre o predomínio da reação inversa, com acúmulo de lactato, e as consequências podem ser hipoglicemia e acidose láctica. Ela também inibe a oxidação de ácidos graxos que tem o propósito metabólico de gerar NADH para a produção de ATP pela fosforilação oxidativa, porém as necessidades de NADH do indivíduo que consome álcool são supridas pelo metabolismo do etanol. Dessa forma, o excesso de NADH sinaliza que as condições estão corretas para a síntese de ácidos graxos. Como consequência, há acúmulo de triacilgliceróis no fígado, o que causa a condição de esteatose hepática, que é exacerbada nos indivíduos obesos. ➢ MEOS: Nesse mecanismo oxidativo, a hemeproteína citocromo P-450 que atua no retículo endoplasmático liso é quem irá converter o etanol em acetaldeído, há consumo de NAD e O2 (podendo levar o indivíduo alcoolista crônico à hipóxia) e produção de H2O e radicais livres, sendo responsável pelo aumento da degradação do etanol nestas condições o que irá provocar o aumento da concentração de acetaldeído e acetato na corrente sanguínea. As mitocôndrias hepáticas podem converter o acetato em acetil-CoA, em uma reação que necessita de ATP. Acetato + coenzima A + ATP → acetil-CoA + AMP + PPi PPi → 2 Pi Entretanto, o processamento posterior da acetil-CoA pelo ciclo do ácido cítrico é bloqueado, visto que o NADH inibe duas enzimas reguladoras importantes do ciclo do ácido cítrico. Esse acúmulo de acetil-CoA tem várias consequências: • Formação de corpos cetônicos, que são liberados no sangue, agravando a acidose já decorrente das altas concentrações de lactato. O processamento do acetato no fígado torna-se ineficiente, acumulando assim acetaldeído, o qual forma ligações covalentes com muitos grupos funcionais importantes nas proteínas, comprometendo a suas funções Se o etanol for consistentemente consumido em altos níveis, o acetaldeído pode lesionar o fígado de modo significativo, provocando morte celular. ➢ Catalase: nos peroxissomos utiliza o peróxido de hidrogênio como um substrato, é de menor importância, metabolizando não mais do que 5% do etanol no fígado. Na oxidação do etanol mediada pela ADH e a do aldeído acético mediada pela ALDH, há transferência de íons de hidrogênio do etanol para o cofator nicotiamida adenina dinucleotídeo (NAD+ ), sendo convertido para sua forma reduzida NADH+H+ . Nesses processos, há excesso de NADH+ H + na matriz citoplasmática do hepatócito, alterando-se a homeostase celular. A manifestação mais frequentemente relatada no uso excessivo do álcool é o fígado gorduroso. A lipogênese aumentada pode ser considerada como uma forma das células desfazerem-se do excesso de íons hidrogênio. A atividade do ciclo do ácido cítrico fica deprimida, pois as mitocôndrias utilizam os equivalentes de hidrogênio, originadas no metabolismo do etanol, como fonte de energia, em detrimento dos derivados do metabolismo dos ácidos graxos. A diminuição da oxidação dos ácidos graxos resulta no acúmulo hepático de lípidos. Usa o piruvato para produzir ácido lático para desacumular esse processo produzindo mais NAD para produzir glicose novamente (se parar de beber). O lactato é ácido assim como o ácido úrico, assim um Ph mais ácido é favorável à produção de cristais e competindo pela forma de excreção assim um fica acumulado e pode levar a gota úrica
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