Unidade 4 - Integração metabólica

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NUTRIÇÃO BÁSICA
INTEGRAÇÃO METABÓLICA
Prof. Diego Righi Benedicto
Mestrando em Ciência e Tecnologia dos Alimentos – UFES
Pós-graduado em Nutrição Clínica e Esportiva
Pós-graduando em Fisiologia do Exercício
INTRODUÇÃO
• Processo em que as vias metabólicas, anabólicas,
biossintéticas, catabólicas e degradativas são reguladas nos
mamíferos;
• Precisamos gerar energia para nos mantermos vivos;
• Necessário para manter o cérebro ativo;
• Insulina e Glucagon como protagonistas principais dos
processos metabólicos.
HORMÔNIOS NA INTEGRAÇÃO MET.
• Diversos hormônios serão recrutados durante os processos do metabolismo, entretanto, a
insulina e glucagon tem papel crucial nesta etapa;
• Bem como a adrenalina em conjunto com o fígado, tecido adipose e muscular, e claro, uso
deo cérebro como mediador do processo.
METABOLISMO
• Soma das reaçãos que ocorrem dentro de cada célula do corpo e
fornecem energia;
• Utilização da energia para processos vitais e para síntese de nova
matéria orgânica;
• Cada organismos vivo utiliza o seu ambiente para sobreviver;
• Mediados por enzimas, proteínas, e outras moléculas;
• A síntese dos catalizadores das reações químicas, tem sua origem
no DNA;
• Um detalhe interessante, plantas utilizam a luz solar para transformer
água e dióxido de carbono na síntese de CHO, já alguns organismos,
consomem alimentos ricos nesta macromolécula para produzir
energia.
CATABOLISMO
• Decomposição de grandes moléculas orgânicas em moléculas menores, liberando energia contida
nas ligações químicas;
• Não é uma liberação de energia 100% eficiente, porque a quantidade de energia liberada é menor
do que a contida;
• Cerca de 40% de energia produzida por reações do catabolismo será diretamente transferida para
a molécula energética - adenosita trifosfato (ATP);
• Criado e armazenado até ser necessária durante as reações anabólicas;
• Os 60% restantes, são liberados na forma de calor;
• ATP – uma adenine, uma ribose e três grupos de fosfato, o terceiro grupo é denominado de ligação
de alta energia – primeira ligação que as enzimas catabólicas quebram quando é necessário;
• Resultando em ADP (adenosine difosfato), e um grupo de fosfato solitário (PI).
CATABOLISMO
• A energia de ATP é impulsionadora de todads as funções corporais;
• As reações metabólicas que produzem ATP provêm de várias fontes (CHO, PTN e LIP);
• Decompostos em ácidos graxos, monossacarídeos e aminoácidos.
ANABOLISMO
• Também chamado de biossíntese, é caracterizado como formador de moléculas maiores e mais
complexas;
• Combinam monossacarídeos para formar poli, AG para formar triglicerídeos, AA para formar PTn
entre outros;
• Estes processos demandam energia sob a forma de moléculas de ATP, geradas por reações
catabólicas;
• O anabolismo cria moléculas que forma novas células e tecidos, revitalizam órgãos etc.
Fonte: Nelson e Cox (2022, p. 493).
A figura demonstra as relações energéticas entre as vias
anabólicas e catabólicas. As vias catabólicas disponibilizam
energia química na forma de ATP, NADH, NADPH e FADH2.
Esses transportadores de energia são usados em vias
anabólicas para converter precursores pequenos em
macromoléculas celulares.
ATIVIDADE ENZIMÁTICA DAS VIAS META
• As operações díarias de uma célula são realizadas por meio de reações bioquímicas dentro das
células;
• São ligadas e desligadas, aceleradas ou abrandadas de acordo com as necessidades;
• Para alcançar tais objetivos, as células organizam reações em vários caminhos, alimentados por
enzimas;
• As enzimas são catalizadoras de ptns que aceleram as reações bioquímicas ao facilitar o rearranjo
das moléculas;
• As enzimas são ptns flexíveis e mudam de forma quando se ligam às moléculas do substrato;
• Estas enzimas, envolvidas numa determinada via metabólica, estão fisicamente ligadas, permitindo
que os produtos de uma reação seja canalizado de forma eficaz para a enzima seguinte na via.
AÇÃO DOS HORMÔNIOS NA HOMEOSTASE
• Os hormônios catabólicos e anabólicos do organismo ajudam a regular os processos do 
metabolismo humano;
• Os catabólicos estimulam a quebra das moléculas e a produção de energia, incluindo 
cortisol, glucagon, adrenalina (epinefrina) e citocinas;
• Serão mobilizados em momentos específicos;
• Os hormônios anabólicos são necessários para a síntese de moléculas e incluem o GH, 
fator de crescimento semelhante à insulina, insulina, testosterona e estrogênio.
AÇÃO DOS HORMÔNIOS NA HOMEOSTASE
AÇÃO DOS HORMÔNIOS NA HOMEOSTASE
MECANISMOS DE REGULAÇÃO HORMONAL
▪ Regulação hormonal no estado alimentado:
▪ Ocorre após uma refeição, quando o organismo esta digerindo os alimentos e absorvendo os nutrientes (o 
anabolismo excedo o catabolismo);
▪ A partir dos intestinos, a corrente sanguínea transporta os macronutrientes para o fígado, tecido adiposo ou 
células musculares, que irão processar e utilizar ou armazenar a energia;
▪ Dependendo da quantidade, o estado bem alimentado pode durar até 4 horas;
▪ A presença de glicose na corrente sanguínea estimulam as células beta pancreáticas a liberarem insulina na 
corrente sanguínea, onde começa a absorção da glicose;
▪ A insulina também estimula o armazenamento da glicose como glicogênio no fígado e nas células 
musculares, podendo ser utilizada para as necessidades do corpo humano, além de promover síntese de 
ptn no músculo – por isso ela pode ser catabolizada e utilizada como fonte de energia – catabolismo 
muscular.
MECANISMOS DE REGULAÇÃO HORMONAL
▪ Regulação hormonal no jejum:
▪ Ocorre quando o alimento foi digerido, absorvido e armazenado;
▪ Normalmente feito durante o período da noite, mas pular refeições durante o dia leva o corpo ao estado de
jejum;
▪ Conta inicialmente com o glicogênio previamente armazenado durante o estado anabólico;
▪ Os níveis de glicose abaixam no sangue, por consequência os níveis de insulina também, logo ocorre a
excreção de glucagon – pedindo para você comer;
▪ Atuando sobre as células hepáticas, onde inibe a síntese de glicogênio e estimula a decomposição do 
glicogênio de volta à glicose;
▪ A gliconeogênese começa também no fígado, para substituir a glicose utilizada pelos tecidos periféricos.
MECANISMOS DE REGULAÇÃO HORMONAL
MECANISMOS DE REGULAÇÃO HORMONAL
▪ Regulação hormonal na inanição:
▪ Ocorre quando o corpo é privado de alimento durante um longo período;
▪ Modo de sobrevivência;
▪ Fornecer glicose ou outra fonte de energia para o cérebro; 
▪ Conservação de AA’s para a síntese de ptns;
▪ Utilização de cetonas para satisfazer as necessidades energéticas do cérebro e de outros órgãos 
dependentes da glicose para manter as ptns das células;
▪ Não acontece glicólise nas células;
▪ Músculos utilizam AG como fonte de energia;
▪ Uma vez esgotadas as cetonas, as proteínas dos músculos são liberadas e decompostas para a síntese de 
glicose – desnutrição.
MECANISMOS DE REGULAÇÃO HORMONAL
▪ Integração dos sistemas na regulação do metabolismo
▪ A glicose entra no sangue por vias absortivas do TGI durante o estado alimentado e principalmente a partir 
da síntese pelo fígado durante o estado de jejum;
▪ Os hormônios pancreáticos – insulina e glucagon – regulam o metabolismo de todo o corpo;
▪ Bem como o cortisol, epinefrina, GH e o fator de crescimento semelhantes à insulina, durante períodos de 
estresse e crescimento;
▪ O sistema nervoso simpático contribui para a regulação da glicose no sangue durante o estado de jejum;
▪ O sistema nervoso parassimpático promove a absorção de nutrientes durante o estado alimentado;
▪ O sistema cardiovascular, respiratório precisam de ATP para contribuir para a homeostase do corpo humano;
▪ O sistema muscular esquelético ajuda a manter o balanço energético utilizando os nutrientes para sua 
construção e aumento, ajudando indiretamente a manter o funcionamento da musculatura lisa.
ALTERAÇÕES METABÓLICAS NA OBESIDADE E 
DIABETES
▪ Controle da concentração de glicose sanguínea pela insulina e glucagon:
▪ A normoglicemiaé caracterizada pelo nível normal de glicose plasmática em jejum (70-99mg/dl), A 
hiperglicemia é caracterizada por níveis aumentados de glicose no sangue e ocorre de duas formas;
▪ Hiperglicemia em jejum: nível alto de glicose após jejum de 8 horas;
▪ Hiperglicemia pós-prandial: nível de glicose acima do considerado normal neste período;
▪ Ocorre um estímulo de secreção de insulina a partir das células beta pancreáticas, diminuindo a glicose de 
formas distintas – promovendo absorção pelas células na membrana plasmática – reduzindo a concentração 
de glicose livre e aumento do gradiente de concentração de glicose – suprimindo a gliconeogênese, 
reduzindo a taxa para que a nova glicose seja liberada na corrente sanguínea;
▪ Os níveis abaixo de 70mg/dl caracterizam a hipoglicemia, que também tem efeitos adversos generalizados 
sobre o funcionamento do sistema nervoso, estimulando a secreção de glucagon, aumentando a glicose 
plasmática ao promover gliconeogênese e a glicogenólise no fígado, levando a lipólise no tecido adiposo e a 
geração de energia a partir de gorduras.
ALTERAÇÕES METABÓLICAS NA OBESIDADE E 
DIABETES
▪ Controle da concentração de glicose sanguínea pela epinefrina
▪ O consequente aumento da epinefrina plasmática atua sobre o fígado para aumentar a glicogenólise e 
gliconeogênese;
▪ Nos músculos esqueléticos aumenta a glicogenólise;
▪ No tecido adiposo aumenta a lipólise, levando a gliconeogênese;
▪ A ativação do sistema nervoso simpático pelo estresse desencadeia no indivíduo o estado de alerta;
▪ O estrese também eleva os níveis de glicose no plasma e por consequência o aumento da gliconeogênese e 
glicogênese.
ALTERAÇÕES METABÓLICAS NA OBESIDADE E 
DIABETES
▪ Alterações relacionadas ao surgimento da diabetes:
▪ Caracterizado como hiperglicemia persistente – redução da atividade insulínica;
▪ Redução da absorção pelos tecidos, aumento da gliconeogênese e glicogenólise;
▪ Em contrastante, o glucagon também é altamente excretado, por mais que esteja um estado de 
hiperglicemia – o problema na absorção se deve a permeabilidade à glicose das células alfa do pâncreas;
▪ A falta de insulina dificuldade a entrada da glicose nas células, o que as engana, para que se comportem
como se o nível de glicose fosse mais baixo do que realmente é;
▪ Algumas anomalias são diferentes nos tipos de diabetes;
▪ No tipo 1 é normal ocorrer a superestimulação da lipólise e a supressão da síntese de triglicérides (por falta 
de insulina ou por excesso de glucagon), o que pode levar a hiperlipidemia, excesso de AG e outros tipos de 
lipídeos;
▪ Também interfere na síntese de proteínas, resultado num catabolismo proteico excessivo – leva a perda de 
massa muscular e fraqueza. 
ALTERAÇÕES METABÓLICAS NA OBESIDADE E 
DIABETES
▪ Alterações relacionadas ao surgimento da obesidade:
▪ Ingestão de energia excedente ao consumo;
▪ Após ajuste da idade, sexo, peso e massa corporal vs massa de gordura;
▪ Alteração na leptina (secretada no tecido adiposo), que tem ação no hipotálamo suprimindo o apetite, mas 
também tem efeitos metabólicos que se sobrepõem aos da insulina;
▪ Na obesidade, ocorre a resistência a ação da leptina, não ocasionando a saciedade esperada;
▪ Liberação de mais AG no plasma;
▪ Síndrome metabólica (combinação de anomalias frequente na obesidade) – triglicerídeos alto, HDL baixo, 
pressão arterial sistólica maior que 130 e diastólica maior que 85, glicose plasmática em jejum maior que 
100mg/dl e diabetes tipo 2 previamente diagnosticada.
OBRIGADO