3 prova - METABOLISMO DE PROTEÍNAS

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➡ O que são proteínas? Moléculas biológicas mais abundantes do organismo.
Ocorrem em grandes variedades e participam de vários processos biológicos.
Instrumentos através dos quais a informação genética é expressa.
Funções:
- Estrutural
- Enzimática
- Hormonal
- Transporte no sangue (albumina)
- Contração muscular (actina e miosina)
- Defesa do organismo
➡ Diferença entre hormônios esteróides e protéicos?
Esteróides atuam no citoplasma e núcleo, enquanto os protéicos atuam na membrana da
célula.
➡ Funções gerais dos aminoácidos:
- Composição das proteínas;
- Fornecer nitrogênio para síntese de outras moléculas nitrogenadas (bases
nitrogenadas (DNA e RNA, p.e.);
- Manutenção da glicemia (síntese de glicose durante o jejum)
➡ PROTEÍNA: polímero aminoácidos ligados por ligações peptídicas.
- Carbono alfa, ligado a um radical, a um grupo amino (capaz de retirar íons H+ do
meio, básico) e um grupo carboxílico (doa íons H+ para o meio, ácido)
Grupo amino = grupo básico, recebe hidrogênios do meio.
Grupo carboxílico = grupo ácido, doa H+ para o meio.
➡ Aminoácidos:
Básicos = possui mais grupos amino do que grupos carboxílicos
Ácidos = em sua composição tem mais grupo carboxílico do que amino
Neutros = mesma quantidade de grupos amino e carboxílicos. Ex: VALINA
➡ Por que é importante saber qual aminoácidos fornecer para o animal?
Ligação peptídica sempre vai ligar um grupo amino
de uma proteína com o grupo carboxílico de outra,
sempre liberando uma molécula de H2O.
Todas as proteínas são formadas pelos mesmos 20 aminoácidos
(aminoácidos proteicos) + de 300 já identificados (aminoácidos não
proteicos)
➡ O que difere uma proteína da outra?
- Quantidade de aminoácidos
- Sequência de AA
**Uma proteína não pode ser formada por apenas um tipo de
aminoácidos.
➡ Características dos aminoácidos:
- Hidrossolúveis (conseguem ser transportados no sangue
livremente; por isso tem que preocupar com a quantidade que adiciona na ração
dos animais|);
- Sobrecarga de aminoácidos no sangue: alteração do pH (acidose ou alcalose
metabólica) e da osmolaridade (osmoticamente ativo, assim como a glicose)
- Todos chegam no fígado para ser metabolizado
➡ Por que temos que ingerir proteínas diariamente?
- Aminoácidos essenciais que precisam ser obtidos através de dieta;
- Síntese proteica (animais em crescimento, gestação ou lactação);
- Perdas de aminoácidos: secreções, descamações da pele, do trato respiratório e
do TGI, síntese de bases nitrogenadas ou síntese de glicose.
➡ Balanço nitrogenado/balanço proteico: Saber se a quantidade de proteína fornecida
ao animal está sendo utilizada de forma correta, pois o nitrogênio é exclusivo das
proteínas, não compõem carboidratos e lipídios.
Ou seja, balanço nitrogenado é a quantidade de nitrogênio que o animal ingere em
um dia, menos a quantidade excretada.
- Neutro (BN = 0) ➡ Quantidade ingerida é a mesma secretada (normal em animais
adultos, que não esteja em fase produtiva)
- Positivo (crescimento, gestação, lactação, convalescência) ➡ Quantidade
excretada é menor que a ingerida. Esse excedente de nitrogênio vai ser
armazenado, depositado nos tecidos.
- Negativo (↓ apetite, estresse e deficiência de aminoácido) ➡ Quantidade
excretada maior do que o consumido, a partir da produção de leite ou enfermidade,
estresse (cortisol: proteólise, quebra de proteínas do organismo, vão ter que ser
excretados de alguma forma) e deficiência de proteínas (essa deficiência é
perigosa, pois se faltar apenas um aminoácido para a síntese de uma proteína,
essa ação não será efetiva, e os aminoácidos serão excretados).
➡ Aminoácidos essenciais × Aminoácidos não essenciais:
- Essenciais: os animais não produzem em quantidade e velocidade suficiente, por
isso é necessário obter pela dieta.
- Não essenciais: mesma importância, porém o organismo produz.
** Isso não se aplica aos RUMINANTES, pois as bactérias ruminais conseguem
produzir TODOS os aminoácidos necessários.
**A arginina é essencial apenas em animais jovens, com o tempo o animal consegue
sintetizar em grandes quantidades.
AMINOÁCIDOS LIMITANTES: São aqueles que vão limitar a síntese protéica.
Qualquer um dos 20 a.a podem ser limitantes, quando se falta algum.
- Animal em fase de crescimento: 1° - lisina (deposita no músculo); 2° - metionina ;
3° - treonina; 4° - triptofano
- Aves: metionina → lisina → treonina → triptofano
É o primeiro limitante. Produção de penas em aves, são ricas em a.a sulfurados, sendo a
metionina um a.a sulfurado que dá origem a outros. A metionina não é sintetizada, ou
seja, é essencial.
- Lactação: treonina → lisina → metionina → triptofano
- Desafio imunológico: triptofano → lisina → metionina → treonina
Triptofano: faz parte da composição dos anticorpos
➡ Ruminantes → não existe o conceito de aminoácido essencial, somente o de
aminoácido limitante.
➡ Proteína de boa qualidade (alto valor biológico):
- Todos os aminoácidos em quantidades balanceadas
- Alta digestibilidade
**Farelo de soja é o mais utilizado.
➡ Proteína vegetal x Proteína animal
- Animais são de alto valor biológico;
- Vegetal: são as piores de valor biológico, quando comparadas às proteínas
animais.
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS
➡ A digestão inicia no Estômago pelo suco gástrico que contém o ácido clorhídrico →
HCI (ácido que favorece a desnaturação da proteína) e pepsina (faz a quebra da
proteína em peptídeos)
➡Intestino as proteínas e os peptídeos sofrem ação do → suco pancreático (tripsina,
quimotripsina e outras proteases)
➡ Já na Borda de Escova ocorrem ação de enzimas → peptidases quebram os
peptídeos e liberam os aminoácidos.
➡20 AA ao todo, mas apenas 7 transportadores nos enterócitos → causa competição
entre AA pelos sítios de absorção.
➡Absorção de peptídeos → peptidases no interior dos enterócitos, vão degradar os
peptídeos em aminoácidos, de modo que apenas os a.a cheguem na corrente sanguínea.
(não é a principal forma de absorção, pois a principal é a absorção de a.a livres)
➡Destino dos aminoácidos → absorvidos pelo sistema porta hepático, chegando no
FÍGADO
Os a.a vindos da dieta,
chegam no fígado através
da veia porta, sendo
metabolizados. Parte deles
vão para a corrente
sanguínea, para compor o
Pool de AA (quantidade de
a.a no sangue que vão para
os tecidos) e o excesso de
AA fica retido no fígado
para ser destinado para
alguma rota metabólica.
O fígado vai retirar o grupo amino desses AA e liberar o esqueleto de carbono
(desaminação). Esse grupo amino (1 N ligado a 2 H) o nitrogênio faz uma terceira ligação,
com outro hidrogênio, se transformando em amônia (NH3). Essa amônia será destinada
ao ciclo da uréia.
Esqueleto de carbono = o AA que perdeu o grupo amino.
No período absortivo, esse esqueleto de carbono vai ser direcionado, através da insulina,
para a síntese de lipídios.
- Em gatos esse esqueleto de carbono, através do glucagon, vai ser transformado
em glicose, aumentando a glicemia e, consequentemente, aumenta a insulina,
começando a síntese de lipídios. Isso ocorre também em ruminantes, na falta de
propionato.
Pool de AA = quantidade de a.a do sangue que vai para os tecidos.
AA em excesso vai ser quebrado, liberando o grupo amino (H2), roubando o H + gerando
amônia → desaminação. Essa amônia vai para o ciclo da ureia. O esqueleto de carbono
com alta de insulina vai para formação de lipídios, já com o glucagon em alta vai para
síntese de glicose.
O que determina a quantidade de AA que ficará retido no fígado?
- A quantidade de AA no sangue, além da quantidade de AA ingerido.
Fatores que determinam a quantidade de AA no sangue:
- Estado fisiológico do animal (ex: gestação e lactação, no qual a demanda de aa
para síntese proteica é muito alta.
- Genética (animais de alta produção)
- Relação entre aminoácidos (quanto melhor é a relação de aa da dieta, mais rápido
é a síntese protéica e menor é a quantidade de aa no sangue)
- Regulação hormonal (existem hormônios anabólicos e catabólicos. Anabólicos:
hormônio do crescimento, estrógenos…Catabólicos:cortisol e adrenalina.
O que pode causar quando se tem alto consumo de proteína?
- Alta produção de amônia, sendo tóxico.
Reações de TRANSAMINAÇÃO: Ocorre em todos os tecidos
- São reações de transferência de um grupo amino de um esqueleto de carbono
para outro esqueleto de carbono;
- Podem ser realizados em qualquer célula→ Importantes para o equilíbrio de AA, a
partir dessas reações uma célula transforma um AA que ela não vai usar em outro
que ela vai usar.
Supondo que o AA 1 esteja
sobrando dentro da célula,
ocorre a transaminação, e ele
doa o grupo amino (NH2), para o
alfa-cetoglutarato (único que
consegue receber o grupo amino
vindo de qualquer AA - receptor
universal de N), após receber
ele se transforma em um AA
(glutamato). O glutamato é o
único AA que consegue doar seu grupo
amino para outro esqueleto de carbono,
após isso o glutamato se transforma
novamente em alfa-cetoglutarato,
iniciando novamente o ciclo, formando
novos aminoácidos.
O AA1 que perdeu seu grupo amino se
transforma em esqueleto de carbono.
Por que as células não conseguem sintetizar os aminoácidos essenciais?
- Porque não possuem o esqueleto de carbono, ou não possuem as enzimas
necessárias.
Enzimas que participam da transaminação?
- Primeira reação = AST→ aspartato transaminase
- Segunda reação = ALT → alanina transaminase
**Essas enzimas podem fazer reações irreversíveis.
**Apenas aminoácidos não essenciais são sintetizados
Com a alanina alta e o aspartato baixo
ocorre o mesmo processo.
PERÍODO ABSORTIVO - FÍGADO
Período absortivo = Grande ingestão de
proteínas,chegando no fígado, assim todas
as proteínas vão doar seus grupos aminos
para o alfa-cetoglutaratos, esses se
transformam em glutamato e os
aminoácidos em seus respectivos
esqueletos de carbono, que vão virar
intermediários do ciclo de Krebs, indo para
produção de lipídios, ou para glicose em
gatos e ruminantes.
Os glutamatos vão ser desaminados
(remoção dos nitrogênios na forma de
amônia), se transformando em alfa-cetoglutarato. A amônia vai seguir para o ciclo da
uréia.
PERÍODO DE JEJUM - FÍGADO
Período de jejum = baixa de proteínas,
ocorrendo então a proteólise (quebra de
proteínas nos tecidos). Excesso de
proteínas no fígado, a partir da quebra de
proteínas nos tecidos, através dos
hormônios adrenalina e cortisol. Esses
aminoácidos no fígado vão ser
transaminados, formando o glutamato,
gerando o esqueleto de carbono, depois o
glutamato é desaminado, para formar
novamente o alfa-cetoglutarato, sendo a
amônia encaminhada para para o ciclo de
Krebs.
Os esqueletos de carbono são intermediário do ciclo de Krebs, mas ao invés de virar
lipídios, eles vão ser usados para formar a glicose
PERÍODO DE JEJUM - DEMAIS TECIDOS
Todas as células utilizam os aminoácidos para a síntese proteica, mas apenas o fígado
consegue utilizar para síntese de glicose ou lipídios.
No período de jejum, as células utilizam como principais fontes de energia a glicose e os
lipídios, mas talvez precisem de uma terceira fonte, que são os aminoácidos. Entretanto,
as células não gostam de utilizar aminoácidos, pois com sua utilização é liberado amônia,
que é tóxica para o organismo. Dessa forma, com a utilização de AA para formar energia,
as células precisam acionar um mecanismo para encaminhar esse N para o fígado, onde
será metabolizado no ciclo da uréia.
Por que a amônia é tóxica para o
organismo?
- Pois elas passam facilmente
pela membrana das células,
roubam os íons H+ e deixando o pH
alcalino.
De onde vem os AA?
- Do sangue (Pool de
aminoácidos), ou da degradação de
suas próprias proteínas, sendo
mais provável, pois no período de
jejum a adrenalina e o cortisol estão
ativos, fazendo a proteólise.
A partir disso, todos os aminoácidos estarão em excesso dentro das células, sendo
transaminados, com a formação do glutamato e dos esqueletos de carbono. Um
desses esqueletos de carbono serão destinados para a formação de energia, já o
glutamato irá doar o grupo amino para o outro glutamato, para formar o
alfa-cetoglutarato. O outro glutamato que recebeu o grupo amino será
transformado em glutamina, que sairá da célula e será transportada no sangue até
o fígado para ser metabolizada. O outro esqueleto de carbono será enviado para o
ciclo de Krebs, para formar um outro alfa-cetoglutarato que irá repor aquele que foi
perdido para formar o glutamato.
- A célula precisa de 2 aminoácidos para formar um esqueleto de carbono e gerar
energia. Pois, 1 vai gerar energia e o outro esqueleto de carbono vai ser utilizado
para formar a glutamina, que irá transportar o nitrogênio com segurança até o
fígado, para ser liberado em uréia e assim, evitar a formação de amônia.
- A glutamina é um bom indicador da utilização de aminoácidos para fonte de
energia.
A glutamina no fígado perde seu nitrogênio
por um processo de desaminação e se
transforma em glutamato, que também perde
o nitrogênio e se transforma em
alfa-cetoglutarato. Esse entra no ciclo de
Krebs, para gerar intermediários que entrarão
na rota da gliconeogênese, para produção de
glicose.
A amônia formada será transformada em
uréia, sendo o fígado o único que consegue
fazer essa transformação.
CICLO DA GLICOSE-ALANINA
Outra rota bastante importante, que
ocorre entre os músculos e o fígado, é o
ciclo da glicose-alanina. Quando os
músculos estão em movimento intenso,
com pouco oxigênio, ele utiliza a glicólise
como principal rota metabólica. Essa rota
transforma glicose em piruvato, que é
convertido em lactato e sai da célula, chega no fígado e é transformado em glicose e volta
para o fígado novamente para ser usado. Ciclo esse conhecido como Ciclo de CORI. O
problema desse ciclo é o acúmulo de lactato, tanto no músculo quanto no sangue,
causando dores musculares e acidose lática. Para evitar o acúmulo de lactato é que
ocorre o ciclo de glicose-alanina.
O piruvato antes de virar lactato é
transaminado com o glutamato
(veio da transaminação de AA),a
partir da enzima ALT, após receber o
grupo amino ele vai virar alanina.
Essa vai fazer o papel da glutamina,
transportando o N pelo sangue até o
fígado.
A quantidade de lactato será menor,
pois parte do piruvato estará sendo
usado para formar alanina.
A alanina no fígado vai ser transaminada com o glutamato, gerando piruvato e
alfa-cetoglutarato, através da enzima ALT. O piruvato será transformado em glicose, a
partir da gliconeogênese, que é liberada no sangue e pode ir para o músculo novamente.
Importância do ciclo GLICOSE-ALANINA?
- Além de diminuir a produção de lactato no músculo, pois esse é ácido e causa
dor muscular, a alanina vai transportar o nitrogênio até o fígado, para ser
metabolizada, evitando a produção de amônia.
Por que o ciclo se chama GLICOSE-ALANINA?
- Pois sai glicose do fígado e vai para o músculo e sai alanina do músculo e vai para
o fígado.
Por que a enzima ALT é usada como indicadora de lesão hepática ou muscular?
- Pois a ALT é uma enzima intracelular, localizada nas células musculares e do
fígado, quando algum desses é lesado e ocorre morte de tecido, essa enzima é
liberada na corrente sanguínea, sendo muito utilizado no diagnóstico da patologia
clínica.
Exemplos de lesões: sobrecarga de trabalhos físicos; pode ser usado para avaliar
exercícios físicos em equinos; intoxicação hepática, por medicamentos ou plantas
tóxicas, etc.
CICLO DA URÉIA
O ciclo da uréia é a principal forma de
excreção de nitrogênio. Ocorre em
todos os mamíferos e é exclusivo do
fígado.
No fígado ocorre grande produção de
amônia, devido a grande quantidade
de proteínas que chegam.
A uréia possui 2 nitrogênios, o primeiro
entra no ciclo através da amônia, que
se junta à ornitina para formar a
citrulina. O segundo N entra pelo
aspartato, que se junta a citrulina para formar o argininosuccinato, este é quebrado e
libera o fumarato, para formar a arginina, essa é quebrada liberando a uréia e formando
novamente a ornitina.
O fumarato é um esqueleto de carbono que é imediatamente transformado em
oxaloacetato, já no ciclo de Krebs, o oxaloacetato é transaminado com o glutamatopara
formar o aspartato, que entrará no próximo ciclo levando mais um nitrogênio.
Metabolismo de proteínas:
Fatores que INFLUENCIAM A EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO:
- Período absortivo: (nesse período tem um grande aporte de proteínas sendo
ingeridas)
- Jejum: (maior aporte de proteínas no fígado)
- Deficiência de aminoácidos (AA limitantes): (a falta de aminoácidos limita a
síntese proteica, fazendo com que os demais aminoácidos sejam convertidos em
glicose ou lipídeos no fígado)
- BN negativo: (mobilização de proteínas dos tecidos e a quantidade de nitrogênio
excretada é maior que a digerida, ocorre quando o animal está enfermo ou em
condição de estresse)
Diferenças entre espécies quanto a excreção de
N:
- Animais amoniotélicos - excreção na forma
de amônia (peixes) - amônia é tóxica, mas no meio
aquático ela se dilui e não ocorre gasto de energia;
- Ureotélicos - uréia (mamíferos) menos
tóxica que a amônia, mas requer água para sua
diluição e excreção, além de gasto de energia;
- Uricotélicos - ácido úrico (aves e répteis) menos tóxico que a amônia e não requer
água para sua eliminação, mas gasta muito energia, pois são moléculas
complexas.
** A amônia, uréia e ácido úrico representam ⅔ do nitrogênio excretado, o restante é na
forma de aminoácidos ou outros compostos nitrogenados.
CATABOLISMO DAS PURINAS
Nas aves e em mamíferos o ácido úrico
vem do fígado (nas aves pode ser
sintetizado nos rins tbm).
O ácido úrico advém do catabolismo das
purinas, bases nitrogenadas que fazem
parte dos ácidos nucléicos, DNA e RNA).
Purinas: Adenosina e guanina ➡ácido
úrico.
➡ O excesso de ácido úrico pode causar
gota, uma doença que causa inflamação
das articulações, devido ao acúmulo
dessas nas cartilagens. Porém, em animais é mais difícil de ocorrer, devido a uma
alimentação balanceada.
Metabolismo de RUMINANTES
➡ Proteína dietética:
- Parte absorvida no ID;
- Parte degrada no rúmen para a síntese de proteínas microbianas. A microbiota
degrada as proteínas, pegam os AA dietéticos e transformam em AA microbianos e
produzem as suas próprias proteínas.
➡ Não precisa de proteína dietética, apenas de matéria prima para a síntese de todos os
AA que fazem parte das proteínas.
Matérias primas: 1 esqueleto de carbono (quebra da glicose), o nitrogênio (vem da
uréia) e do enxofre (obtido na dieta).
➡ O enxofre é necessário para a síntese de aminoácidos sulfurados: a metionina,
cistina e cisteína.
➡ Não existe a classificação de aminoácidos essenciais, apenas de aminoácidos
limitantes.
➡ Proteínas microbianas são melhores que proteínas dietéticas, pois possuem alta
digestibilidade. As proteínas microbianas são mais fáceis de serem degradadas do que
as de origem vegetais.
➡ Excreção de uréia:
- Maior parte dos mamíferos: urina e fezes
- Ruminantes: urina, fezes e saliva
➡ Uréia da saliva➡ síntese de aminoácidos no rúmen
** Dieta rica em uréia é fonte de nitrogênio para as bactérias ruminais.
➡ Excesso de uréia:
- Alta de NH3➡ alcalose ruminal
- Timpanismo (acúmulo de gás)
- Úlceras (amônia causa lesões), se não tratado pode levar a um quadro de
septicemia.