Integração do metabolismo

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Integração do metabolismo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A glicose dentro do fígado está fosforilada 
(glicose-6-fosfato) e, por isso, não sai da célula. A 
concentração de glicose no sangue é muito parecida com a 
concentração de glicose no interior do fígado; altas de 
glicose no sangue levam a sua entrada no fígado para sua 
metabolização. Dependendo da quantidade de glicose, uma 
parte é armazenada na reserva de glicogênio do fígado, que 
é queimada (glicogenólise) em baixas de glicose no 
organismo. Parte da glicose-6-fosfato é desviada para a via 
das pentoses, produzindo NADPH e nucleotídeos. 
 
Parte do acetil-CoA sai da mitocôndria como citrato e volta 
a ser acetil-CoA no citosol. O acetil-CoA recém 
reconstruído no citoplasma pode vir a ser convertido em 
colesterol. A partir desse acetil-CoA são produzidos ácidos 
graxos e, a partir daí, triacilgliceróis e fosfolipídios. 
 
 
 
 
 
Várias das proteínas sintetizadas no fígado são transportadas para 
o sangue (grande parte das proteínas plasmáticas, inclusive as 
lipoproteínas popularmente conhecidas como colesterol). Ao 
contrário dos lipídios, os aminoácidos circulam livremente no 
sangue. Os aminoácidos, no fígado, podem ser usados na síntese 
de hormônios, nucleotídeos e porfirinas. Alguns dos aminoácidos 
(como aspartato e glicina) doam nitrogênios ou carbonos para 
anéis de purina ou pirimidina para a síntese de nucleotídeos. 
 
Esses aminoácidos são degradados e liberam amônia e, nas 
células do fígado, é sintetizada uréia a partir de NH 4 a partir dessa 
amônia. Essa amônia pode vir de tecidos extra hepáticos na forma 
de alanina. No hepatócito a alanina pode doar um nitrogênio, 
restabelecendo um piruvato; esse piruvato entra no ciclo do ácido 
cítrico, produzindo ATP, ou participa da gliconeogênese, 
restaurando moléculas de glicose. A glutamina também traz 
nitrogênio dos tecidos extra hepáticos. 
 
Eventualmente alguns desses aminoácidos podem participar da 
produção de corpos cetônicos (cetogênicos). Aminoácidos 
glicocetogênicos (como a leucina) podem gerar intermediários 
tanto para a síntese de glicose quanto para a síntese de corpos 
cetônicos. Excesso de acetil-CoA pode ser desviado para a síntese 
de lipídios. 
 
 
 
Os ácidos graxos presentes no fígado, por 
meio da ß-oxidação, produz NADH, FADH e 
grandes quantidades de acetil-CoA. Esse 
acetil-CoA pode produzir colesterol e, a partir 
dele, hormônios esteróides e sais biliares. 
Ligados à albumina, esses ácidos graxos 
podem ser transportados livremente pelo 
sangue. Também são formadas lipoproteínas 
plasmáticas (popularmente conhecidas como 
colesterol). Esse acetil-CoA produzido pode 
ser desviado para a produção de corpos 
cetônicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uso das reservas energéticas na contração muscular: 
A fosfocreatina, reserva energética 
formada a partir de aminoácidos, é um dos 
poucos exemplos de moléculas com um 
fosfato (PO 3 ) ligado diretamente a um 
nitrogênio. O fosfato entra e sai como 
PO 3 , ou seja, não leva consigo um átomo 
de oxigênio. Esse fosfato se liga ao ADP, 
formando uma molécula de ATP. 
 
 
Concentrações de fosfocreatina, ATP e fosfato inorgânico em diferentes momentos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No músculo, a produção de ATP para a contração rápida se 
dá pela quebra anaeróbica do glicogênio muscular em 
lactato. Esse lactato, no fígado, é usado na gliconeogênese 
para a produção de glicose, a partir da quebra de ATP. 
 
A glicose produzida a partir do lactato no fígado pode ser 
transportada pelo sangue de volta ao músculo. No músculo, 
essa glicose pode ser tanto usada prontamente para a 
produção de ATP quanto armazenada na forma de 
glicogênio. 
 
 
Transporte eletrogênico pelo sistema nervoso (bomba de sódio e potássio): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Composição do sangue: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea (captação de glicose pelas células e armazenamento 
como triacilgliceróis e glicogênio): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sinalização nas células ßpancreáticas (síntese e secreção de insulina): 
 
 
A glicose entra na célula ß 
pancreática e, em seu interior, é 
fosforilada. O aumento de ATP 
inibe a saída de potássio da 
célula. Isso causa uma 
despolarização na célula, 
permitindo a entrada de cálcio. A 
sinalização do cálcio no retículo 
endoplasmático leva à secreção 
dos grânulos de insulina: 
resposta do organismo para o 
aumento de glicose no sangue. 
Efeitos do glucagon sobre a glicose sanguínea (produção e liberação de glicose pelo fígado): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Combustível metabólico disponível em um homem com peso normal (70kg) e em um homem 
obeso (140kg) no início do jejum: 
 
 
 
 
 
Efeitos de um jejum severo prolongado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeitos fisiológicos e metabólicos da adrenalina: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sinalização neuronal e sinalização endócrina: 
 
Na sinalização endócrina, os tipos de 
hormônios lançados na corrente 
sanguínea podem ter ação mais 
rápida ou mais lenta e progressiva. 
Essa secreção hormonal também 
pode começar a partir de um impulso 
nervoso. Os neurônios fazem 
sinalização local. 
 
 
 
 
 
 
 
Classes de hormônios: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os hormônios têm sinalizações diferentes. 
Hormônios que são peptídeos, por exemplo, são 
normalmente hidrofílicos, ou seja, são incapazes 
de atravessar a membrana celular e precisam de 
um receptor específico que, a partir de um 
segundo mensageiro, permite a passagem de 
informação para a célula. Ao se desligar do 
receptor, o hormônio é prontamente destruído. 
 
Já hormônios hidrofóbicos, como os hormônios 
esteróides, atravessam facilmente tanto a 
membrana celular quanto a membrana do núcleo. 
Esses hormônios se ligam aos receptores do 
interior do núcleo — normalmente relacionados à 
transcrição gênica. Esses hormônios têm 
normalmente ação mais lenta e mais prolongada. 
 
Processamento da insulina: 
 
A insulina apresenta em sua cadeia seis resíduos de cisteína e, 
em uma desuas extremidades, uma sequência sinalizadora ligada 
a um grupo amino. Em seguida, a sequência sinalizadora sai do 
peptídeo e no lugar dos seis resíduos de cisteína há seis pontes 
dissulfeto. No processamento seguinte, o chamado peptídeo C é 
clivado e sobram duas cadeias (A e B) ligadas por duas pontes 
dissulfeto intercadeias — há ainda uma ponte dissulfeto 
intracadeia na cadeia A. 
 
 
 
 
 
 
Sinalização hormonal a partir de estímulos do ambiente: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conforme o esquema ao lado, os estímulos do ambiente percebidos 
pelo sistema nervoso central ativam a liberação de hormônios pelo 
hipotálamo. Quanto maior a região de ação de um hormônio, maior a 
quantidade liberada (cascata de amplificação — a sinalização local é 
feita por nanogramas de hormônio e assim sucessivamente). 
 
O aumento da concentração do cortisol liberado nos tecidos é 
responsável por inibir a ação das glândulas que estimulam sua 
produção nas glândulas suprarrenais — hipotálamo e adeno-hipófise. 
 
 
 
O tecido adiposo, principalmente quando aumentado, é capaz de liberar 
leptina. A leptina é responsável principalmente pela inibição da ingestão 
de alimento e pelo estímulo da ß-oxidação da gordura, transformando-a 
em energia na forma de ATP ou em calor. 
 
 
A leptina liberada pelo tecido adiposo chega no hipotálamo via 
sangue e libera sinal neuronal via neurônio simpático para a 
liberação de noradrenalina. O receptor ß-adrenérgico, presente 
principalmente em células do tecido adiposo marrom, uma vez 
estimulado, desencadeia na célula uma série de modificações para 
mensageiros intracelulares. 
 
As lipases são ativadas para a liberação de ácidos graxos livres 
(que vão para a mitocôndria para ß-oxidação), conforme o 
esquema ao lado. No núcleo, sinalização a proteína-cinase A — 
ativada pela ação da noradrenalina — aumenta a expressão de 
UCP, proteína desacopladora de mitocôndrias, que impede o 
acoplamento da cadeia respiratória para gerar ATP na membrana 
da matriz mitocondrial. A energia proveniente da ß-oxidação, em 
vez de ATP, produz calor. 
 
 
 
Além da noradrenalina, a sinalização de leptina no 
hipotálamo estimula a liberação de POMC, CRH e KART — 
hormônios anorexígenos, que induzem a saciedade. Os três 
hormônios bloqueiam a atividade de NPY — hormônio 
orexígeno, que induzem o aumento do apetite. 
 
Aumentando o apetite e, portanto, o tecido adiposo, é 
liberada mais leptina. Essa leptina, por sua vez, estimula a 
produção de hormônios que bloqueiam o NPY. Além disso, o 
NPY desestimula o uso de energia: diminui a termogênese e 
a massa do tecido adiposo. 
 
Conforme a representação ao lado, a liberação tanto de leptina 
quanto de insulina estimulam a liberação de α-MSH, que induz 
a diminuição no apetite, e inibem a liberação do NPY, que 
induz o aumento no apetite. É importante comer devagar para 
que o tempo seja suficiente para a liberação de hormônios que 
inibem o apetite.