Exercicios Integracao do Metabolismo

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EXERCÍCIOS – INTEGRAÇÃO DO METABOLISMO 
 
1. Cada tecido do corpo humano tem uma função especializada, que se reflete na sua 
anatomia e atividade metabólica. Explique resumidamente as funções metabólicas 
especializadas dos tecidos dos mamíferos. 
 
 
2. Qual a função do tecido adiposo branco? E do tecido adiposo marrom? 
 
Tecido adiposo branco: armazena TAG, os quais são utilizados para produzir ATP 
Tecido adiposo marrom: muitas mitocôndrias com termogenina (proteína desacopladora); 
produção de calor; citocromo C com grupamento heme, que contém ferro = cor marrom 
 
3. Quais são os combustíveis preferencialmente utilizados pelo músculo para gerar ATP de 
acordo com a intensidade do exercício? Explique. 
 
Glicogênio (armazenado no miócito): 
1) Quebrado em glicose pela glicogênio fosforilase 
2) Glicose -> piruvato (glicólise) -> Mitocôndria -> Acetil CoA -> Oxidado no CK -> ATP 
 
Exercício muito intenso: Glicose -> Lactato 
- Falta oxigênio nos miócitos para fazer o CK e a fosforilação oxidativa 
- Fermentação lática -> lactato -> sangue -> fígado -> síntese de glicose (gliconeogênese) 
 
Músculo também pode usar a glicose diretamente do sangue e degrada para produzir ATP 
Outra forma é o uso de ácidos graxos = fornece muitas quantidades de ATP 
Repouso/Atividade Leve: ácidos graxos (+++), 
corpos cetônicos e glicose sanguínea -> 
respiração aeróbica! 
 
Explosão de Atividade Intensa: glicogênio 
muscular 
* Se faltar O2 = lactato (sistema ácido lático-
glicólise) 
* Lactato não é desperdiçado = Ciclo de Cori 
* O condicionamento também é importante: 
pessoas mais sedentárias vão entrar em hipóxia 
mais rapidamente do que pessoas com melhor 
condicionamento físico (maior número de 
mitocôndrias nos miócitos e uma melhor 
oxigenação) 
 
Explosão de Atividade ainda mais Intensa: fosfocreatina 
* Degrada fosfocreatina em creatina, 
produzindo ATP 
* Fosfocreatina é armazenada no 
músculo em quantidade X; durante a 
contração muscular intensa, há a 
degradação do ATP em ADP. A enzima 
creatina quinase converte a 
fosfocreatina em creatina; nessa 
conversão, ela adiciona fosfato no ADP, 
produzindo ATP. Em repouso, a mesma 
creatina quinase retira o fosfato do ATP 
(oriundo da fosforilação oxidativa) e 
adiciona na creatina, originando a 
fosfocreatina, a qual vai ficar 
armazenada. 
 
No exercício leve, a preferência é 
pelo ácido graxo (as mitocôndrias 
ainda estão oxigenadas – beta 
oxidação). 
 
Explosão do uso de glicose = 
hipóxia = fermentação anaeróbica 
(produz menos ATP por cada 
glicose oxidada, então precisa 
oxidar muita glicose) 
 
 
 
Lembrar: eritropoietina = produz maior número de hemácias = músculo é melhor oxigenado = 
produz muito mais ATP = doping 
 
4. Quais são os combustíveis que o cérebro pode utilizar para gerar ATP e qual a principal 
finalidade da quebra do ATP nos neurônios? 
 
Glicose e Corpos Cetônicos 
* Apesar de utilizar corpos cetônicos, precisa ter uma quantidade basal de glicose 
Utiliza ATP para transmitir impulsos nervosos (bomba de Na/K ATPase) 
OBS: utiliza glicose para produzir neurotransmissores (ácido fólico tem papel importante) 
 
5. Faça um esquema das vias metabólicas ativas no fígado no estado alimentado. Para tais 
vias estarem ativas, identifique as enzimas que estão ativas ou inativas, destacando o 
papel da insulina e do glucagon. 
 
Insulina: produzidas pelas células beta do pâncreas e lançada a partir do aumento súbito da 
glicose sanguínea 
 
Gráfico: A rápida liberação é oriunda da insulina que já 
estava armazenada; a queda a partir dos 10 minutos é 
o tempo para produzir nova insulina 
 
1) Aumento da glicemia e liberação de insulina 
2) Glicose captada pelo fígado (Glut 1 e 2 – não 
dependentes de insulina) 
3) Diferentes vias 
 
A) Armazenamento como glicogênio 
* Enzima ativa = glicogênio sintase (ativada pela insulina) 
 
B) Convertida em piruvato / 
acetil-CoA (glicólise) 
* Enzima ativa = PFK2 
(estimulada pela insulina) -> 
ativa a PFK1 
 
C) Acetil CoA -> Síntese de 
TAG 
* Pode produzir ATP, mas, no 
estado alimentado, a síntese 
de TAG tem preferência 
* Enzima 1 ativa: acetil coa 
carboxilase (ativada pela 
insulina por desfosforilação) 
* Enzima 2 ativa: acido graxo 
sintase 
* Enzima 3 ativa: lipase 
lipoproteica (ativada pela 
insulina) 
* TAG empacotados na VLDL e armazenados no tecido adiposo 
 
4) Aminoácidos 
 
A) Síntese de proteínas 
B) Excesso = vira gordura (acetil CoA -> TAG) 
 
5) Gorduras 
 
A) Armazenamento 
 
 
 
 
 
- Glicocinase = hexoquinase do fígado = fosforila a glicose 
 
Lembrar da Secreção da Insulina 
 
 
 
** Sulfonilureias = utilizadas no tratamento de DM 2 = bloqueiam canal de K 
 
6. Faça um esquema das vias metabólicas ativas no fígado no estado de jejum. Para tais 
vias estarem ativas, identifique as enzimas que estão ativas ou inativas, destacando o 
papel da insulina e do glucagon. 
 
Glucagon: produzido pelas células alfa do pâncreas e lançada a partir da queda da glicemia 
 
1)Queda na glicemia e liberação de glucagon 
2) Tentativa de produção de glicose 
 
A) Gliconeogênese 
- Piruvato -> Glicose 6 fosfato 
* Enzima ativa: FBPase 2 (ativa pelo glucagon) 
* Glucagon inibe a piruvato cinase da glicólise 
 
B) Quebra do glicogênio 
- Enzima ativa: glicogênio fosforilase (ativa pelo 
glucagon) 
 
C) Degradação de proteínas 
- Produz intermediários do CK que serão usados 
na gliconeogênese 
 
D) Beta Oxidação 
- Glucagon promove a saída dos AG do tecido 
adiposo 
- No fígado, sofrem a beta oxidação, gerando 
Acetil CoA 
- Acetil CoA -> Corpos cetônicos -> tecidos extra 
hepáticos (principalmente cérebro) 
 
 
 
 
2) Degradação do glicogênio 
3) Glicose do passo 2 é utilizada pelo cérebro para produzir ATP 
4) Glicose do passo 2 também é utilizada pelas hemácias para fazer glicólise 
5) Liberação de AG do tecido adiposo para o sangue 
6) AG utilizados pelo músculo 
7) Uso dos AG para produzir corpos cetônicos 
8) Corpos cetônicos utilizados nos tecidos extra-hepáticos: músculo e cérebro 
9) Degradação de proteínas dos músculos -> gliconeogênese 
10) Excesso dos grupos aminos, devido a degradação de proteínas, serão convertidos em ureia 
(posteriormente eliminada na urina) 
11) Lactato produzido pelas hemácias é utilizado na gliconeogênese 
12) Glicerol oriundo da degradação de TAG também é utilizado na gliconeogênese 
 
 
 
 
7. Por que o acetil-CoA proveniente da β-oxidação no hepatócito é desviado para a síntese 
de corpos cetônicos? 
 
Porque o oxaloacetato (intermediário do CK) está sendo convertido em glicose na gliconeogênese 
durante o jejum. Então, o acetil-CoA vai ser desviado para a síntese de corpos cetônicos, ao 
invés de entrar para o CK, pois vai faltar oxaloacetato para ser conjugado com o acetil-CoA e 
formar o citrato. Há acúmulo de acetil-CoA, o qual origina os corpos cetônicos. 
 
8. Como é possível o cérebro e o músculo utilizarem corpos cetônicos para gerar ATP? 
 
Os dois tecidos extra hepáticos conseguem metabolizar os corpos cetônicos, originando acetil 
CoA, o qual entra no CK e produz ATP. 
Hepatócitos e células sem mitocôndria não conseguem metabolizar os corpos cetônicos. 
 
 
9. Quais são os efeitos da epinefrina na integração 
do metabolismo? 
 
Efeito luta ou fuga -> tende a aumentar a glicose no 
sangue 
1) Estimula o pâncreas a secretar glucagon 
2) Inibe a liberação de insulina 
3) Estimula a liberação de TAG do tecido adiposo, 
liberando AG e glicerol no sangue 
4) Estimula a quebra do glicogênio muscular 
(piruvato lactato) 
5) Estimula a gliconeogênese no fígado 
 
 
10. Quais são os efeitos do cortisol na integração 
do metabolismo? 
 
Hormônio do estresse = tende a aumentar a glicose no sangue 
Hipotálamo -> CRH -> Adenohipófise -> ACTH -> Adrenal -> Cortisol (faz feedback negativo) 
1) Estimula a liberação de TAG do tecido 
adiposo (lipólise), liberando AG e glicerol no 
sangue 
2) Estimula a degradação de proteínas 
musculares -> aminoácidos livres 
* AA e glicerol= gliconeogênese 
3) Estimula o armazenamento de glicose 
(estimula a síntese de glicogênio hepático – 
ter reserva nesse momento de estresse) 
4) Estimula a fosfoenolpiruvato (gliconeogênese) 
 
11. Quais são os efeitos dos hormônios 
tireoidianos sobre o metabolismo? 
 
T3/T4 = aumento da síntese de proteínas, incluindo proteínas importantes do metabolismo 
 
 
 
12. Explique como a leptina participa da regulação da massa corporal. 
 
Geral 
A leptina age no hipotálamo reduzindo o apetite, reduzindo a ingestão de alimento e a síntese de 
gordura. Além disso, age aumentando a beta oxidação, aumentando a produção de energia e 
calor. Ela começa a ser produzida quando há um aumento de tecido adiposo. 
 
Detalhamento 
A leptina atua no hipotálamo, 
nos neurônios do núcleo 
arqueado. A leptina age por 
meio de um receptor associado 
a proteína JAK. A partir da 
ligação, ocorre uma 
fosforilação do receptor e, na 
sequência, fosforilação de 
proteínas STAT. As proteínas 
STATs fosforiladas formam um 
dímero, o qual vai até o núcleo 
e se ligam nos genes, 
estimulando a síntese de RNA 
mensageiros de 
neuropeptídeos, como o alfa-
MSH. 
 
*
*
No núcleo arqueado do hipotálamo, ela estimula os neurônios 
anorexígenos, os quais produzem o hormônio estimulante dos 
melanócitos (alfa-MSH). Esse neuropeptídeo sinaliza os 
neurônios de segunda ordem. Esses neurônios vão sinalizar a 
redução do apetite e do aumento do metabolismo. Sinais 
neuronais via simpático são enviados para o tecido adiposo, 
liberando noradrenalina. A noradrenalina se liga ao receptor beta 
3- adrenérgico, o ativando. Esse receptor é associado a proteína 
G, ativando a adenilato-ciclase, o que aumenta o AMP cíclico. 
Esse aumento ativa a proteína quinase A, a qual aumenta a 
degradação de TAG e aumenta a expressão da proteína 
desacopladora (UCP1) na mitocôndria, gerando calor. 
 
A leptina inibe os neurônios orexigenos, que produz um 
neuropeptídeo Y. Esse neuropeptídeo estimularia neurônios de 
segunda ordem, aumentando o apetite e diminuindo a 
metabolização. 
 
Ver os estímulos dos outros hormônios na imagem 2. 
 
13. Quais são os efeitos gerais da adiponectina sobre o metabolismo? 
 
Adiponectina é produzida quando há redução do tamanho do adipócito, da massa de gordura. 
 
A adiponectina ativa uma proteína quinase AMPK, a qual inibe processos que consomem ATP e 
estimula processos que produzem ATP, visto que a produção de adiponectina é um sinal de 
diminuição de reserva energética. 
• Excesso de ADP estimula a AMPK 
• Exercício Físico também estimula AMPK 
 
FAS I = acido graxo sintase HSL = lipase sensível ao hormônio GPAT = acil transferases 
ACC = acetil coa carboxilase HMGR = HMG CoA Redutase. GS = glicogênio sintas 
QUERO ATP ! ! !
14. Comente o que é síndrome metabólica? 
 
O termo Síndrome Metabólica descreve um conjunto de fatores de risco que se manifestam num 
indivíduo e aumentam as chances de desenvolver doenças cardíacas, derrames e diabetes. 
 
- Resistência à insulina 
- Obesidade Visceral Se um paciente apresenta pelo menos 3 desses 5 sintomas 
- Hipertensão ele está com síndrome metabólica 
- TG elevados 
- HDL baixo (grande quantidade de colesterol circulante) 
 
15. Quais são os mecanismos que levam à resistência à insulina? 
 
DM2 
 
1) Menos utilização de glicose quando há grande 
quantidade de TAG circulando 
- TAG metabolizado (beta oxidação) -> 
produção de acetil CoA -> CK -> produz 
citrato -> citrato vai para o citosol -> excesso 
de citrato no citosol inibe a glicólise (inibe a 
PFK1) 
- Há acúmulo de glicose 
 
2) Adipócitos muito aumentados produzem a 
proteína MCP-1, proteína de quimiotaxia de 
macrófagos (atraem macrófagos), gerando 
uma inflamação crônica. Os macrófagos vão 
produzir a TNF alfa, uma citocina pró 
inflamatória, que favorece a exportação de 
AG. Esses AG vão, principalmente, para o 
músculo (depósitos ectópicos). Esse acúmulo 
de gordura nos músculos interfere na 
exposição do GLUT 4 nos miócitos, 
produzindo resistência a insulina. 
- Aumenta a glicemia 
- Principal teoria de resistência à insulina 
 
3) Menor liberação de insulina pelas células beta 
pancreáticas 
- Devido ao aumento de TAG circulante 
- NADPH é importante na liberação de insulina 
pelo pâncreas / + NAPH = + liberação de insulina 
- Na célula beta pancreática existe o ciclo do 
piruvato 
* Parte do piruvato, oriundo da glicólise, é 
convertido em oxaloacetato pela piruvato 
carboxilase. OAA é convertido em malato, que 
sai da mitocôndria e é convertido em piruvato 
novamente, por meio da enzima málica. Essa 
última etapa produz NADPH. Citrato e isocitrato também saem da mitocôndria e, em seus 
processos, geram NADPH. 
 
- Os AG também penetram na célula beta pancreática e sofrem beta oxidação, gerando 
acetil CoA, que entrará no CK e também produzirá NADPH. 
Contudo, como tem muito AG, o valor de NADPH fica muito 
alto e constante. Quando a pessoa captar a glicose para ser 
metabolizada e gerar o NADPH, esse valor não será 
expressivo para liberar a insulina (dessensibilizada) 
 
Lembrar: a não liberação de insulina, estimula a 
gliconeogênese, aumentando ainda mais a glicemia