Metabolismo de aminoácidos

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Metabolismo de aminoácidos 
 
 Efetivamente, não se usa aminoácidos como fonte de energia, as fontes 
mais usadas são de carboidrato e lipídeo; 
 
 Esses aminoácidos majoritariamente vem a degradação de proteínas 
dentro das células ou digestão delas no intestino, mas também podem 
ser obtidos em complexos vendidos hoje em dia; 
 
 A degradação de proteínas em aminoácidos é importante tanto para a 
degradação e “resíntese” de proteínas velhas quanto para a reciclagem 
e síntese de novas proteínas; 
 
 A formação de proteínas necessita de uma fonte de aminoácidos; 
 
 O que define se as proteínas vão ser sintetizadas ou se os aminoácidos 
vão ser utilizados como fonte de energia é a alta ou baixa energética. 
Em casos de jejum prolongado, só são sintetizadas as enzimas 
estritamente necessárias; 
 
 Diferente dos lipídeos, que podem ser sintetizados, apesar de terem 
como função prioritária o fornecimento de energia, as proteínas tem a 
função principal estrutural, só sendo usadas como fonte energética em 
casos de necessidade; 
 
 O tempo de vida útil da proteína é muito menor que de carboidrato e 
lipídeos, devido ao mecanismo de reciclagem; 
 
 As utilizações primárias dos aminoácidos são como elementos de 
construção para a síntese de proteínas e peptídeos e como fonte de 
nitrogênio para a síntese de outros aminoácidos e compostos 
nitrogenados, como as bases dos nucleotídeos; 
 
 Carnívoros podem obter, imediatamente após o consumo da carne, até 
90% do seu requerimento energético a partir da oxidação de 
aminoácidos, enquanto que herbívoros podem preencher apenas uma 
pequena fração de sua energia necessária através da rota metabólica, 
uma vez que os alimentos possuem poucas proteínas; 
 
 Somente os aminoácidos em EXCESSO, ou seja, os que não são 
necessários para a biossíntese, vão ser utilizados como fonte de 
energia, uma vez que aminoácidos NÃO PODEM SER 
ARMAZENADOS, ao contrário dos ácidos graxos e proteínas; 
 
 Marombeiros não acumulam, fazem reserva, de aminoácidos, o inchaço 
acontece, ou seja, a massa muscular aumenta, devido ao aumento de 
demanda e não porque os aminoácidos estão sendo estocados; 
 
 O nitrogênio atmosférico é capturado por bactérias nitrificantes ou algas 
verdes e azuis, fixando-o na forma de amônia, nitrato ou nitrito, processo 
chamado nitrificação. Um ótimo tipo de adubo é colocar essas bactérias 
nitrificantes no solo das plantas, que conseguem capturar essa amônia e 
usá-la para fazer a síntese de aminoácidos e proteínas. Animais não 
conseguem fazer esse processo, por isso toda a nossa fonte de 
proteínas é exógena, nós não fazemos acúmulo de proteínas; 
 
 Por isso, podemos separar nossos aminoácidos em essenciais e não 
essenciais, os essenciais nós não conseguimos produzir, mesmo 
através da reciclagem de proteínas, obtemos somente através da dieta, 
mas todos eles são essenciais no sentido de que precisamos de todos 
eles; 
 
 As proteínas ingeridas na alimentação precisam ser digeridas a 
aminoácidos ou pequenos peptídeos, para que possam passar pelas 
microvilosidades do intestino. Outra fonte é pela degradação de 
proteínas celulares defeituosas ou desnecessárias, a reciclagem, essa 
fonte interna é muito menor (estima-se que um indivíduo de cerca de 80 
kg recicle 100g de proteína por dia); 
 
 Junto com a ação do suco gástrico, que promove a desnaturação 
proteica, há a ação de proteínas como a pepsina, secretada pela 
mucosa gástrica, que atua em grande quantidade no estômago 
degradando as proteínas. Essas enzimas digestivas se encontram na 
forma de zimogênio, isto é, inativas até a estimulação, que no caso do 
pepsinogênio é a baixa de pH, enquanto a grande maioria das proteínas 
é desnaturada em pH muito ácido, o pepsinogênio se torna ativo 
(pepsina); 
 
 No caso da nutrição enteral é feita a administração de aminoácidos e 
pequenos peptídeos por via venosa ou papas na sonda nasogástrica e 
não de proteínas, por isso não há a necessidade dessa degradação feita 
pelas peptidases. Esse mecanismo é utilizado em pessoas anoréxicas 
ou em estado comatoso; 
 
 Os aminoácidos que não forem necessários como blocos de construção 
serão degradados, por isso não temos como fugir da liberação no 
nitrogênio; 
 
 O local de principal degradação nos mamíferos é o fígado, mas também 
pode acontecer no tecido muscular; 
 
 Não temos participação do nitrogênio em nenhuma das nossas rotas 
metabólicas, logo ele PRECISA ser eliminado; 
 
 A amina de muitos aminoácidos é transferida para um α-cetoglutarato, 
formando glutamato, que sofre desaminação oxidativa, gerando o ionte 
amônio (NH4
+), não importando qual é o aminoácido. Essa é a primeira 
parte de degradação dos aminoácidos; 
 
 Essa reação é catalisada por enzimas conhecidas como 
aminotransferases (antigas transaminases), que fazem a transferência 
de uma amina α de um α-aminoácido para um α-cetoácido; 
 
 Uma das mais importantes aminotransferases é a aspartato 
aminotrasferase (AST), ela catalisa a transferência da amina do 
aspartato para o α-cetoglutarato, formando oxalacetato e glutamato; 
 
 Em casos de jejum prolongado existem apenas duas rotas de síntese, a 
gliconeogênese e a síntese de corpos cetônicos. Parte do oxalacetato 
formado vai ser desviado para sintetizar glicose, isso é o motivo porquê 
começamos a acumular acetil-CoA da metabolização de lipídeos, já que 
o acetil-CoA se liga ao oxalacetato para formar citrato, essa formação de 
oxalacetato logo na primeira reação de degradação de aminoácidos 
repõem o oxalacetato do ciclo de Krebs; 
 
 Outra aminotransferase muito conhecida é a alanina aminotransferase 
(ALT) catalisa a transferência da amina da alanina para o α-
cetoglutarato, formando piruvato e glutamato; 
 
 O piruvato é extremamente importante porque também pode ser usado 
para a síntese de glicose; 
 
 Os produtos são SEMPRE glutamato e um outro produto, dependendo 
do aminoácido; 
 
 Todas as aminotransferases contêm o mesmo grupamento prostético 
que é o Piridoxal Fosfato (PLP), que é derivado da Piridoxina (Vitamina 
B6), ou seja, mais uma vez percebemos a importância da regulação 
metabólica, já que a vitamina B6 é lipossolúvel e um déficit na absorção 
da mesma, como por exemplo por uso do medicamento xenical, 
compromete a formação das aminotransferases; 
 
 Até agora não houve nenhuma metabolização do aminoácido (apesar de 
já ter a geração de importantes moléculas, como oxalacetato e piruvato) 
apenas a preparação da molécula, visto que a amônia é tóxica e precisa 
ser eliminada; 
 Existem basicamente três maneiras de eliminar o nitrogênio: sob forma 
de amônia (amonotélicos, maioria dos vertebrados aquáticos), de ácido 
úrico (uricotélicos, basicamente aves e répteis) e de uréia (ureotélicos, 
maioria dos vertebrados terrestres e tubarões). A melhor maneira de 
eliminar o nitrogênio, a mais eficiente, é a na forma de ácido úrico, 
porque só uma molécula elimina 4 nitrogênios, nós não somos capazes 
de eliminar nitrogênio na forma de ácido úrico, isso é até uma patologia 
chamada gota, na qual a pessoa deve evitar justamente o consumo de 
proteínas; 
 
 Então temos as glutaminas extracelulares ou os glutamatos, obtidos por 
exemplo da alanina. Na membrana da mitocôndria, há transportadores 
para glutamato e glutamina, visto que não é comum ter acúmulo dessas 
moléculas no citosol. Se entrar na forma de glutamato, existe ainda uma 
glutaminase no interior da mitocôndria que vai transformar essa 
molécula em glutamato, então de qualquer maneira o fluxo vai ser a 
partir da formação do glutamato; 
 
 Ao chegar na mitocôndria, a glutamato desidrogenase vai recuperar o α-
cetoglutarato (o glutamato é chamado dessa forma por conta do 
grupamento amina,quando perde volta a ser α-cetoglutarato); 
 
 Obviamente, a amônia não pode ficar livre, então vai reagir com o 
carbonato presente na mitocôndria (excelente tampão, presente também 
na corrente sanguínea e citosol) e 2 moléculas de ATP, essa reação é 
catalisada pela carbamoilfosfato sintetase I, gerando carbamoil fosfato, 2 
ADP e Pi; 
 
 A amônia é extremamente alcalina, seu acúmulo altera o pH da 
mitocôndria e consequentemente o gradiente de prótons, 
comprometendo toda a célula, que não vai poder realizar a respiração 
celular, por isso é muito importante que tudo seja regulado; 
 
 O próximo passo é eliminar esse nitrogênio, que já não está mais livre, 
da mitocôndria, isso acontece quando o carbamoil fosfato reage com a 
ornitina, um aminoácido, formando a citrulina 
 
 Por que tem que entrar na mitocôndria? Por que é lá que está todo o 
aparato e também onde vão ser usados os produtos como oxalacetato; 
 
 Tomar ornitina pode acelerar a retirada do excesso de amina quando a 
pessoa come muita carne por exemplo, mas isso é um mito quando se 
trata de bebida alcoólica. Não tem problema ingerir ornitina porque não é 
uma proteína; 
 
 Ainda dentro da mitocôndria, existe uma outra reação que é a do α-
cetoglutarato com o oxalacetato presenta na mitocôndria, formando 
aspartato, que pode participar do ciclo da ureia ou ser degradado e 
formar oxalacetato, α-cetoglutarato e eliminar o nitrogênio em casos de 
necessidade; 
 
 A citrulina então vai para o meio extracelular e acontece o ciclo da ureia, 
no citosol. Quando reage com ATP, forma um composto instável 
chamado citrulil- AMP e pirofosfato, que rapidamente é quebrado pela 
pirofosfatase, fazendo com que a reação seja irreversível; 
 
 A reação desse composto instável com o aspartato forma o 
argininosuccinato; 
 
 Esse composto é imediatamente hidrolisado formando fumarato e 
arginina, de novo geramos intermediário para o ciclo de Krebs, só que 
do lado de fora; 
 
 Pela ação da arginase com uma molécula de água, há a formação da 
ureia a partir da arginina e regeneração da ornitina, que pode retornar 
capturando mais carbamoil fosfato e formando citrulina, rodando o ciclo 
novamente. A ureia ganha a corrente sanguínea, o sangue é filtrado nos 
rins e o lixo é excretado na urina; 
 Bicicleta de Krebs: Nome dado porque as reações do ciclo de Krebs e 
ciclo da ureia estão relacionadas, os dois ciclos são ligados pelo 
argininosuccinato e se realimentam. O fumarato, produzido na reação da 
argnininosuccinato liase no ciclo da ureia é também um intermediário do 
ciclo de Krebs, esse fumarato entra na mitocôndria e a fumarase e 
malato desidrogenase o transforma em oxalacetato. 
O aspartato, que age como um doardor de nitrogênios na reação 
do ciclo da ureia catalisada pela arginino succinase no citosol, é formado 
do oxalacetato por aminotransferência com o glutamato, o α-
cetoglutarato é produto da aminotransferência e também é um 
intermediário do ciclo de Krebs; 
 Os aminoácidos podem ser classificados em glicogênicos ou 
cetogênicos, os primeiros vão auxiliar na gliconeogênese e os outros 
atuam gerando principalmente acetil-CoA ou acetoacetil-CoA, ajudam a 
drenar para a formação de corpos cetônicos; 
 A regulação do metabolismo de aminoácidos é feita pela inibição ou não 
da glutamato desidrogenase, em altas de ADP e potencial redutor ela é 
ativada, em altas de GTP e ATP ela é inibida.