Ciclo do acido 2

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FOCO NO MERCADO DE TRABALHO
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO: A VIA CENTRAL DO METABOLISMO DE
BIOMOLÉCULAS
Christian Grassl
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SEM MEDO DE ERRAR
A situação-problema se refere aos conhecimentos de bioquímica que podem ser
aplicados na Fisiologia do Exercício. Para compreender melhor os aspectos
bioquímicos envolvidos nos exercícios físicos, é preciso conhecer o metabolismo
energético e a bioenergética.
Fonte: Shutterstock.
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O dé�cit de oxigênio corresponde ao retardo do consumo de oxigênio no início do
exercício físico, sendo mais pronunciado nos indivíduos não treinados. Nesse
intervalo de tempo, a energia utilizada pelas �bras musculares esqueléticas é
proveniente, principalmente, da respiração anaeróbica, com o aumento da glicólise
e o uso da creatina-fosfato (reservatório de energia nas �bras musculares). Para
suprir o aumento da glicólise, ocorre o aumento da glicogenólise, em que é
liberada a glicose-6-fosfato para a produção de energia. Em poucos minutos, o
consumo de oxigênio aumenta, permitindo a produção aeróbica de energia.
Nos exercícios físicos mais intensos e prolongados, principalmente em indivíduos
não treinados, os sistemas cardiovascular e respiratório não conseguem manter a
oferta adequada de oxigênio às elevadas necessidades metabólicas dos músculos
esqueléticos; nesse caso, a produção aeróbica de energia é reduzida, ou seja, as
vias metabólicas que ocorrem nas mitocôndrias, como oxidação do piruvato, beta
oxidação e ciclo do ácido cítrico, �cam prejudicadas, e isso ocorre porque essas
vias metabólicas são oxidativas e geram grande quantidade de NADH e FADH2.
Esses carreadores precisam transferir os seus elétrons para a cadeia respiratória, o
que possibilita a sua regeneração para que possam ser utilizados novamente nas
reações oxidativas das vias metabólicas. Porém, para que haja regeneração de
NAD e FAD na cadeia respiratória, os elétrons, uma vez utilizados pelos complexos
proteicos para a geração de um gradiente de prótons por meio da membrana
interna mitocondrial, precisam ser neutralizados. A única possibilidade de
neutralizar os elétrons da cadeia respiratória é transferi-los para o oxigênio que é
reduzido à água, por isso, o oxigênio é considerado o aceptor �nal de elétrons. Na
insu�ciência de oxigênio, os elétrons da cadeia respiratória não são neutralizados,
o que impede o Complexo I de receber elétrons de NADH e o Complexo II de
receber elétrons de FADH2; dessa maneira, ocorre acúmulo de NADH e FADH2,
simultaneamente à redução das concentrações de NAD+ e FAD, e com menor
disponibilidade de NAD+ e FAD para as reações oxidativas, as vias metabólicas são
inibidas, prejudicando a produção aeróbica de energia.
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Diante desse prejuízo, a única via produtora de energia é a glicólise, que faz parte
da respiração anaeróbica, porém, na insu�ciência de oxigênio, não há regeneração
de NAD na cadeia respiratória, o que reduz a disponibilidade de NAD+ para a
reação oxidativa da via glicolítica. Para impedir que haja interrupção da glicólise, é
ativada uma via metabólica de emergência, a fermentação, e nessa via metabólica,
o piruvato é convertido em lactato, permitindo a regeneração de NADH a NAD+ e,
consequentemente, o funcionamento da glicólise.
Com maior liberação de adrenalina e de glucagon e menor secreção de insulina, há
um aumento da lipólise nos adipócitos, aumentando-se a oferta de ácidos graxos,
especialmente para os músculos esqueléticos. Além disso, com o aumento da
quantidade, do tamanho e da atividade das mitocôndrias, ocorre o aumento da
capacidade oxidativa dessas organelas, incluindo a beta oxidação e o ciclo do ácido
cítrico. Dessa maneira, há o aumento da taxa de oxidação dos ácidos graxos, o que
gera uma grande quantidade de FADH2 e NADH, além das moléculas de acetil-CoA,
e com o aumento do conteúdo de enzimas do ciclo do ácido cítrico, além de maior
disponibilidade de acetil-CoA, a atividade do ciclo do ácido cítrico se torna maior,
fornecendo grandes quantidades de elétrons para a cadeia respiratória, que
também tem a sua capacidade aumentada. Com isso, a produção de energia se
torna bem maior para atender às necessidades metabólicas dos músculos
esqueléticos em exercício físico.
O que foi apresentado é uma forma de responder à situação-problema. A partir do
que foi discutido nesta seção, você tem condições de propor e discutir novas
respostas com o seu professor e seus colegas.
AVANÇANDO NA PRÁTICA
FÍGADO: UM ÓRGÃO CENTRAL PARA A BIOQUÍMICA
O fígado é um órgão fundamental para a Bioquímica, pois é local de muitas vias
metabólicas, sendo algumas exclusivas. O conhecimento das funções hepáticas é
importante para os pro�ssionais da saúde, pois o fígado está relacionado à
manutenção da glicemia, à conversão da amônia em ureia, à síntese de lipídeos, à
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produção de sais biliares, à conjugação da bilirrubina, à biotransformação de
xenobióticos e a outras tantas funções. Então, vamos aproveitar os conhecimentos
a respeito das vias metabólicas abordadas até o momento para compreendermos
melhor a importância do fígado. 
Pacientes com lesões hepáticas graves apresentam uma série de manifestações
clínicas, como icterícia, hiperamonemia, encefalopatia hepática, hipoglicemia e
acidose metabólica; frente a isso, com base nos conhecimentos adquiridos até o
momento, você poderia explicar as seguintes questões:
•  Como você relaciona a hipoglicemia com a lesão hepática? Qual é o papel do
fígado na manutenção da glicemia?
•  Por que há hiperamonemia com a lesão hepática? Qual é a relação disso com a
encefalopatia hepática?
•  Por que a insu�ciência hepática é uma das causas de acidose metabólica?
RESOLUÇÃO
O fígado é um órgão importante no controle da glicemia. Após as refeições, o
GLUT-2 hepático, ativado pela hiperglicemia, permite a entrada de grande
quantidade de glicose nos hepatócitos, onde será armazenada na forma de
glicogênio. Durante o jejum ou no período entre refeições, quando a glicemia
abaixa, as células alfa-pancreáticas liberam o hormônio glucagon, que atua no
fígado, estimulando a glicogenólise e a gliconeogênese. Com isso, o fígado
libera o seu estoque de glicose para o sangue, além de produzir novas
moléculas de glicose a partir de aminoácidos, lactato e glicerol. Com a
insu�ciência hepática, a capacidade de armazenar a glicose após as refeições e
de produzir novas moléculas de glicose �ca seriamente prejudicada, assim, no
período entre as refeições, o fígado não consegue liberar glicose su�ciente
para manter a glicemia normal, levando a um quadro de hipoglicemia.
O fígado é o único órgão capaz de converter a amônia — produto do
metabolismo dos aminoácidos e do metabolismo da microbiota intestinal —
em ureia, e essa conversão é realizada pelo ciclo da ureia, um conjunto de
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reações químicas presente nos hepatócitos. Na insu�ciência hepática, o ciclo
da ureia �ca prejudicado, o que acarreta em menor capacidade de conversão
da amônia — um composto muito tóxico — em ureia — um composto menos
tóxico que pode ser excretado na urina. Com isso, a amônia se acumula no
plasma, o que leva à hiperamonemia. A amônia atravessa facilmente a barreira
hematoencefálica, induzindo lesões neurológicas, formando um quadro
chamado de encefalopatia hepática.
Com a hipoglicemia provocada pela insu�ciência hepática, as células
compensam a menor disponibilidade de glicose com o aumento da oxidação
de ácidos graxos. Além disso, a glicose é precursora da síntese de oxaloacetato,
molécula necessária para reagir com acetil-CoA para iniciar o ciclo do ácido
cítrico. Com mais moléculas de acetil-CoA disponíveis, devido ao aumento da
oxidação de ácidos graxos, e com menos moléculas de oxaloacetato
disponíveis para iniciar o ciclo do ácido cítrico, grande parte das moléculas de
acetil-CoA é desviada para a cetogênese. Com maior produção de corpos
cetônicos, instala-se um quadro de acidose metabólica, chamada de
cetoacidose.
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