problema 3

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PROBLEMA 3
Uma bela construcao :
biomoléculas simples ,
complexas e um corpo
organizado
OBJETIVO 1) COMPREENDER O PRIMEIRO
PASSO- A - PASSO DE DIGESTAO ,
TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DESSAS
BIOMOLÉCULAS
DIGESTAO
No processo digestivo, os macronutrientes são degradados
até suas unidades constituintes, as principais sendo:
Carboidratos→ Glicose
Lipídios→ Ácidos graxos
Proteínas→ Aminoácidos
CARBOIDRATOS
O metabolismo de carboidratos é um conjunto de processos
bioquímicos responsáveis pela digestão, absorção,
transformação e utilização dos carboidratos no organismo,,
esses processos são essenciais para o fornecimento de
energia e o funcionamento adequado das células.
1. Digestão e Absorção dos
Carboidratos
● Digestão: Inicia na boca com a amilase salivar que
quebra o amido em maltose. No intestino delgado, a
amilase pancreática continua a quebra do amido.
Enzimas intestinais como maltase, sucrase e lactase
convertem os dissacarídeos em monossacarídeos
(glicose, frutose e galactose).
● Absorção: Monossacarídeos são absorvidos pelas
células intestinais através de transportadores
específicos e entram na circulação sanguínea para
distribuição.
2. Principais Vias Metabólicas dos
Carboidratos
a) Glicólise
● Localização: Ocorre no citoplasma de todas as células.
● Função: Converte glicose em piruvato, gerando ATP e
NADH.
● Etapas: Inclui uma fase de investimento de energia
(gastos de ATP) e uma fase de produção de energia.
● Importância: É uma via central de produção de
energia, especialmente em condições anaeróbicas.
b) Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico)
● Localização: Mitocôndrias.
● Função: Oxida o acetil-CoA proveniente do piruvato
em CO₂, gerando ATP, NADH e FADH₂.
● Importância: Fornece equivalentes redutores para a
cadeia transportadora de elétrons.
c) Cadeia Transportadora de Elétrons e
Fosforilação Oxidativa
● Localização: Membrana interna da mitocôndria.
● Função: Utiliza NADH e FADH₂ para gerar ATP
através da transferência de elétrons e do
bombeamento de prótons, criando um gradiente
eletroquímico.
d) Glicogênese
● Localização: Fígado e músculos.
● Função: Conversão de glicose em glicogênio para
armazenamento.
● Importância: Armazena energia para uso futuro,
principalmente em situações de aumento da demanda
energética.
e) Glicogenólise
● Localização: Fígado e músculos.
● Função: Quebra do glicogênio em glicose-1-fosfato.
● Importância: Fornece glicose rápida para as células,
especialmente durante exercícios ou jejum.
f) Gliconeogênese
● Localização: Principalmente no fígado.
● Função: Síntese de glicose a partir de precursores não
carboidratos como lactato, aminoácidos e glicerol.
● Importância: Mantém os níveis de glicose no sangue
durante jejum prolongado.
g) Via das Pentoses Fosfato
● Localização: Citoplasma.
● Função: Produz NADPH (usado na biossíntese e em
reações redutoras) e ribose-5-fosfato (precursor na
síntese de nucleotídeos).
● Importância: Fornece componentes para processos
anabólicos e para a proteção contra o estresse
oxidativo.
3. Regulação do Metabolismo de
Carboidratos
● Hormônios:
○ Insulina: Promove a captação de glicose,
glicogênese e glicólise.
○ Glucagon: Estimula a glicogenólise e
gliconeogênese, aumentando a glicose
sanguínea.
○ Adrenalina: Estimula a glicogenólise em
situações de estresse.
● Enzimas: Reguladas por mecanismos alostéricos,
modificação covalente (fosforilação/desfosforilação) e
controle hormonal.
LIPIDEOS
1. Digestão e Absorção de Lipídios
● Emulsificação: No intestino delgado, os lipídios são
emulsificados pela bile, que é produzida no fígado e
armazenada na vesícula biliar. A emulsificação
aumenta a área de superfície dos lipídios, facilitando a
ação das enzimas digestivas.
● Ação das Enzimas: As lipases pancreáticas são as
principais enzimas envolvidas na digestão dos
triglicerídeos, quebrando-os em ácidos graxos livres e
monoglicerídeos.
● Absorção: Os produtos da digestão são absorvidos
pelas células intestinais (enterócitos) e, dentro dessas
células, são reesterificados em triglicerídeos e
empacotados em quilomícrons para transporte.
2. Transporte de Lipídios
● Quilomícrons: São partículas grandes e ricas em
triglicerídeos que transportam lipídios da dieta
através do sistema linfático e para a corrente
sanguínea.
● Lipoproteínas: O transporte de lipídios no sangue é
feito por lipoproteínas, que variam em densidade e
função:
○ VLDL (Very Low-Density Lipoproteins):
Transportam triglicerídeos endógenos do
fígado para os tecidos.
○ LDL (Low-Density Lipoproteins): Conhecidas
como "colesterol ruim", transportam colesterol
para as células.
○ HDL (High-Density Lipoproteins): Conhecidas
como "colesterol bom", transportam colesterol
das células de volta para o fígado para
excreção ou reutilização.
3. Metabolismo dos Ácidos Graxos
● Beta-Oxidação: É o processo pelo qual os ácidos
graxos são quebrados nas mitocôndrias para produzir
Acetil-CoA, que pode entrar no ciclo do ácido cítrico
para produção de ATP. Esse processo envolve várias
etapas: ativação dos ácidos graxos, transporte para a
mitocôndria (via carnitina) e as reações de
beta-oxidação.
● Cetogênese: Quando há excesso de Acetil-CoA ou
durante o jejum prolongado, o fígado converte
Acetil-CoA em corpos cetônicos (acetoacetato,
beta-hidroxibutirato e acetona), que podem ser
usados como fonte de energia por outros tecidos,
especialmente o cérebro e os músculos.
4. Síntese de Ácidos Graxos
● Síntese de Novo: Ocorre principalmente no fígado e
no tecido adiposo, onde a glicose é convertida em
Acetil-CoA e, através de uma série de reações
catalisadas pelo complexo da ácido graxo sintase, é
transformada em ácidos graxos, principalmente o
ácido palmítico.
● Regulação: A síntese de ácidos graxos é regulada
pela insulina (estimuladora) e pelo glucagon (inibidor),
além de ser modulada pela disponibilidade de
substratos e produtos finais.
5. Síntese e Metabolismo dos
Triglicerídeos
● Síntese de Triglicerídeos: Triglicerídeos são
sintetizados principalmente no fígado e no tecido
adiposo, através da esterificação de glicerol-3-fosfato
com ácidos graxos.
● Degradação de Triglicerídeos: A lipólise é o processo
de quebra de triglicerídeos no tecido adiposo,
liberando ácidos graxos e glicerol na corrente
sanguínea, que podem ser usados como fontes de
energia. Esse processo é regulado por hormônios
como adrenalina, noradrenalina, glucagon e hormônio
do crescimento.
6. Metabolismo do Colesterol
● Síntese de Colesterol: Ocorre em várias células do
corpo, mas principalmente no fígado. O colesterol é
sintetizado a partir do Acetil-CoA em um processo
que envolve a enzima HMG-CoA redutase, que é um
ponto chave de regulação.
● Funções do Colesterol: O colesterol é essencial para a
formação das membranas celulares, produção de
hormônios esteroides, ácidos biliares e vitamina D.
● Regulação e Excreção: O excesso de colesterol é
regulado pelo fígado, que pode excretá-lo como
ácidos biliares.
7. Distúrbios do Metabolismo de
Lipídios
● Hiperlipidemias: São condições em que há excesso de
lipídios no sangue, podendo levar a doenças
cardiovasculares.
● Cetose e Cetoacidose: Ocorrem quando há produção
excessiva de corpos cetônicos, que podem ser
utilizados como fonte de energia, mas em excesso
podem causar acidez no sangue.
AMINOACIDOS
1. Introdução ao Metabolismo de
Aminoácidos
● Os aminoácidos são os blocos de construção das
proteínas e têm funções importantes no metabolismo
celular.
● Eles podem ser obtidos pela dieta, pela degradação
de proteínas corporais ou pela síntese de alguns
aminoácidos não essenciais.
2. Funções dos Aminoácidos
● Síntese de Proteínas: Principal função dos
aminoácidos no corpo.
● Precursores de Moléculas Biológicas: Aminoácidos
são usados para sintetizar neurotransmissores,
hormônios, nucleotídeos e outras moléculas.
● Fonte de Energia: Os aminoácidos podem ser
utilizados como fonte de energia, especialmente em
situações de jejum prolongado.
3. Catabolismo de Aminoácidos
● O catabolismo de aminoácidos envolve a remoçãodo
grupo amino, que é geralmente convertido em amônia
(NH₃).
● Desaminação: Processo pelo qual o grupo amino é
removido. Pode ocorrer por transaminação
(transferência do grupo amino para um cetoácido) ou
desaminação oxidativa (remoção direta do grupo
amino).
● Transaminação: Catalisada pelas aminotransferases,
transfere o grupo amino para o alfa-cetoglutarato,
formando glutamato.
● Desaminação Oxidativa: O glutamato é convertido
em alfa-cetoglutarato pela ação da glutamato
desidrogenase, liberando amônia.
4. Ciclo da Ureia
● A amônia, que é tóxica, é convertida em ureia no
fígado através do ciclo da ureia, um processo
essencial para a excreção segura de nitrogênio.
● Fases do Ciclo da Ureia: Inicia com a formação de
carbamoil fosfato, que entra no ciclo da ureia, gerando
finalmente a ureia que é excretada pelos rins.
● A ureia é então transportada para o rim e eliminada
pela urina.
5. Destino dos Esqueletos Carbonados
● Após a remoção do grupo amino, os esqueletos
carbonados dos aminoácidos podem ser convertidos
em intermediários do ciclo do ácido cítrico, glicose (via
gliconeogênese), corpos cetônicos ou serem oxidados
para energia.
● Aminoácidos Cetogênicos: Produzem corpos
cetônicos ou ácidos graxos (ex.: leucina e lisina).
● Aminoácidos Glicogênicos: Podem ser convertidos
em glicose (ex.: alanina, serina).
6. Metabolismo de Aminoácidos
Essenciais e Não Essenciais
● Aminoácidos Essenciais: Não podem ser sintetizados
pelo corpo e devem ser obtidos pela dieta.
● Aminoácidos Não Essenciais: Podem ser sintetizados
pelo corpo a partir de outros compostos
intermediários do metabolismo.
7. Regulação do Metabolismo de
Aminoácidos
● O metabolismo dos aminoácidos é regulado por
necessidades energéticas do corpo, disponibilidade de
aminoácidos e regulação enzimática.
● A síntese de enzimas envolvidas na degradação dos
aminoácidos é ajustada conforme a disponibilidade
dos aminoácidos e o estado nutricional do organismo.
8. Distúrbios Metabólicos
Relacionados aos Aminoácidos
● Fenilcetonúria (PKU): Distúrbio causado pela
deficiência da enzima fenilalanina hidroxilase, levando
ao acúmulo de fenilalanina.
● Alcaptonúria: Distúrbio metabólico causado pela
deficiência da enzima homogentisato dioxigenase,
resultando no acúmulo de ácido homogentísico.
9. Aminoácidos em Situações de
Estresse e Jejum
● Durante o jejum ou estresse metabólico, a degradação
de proteínas aumenta para fornecer aminoácidos para
gliconeogênese e para a produção de energia.
● A alanina e a glutamina desempenham papéis cruciais
como transportadores de nitrogênio dos tecidos
periféricos para o fígado.
10. Síntese de Compostos
Nitrogenados
● Aminoácidos são precursores de diversos compostos
nitrogenados como purinas, pirimidinas, porfirinas
(parte do grupo heme), creatina, glutationa e
hormônios.
OBJETIVO 2) ESTUDAR OS TRANSPORTES DE
GLICOSE ( GLUT5,SGLT, GLUT 4 E GLUT 2) NAS
CÉLULAS E SUA RELACAO COM A INSULINA
principais transportadores de glicose e suas funções:
1. Transportadores de Glicose (GLUT e SGLT)
Existem dois principais tipos de transportadores de glicose:
● GLUT (Glucose Transporter): São transportadores de
glicose que operam por difusão facilitada e não
dependem de energia (ATP).
● SGLT (Sodium-Glucose Linked Transporter): São
cotransportadores que movem a glicose contra seu
gradiente de concentração usando a energia do
gradiente de sódio, sendo, portanto, um transporte
ativo secundário.
2. GLUT5
● Função: GLUT5 é um transportador de frutose, não de
glicose, e facilita a entrada de frutose nas células por
difusão facilitada.
● Localização: Está presente principalmente no intestino
delgado, especialmente nos enterócitos, e também em
menores quantidades no músculo esquelético e outros
tecidos.
● Importância: É crucial para a absorção de frutose da
dieta, que depois é convertida em glicose ou usada
diretamente como fonte de energia.
3. SGLT (SGLT1 e SGLT2)
● SGLT1:
○ Função: Cotransportador de sódio e glicose,
transporta glicose contra seu gradiente de
concentração junto com sódio.
○ Localização: Principalmente no intestino
delgado e nos túbulos renais proximais.
○ Importância: Essencial para a absorção de
glicose da dieta no intestino e para a
reabsorção de glicose nos rins.
● SGLT2:
○ Função: Semelhante ao SGLT1, mas com maior
afinidade para glicose e menor afinidade para
sódio.
○ Localização: Principalmente nos túbulos
proximais do rim.
○ Importância: Principal responsável pela
reabsorção de glicose filtrada nos rins,
prevenindo a perda de glicose na urina.
4. GLUT4
● Função: GLUT4 é um transportador de glicose
dependente de insulina, facilitando a entrada de glicose
nas células, especialmente em resposta à insulina.
● Localização: Encontrado principalmente no músculo
esquelético, coração e tecido adiposo.
● Relação com a Insulina: A insulina estimula a
translocação do GLUT4 das vesículas intracelulares
para a membrana plasmática, aumentando a captação
de glicose pelas células. Esse mecanismo é
fundamental para a redução dos níveis de glicose no
sangue após a ingestão de alimentos.
5. GLUT2
● Função: GLUT2 é um transportador bidirecional de
glicose que facilita a entrada e saída de glicose nas
células.
● Localização: Presente no fígado, pâncreas, intestino
delgado e rins.
● Importância:
○ No fígado, permite a captação de glicose para
armazenamento como glicogênio e a liberação
de glicose durante a glicogenólise e
gliconeogênese.
○ No pâncreas, GLUT2 participa na regulação da
secreção de insulina pelas células beta, atuando
como sensor de glicose.
○ No intestino, facilita a passagem de glicose para
o sangue após a absorção.
6. Relação dos Transportadores com a Insulina
● A insulina é um hormônio chave para a regulação do
metabolismo da glicose e atua principalmente
estimulando a captação de glicose pelas células através
do GLUT4.
● Quando a glicose no sangue aumenta após a refeição,
o pâncreas secreta insulina, que se liga aos receptores
nas células-alvo (como no músculo e tecido adiposo),
promovendo a translocação do GLUT4 para a
membrana celular.
● GLUT2 no fígado e pâncreas ajuda a manter a
homeostase da glicose ao permitir a entrada e saída de
glicose conforme necessário, mas não é regulado
diretamente pela insulina como o GLUT4.
● Os SGLTs não são diretamente influenciados pela
insulina, mas são essenciais para a absorção e
reabsorção de glicose em situações onde a insulina
pode estar ausente ou em deficiência (como no
diabetes).
OBJETIVO 3) CONHECER OS EXAMES
RELACIONADOS AO DEFICIT OU EXCESSO DE
CARBOIDRATOS COMO : GLICEMIA DE JEJUM,
CURSO GLICEMICO ,HEMOGLOBINA GLICADA ,
INSULINA BASAL, CURSO DE GLICEMIA E
HOMO-iR
1. Glicemia de Jejum
● Objetivo: Avaliar os níveis de glicose no sangue após
um período de jejum de 8 a 12 horas.
● Importância: Indicador primário de diabetes e
pré-diabetes.
● Valores normais: Entre 70 e 99 mg/dL.
● Alterações:
○ Abaixo do normal (hipoglicemia): pode indicar
deficiência de carboidratos ou problemas na
produção de glicose pelo fígado.
○ Acima do normal (hiperglicemia): sugere
resistência à insulina ou diabetes.
2. Curso Glicêmico (Teste Oral de Tolerância à
Glicose - TOTG)
● Objetivo: Avaliar a resposta do corpo à ingestão de
uma dose de glicose (75g).
● Como funciona: A glicemia é medida antes e depois da
ingestão da glicose, em intervalos específicos
(normalmente 2 horas).
● Importância: Diagnóstico de diabetes e intolerância à
glicose.
● Alterações:
○ Se a glicose não voltar a níveis normais após 2
horas, pode indicar diabetes ou intolerância.
3. Hemoglobina Glicada (HbA1c)
● Objetivo: Avaliar a média dos níveis de glicose no
sangue nos últimos 2-3 meses.
● Importância: Controle de longo prazo do diabetes.
● Valores normais: Menos de 5,7%.
● Alterações:
○ Aumento: Indica glicose elevada no sangue por
períodos prolongados, sugerindo diabetes mal
controlado.
○ Redução: Pode estar relacionada ao controle
adequado do diabetes.
4. Insulina Basal
● Objetivo: Medir os níveis de insulina no sangue em
jejum.● Importância: Avaliar a função pancreática e resistência
à insulina.
● Alterações:
○ Altos níveis de insulina: Indicativo de
resistência à insulina.
○ Baixos níveis: Podem sugerir deficiência na
produção de insulina (diabetes tipo 1).
5. HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of
Insulin Resistance)
● Objetivo: Avaliar a resistência à insulina.
● Cálculo: Feito a partir dos valores de glicose e insulina
em jejum.
● Importância: Indicador da função das células beta do
pâncreas e resistência à insulina.
● Alterações:
○ HOMA-IR elevado: Sugere resistência à
insulina, comum em pré-diabetes e diabetes tipo
2.
6. Curso de Glicemia
● Objetivo: Monitorar a variação dos níveis de glicose no
sangue ao longo do dia.
● Importância: Avaliar o controle da glicemia e detectar
hipoglicemias ou hiperglicemias.
● Alterações:
○ Variações excessivas podem indicar problemas
no metabolismo de carboidratos, como má
absorção, hipoglicemias reativas ou diabetes
mal controlado.