Pós-Graduação_Metabolismo Energético_3qrsc26bg4gurgh31bhfp4vq0d

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BIOQUÍMICA HUMANA 
APLICADA À NUTRIÇÃO
Unidade 4
O metabolismo humano
CEO 
DAVID LIRA STEPHEN BARROS
Diretora Editorial 
ALESSANDRA FERREIRA
Gerente Editorial 
LAURA KRISTINA FRANCO DOS SANTOS
Projeto Gráfico 
TIAGO DA ROCHA
Autoria 
JORDANNA SANTOS MONTEIRO
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Jordanna Santos Monteiro
Olá. Sou formada em Nutrição, pela Universidade de Bra-
sília. Mestra em Nutrição Humana pela Universidade de Brasília, 
com experiência técnico-profissional na área de nutrição e dieté-
tica há mais de um ano. Sou técnica em Nutrição e Dietética da 
Secretaria de Saúde do Distrito Federal. Além disso, fui docente da 
Faculdade Sena Aires da disciplina Nutrição Humana. Sou apaixo-
nada pelo que faço e adoro transmitir minha experiência de vida 
àqueles que estão iniciando em suas profissões. Por isso, fui con-
vidada pela Editora Telesapiens para integrar seu elenco de auto-
res independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta 
fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo! 
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Esses ícones aparecerão em sua trilha de aprendizagem nos seguintes casos:
OBJETIVO
No início do 
desenvolvimento 
de uma nova 
competência. DEFINIÇÃO
Caso haja a 
necessidade de 
apresentar um novo 
conceito.
NOTA
Quando são 
necessárias 
observações ou 
complementações. IMPORTANTE
Se as observações 
escritas tiverem que 
ser priorizadas.
EXPLICANDO 
MELHOR
Se algo precisar ser 
melhor explicado ou 
detalhado. VOCÊ SABIA?
Se existirem 
curiosidades e 
indagações lúdicas 
sobre o tema em 
estudo.
SAIBA MAIS
Existência de 
textos, referências 
bibliográficas e links 
para aprofundar seu 
conhecimento.
ACESSE
Se for preciso acessar 
sites para fazer 
downloads, assistir 
vídeos, ler textos ou 
ouvir podcasts. 
REFLITA
Se houver a 
necessidade de 
chamar a atenção 
sobre algo a 
ser refletido ou 
discutido.
RESUMINDO
Quando for preciso 
fazer um resumo 
cumulativo das últimas 
abordagens.
ATIVIDADES
Quando alguma 
atividade de 
autoaprendizagem 
for aplicada. TESTANDO
Quando uma 
competência é 
concluída e questões 
são explicadas.
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Compreendendo o metabolismo energético ........................ 10
A gliconeogênese ...............................................................................................10
Reações de gliconeogênese ..............................................................10
Uso de aminoácidos como substratos gliconeogênicos ............................ 13
Glicerol como substrato gliconeogênico ......................................................14
Regulação das enzimas gluconeogênicas .....................................................15
Análise da glicólise e gliconeogênese ............................................................16
Ciclo de glicose/ácidos graxos .........................................................................16
Metabolismo do glicogênio ..............................................................................17
Glicogênese .........................................................................................19
Glucogenólise ......................................................................................20
Controle do metabolismo hormonal de glicogênio ..................... 21
Via de pentose fosfato ......................................................................................22
Características da VIA .........................................................................23
Metabolismo dos lipídios ....................................................... 25
Oxidação de ácidos graxos e cetogênese ..................................................... 25
Oxidação de ácidos graxos nas mitocôndrias .............................................. 26
Ativação de ácidos graxos e entrada nas mitocôndrias .............. 26
β-Oxidação mitocondrial dos ácidos graxos com número par 
ímpar de carbonos, dentro das mitocôndrias ............................... 28
β-Oxidação de ácidos graxos insaturados ..................................... 30
Corpos cetônicos ...............................................................................................31
Síntese de lipídios ..............................................................................................32
Metabolismo das proteínas .................................................... 34
Catabolismo dos aminoácidos ........................................................................34
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Destino do grupo amino ....................................................................34
Ciclo de ureia .......................................................................................36
Catabolismo da cadeia carbonada .................................................................38
Síntese de aminoácidos ...................................................................................39
Metabolismo mineral .............................................................. 41
Cálcio ....................................................................................................................41
Fósforo .................................................................................................................43
Magnésio .............................................................................................................44
Sódio ....................................................................................................................45
Potássio ..............................................................................................................46
Ferro .....................................................................................................................47
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Você sabia que a Bioquímica Humana Aplicada a Nutrição 
é uma das mais importantes áreas da nutrição? Ela é responsável 
pelo entendimento de como o metabolismo enérgico e dos 
nutrientes atua na saúde humana e como esse está associado as 
desordens metabólicas, possibilitando o aumento das doenças 
crônicas não transmissíveis. Dessa forma, a nutrição atua como 
medicina preventiva, e a bioquímica como ferramenta para melhor 
compreensão da atuação do alimento e suas substâncias na saúde 
humana. Portanto, a bioquímica é uma disciplina primordial para 
a prática do nutricionista ou profissional de saúde, seja o que 
irá atuar em prática clínica, hospitalar, funcional, esportiva ou 
em gestão de produção de refeições. Entendeu? Ao longo dessa 
unidade letiva, você vai mergulhar nesse universo!
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Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 4. Nosso objetivo é 
auxiliar você no atingimento dos seguintes objetivos de aprendiza-
gem até o término desta etapa de estudos:
1. Entender como funciona a gliconeogênese e síntese de 
glicogênio.
2. Compreender como se processa o metabolismo dos li-
pídios.
3. Discernir sobre o modus operandi do metabolismo das 
proteínas.
4. Entender como ocorre o metabolismo e as funções dos 
minerais.
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Compreendendo o 
metabolismo energético
OBJETIVO
Ao término desse capítulo, você será capaz de en-
tender como ocorre todo o mecanismo do metabo-
lismo dos macronutrientes (carboidratos, proteína 
e lipídios) e seus processos regulatórios. Isso será 
fundamental para o exercício de sua profissão. Os 
nutricionistas são os únicos profissionais aptos 
para prescrever uma dieta, logo, a compreensão 
do metabolismo é a base para o entendimento da 
composição corporal, bem como a fisiologia e al-
gumas patologias associadas a nutrição. E então? 
Motivado para desenvolver esta competência? En-
tão vamos lá. Avante!
Aeritrócitos se-
nescentes. No fagócito, o ferro heme é metabolizado pela hemoxi-
genase. O ferro liberado é exportado para o citoplasma, por meio 
da ação da proteína-resistência natural, associada aos macrófa-
gos, que é uma proteína transportadora semelhante à DMT-1. 
O ferro liberado da heme pelo macrófago retorna à cor-
rente sanguínea para ser reutilizado, principalmente, pela medula 
eritróide. Esta reciclagem de ferro é crítica, uma vez que a quan-
tidade de ferro que entra no organismo pela dieta é, geralmente, 
insuficiente para requisitos eritróides.
O fígado é outro órgão principal de depósito de ferro. O 
ferro é armazenado nos hepatócitos, principalmente sob a forma 
de ferritina. Adaptação de ferro ligada à transferrina pelo fígado 
do plasma é mediada por TfR1 (Transferrin Classical Receptor) e 
TfR2 (segundo receptor de transferência). Nos Cardiomiócitos, o 
excesso de ferro pode produzir estresse oxidativo e distúrbios da 
função miocárdica. 
A importância fundamental do ferro no organismo con-
siste em sua capacidade de consertar, transportar, armazenar e 
produzir. Portanto, sua principal intervenção ocorre nos proces-
sos de respiração celular e, em particular, como componente da 
hemoglobina e mioglobina. Também participa do metabolismo 
aeróbico, como componente de citocromos. 
O ferro também está presente nas hemoproteínas. E, por 
fim, o ferro é um cofator essencial para algumas enzimas. 
A eficiência do uso de ferro endógeno é de tal ordem que, 
no estado normal são perdidas quantidades muito pequenas, em 
média entre 0,5 e 1,5mg/dia nos homens e 1,0 a 3,0mg/dia na mu-
lher (perda menstrual). Eles são excretados em pequenas quanti-
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dades no suor (0,05 ou 1,0mg); uma pequena quantidade é perdi-
da pelo cabelo; o restante é perdido pelas fezes (de 0,3 a 0,75mg), 
provenientes das células mucosas, bile e pequenas quantidades 
de hemoglobina, em perdas de sangue gastrointestinal.
RESUMINDO
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu 
mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de 
que você realmente entendeu o tema de estudo 
deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 
Você deve ter aprendido como ocorre o metabolis-
mo e as funções dos minerais.
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KRAUSE, M. V.; MAHAN, L. Alimentos, nutrição e dietoterapia. 
[s.l.]: Roca, 2010.
LIMA, V. Aula 07: oxidação de ácidos graxos. Blog Bioquímica, 
2012. Disponível em: http://bioquimicaufal.blogspot.com/2012/11/
aula-07.html. Acesso em: 01 fev. 2024.
LIMA, V. Aula 09: oxidação de aminoácidos e ciclo da uréia. Blog 
Bioquímica, 2012. Disponível em: http://bioquimicaufal.blogspot.
com/2012/12/aula-09.html. Acesso em: 01 fev. 2024.
MACEDO, G. Metabolismo de lipídios. Slideplayer, [s.d.]. Disponível 
em: https://slideplayer.com.br/slide/375062/. Acesso em: 01 fev. 
2024.
MARZZOCO A., TORRES B. B. Bioquímica básica. Rio de Janeiro, RJ: 
Guanabara Koohan, 1999.
SHILS, M. E. et al. Nutrição Moderna na saúde e na doença. 10. 
ed. [s.l.]. 2009.
USFC. Tira dúvidas. Slideplayer, [s.d.]. Disponível em: https://
slideplayer.com.br/slide/1584569/. Acesso em: 01 fev. 2024.
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http://bioquimicaufal.blogspot.com/2012/11/aula-07.html
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http://bioquimicaufal.blogspot.com/2012/12/aula-09.html
http://bioquimicaufal.blogspot.com/2012/12/aula-09.html
https://slideplayer.com.br/slide/375062/
	Compreendendo o metabolismo energético
	A gliconeogênese
	Reações de gliconeogênese
	Uso de aminoácidos como substratos gliconeogênicos
	Glicerol como substrato gliconeogênico 
	Regulação das enzimas gluconeogênicas
	Análise da glicólise e gliconeogênese
	Ciclo de glicose/ácidos graxos
	Metabolismo do glicogênio
	Glicogênese 
	Glucogenólise
	Controle do metabolismo hormonal de glicogênio 
	Via de pentose fosfato
	Características da VIA
	Metabolismo dos lipídios 
	Oxidação de ácidos graxos e cetogênese
	Oxidação de ácidos graxos nas mitocôndrias
	Ativação de ácidos graxos e entrada nas mitocôndrias
	β-Oxidação mitocondrial dos ácidos graxos com número par ímpar de carbonos, dentro das mitocôndrias
	β-Oxidação de ácidos graxos insaturados
	Corpos cetônicos
	Síntese de lipídios
	Metabolismo das proteínas
	Catabolismo dos aminoácidos
	Destino do grupo amino
	Ciclo de ureia
	Catabolismo da cadeia carbonada
	Síntese de aminoácidos 
	Metabolismo mineral
	Cálcio
	Fósforo
	Magnésio
	Sódio
	Potássio 
	Ferrogliconeogênese
A gliconeogênese, ou síntese de glicose, ocorre preferen-
cialmente no fígado e no córtex renal, embora o jejum também 
ocorra no intestino delgado. A gliconeogênese é fabricada com 
precursores não glicídicos e satisfaz as necessidades de glicose 
quando sua disponibilidade derivada da dieta e do estoque de gli-
cogênio é escassa. Na verdade, o suprimento de glicose em quan-
tidade suficiente é essencial, principalmente para o tecido nervoso 
e os eritrócitos, para que a hipoglicemia não altere a funcionalida-
de do tecido nervoso e possa desencadear um coma e até a morte.
Reações de gliconeogênese
Considerando a gliconeogênese a partir do piruvato, a via 
compartilha as mesmas reações reversíveis com a glicólise. No 
entanto, globalmente, ambas as rotas não são reversíveis, graças 
às reações irreversíveis das duas.
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A piruvato carboxilase catalisa a carboxilação do piruvato em 
oxaloacetato em uma reação dependente de biotina. Essa reação 
foi vista anteriormente no ciclo do ácido cítrico, mas sua principal 
função é o início da gliconeogênese. Consome uma molécula de 
ATP como fonte de energia e requer acetil-CoA como ativador 
alostérico. A segunda reação da gliconeogênese, catalisada pela 
fosfoenolpiruvato carboxiquinase, ocorre fora das mitocôndrias. 
Isso força o oxaloacetato formado pela piruvato carboxilase a 
deixar as mitocôndrias. Como a membrana mitocondrial necessita 
de um transportador de oxaloacetato, sua produção é realizada 
por várias rotas alternativas. Uma destas vias é a conversão de 
oxaloacetato em malato, pela malato desidrogenase do ciclo do 
ácido cítrico. Esta reação é reversível e, nesta direção da formação 
do malato, ocorre a perda do potencial redutor de uma molécula 
de NADH + H +, que é regenerada no citosol quando a mesma 
reação funciona na direção oposta. Outra maneira de deixar o 
oxaloacetato dentro das mitocôndrias é o aspartato, por meio da 
reação catalisada pelo AST de maneira semelhante ao transporte 
de malato-aspartato.
A fosfoenolpiruvato carboxiquinase catalisa a descarboxi-
lação e a fosforilação do oxaloacetato, usando GTP como doador 
do grupo fosforil. No fígado e no córtex renal, a reação de succina-
to do ciclo do ácido cítrico usa o GDP na formação de GTP, diferen-
temente de outros tecidos, em que a mesma reação fosforila ADP 
para a formação de ATP.
Por meio do sistema de translocases, esse GTP deixa o ci-
toplasma, onde é usado na reação da fosfoenolpiruvato carboxi-
quinase, e isso implica uma conexão entre o ciclo do ácido cítrico 
e a gliconeogênese. Depois que o fosfoenolpiruvato é sintetizado, 
a gliconeogênese passa pelas reações reversíveis dos trioses co-
muns, portanto, para glicólise e gliconeogênese, até atingir 1,6-bi-
fosfato de frutose. 
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A 1,6-bisfosfatase de frutose (F16BPase) resulta na forma-
ção de 6-fosfato de frutose. Esta enzima é controlada quase in-
versamente à fosfofructoquinase-1, e determina o treinamento de 
um tecido para sintetizar a glicose não apenas do piruvato, mas 
também de alguns dos trioses de fosfato. A última reação espe-
cífica e irreversível da gliconeogênese é a catalisada pela glicose 
6-fosfatase, que transforma a glicose 6-fosfato em glicose livre. 
Esta enzima é encontrada no fígado e no córtex renal, e não em 
outros tecidos, como músculo esquelético ou tecido adiposo, o 
que os impede de exportar glicose para a circulação.
Além do piruvato, no fígado, outros substratos importantes 
da gliconeogênese são lactato, glicerol e alanina, enquanto no 
córtex renal há glicerol e glutamina. Na realidade, as concentrações 
fisiológicas de todos esses substratos estão bem abaixo do nível 
de saturação da via, portanto, tanto a concentração quanto a 
natureza influenciam profundamente a velocidade e a eficiência 
da síntese de glicose.
O mais importante substrato, quantitativamente, da 
gliconeogênese é o lactato. No sangue, deriva principalmente do 
músculo esquelético e em uma proporção menor de eritrócitos 
e da medula renal. Nestes tecidos, o lactato provém da glicólise 
anaeróbica, e neles não pode ser metabolizada, mas sai para 
a circulação, de onde é capturada pelo fígado ou córtex renal 
através de um transportador saturável (difusão facilitada), em um 
processo dependente da concentração. No citoplasma, o lactato 
é oxidado em piruvato pela ação da lactato desidrogenase (LDH), 
devido à baixa relação NADH + H+/ NAD+ no citoplasma nesses 
tecidos gliconeogênicos.
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Uso de aminoácidos como 
substratos gliconeogênicos
A maioria dos aminoácidos pode ser usada como subs-
tratos gliconeogênicos, mas aqui vamos nos ater à alanina, pois, 
quantitativamente, o principal precursor de aminoácido da glicose 
é glutamina, porque desempenha um papel importante na glico-
neogênese renal.
A alanina é liberada na circulação por vários tecidos, in-
cluindo o músculo esquelético. A liberação de alanina para a cir-
culação pelo músculo esquelético é superior ao que se esperaria 
com base em sua concentração nas proteínas musculares. Isso 
ocorre porque, a liberação da alanina muscular não é apenas o re-
sultado direto da proteólise, mas também porque outros aminoá-
cidos, como glutamato e aminoácidos de cadeia ramificada, como 
valina e isoleucina, são transformados em alanina. 
Neste processo de formação de alanina no músculo de 
outros aminoácidos da proteólise, o piruvato, derivado da glicóli-
se, desempenha um papel essencial como um aceitador do grupo 
amino da transaminação destes outros aminoácidos, na reação 
catalisada pela alanina amino transferase ou alanina transamina-
se (ALT). Por sua vez, o processo levou à formulação do ciclo glico-
se-alanina, de modo que a glicose, captada pelo músculo desde a 
circulação, serve como fonte glicolítica de piruvato para síntese de 
alanina. Isso é liberado para a circulação, capturado pelo fígado e 
convertido novamente em piruvato, que é usado no gliconeogê-
nese, para que a glicose retorne à circulação. A velocidade deste 
processo parece ser cerca de metade do que o ciclo glicose-lacta-
to, mas tem um papel fisiológico essencial, como o transporte de 
nitrogênio do músculo esquelético para o fígado, onde é removido 
na forma de ureia.
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No caso da glutamina, o principal tecido responsável de 
sua liberação para a circulação é o músculo esquelético, em si-
tuações de jejum ou acidose, seu principal consumidor é o córtex 
renal. Sua passagem pela membrana interna das mitocôndrias re-
quer certos transportadores para formar glicose, a glutamina so-
fre a ação da glutaminase e glutamato desidrogenase, formando o 
alfa-cetoglutarato no interior das mitocôndrias. Este composto já 
faz parte do ciclo do ácido cítrico, através do qual é transformado 
em malato, que atravessa a membrana das mitocôndrias internas 
e no citoplasma dão origem ao oxaloacetato, que é transformado 
em glicose.
Glicerol como substrato 
gliconeogênico 
O glicerol no sangue é derivado da lipólise (quebra) dos 
triacilglicerídeos do tecido adiposo. Seus níveis plasmáticos são 
geralmente muito baixos, pois são rapidamente metabolizados no 
fígado e no córtex renal. Assim que entra na célula, o glicerol é 
fosforilado pela ação da enzima citoplasmática do glicerol cinase.
A glicerol quinase é especialmente ativa no fígado e no cór-
tex renal, e seu funcionamento parece depender exclusivamente 
da disponibilidade de seu substrato, o glicerol. O glicerol 3-fosfato 
é oxidado pela ação catalítica da glicerol 3-fosfato desidrogenase, 
que requer NAD + como uma coenzima.
O fosfato de di-hidroxiacetona já faz parte da gliconeogê-
nese; portanto, os átomos de carbono derivados do glicerol não 
precisam passar para a mitocôndria para sintetizar a glicose. Tudo 
isso, implica que, embora a disponibilidade de glicerol para a gli-
coneogênesedependa da atividade lipolítica do tecido adiposo, 
15BIOQUÍMICA HUMANA APLICADA À NUTRIÇÃO
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sua incorporação na glicose é muito eficaz, tornando-se a glicose 
mais efetivamente do que quantidades equimoleculares de outros 
substratos gliconeogênicos, como lactato, piruvato ou alanina.
Regulação das enzimas 
gluconeogênicas
Uma forma eficaz de regulação da gliconeogênese ocorre 
quando há alterações na disponibilidade de substratos e coenzi-
mas. Com relação às coenzimas, ATP e NADH+ + H+ são necessá-
rios para que a rota funcione corretamente. A necessidade destas 
duas coenzimas consiste no nível de duas reações reversíveis das 
trioses: o caso do ATP, na fosfoglicerato quinase e NADH+ + H+ na 
gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase, de modo que as reações 
catalisadas por ambas as enzimas se movam na direção da sín-
tese da glicose, quando há disponibilidade suficiente destas duas 
coenzimas no citoplasma. No entanto, o controle instantâneo da 
via ocorre no nível alostérico, em enzimas que catalisam reações 
irreversíveis. 
A piruvato carboxilase, que catalisa a síntese de oxaloa-
cetato a partir do piruvato, é ativada alostericamente pelo acetil-
-CoA. Sob condições que ocorre uma ativação da beta-oxidação de 
ácidos graxos e, consequentemente, quantidades significativas de 
acetil-CoA são formadas nas mitocôndrias, acontece uma inibição 
da piruvato desidrogenase e a ativação da piruvato carboxilase, 
com a consequente ativação da gliconeogênese. 
A frutose 1,6-bifosfatase é inibida alostericamente por 
dois efetores, que, por sua vez, são ativadores da enzima glico-
lítica, que catalisa a reação oposta, a fosfofructoquinase-1; estes 
efetores são AMP e 2,6-bifosfato de frutose. Por sua vez, a frutose 
1,6-bifosfatase também é inibida pela frutose 1,6-bifosfato.
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Análise da glicólise e 
gliconeogênese
O controle global da glicólise e a gliconeogênese são, 
preferencialmente realizados por ciclos enzimáticos com funções 
catalíticas opostas: a da hexocinase e glicose 6-fosfatase, a da 
fosfofructoquinase-1 e frutose 1,6-bifosfatase e a da piruvato 
quinase, piruvato carboxilase e fosfoenolpiruvato carboxiquinase. 
É óbvio que estas enzimas são reguladas de tal maneira que, quando 
as que fazem parte da glicólise estão ativas, as da gliconeogênese 
são inibidas e vice-versa, pois, se esse não fosse o caso, o ciclo de 
compostos fosforilados e desfosforilados levaria à hidrólise líquida 
de ATP não controlado. Embora seja o caso na maioria dos tecidos, 
no músculo, a fosfofructoquinase-1 e a frutose 1,6-bisfosfatase 
mantêm permanentemente uma pequena atividade, de modo 
que sempre há uma certa perda de substrato. Isso permite um 
aumento muito rápido da glicólise quando necessário para a 
contração muscular.
Ciclo de glicose/ácidos graxos
Os ácidos graxos não esterificados (AGNE) provêm prefe-
rencialmente da lipólise dos triacilglicerídeos (TG) do tecido adi-
poso, enquanto os corpos cetônicos são formados no fígado dos 
referidos ácidos graxos. Estes compostos circulam no sangue e 
atingem o músculo, ao passo que seu metabolismo levam a um 
aumento na concentração de acetil-CoA no interior das mitocôn-
drias. Por meio do efeito inibitório da acetil-CoA na piruvato de-
sidrogenase e ativador na piruvato carboxilase, este acúmulo de 
acetil-CoA facilita a canalização do piruvato em direção à formação 
de oxaloacetato, que juntamente com o referido acetil-CoA dá ori-
gem à formação de citrato na primeira reação do ciclo do ácido cí-
trico, por sua completa oxidação em CO2 e H2O. Contudo, a maior 
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formação de citrato pode facilitar sua saída para o citoplasma, 
causando a inibição da fosfofructoquinase-1 (PFK-1) e, portanto, 
a taxa de glicólise. 
A inibição da PFK-1 aumenta os níveis de frutose 6-fosfa-
to e sua isomerização fica reversível a glicose-6-fosfato, resultan-
do em uma inibição da hexoquinase, e, por sua vez, diminuindo 
a taxa de utilização de glicose por meio do tecido. Consequente-
mente, quando há um aumento na disponibilidade de ácidos gra-
xos e/ou corpos cetônicos, como jejum, após dieta gordurosa ou 
diabetes, o músculo esquelético tende a preservar o consumo de 
glicose. Por outro lado, quando ocorre um aumento na disponibi-
lidade de glicose em condições normais, a produção de insulina no 
pâncreas aumenta. 
A insulina, além de facilitar a captação de glicose no nível 
GLUT4 e aumentar a atividade da glicólise, tem efeitos antilipolí-
ticos no tecido adiposo, diminuindo, assim, os níveis circulantes 
dos corpos cetônicos e ácidos graxos. Tudo isso acaba tendo um 
aumento no uso de glicose pelos tecidos e, assim, consequente 
diminui a glicose no sangue. Sob estas condições de hipoglicemia, 
a produção de insulina do pâncreas diminui, o que aumenta no-
vamente a lipólise e os níveis de ácidos graxos e corpos cetônicos 
no sangue, o que supõe o fechamento deste ciclo de regulação 
metabólica, embora não de interconversão.
Metabolismo do glicogênio
A glicose, principal combustível metabólico das células, 
é um metabólito essencial para tecidos como o cérebro e os 
eritrócitos, que têm um requisito absoluto de glicose como fonte 
de energia, responsável por aproximadamente 80% da glicose 
consumida diariamente. Para evitar a ocorrência de episódios de 
hipoglicemia, como ocorre em curtos períodos de jejum (entre 
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as refeições), eles armazenam glicose quando há excesso, como 
ocorre no estado pós-prandial.
O glicogênio é o principal polissacarídeo de reserva de gli-
cose em nosso corpo. É um polímero de peso molecular alto, mas 
variável, e composto de moléculas de D-glicose ligadas por O-glico-
sídicas a (1 → 4), com numerosas ramificações para (1 → 6), apro-
ximadamente a cada 8-14 resíduos de glicose. Este polissacarídeo 
é fácil e rapidamente hidrolisado, em situações em que a demanda 
por glicose excede a contribuição externa; também é rapidamente 
sintetizado após a ingestão de carboidratos.
O glicogênio é armazenado no citoplasma celular, na for-
ma de grânulos, que também contém todo o conjunto de enzi-
mas necessárias para sua síntese e degradação, bem como, para 
a regulação de ambos os processos. Embora praticamente todos 
os tecidos do corpo humano possam conter glicogênio, os que o 
armazenam e usam são preferencialmente o fígado e os músculos 
esqueléticos. No entanto, em ambos os tecidos, o metabolismo 
do glicogênio mostra algumas diferenças em seus mecanismos de 
controle, bem como, no papel que o glicogênio desempenha no 
organismo.
A função do glicogênio hepático é armazenar glicose, para 
que possa ser exportada para a corrente sanguínea e manter a 
concentração adequada de glicose no sangue, em situações como 
o jejum. Isso ocorre porque o fígado e, em menor grau, o intestino, 
são os únicos tecidos que podem não apenas contribuir direta-
mente com a glicose para o sangue e, assim, facilitar seu uso pelo 
restante dos tecidos, mas também removê-lo da corrente sanguí-
nea após alta ingestão de carboidratos, armazenando-o na forma 
de glicogênio. Portanto, o glicogênio hepático depende da inges-
tão e é pouco afetado pelo exercício. 
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O glicogênio muscular, por outro lado, tem como principal 
função armazenar glicose para consumo próprio, no processo de 
contração muscular. A diferença do fígado para as células muscu-
lares é que elas carecem de atividade da glicose-6-fosfatase (G6P), 
o que as impede de liberarem glicose para a circulação e exerce-
rem um papel na manutenção da glicose no sangue. O glicogênio 
muscular, portanto, tem menos dependência da ingestão e é afe-
tado principalmente pelo exercício.
Nos dois tecidos, a quantidade de glicogênio que pode ser 
acumulada é limitada. O músculo em repouso acumula cerca de 
1%, que é esgotado após exercícios intensos e prolongados(cerca 
de uma hora), enquanto no fígado, o glicogênio pode atingir até 
6% do seu peso úmido, e ele termina após um período de jejum, 
que pode variar de 12 até 18 horas. O excesso de glicose, uma vez 
atingidos estes limites, torna-se gordura, a qual é armazenada em 
outros tecidos sem limites, até ser usada.
As vias de síntese e degradação do glicogênio, chamadas, 
respectivamente, glicogênese e glicogenólise são integradas 
no conjunto de reações metabólicas da célula, por meio de um 
metabólito comum, a glicose 6-fosfato, que as relaciona a outras 
vias, como glicólise, gliconeogênese e a via da pentose fosfato. O 
glicogênio e a glicogenólise mantêm um controle eficaz, de modo 
que, quando a síntese de glicogênio é muito ativa, a degradação é 
relativamente inativa e vice-versa. 
Glicogênese 
A síntese de glicogênio é realizada a partir de moléculas 
de glicose 6-fosfato, formadas, anteriormente, a partir de glicose, 
que serão incorporadas a uma cadeia de glicogênio pré-existente. 
De fato, embora a taxa de degradação do glicogênio seja muito 
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alta, sua hidrólise nunca é total. Assim, núcleos muito ramificados, 
chamados dextrinas de fronteira, são sempre mantidos no teci-
do, ao qual são adicionadas novas moléculas de glicose. Somente 
sob condições extremas que começa a síntese de glicogênio nova-
mente, mas sempre a partir de um primer, chamado glicogenina. 
A glicogenina é um polipeptídeo de 332 aminoácidos, que é auto-
glucosilado usando UDP-glicose para ligar a glicose a um de seus 
resíduos Tyr, servindo como núcleo para a síntese de glicogênio.
A síntese de glicogênio ou gliconeogênese envolve a 
formação de ligações glicosídicas em (1 → 4), para a incorporação 
do novo resíduo de glicose no glicogênio pré-existente e em (1 → 6), 
para gerar ramificações na molécula. 
Glucogenólise
A degradação do glicogênio ocorre quando o corpo 
necessita de glicose como substrato energético, como em situações 
de jejum, exercícios mais ou menos prolongados e intensos. Para 
que a glicose armazenada na forma de glicogênio seja usada por si 
ou por outros tecidos (glicogênio hepático), os resíduos de glicose 
devem ser mobilizados a partir do polissacarídeo existente. 
Existe uma coordenada e perfeita regulação para a sínte-
se e degradação do glicogênio, de acordo com as necessidades do 
organismo. A regulação do metabolismo do glicogênio implica tan-
to uma regulação alostérica, por meio de efetores intracelulares, 
quanto uma regulação por modificação covalente (fosforilação/des-
fosforilação) das enzimas principais de ambas as vias. Ambos pro-
cessos são controlados por sinais extracelulares, como hormônios. 
As principais enzimas envolvidas em tal regulação são: a glicogênio 
sintase e a glicogênio fosforilase, e ambas têm ambos os tipos de 
regulação, tanto alostéricos quanto modificados covalentemente.
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Controle do metabolismo hormonal 
de glicogênio 
O metabolismo do glicogênio é controlado por diferentes 
hormônios, dependendo do tecido. Assim, no fígado, é controlado 
principalmente por hormônios como insulina e glucagon, enquanto 
no músculo este controle é exercido por insulina e hormônios 
adrenais, como adrenalina e noradrenalina. 
Os hormônios agem por meio da ligação aos seus receptores 
correspondentes em diferentes tipos de células, aumentando 
dentro da célula os chamados segundos mensageiros, como o 
cAMP, sintetizado a partir de ATP, por meio da ação do adenilato 
ciclase e Ca2+, liberados a partir de reservatórios intracelulares 
para o citosol. 
Quando a estimulação hormonal aumenta, nos níveis 
AMPc ocorre uma ativação da proteína quinase A (PKA), levando 
ao aumento da velocidade das reações de fosforilação de muitas 
proteínas e diminuição taxa de desfosforilação. O fato de uma boa 
parte das enzimas envolvidas no metabolismo do glicogênio fos-
forilados, supõe um aumento da degradação líquida de glicogênio, 
uma vez que a glicogênio fosforilase é ativa e a glicogênio sintase 
é inativa, tendo o efeito oposto no caso de diminuição dos níveis 
de AMPc.
Nas células hepáticas, o glucagon, liberado pelo pâncreas 
em resposta a baixos níveis de glicose circulante (como o jejum), 
liga-se ao seu receptor, produzindo ativação e geração de adenila-
to ciclase AMPc. Isso, por meio da ativação da PKA, causa a mobi-
lização hepática de glicogênio, liberando glicose, que passa para a 
corrente sanguínea. O glucagon, portanto, é essencial para a fun-
ção do fígado, de fornecer tecidos de glicose, especialmente para 
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aqueles que dependem dela como principal substrato energético. 
As células do fígado também respondem à adrenalina, liberada 
pelas glândulas suprarrenais em resposta ao estresse, que se liga 
aos receptores alfa e beta adrenérgicos. Os primeiros receptores 
causam um aumento na concentração intracelular de Ca2+, e os 
segundos são ativados, como o receptor de glucagon, adenilato 
ciclase, aumentando os níveis de AMPc, promovendo, assim, a de-
gradação de glicogênio.
As células musculares não respondem ao glucagon, já que 
eles não tem receptores específicos; porém, eles têm receptores 
beta-adrenérgicos, então, respondem à adrenalina, promovendo 
a degradação do glicogênio para obtenção de ATP por glicólise.
Quando os níveis circulantes de glicose são altos, a insulina 
estimula a captação de glicose e, portanto, a síntese de glicogênio 
nas células musculares, enquanto o fígado responde diretamente 
ao referido aumento de glicose, sintetizando glicogênio. A insulina 
também promove diminuição dos níveis de AMPc acarretando na 
diminuição na fosforilação de enzimas e, portanto, um aumento 
na síntese de glicogênio.
Via de pentose fosfato
A via da pentose fosfato, ou a via da pentose, constitui 
uma via alternativa para a oxidação da glicose, embora não seja 
sua função principal. A principal diferença da via das pentoses 
em relação com outras vias metabólicas, é que as reações que 
ela compreende não possuem uma sequência única, mas podem 
ser ordenadas de diferentes maneiras, dependendo de órgãos ou 
situações fisiológicas. Portanto, o caminho das pentoses não é um 
caminho que leva a um único produto final, mas, graças a uma 
organização em ramos divergentes, possui grande flexibilidade 
metabólica.
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Globalmente, é um processo multicíclico, que pode ser 
resumido na transformação, em uma primeira fase – chamada de 
oxidativa – seis moléculas de glicose-6-fosfato em seis moléculas 
de CO2; e seis resíduos de cinco átomos de carbono, resíduos que, 
em uma segunda fase - chamada de não oxidativa – é reorganizada 
para regenerar quatro moléculas de glicose 6-fosfato e duas de 
gliceraldeído 3-fosfato, intermediário glicolítico.
A via das pentoses é uma parte do metabolismo de 
carboidratos, que permite que a glicose seja ligada à síntese de 
pentoses (ribose, ribulose, etc.) e outros açúcares. O fato de ser 
uma rota altamente flexível oferece funções muito funcionais.
É a principal via de síntese do NADPH + H+ citoplasmático, 
utilizada para processos biossintéticos.
É a via de síntese de intermediários, pentoses fosfato, em 
particular, ribose 5-fosfato e desoxirribose, que são necessários 
para a biossíntese de nucleotídeos e seus derivados. Dada a 
reversibilidade de suas reações, é também a via de degradação 
da ribose e da desoxirribose. Permite a interconversão de tipos 
muito diferentes de monossacarídeos de diferentes números de 
carbono (3 a 8) e, portanto, pode entrar na via glicolítica ou derivar 
para outros destinos metabólicos. 
Características da VIA
É conveniente destacar uma série de características 
da via metabólica, que lhe conferem peculiaridades, entre sua 
versatilidade:
Não há compartimentação entre as reações da via e todas 
elas passam no citoplasma. Todas as enzimas envolvidas no 
caminhosão solúveis. A fase oxidativa é irreversível em condições 
fisiológicas, mas, ao contrário, na fase não oxidativa todas as 
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enzimas catalisam reações reversíveis sob condições celulares, 
com exceção da frutose 1,6-bisfosfatase, cuja reação pode ser 
revertida por outra enzima, a fosfofructoquinase-1. As enzimas 
envolvidas no caminho não são todas exclusivas para esta rota. 
A rota das pentoses é uma estrada aberta. A imagem a seguir 
apresenta os mecanismos que ocorrem na via das pentoses 
fosfato.
Imagem 4.1 – Via das pentoses fosfato
Via das pentoses fosfato
Fase
não-oxidativa
Fase
oxidativa
Glicose 6-fosfato
6-Fosfogliconato
Ribulose 5-fosfato
CO2
Nucleotídios, coenzimas, 
DNA, RNA
transcetolase
transaldolase
biossíntese
redutora
glutationa
redutase
Precursores
Ácidos graxos, 
esteróis etc.
2 GSH
GSSG
Ribose 5-fosfato
NADPH
NADP+
NADP+
NADPH
Fonte: UFSC ([s.d.], on-line).
RESUMINDO
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu 
mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza 
de que você realmente entendeu o tema de 
estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que 
vimos. Você deve ter aprendido como funciona a 
gliconeogênese e síntese de glicogênio. 
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Metabolismo dos lipídios 
OBJETIVO
Ao término desse capítulo, você será capaz de en-
tender como ocorre todo o mecanismo do meta-
bolismo dos lipídios e seus processos regulatórios. 
Isso será fundamental para o exercício de sua pro-
fissão. E então? Motivado para desenvolver essa 
competência? Então vamos lá. Avante!
Oxidação de ácidos graxos e 
cetogênese
A oxidação beta dos ácidos graxos é a principal via de 
catabolismo (degradação/síntese) dos ácidos graxos, e unidades 
de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA são liberadas 
sequencialmente, a partir do terminal carboxílico. 
A acetil-CoA também é o substrato inicial para a biossínte-
se de ácidos graxos, mas, ambas as vias não são simplesmente in-
versas uma da outra, uma vez que ocorrem mesmo em diferentes 
compartimentos dentro da célula: a beta oxidação ocorre dentro 
da célula, nas mitocôndrias ou peroxissomos, enquanto a bios-
síntese é completamente citosólica. Ambas as vias usam enzimas 
diferentes e são controladas independentemente, embora dentro 
do mesmo tecido: quando uma é ativada, a outra é inibida. 
Cada etapa da oxidação dos ácidos graxos envolve a 
participação de derivados acil-CoA, que é catalisada por enzimas 
que usam NAD+ ou FAD como coenzimas, dando origem às suas 
formas reduzidas NADH + H+ ou FADH2. 
O Acetil-CoA, formado como o produto final da β-oxidação 
nas mitocôndrias, normalmente é oxidado por meio do ciclo do 
ácido cítrico, que, juntamente com a redução das coenzimas 
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mencionadas, implica em um importante potencial redutor que, 
quando reoxidado na cadeia respiratória, é utilizado para a síntese 
de ATP, o que significa alta eficiência energética para a célula. 
Portanto, a oxidação β dos ácidos graxos é um processo 
aeróbico, que requer a presença de oxigênio como aceitador 
final de elétrons derivados do referido potencial. Embora a 
oxidação beta ocorra nos diferentes tecidos do organismo, ela é 
especialmente ativa no fígado, nas condições em que a atividade 
é alta e as moléculas de acetil-CoA formadas excedem as 
possibilidades de entrada no ciclo de Krebs, como acontece com o 
estômago vazio ou em casos de diabetes, é derivado para a síntese 
de corpos cetônicos. Este processo é chamado cetogênese, que, 
diferentemente da oxidação beta, ocorre apenas no fígado.
Oxidação de ácidos graxos nas 
mitocôndrias
Ativação de ácidos graxos e entrada 
nas mitocôndrias
Os ácidos graxos não esterificados (NEFA, também 
chamados ácidos graxos livres ou AGL) que circulam no plasma 
sanguíneo, associados com uma proteína, a albumina, entram nas 
células por meio de transportadores de membrana celular. São 
conhecidos vários destes transportadores, que diferem entre si 
nos pesos moleculares, em suas modificações pós-transicionais e 
até em sua distribuição tecidual. 
No ambiente intracelular, os ácidos graxos se ligam a uma 
proteína, chamada de proteína que se liga a ácidos graxos (FABP, 
proteína de ligação a ácidos graxos). Dentro da célula, os ácidos 
graxos precisam entrar em sua forma ativa, unindo a coenzima A 
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em uma reação que requer ATP, catalisada pela acil-CoA sintetase 
(também chamada FACS ou tioquinase).
O pirofosfato (PPi) é, subsequentemente, hidrolisado 
em fosfato inorgânico pela ação de uma pirofosfatase. Dessa 
maneira, a reação catalisada pela acil-CoA sintetase acaba sendo 
praticamente irreversível. A acil-CoA sintetase é encontrada no 
retículo endoplasmático, nos peroxissomos e nas membranas 
interna e externa das mitocôndrias. O acil-CoA deve entrar nas 
mitocôndrias, onde ocorre a beta oxidação. Embora possam 
entrar no espaço intermembranar das mitocôndrias, eles não 
possuem um sistema de transporte que lhes permite atravessar 
a membrana interna das mitocôndrias. A entrada é alcançada 
juntando-se à carnitina (b-hidroxi-g-trimetilamino butirato) pela 
acil-carnitina transferase-I, também conhecida como carnitina 
palmitoil (acil) transferase-I (CPT-I), encontrada na membrana 
externa das mitocôndrias, onde catalisa a reação apresentada na 
imagem a seguir. 
Imagem 4.2 – Metabolismo oxidação dos lipídios 
I II
I
II
citosol
VDAC
porina
Acil-CoA
espacio 
intermembrana
Acil-CoA
matriz mitocondrialna
CARNITINA
Acil-CoA
ACIL- 
CARNITINA
CARNITINA
CoA
CoA
ACIL- 
CARNITINA
CARNITINA
membrana 
mitocondrial 
externa
CARNITINA 
PALMITOIL- 
TRANSFERASA I 
(CPT1)
CARNITINA 
PALMITOIL- 
TRANSFERASA II 
(CPT2)
SLC25A20 
Translocasa 
de carnitina / 
acilcarnitina
membrana 
mitocondrial 
interna
β-OXIDACIÓN
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+ -
-
-
-
-
-
-
Fonte: Macedo ([s.d.], on-line). 
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A carnitina é encontrada em diferentes tecidos, onde é 
sintetizada, embora seja especialmente abundante no músculo. 
A acil-carnitina, por meio de um sistema de translocação com 
carnitina livre, com a carnitina acilcarnitina translocasa (CAT), 
atravessa a membrana interna da mitocôndria, trocando com 
carnitina livre. Aqui, pela carnitina palmitoil (acil) transferase 
II (CPT-II), localizada na membrana interna das mitocôndrias, 
a acilcarnitina é transformada em acil-CoA, com liberação de 
carnitina, que retorna ao espaço intermembranar com o CAT, para 
iniciar o ciclo novamente.
β-Oxidação mitocondrial dos ácidos 
graxos com número par ímpar de 
carbonos, dentro das mitocôndrias
A oxidação beta de um ácido graxo na forma de acil-CoA, 
dentro da mitocôndria ocorre dois por dois átomos de carbono, 
entre as posições 2 e 3 da sua cadeia (carbonos a e b), até que 
formação de acetil-CoA, por meio da ação catalítica de várias 
enzimas, juntas, chamadas de ácidos graxos oxidase. Estas 
enzimas são bem encontradas na matriz das mitocôndrias ou em 
sua membrana interna, estando próximo à cadeia respiratória e 
fosforilação oxidativa, com as quais eles se envolvem na formação 
de ATP.
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Imagem 4.3 – Beta oxidação dos lipídios
Em cada passagem por esta sequência de quatro etapas, um resíduo 
acetil (caixa vermelha) é removido na forma de acetil-CoA a partir da 
extremidade da carboxila Neste exemplo palmitato (C16), que entra 
como palmitoil-CoA.
Fonte: Lima (2012, on-line).
Na imagem 4.3, todos são mostradas, esquematicamente, 
as etapas do processo, que começa com uma oxidação envolvendo 
a eliminação de dois átomos de hidrogênio nas posições 2 e 3 do 
acil-CoA. Esta reação é catalisada pela a acil-CoA desidrogenase, 
e nela participa o FAD, que passa à sua forma reduzida (FADH2), 
com a formação de Δ2-transenoilacil- CoA Por meio da intervençãode uma flavoproteína chamada flavoproteína de transferência 
eletrônica. O FADH2 é reoxidado na cadeia respiratória. Por sua 
vez, no próximo passo, ocorre a incorporação de uma molécula 
de água pela ação da Δ2-enoil-CoA hidratase, com a formação de L 
(+) - 3-hidroxiacil-CoA. Na última etapa, ocorre a quebra da cadeia 
de hidrocarbonetos de ácidos graxos na ligação dos carbonos 2 
e 3, com a incorporação de uma coenzima A e a ação catalítica 
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da tiolase. Nesta reação, forma um acetil-CoA e um acil-CoA com 
dois átomos de carbono menores que o acil-CoA inicial. O acil-
CoA formado retorna a iniciar o processo, para que, por esta via, 
qualquer ácido graxo com número par de átomos de carbono 
seja completamente degradado em moléculas de acetil-CoA. A 
entrada deste acetil-CoA no ciclo do ácido cítrico causa a oxidação 
completa do ácido graxo na formação de CO2 e água.
A oxidação de ácidos graxos com número ímpar de átomos 
de carbono também é realizada dentro das mitocôndrias, em que 
eles entraram em um processo igual ao descrito anteriormente. Da 
mesma forma, a oxidação desses ácidos graxos ocorre como para 
ácidos graxos com número par de átomos de carbono, liberando 
moléculas de acetil-CoA até formar um resíduo de três átomos de 
carbono, propionil-CoA. Este composto é o mesmo que o formado 
a partir do propionato, e seu metabolismo produz succinil-
CoA, que já faz parte do ciclo do ácido cítrico. O succinil-CoA dá 
origem ao oxaloacetato, que pode deixar as mitocôndrias por vias 
alternativas e, no citosol, pode levar à glicose. Consequentemente, 
o propionil-CoA, derivado da beta oxidação de ácidos graxos e com 
um número ímpar de átomos de carbono é a única parte destes 
ácidos graxos que pode se tornar glicose.
β-Oxidação de ácidos graxos 
insaturados
Os ácidos graxos insaturados são tão abundantes ou mais 
que os saturados nos lipídios da dieta e nos próprios tecidos dos 
animais. Portanto, eles contribuem de maneira ativa e importante 
para o metabolismo do indivíduo. A oxidação b da acil-CoA dos 
ácidos graxos insaturados é realizada da mesma maneira que os 
saturados, até atingir um Δ3-cis-enoil-CoA ou um Δ4-cis- enoil-CoA, 
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dependendo da a posição das ligações duplas, que continua a 
β-oxidação até a formação de acetil-CoA.
Corpos cetônicos
Os corpos cetônicos, também chamados cetonas, são aceto 
e beta-hidroxibutirato). Estes dois compostos são interconversíveis 
pela ação da 3-hidroxibutirato desidrogenase intramitocondrial. 
Além disso, o acetoacetato pode perder espontaneamente seu 
grupo carboxil, transformando-o em acetona, que também é 
considerada um corpo cetônico. 
Assim, os corpos cetônicos são um veículo para transfe-
rência de carbonos oxidáveis, obtidos por meio de Acetil CoA, 
do fígado para outros órgãos. Em situações normais, somente 
uma pequena quantidade de Acetil CoA é convertida em corpos 
cetônicos no fígado, visto que os seus destinos metabólicos prin-
cipais são a oxidação (pelo ciclo do ácido cítrico e a cadeia trans-
portadora de elétrons) ou o consumo pela síntese de lipídios. A 
decisão ente os dois caminhos depende das necessidades fisio-
lógicas do organismo. 
A produção de corpos cetônicos é anormalmente elevada, 
quando a degradação de triglicerídeos não é acompanhada pela 
degradação ou quebra de carboidratos. Para oxidação eficiente 
de Acetil CoA pelo ciclo de Krebs, ocorre a necessidade de níveis 
compatíveis de oxaloacetato, para a reação de condensação 
que inicia o ciclo. Ainda mais quando não há oferta de glicose, o 
organismo faz uso da gliconeogênese, que consome oxaloacetato 
obtido pelos aminoácidos, principalmente. A oxidação de Acetil CoA 
pelo ciclo de Krebs fica, nesse sentido, impedida. Este impedimento 
leva a condensação do Acetil CoA, formando os corpos cetônicos. 
É o que ocorre quando há redução drástica da ingestão de 
carboidratos (jejum ou dieta) ou distúrbios no metabolismo 
32 BIOQUÍMICA HUMANA APLICADA À NUTRIÇÃO
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(diabetes). Quando a produção ultrapassa o aproveitamento 
pelos tecidos extra-hepáticos, estabelece-se a condição chamada 
de cetose, caracterizada por uma elevada concentração de corpos 
cetônicos no plasma (cetonemia) e na urina (cetonúria). Indivíduos 
com cetose apresentam hálito com odor de acetona. A cetonemia 
reduz o pH sanguíneo, acarretado em acidose. Em casos de cetose 
acentuada, o cérebro obtém uma parte considerável da energia, 
que necessita pela oxidação dos corpos cetônicos.
Síntese de lipídios
A síntese de ácidos graxos sempre começa com acetil-CoA 
e gera vários produtos finais. É, portanto, um processo divergente, 
cujo tronco inicial é a lipogênese, que forma ácido palmítico (C16), 
a partir de acetil-CoA (C2). A partir do ácido palmítico, os outros 
são sintetizados por alongamento (alongamento da cadeia em 
unidades de 2 C) e/ou dessaturação (processo de oxidação que 
envolve a introdução de ligações duplas C = C). Desta forma, os 
diferentes ácidos graxos que cada espécie pode sintetizar são 
gerados. Os ácidos graxos essenciais não podem ser sintetizados 
e são obtidos pela dieta. No entanto, é possível modificar os ácidos 
graxos essenciais por alongamento e dessaturação. Um exemplo 
disso é o caso do ácido araquidônico, que é escasso na dieta.
A síntese de ácidos graxos não envolve apenas processos 
metabólicos diferentes, mas também requer a participação de 
vários compartimentos citoplasmáticos. Enquanto a lipogênese é 
realizada no citosol, o alongamento pode ocorrer nas mitocôndrias 
e no retículo endoplasmático, e a dessaturação é realizada apenas 
no retículo endoplasmático. Por sua vez, nem todas as células 
do corpo têm a capacidade de sintetizar ácidos graxos e, a maior 
capacidade lipogênica está no fígado e no tecido adiposo. As 
glândulas mamárias têm alta capacidade de sintetizar ácidos graxos 
durante a gravidez e, principalmente, durante a amamentação. Do 
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ponto de vista de todo o organismo, além do fígado, do tecido 
adiposo e das glândulas mamárias, também podemos sintetizar 
ácidos graxos em outros locais que a lipogênese é muito ativa, 
mas pouco contribui para a síntese geral de ácidos graxos. 
A lipogênese é uma via citosólica, que utiliza como substra-
to acetil-CoA gerado nas mitocôndrias. A transferência de acetilas 
da mitocôndria para o citosol supõe um gasto energético adicio-
nal ao próprio lipogênese. Sua primeira reação é a carboxilação 
acetil-CoA, que gera uma molécula de malonil- CoA, cuja descar-
boxilação subsequente libera energia, a qual necessária para con-
densação e, portanto, para o crescimento de acila no processo de 
lipogênese. Condensação de unidades de dois átomos de carbono 
e todos os processos de redução, que levam à síntese de ácido 
palmítico de um primer acetil-CoA e 7 malonil-CoA, os quais ocor-
rem pela ação de uma única enzima multifuncional, ácido graxo 
sintase. A síntese de ácidos graxos ocorre principalmente no fíga-
do e/ou tecido adiposo (dependendo das espécies) e também nas 
glândulas mamárias de fêmeas em lactação. A regulamentação 
desta rota é intimamente ligada ao estado nutricional e, por isto, a 
insulina é o hormônio ativador mais importante.
RESUMINDO
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu 
mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de 
que você realmente entendeu o tema de estudo 
deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 
Você deve ter aprendido como se processa o 
metabolismo dos lipídios. 
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Metabolismo das proteínas
OBJETIVO
Ao término desse capítulo, você será capaz de 
entender como ocorre todo o mecanismo do me-
tabolismo das proteínas e seus processos regula-
tórios. Isso será fundamental para o exercício de 
sua profissão. E então? Motivado para desenvolver 
esta competência? Então vamos lá. Avante!
Catabolismodos aminoácidos
Alguns aminoácidos servem para produzir moléculas ati-
vas, como hormônios e neurotransmissores; outros são usados 
diretamente para sintetizar proteínas novas. Tendo cumprido es-
tas finalidades, os aminoácidos excedentes não são armazenados 
como tal, nem como proteínas de reserva. Isso faz uma diferença 
notável em relação aos carboidratos e lipídios, dos quais existem 
depósitos importantes em alguns tecidos (glicogênio e triglicerí-
deos). Além disso, os aminoácidos nem podem ser excretados. 
Consequentemente, os aminoácidos degradados em excesso ge-
ram energia metabólica, contribuindo com 10-15% do total produ-
zido pelo organismo; de fato, em algumas condições, com o jejum 
prolongado, esta proporção aumenta. Além de tudo isso, uma par-
te da cadeia de carbono pode ser um precursor da glicose e/ou 
corpos cetônicos. O destino e o metabolismo do grupo R-amino e 
cadeia de carbono são muito diferentes, além de ter significados 
diferentes para o organismo.
Destino do grupo amino
A primeira reação que os aminoácidos sofrem no seu ca-
tabolismo consiste na separação do seu grupo amino. Em termos 
quantitativos, isso ocorre principalmente no fígado, onde os ami-
noácidos liberados nos tecidos diferentes. Há uma boa razão para 
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isso: quando o grupo amino é separado do aminoácido, conver-
tido transitoriamente em amônio. Esta é uma espécie neurotóxi-
ca, que somente o fígado pode efetivamente se transformar em 
ureia, substância não tóxica que é excretada na urina.
No geral, a perda do grupo a-amino ocorre por reações de 
transaminação, que o transferem do aminoácido para um 2-oxoá-
cido; então, o aminoácido do doador é converte em seu 2-oxoá-
cido, enquanto o aceitador de 2-oxoácido torna-se o aminoácido 
correspondente.
Estas são reações reversíveis catalisadas por aminotrans-
ferases (ou comumente transaminases), enzimas cujo cofator é o 
fosfato de piridoxal, um derivado da vitamina B6. Embora existam 
transaminases específicas para quase todos os aminoácidos, na 
maioria dos casos, o aceitador do grupo amino é 2-oxoglutarato, 
que é convertido em glutamato.
Portanto, o 2-oxoglutarato é o principal aceitador de os 
grupos amino que se separam dos aminoácidos. Uma vez formado, 
o glutamato é transferido para as mitocôndrias. Há transaminases 
no citosol e nas mitocôndrias, mas são mais ativas no primeiro, 
então, a maioria das transaminações ocorrem no citosol. 
Importante destacar, que há uma exceção importante: o 
oxaloacetato, que é um oxoácido intermediário do ciclo do ácido 
cítrico, recebe o grupo amino glutamato essencialmente nas 
mitocôndrias, tornando-se em aspartato; a reação é catalisada 
pela aspartato aminotransferase (AST).
Aproximadamente metade do glutamato transferido 
nas mitocôndrias, perde o grupo amino, transferindo-o para 
o oxaloacetato que, como indicado, se torna aspartato. A outra 
parte das experiências ocorre com glutamato mitocondrial em 
um processo diferente. Seu grupo amino se separa por meio de 
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uma reação conhecida como desaminação oxidativa. O grupo 
amino é diretamente derivado como amônio, sendo regenerado 
a 2-oxoglutarato (que pode ser exportado para o citosol participar 
de novas transaminações). A Glutamato desidrogenase (GDH) 
catalisa este processo, uma enzima da matriz mitocondrial que 
utiliza os cofatores NAD+ ou NADP+ alternadamente.
O GDH é regulado alostericamente, por vários efetores, que 
adaptam a atividade dessa enzima ao conteúdo energia quanto 
à disponibilidade de aminoácidos pela célula. Assim, quando 
o conteúdo energético é alto, o GTP atua como um modulador 
negativo, inibindo o GDH. Contrariamente, com a diminuição 
da energia diminuir, o ADP aumenta, funcionando como um 
ativador. Leucina, um aminoácido que é abundante após uma alta 
ingestão de proteínas, aumenta a atividade do GDH, favorecendo 
o catabolismo dos muitos aminoácidos fornecidos por este 
tipo de dieta. A reação de desaminação oxidativa no fígado é 
essencialmente deslocado para a liberação de amônia, porque se 
converte rapidamente em ureia.
Ciclo de ureia
A síntese de ureia ocorre por meio de um conjunto de rea-
ções que formam um ciclo metabólico. A maioria das enzimas en-
volvidas no ciclo, são expressas tanto no fígado quanto nos tecidos 
extra-hepáticos; neste último, as enzimas desempenham funções 
diferentes da ureogênese, por exemplo, a síntese de arginina. O 
ciclo completo da ureia ocorre quase que exclusivamente no fíga-
do, desde que uma das enzimas necessárias, arginase, é expressa 
apenas de uma maneira notável nos hepatócitos, especialmente 
nos periportais.
Parte da ureogênese ocorre nas mitocôndrias e no citosol. 
A primeira reação não pertence adequadamente ao ciclo da ureia, 
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mas é um processo crucial, pois origina o substrato que inicia e, 
além disso, constitui uma etapa fundamental para sua regulamen-
tação. Nesta reação, que ocorre na matriz mitocondrial, é incor-
porada ao processo que um dos nitrogênios que a ureia contém, 
de amônia da desaminação oxidativa (isto é, da ação de GDH em 
glutamato; imagem 4.4) O íon amônio (NH4+) reage com CO2 (hi-
dratado como bicarbonato, HCO3-) do metabolismo oxidativo ou 
descarboxilação de aminoácidos, que é a espécie que fornece o 
carbono que contém ureia. Esta reação é catalisada por fosfato 
de carbamoílo e sintetase I (CPS-I), que formam fosfato de carba-
moil. Duas moléculas de ATP participam da reação, uma para ati-
var o bicarbonato e outra para fornecer o resíduo de fosfato de 
carbamoílo, passando por um estágio formação intermediária de 
carbamato após ligação de NH4+. Ao final, a ureia produzida se es-
palha para o sangue e atinge os rins para ser excretado.
Imagem 4.4 – Ciclo da ureia
Fonte: Lima (2012, on-line).
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Catabolismo da cadeia carbonada
Cerca de 400g de proteínas são renovadas diariamente; 
e, portanto, degradadas, porém, a mesma quantidade está sendo 
produzida, garantindo uma certa estabilidade na quantidade total 
de proteínas no organismo. Esta taxa de renovação, denominada 
de taxa de turnover, implica na necessidade da obtenção de ami-
noácidos essenciais na dieta, além da síntese dos não-essenciais. 
Apenas 11 aminoácidos são sintetizados no organismo, 
porém, a arginina é totalmente consumida no ciclo da ureia, tor-
nando-a indispensável na dieta; a cisteína e a tirosina são sinte-
tizadas a partir da metionina e fenilalanina (aminoácidos essen-
ciais). Assim, apenas 9 são verdadeiramente independentes da 
alimentação. Entretanto, uma alimentação completa apresenta 
uma grande quantidade de aminoácidos, sejam essenciais ou não, 
favorecendo a uma absorção de aminoácidos sempre acima das 
necessidades diárias. 
O catabolismo dos aminoácidos é intenso após uma re-
feição proteica, permitindo a formação de grande quantidade de 
ureia, resultado da degradação do grupamento amino, como visto 
anteriormente. 
O cetoácido, resultado das reações de transaminação e 
desaminação, possuem diversos destinos metabólicos, que po-
dem ser reunidos em dois grandes grupos: 1) os cetogênicos; e 2) 
os glicogênicos. O primeiro grupo (os cetogênicos) corresponde 
aos que são degradados em acetil-CoA (de forma direta ou indi-
reta, na forma de acetoacetil-CoA) e fornecem energia de forma 
imediata no ciclo de Krebs. Sendo: fenilalanina, tirosina, triptofano, 
lisina, isoleucina, treonina e leucina. 
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A acetil-CoA, produzida pelos aminoácidos cetogênicos, 
não pode ser convertida em glicose, o que induz a entrada obriga-
tória no Ciclo de Krebs para a produção de energia. Portanto, um 
excesso de catabolismo destes aminoácidos levará ao desvio para 
a produção de ácidos graxos, colesterol e corpos cetônicos, de ma-
neira idêntica, com exceção de acetil-CoA, oriundodo catabolismo 
de carboidratos e lipídios. Os demais fornecem intermediários do 
ciclo de Krebs (oxalacetato, fumarato, succcinil-CoA e αcetoglutara-
to), bem como o piruvato. 
Alguns aminoácidos cetogênicos (fenilalanina, tirosina, 
triptofano, isoleucina e teronina), podem ser utilizados como subs-
tratos para a gliconeogênese, além de produzir acetil-CoA, sendo 
chamados, portanto, de glicocetogênicos. 
Síntese de aminoácidos 
O glutamato, a glutamina e a prolina são sintetizados a 
partir do α-cetoglutarato. O aspartato é sintetizado a partir do 
oxalacetato (recebendo o grupo amino do glutamato). A asparagina 
é sintetizada a partir do aspartato, e o grupo amino provém da 
glutamina. A alanina é oriunda da transaminação do piruvato 
e glutamato. A serina é sintetizada a partir do gliceraldeído-3-
fosfato, ao passo que a glicina e a cisteína derivam da serina. A 
arginina é utilizada durante o ciclo da ureia. A tirosina origina-se a 
partir da hidroxilação da fenilalanina.
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RESUMINDO
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu 
mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de 
que você realmente entendeu o tema de estudo 
deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 
Você deve ter aprendido sobre o modus operandi 
do metabolismo das proteínas. 
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Metabolismo mineral
OBJETIVO
Ao término desse capítulo, você será capaz de 
entender como ocorre todo o mecanismo do me-
tabolismo mineral e seus processos regulatórios. 
Isso será fundamental para o exercício de sua pro-
fissão. E então? Motivado para desenvolver essa 
competência? Então vamos lá. Avante!
Os principais minerais constituem 60 a 80% de todo o ma-
terial inorgânico do corpo, sendo eles: cálcio (Ca2+), fósforo (P), 
magnésio (Mg2), sódio (Na+), cloro (Cl-), potássio (K+), enxofre e lí-
tio. Os oligoelementos estão presentes em quantidades de mg/g, 
sendo eles: ferro, cobalto, cobre, cromo, flúor, manganês, molib-
dênio, silício e zinco. Foi sugerido que elementos traços (arsênico, 
boro, níquel, silício e vanádio) são essenciais para o ser humano, 
embora sua importância nutricional não tenha sido claramente 
estabelecida. 
Cálcio
A maioria dos elementos minerais são fornecidos em qual-
quer dieta mista. Leite e produtos lácteos são as principais fontes 
de cálcio. A maioria dos vegetais é rica em cálcio, mas a presença 
de certos compostos (ácidos fítico e oxálico), os faz formar sais de 
cálcio insolúveis, que impedem sua absorção. Também, um exces-
so de magnésio na dieta diminui a absorção de cálcio. Águas ricas 
em cálcio (águas duras) constituem uma importante contribuição 
deste mineral. As necessidades diárias de cálcio são estimadas en-
tre 1.000 e 1.500 mg, dependendo da idade e de outros fatores, 
como gravidez, lactação, etc.
O mecanismo mais importante para a absorção de Ca2+ 
no intestino é pelo transporte ativo. Três etapas estão envolvidas 
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neste processo: absorção de Ca2+ do lúmen intestinal, transporte 
transcelular e saída de Ca2+ por meio da membrana basolateral. 
A entrada de Ca2+ no enterócito é favorecida pelo gradiente 
de concentração entre o lúmen intestinal, o citosol e o gradiente 
elétrico, presente em ambos os lados da membrana. Quando o 
Ca2+ atinge o compartimento intracelular, a difusão citosólica é fa-
cilitada pelas proteínas. Essas proteínas se ligam ao Ca2+ e, assim, 
mantêm uma baixa concentração de Ca2+ no nível do citoplasma, 
mantendo seu gradiente favorável entre o lúmen intestinal e o en-
terócito. Finalmente, na superfície basolateral, a saída de Ca2+ é 
facilitada por uma ATPase, transportadora de AT2 dependente de 
ATP) e por uma bomba. O primeiro deles é o mais importante no 
intestino; o segundo, no rim. No intestino delgado, existem recep-
tores de vitamina D, o que aumenta a absorção de Ca2. 
O transporte paracelular ocorre por meio de junções es-
treitas entre as células, facilitado por várias proteínas. Quando o 
cálcio entra no citosol a partir da célula externa ou pela liberação 
de organelas intracelulares, liga-se reversivelmente às proteínas 
fixadoras de cálcio, ao passo que modulam a ação de outras pro-
teínas ou enzimas.
Entre as funções do cálcio no nível celular, seu papel no 
crescimento e na divisão celular, contração muscular, estabiliza-
ção, excitabilidade e permeabilidade da membrana plasmática, 
expressão gênica, neurotransmissão, regulação enzimática, secre-
ção e ação endócrina e exócrina dos hormônios, bem como, no 
transporte de íons por meio da membrana. Finalmente, o cálcio 
extracelular é essencial na mineralização óssea e dentária, na coa-
gulação sanguínea (é um cofator dos fatores de coagulação VII, IX 
e X) e no reconhecimento e adesão celular.
A urina excreta cerca de 1% (200 mg) de cálcio, que é igual 
à quantidade líquida absorvida diariamente no trato digestivo. A 
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maioria do cálcio removido pelas fezes corresponde ao cálcio não 
absorvido (300-600 mg/dia); o restante, ao cálcio excretado no lú-
men intestinal. Finalmente, entre 20 e 350mg de cálcio são perdi-
dos diariamente pelo suor. 
Fósforo
O fósforo é normalmente encontrado em tecidos animais 
e vegetais apenas na forma de radicais fosfato, mas nunca como 
fosfito, fósforo elementar ou outra forma. Os termos fósforo e 
fosfato são frequentemente usados de forma intercambiável; 
porém, o termo fosfato (Pi), na verdade, indica a forma inorgânica, 
disponível gratuitamente. As principais fontes de fósforo são: leite, 
laticínios, ovos, peixe e carne. Entre os vegetais, feijão, cenoura, 
trigo, ervilha, batata e banana são ricos neste elemento. A ingestão 
diária recomendada de fósforo é de 800mg/dia.
Sob condições normais, é alcançada uma absorção de 80 a 
90% do fósforo ingerido. A fosfatase alcalina do intestino degrada 
os ésteres de fosfato da dieta. O fósforo é absorvido no intestino 
delgado, predominantemente no jejuno, por processos transcelu-
lares e paracelulares. O primeiro processo é ativo e direcionado 
pelo gradiente eletroquímico de Na+, uma vez que o fosfato carre-
gado negativamente não tende a entrar nas células, dada a carga 
negativa presente na face interna da membrana celular. 
O fosfato deixa o enterócito por meio de sua membrana 
basolateral, por um mecanismo passivo, em favor de seu gradiente 
elétrico e de concentração. A via paracelular, na absorção de 
fósforo no intestino, depende da concentração de fósforo presente 
no lúmen intestinal. Qualquer que seja o processo, transcelular 
ou paracelular, Pi entra no espaço do líquido extracelular e da 
circulação sanguínea; e dali, para os tecidos. 
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O ânion Pi é o intracelular mais abundante. A concentração 
de fosfatos nos compartimentos intracelulares é alta. O transporte 
de Pi realizado pelas membranas é conduzido por mecanismos de 
transporte ativo dependentes de Na+.
Cerca de 80% do fosfato corporal é combinado com 
cálcio, como hidroxiapatita no esqueleto. O fosfato restante está 
presente em muitos compostos orgânicos, como ésteres de fosfato 
e anidrido, como ácidos nucleicos, nucleotídeos (particularmente 
ATP), fosfolipídios de membrana e metabolitos de açúcar e fosfato. 
O fosfato inorgânico é um substrato na fosforilação oxida-
tiva, na degradação do glicogênio, na formação de 2,3-bisfosfogli-
cerato, que facilita a liberação de O2 da hemoglobina e na conver-
são de nucleotídeos em base livre. O fosfato também é necessário 
em quase todos os processos enzimáticos e na regulação de mui-
tas proteínas; o tampão fosfato é o principal tampão intracelular 
e urinário.
No plasma, o Pi não ligado às proteínas plasmáticas é fil-
trado por meio dos capilares glomerulares do rim. Os rins mantêm 
constante o equilíbrio total de Pi no corpo, por meio da excreção 
de uma quantidade de Pi na urina, igualà quantidade de Pi que é 
absorvida pelo trato gastrointestinal. Assim, a excreção renal de Pi 
é o principal mecanismo pelo qual o corpo regula seu equilíbrio. 
Nas fezes, é excretada uma quantidade mínima de fosfato, o que 
representa mais o fosfato não absorvido do que o secretado pelo 
trato gastrointestinal.
Magnésio
O Mg2+ é encontrado principalmente em cereais integrais, 
nozes, legumes, carne, frutos do mar, derivados de cacau e leite (4 e 
12mg de Mg2+/100ml no leite humano e de vaca, respectivamente). 
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Existe uma relação inversa entre a absorção de Mg2+ e seu 
conteúdo na dieta, atingindo 65% do total ingerido, se o conteúdo 
for baixo e apenas 10% se for alto. A absorção de Mg2+ ocorre 
no intestino delgado, por mecanismos muito semelhantes aos 
do Ca2+. O magnésio também é absorvido pela via paracelular, 
direcionada por seu gradiente eletroquímico, mais perceptível 
quando o conteúdo de Mg2+ nos alimentos é alto. O Ca2+ afeta a 
absorção de Mg2+, talvez, competindo com o seu local de captação.
O Mg2+ é crucial para a função de enzimas importantes, in-
cluindo as da transferência do grupo fosfato. Além disso, o Mg2+ 
participa da síntese de proteínas, síntese e estabilidade de ácidos 
nucléicos e excitabilidade neuromuscular. Por seu papel em ou-
tros sistemas de transporte de íons, o Mg2+ afeta na condução do 
impulso nervoso, na contração muscular e no ritmo cardíaco nor-
mal. O Mg2+ é necessário para a síntese de ATP nas mitocôndrias, 
formando um complexo com ATP (MgATP). A sinalização celular 
requer o complexo Mg2+ATP para fosforilação de proteínas e sínte-
se de cAMP, envolvido em muitos processos bioquímicos.
O rim é o principal órgão responsável por manter a 
concentração plasmática de Mg2+dentro dos limites normais. 
A maior parte do magnésio sérico que vaza para o glomérulo é 
reabsorvido, e apenas cerca de 3-5% é excretado na urina. 
Sódio
O Na+ é normalmente ingerido em alimentos como sal 
comum (NaCl) e, portanto, está sujeito a grandes flutuações. 
Muitos dos alimentos e das bebidas industrializadas que sofrem 
processamento, contêm quantidades consideráveis de Na+. Uma 
fonte, muitas vezes esquecida, de Na+ é o bicarbonato de sódio. 
Os enterócitos, como o restante das células intactas, man-
têm um importante gradiente eletroquímico de Na+, por meio da 
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membrana plasmática, graças à ação da Na+/K+ -ATPase, de modo 
que o Na+ tende a entrar em favor de seu gradiente eletroquímico. 
Outros transportadores, localizados na membrana da borda da es-
cova das células epiteliais também participam da absorção de Na+ 
no intestino delgado. Células epiteliais da seção inferior do intestino 
grosso têm um canal luminal de Na+, que permite uma entrada de-
sacoplada de Na+ em favor de seu gradiente eletroquímico.
O intestino delgado absorve a maior parte do NaCl da 
dieta e das secreções das glândulas exócrinas após cada refeição, 
enquanto o intestino grosso participa regulação fina da retenção 
de NaCl, de acordo com o balanço eletrólito global do organismo.
Grande parte das células epiteliais do trato gastrointesti-
nal têm a capacidade de secretar líquidos e eletrólitos. Os íons 
secretados mais importantes são Na+e Cl-. Há um movimento de 
NaCl, do lado capilar para o lúmen intestinal. O modelo de secre-
ção epitelial de NaCl ocorre por meio de o acoplamento elétrico 
da secreção Cl, junto com a membrana plasmática luminal e os 
movimentos de Na+, seguindo a via paracelular. A secreção de Cl 
depende da captação acoplada de íons Cl com Na+ e K+, por meio 
de um cotransportador específico (Na+ / K+ / 2Cl-), localizado na 
membrana plasmática e nos canais de cloro específicos, localiza-
dos na membrana luminal
O Na+ é o principal cátion do líquido extracelular e 
intervém, entre outros, nas seguintes funções: balanço ácido-
base; excitabilidade celular; fluxos de solutos transmembranares; 
pressão osmótica; volume extracelular. 
Potássio 
O K+ está presente nos alimentos, tanto de origem animal 
quanto vegetal. Carne e leite são fontes adequadas de K+. Além 
disso, a maioria das frutas, tomates e vegetais de folhas verdes são 
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fontes excepcionais de K+. A ingestão diária de K+ varia entre 50 e 
150mmol. A maior parte do K+ ingerido é absorvido no intestino 
delgado. A maior parte do K+ do organismo (três quartos do total) 
está localizada no tecido muscular. As funções do potássio são 
essenciais para certas funções celulares, incluindo a regulação do 
volume e pH celular, a síntese de DNA e das proteínas, crescimento, 
potencial de repouso da membrana e atividade neuromuscular e 
cardíaca.
Ferro
É um elemento que, devido sua baixa concentração, faz 
parte do grupo de oligoelementos do organismo. No entanto, ele 
executa funções importantes, para que possa ser considerado es-
sencial. Nos alimentos, há o ferro heme (10%) e o ferro não heme 
(90% iônico). O ferro heme é encontrado principalmente em car-
nes, aves e peixes. Já cereais, frutas, legumes, nozes, pães e legu-
mes contêm principalmente ferro não-heme (Fe3+). Aproximada-
mente 20 até 30% do ferro heme é absorvível, enquanto apenas 
3% do ferro não heme é absorvido.
Quase todo ferro dietético é absorvido no duodeno atra-
vés dos seguintes mecanismos. O ferro não-heme da dieta exis-
te principalmente na forma oxidada (Fe3+), que deve ser reduzida 
para Fe2+ pela enzima redutase férrica. Em seguida, o Fe2+(heme) 
é transportado através da membrana do enterócito por um trans-
portador dependente de energia chamado de proteína transpor-
tadora de metal divalente 1 (DMT-1) para também transportar ou-
tros íons de metal divalente. 
O ferro heme é provavelmente transportado nos enteró-
citos, por uma proteína transportadora de heme (HCP1), a qual é 
de uma membrana receptora heme. Ela pode ser encontrada no 
intestino proximal, onde a absorção do ferro heme é maior. Uma 
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vez ingressado no ferro heme para HCP1, o complexo é internali-
zado por um processo chamado endocitose, mediado por recep-
tor, e, finalmente exportado para a circulação.
Embora o Fe2+ seja transportado com maior eficiência por 
DMT1, o Fe2+ e o Fe3+ também podem ser inseridos no enterócito 
de outras maneiras. Um complexo de membrana chamado para-
ferritina, que contém beta integrina, mobilferrina (um homólogo 
de calreticulina) e flavina monooxigenase, participam da captação 
de ferro, mediado por mucina no lúmen intestinal. Depois da sua 
adesão, dependente da flavina monooxigenase de NADPH + H+, 
associado com este complexo, reduz Fe3+ para Fe2+.
O ferro ferroso (Fe2+) é exportado do enterócito no sangue 
por meio da membrana basal, pelo transportador de ferroportina 
1. O referido ferro é oxidado por uma proteína que contém cobre 
oxidado, hefaestina, incorporado como Fe3+ à transferrina plasmá-
tica. Após a absorção no duodeno, o ferro entra no corpo por meio 
da veia porta, a qual atinge o fígado, e lá, atua em várias funções 
hepáticas, além de também ser armazenado. 
O principal fluxo de ferro do fígado é para a medula óssea, 
onde é incorporado nas células precursoras eritróides, que são 
utilizados na eritropoiese para formar hemoglobina, em que car-
regam os eritrócitos circulantes por cerca de 120 dias.
O ferro liberado pelos tecidos, no sangue, se liga à trans-
ferrina (ou siderofilina) e é transportado para seus locais de uso 
e armazenamento A transferrina tem dois meios de ligação; cada 
um está ligado um átomo de ferro. Enfim, a maior parte do ferro 
no sangue não está ligado à transferrina, mas está dentro hemo-
globina dos eritrócitos, onde pode apenas ser reutilizada pelos eri-
trócitos senescentes se forem destruídos.
49BIOQUÍMICA HUMANA APLICADA À NUTRIÇÃO
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O armazenamento de ferro corre pelo sistema de macró-
fagos do sistema retículo-endotelial, que fagocitam