Homeostase_glicose

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Homeostase da glicose no estado 
alimentado e no jejum 
Integração Metabólica: 
Introdução 
O que é integração 
metabólica? 
O que é metabolismo? 
 Por que precisamos de 
reações químicas para 
manter a vida? 
 
 Por que precisamos de reações 
químicas? 
 
Energia Crescimento 
Manutenção Reprodução 
 
- Energia 
- Crescimento 
- Manutenção de estrutura 
- Reprodução 
- (...) 
 
Todos estes processos requerem reações 
metabólicas! 
 
 Por que precisamos de reações 
químicas? 
 
Lavoisier 
 
- Energia 
- Crescimento 
- Manutenção de estrutura 
- Reprodução 
- (...) 
 
Todos estes processos requerem reações 
metabólicas! 
 
Mas... 
- Será que estes requerimentos são 
sempre iguais? 
 
 Por que precisamos de reações 
químicas? 
 
Lavoisier 
 Como o ambiente varia? 
 
 Como o ambiente varia? 
 
 
 Como o ambiente varia? 
 
 
 Como o ambiente varia? 
 
 
 Como o ambiente varia? 
 
 
 Por que o metabolismo 
tem de responder ao ambiente? 
 
 Homeostase 
 
 
(do grego: ὅμοιος, homoios, "similar"; and ἵστημι, histēmi, 
"permanecer“) 
- Conceito proposto em 1932 por Walter Cannon, definido como a 
propriedade de um sistema de regular o seu meio interno de 
forma a manter uma condição constante, independente das 
variações do meio externo. 
 
 
Ou seja, diversas condições internas tem de 
ser mantidas constantes, mesmo que o meio apresente 
variações. 
 
- Muitas coisas tem que ser mantidas constantes! 
 Homeostase 
 
 
- Muitas coisas tem que ser mantidas constantes! 
Variação de temperatura corporal é 
mínima 
 Homeostase 
- Muitas coisas tem que ser mantidas constantes! 
 Homeostase 
 
 
- Muitas coisas tem que ser mantidas constantes! 
Níveis 
normais de 
glicose 
 Homeostase 
 
 
 Regulação metabólica 
 
 
- Para responder ao ambiente, metabolismo tem de ser 
regulado de acordo com ele. 
- Regulação constante do metabolismo é fundamental para 
a vida! 
 Como regular? 
Como manter 
níveis constantes 
de glicose no 
sangue? 
 Regulação da ingestão 
- Receptores no hipotálamo regulam a sensação de fome, 
a partir de substâncias secretadas pelo corpo. 
Leptina 
- Receptores no hipotálamo regulam a sensação de fome, 
a partir de substâncias secretadas pelo corpo. 
Leptina 
Camundong
o 
normal 
Gene da leptina 
mutado 
 Regulação da ingestão 
- No entanto, nem sempre temos o que precisamos à 
disposição, nem podemos comer tudo o que precisamos. 
 Regulação da ingestão 
Regulação metabólica 
 - Diversas substâncias tem de ser produzidas dentro do 
corpo, a partir de compostos ingeridos na dieta. 
Lavoisier 
Metabolismo 
- Em última análise, nada mais é do que uma maneira de 
transformar as substâncias obtidas do meio nas substâncias que 
o organismo necessita para a sobrevivência, conforme as 
necessidades do mesmo. 
Metabolismo 
- Em última análise, nada mais é do que uma maneira de 
transformar as substâncias obtidas do meio nas substâncias que 
o organismo necessita para a sobrevivência, conforme as 
necessidades do mesmo. 
 
No entanto, transformar uma coisa em outra nem sempre é 
simples! 
O que é uma via 
metabólica? 
O que é uma via metabólica? 
A B C D E 
Uma sequência de reações químicas que transforma um 
substrato em um produto final. 
O que é uma via metabólica? 
Uma sequência de reações químicas 
que transforma um substrato em um 
produto final. 
Glicólise 
A B C D E 
Glicose Piruvato 
O que é uma via metabólica? 
Parece simples... 
Glicólise Mas... 
O que é uma via metabólica? 
Parece simples... 
Glicólise O metabolismo não é uma linha reta! 
Como regular o 
metabolismo? 
Como regular o 
metabolismo? 
Regulação metabólica 
Ocorre através da modulação do fluxo de substâncias 
através das diferentes vias metabólicas. 
A B C D E 
A B C D E 
Ocorre através da modulação do fluxo de substâncias 
através das diferentes vias metabólicas. 
A B C D E 
A B C D E 
F 
Regulação metabólica 
Como regular o fluxo de substâncias por uma via metabólica? 
Regulação metabólica 
A B C D E 
Como regular o fluxo de substâncias por uma via metabólica? 
- Concentração de substratos e produtos 
- Velocidade de reação 
A B C D E 
A B C D E 
Regulação metabólica 
O que regula o fluxo de substâncias por vias metabólicas? 
- Concentração de substratos e produtos 
- Velocidade de reação 
- Aporte 
- Transporte 
- Excreção 
- Temperatura 
- pH 
- Enzimas 
Regulação metabólica 
O que regula o fluxo de substâncias por vias metabólicas? 
- Concentração de substratos e produtos 
- Velocidade de reação 
- Aporte 
- Transporte 
- Excreção 
- Temperatura 
- pH 
- Enzimas !!! 
Regulação metabólica 
Como regular uma enzima? 
Regulação alostérica 
Modificação covalente 
- Fosforilação 
- Acetilação 
- Glicosilação 
- Ubiquitinação 
- Fucosilação 
- Sumoilação 
- etc. 
Regulação da concentração 
Diferentes níveis: 
 - Transcrição 
 - Processamento mRNA 
 - Degradação mRNA 
 - Tradução 
 - Processamento proteína 
 - Degradação proteína 
O problema... 
- Metabolismo deve ser regulado de forma harmônica nos 
diferentes tecidos, ou seja, deve funcionar de maneira 
integrada. 
O problema... 
- Metabolismo deve ser regulado de forma harmônica nos 
diferentes tecidos, ou seja, deve funcionar de maneira 
integrada. 
- Caso contrário... 
Como fazer o metabolismo 
funcionar de maneira integrada? 
Integração metabólica 
- Funcionar de maneira integrada significa responder de 
maneira integrada ao ambiente! 
Requisitos: 
1. Precisamos de um sensor de que algo mudou no ambiente. 
Integração metabólica 
Requisitos: 
1. Precisamos de um sensor de que algo mudou no ambiente. 
 Glicose: Célula beta pancreática 
Integração metabólica 
Requisitos: 
1. Precisamos de um sensor de que algo mudou no ambiente. 
Perigo: sistemas sensoriais 
Integração metabólica 
Requisitos: 
2. Precisamos de algo para sinalizar a mensagem. 
Integração metabólica 
Integração metabólica 
Requisitos: 
2. Precisamos de algo para sinalizar a mensagem. 
 
Aonde queremos que ela chegue? 
Sinalização intercelular 
- Autócrina: da célula para ela mesma 
- Justácrina: da célula para outras em contato direto 
- Parácrina: da célula para a vizinhança 
- Endócrina: da célula para a corrente sanguínea 
Sinalização parácrina 
Resposta inflamatória local 
Sinalização endócrina 
 Glicose:  Insulina circulante 
Sinalização endócrina 
Agindo em múltiplos órgãos, a insulina permite que o 
metabolismo ocorra de maneira coordenada 
Requisitos : 
3. Precisamos que outras células possam receber a 
mensagem. 
Integração metabólica 
Requisitos : 
3. Precisamos que outras células possam receber a 
mensagem. 
Receptor de insulina 
Integração metabólica 
Requisitos : 
3. Precisamos que outras células possam receber a 
mensagem. 
Receptor ligado a proteína G 
(glucagon/adrenalina) 
Integração metabólica 
Requisitos : 
4. Precisamos passar a mensagem para dentro da 
célula. 
Integração metabólica 
Integração metabólica 
Requisitos :4. Precisamos passar a mensagem para dentro da 
célula. 
Transdução de sinal do glucagon/adrenalina 
Transdução de sinal da insulina 
Transdução de sinal 
Sinalização intracelular distinta em diversos tecidos 
permite respostas diferentes a um mesmo sinal, 
possibilitando a regulação! 
Integração metabólica 
Conceito chave: nada acontece sozinho! 
Integração metabólica 
Conceito chave: nada acontece sozinho! 
Se quisermos entender o que está acontecendo com o 
corpo, é melhor esquecer os detalhes e tentar enxergar o 
todo. 
Estado alimentado 
Estado alimentado 
Estado alimentado 
Estado alimentado 
Estado de jejum 
Estado de jejum 
Estado de jejum 
Corpo funciona “em bloco” no estado alimentado e no jejum! 
Anabolismo e catabolismo 
Estado pós-alimentar 
Anabolismo 
- Utilização de nutrientes provindos da dieta. 
- Transporte de nutrientes para armazenamento. 
- Síntese de macromoléculas para armazenamento de 
energia. 
Estado de jejum 
Catabolismo 
- Utilização de reservas energéticas do corpo. 
- Transporte de nutrientes para órgãos que precisam deles. 
- Quebra de macromoléculas em compostos menores, que por 
sua vez são oxidados a CO2. 
 
Uma ressalva... 
- Nada é tão bem definido quando mostram as figurinhas... 
- Vias metabólicas não ligam ou desligam: simplesmente ficam 
mais ou menos ativas! 
Uma ressalva... 
- Vias metabólicas opostas estão sempre funcionando ao 
mesmo tempo, ainda que em velocidades diferentes. 
- Gera gasto energético, mas permite regulação rápida e 
precisa. 
Moral da história 
- Regulação do metabolismo em resposta a estímulos é 
fundamental para a manutenção da homeostase e da vida do 
organismo. 
Mas... 
O que acontece quando a regulação falha? 
Disfunção metabólica 
- Diabetes melitus 
- Obesidade 
- Desnutrição 
- Câncer 
- Cirrose 
- Erros inatos 
- etc. 
- etc. 
- etc. 
Disfunção metabólica 
- Diabetes melitus 
- Obesidade 
- Desnutrição 
- Câncer 
- Cirrose 
- Erros inatos do metabolismo 
- etc. 
- etc. 
- etc. 
Diabetes melitus 
- Deficiência na sinalização por insulina. 
- Tipo I : de causa auto-imune, em jovens, cursa com 
destruição das células beta do pâncreas e perda da 
capacidade de produção de insulina. 
- Tipo II : de causa multifatorial, a partir da meia-idade, cursa 
com resistência progressiva à ação da insulina e múltiplas 
alterações metabólicas. 
Diabetes melitus 
- Como o corpo vai responder à deficiência na sinalização pela 
insulina? 
- Na falta de sinalização por insulina, o metabolismo tende a 
funcionar como se estivesse em jejum (mesmo não estando)! 
Diabetes melitus 
- Alterações não só na glicose sanguínea, mas no 
metabolismo como um todo! 
Diabetes melitus 
Diabetes melitus 
Disfunção multissistêmica 
- Sistema endócrino. 
- Sistema cardiovascular. 
- Sistema nervoso. 
- Sistema imunológico. 
- etc. 
- etc. 
- Entender a doença ajuda a entender a função normal. 
- Entender a função normal é fundamental para entender a 
doença. 
Diabetes melitus 
Objetivos do bloco 
- Compreender... 
-... como a regulação do metabolismo propicia que o corpo 
funcione de maneira integrada. 
-... como acontece o metabolismo dos ácidos graxos no 
estado alimentado e no jejum. 
-... como acontece o metabolismo dos aminoácidos no estado 
alimentado e no jejum. 
-... como os níveis sanguíneos e intracelulares de glicose e 
outras substâncias são mantidos constantes. 
-... como ocorrem algumas consequências da desregulação da 
integração metabólica. 
Então... Relembrando... 
Estado alimentado 
Absorção de carboidratos 
Estado alimentado 
Vias ativas: 
Hormônio liberado: insulina 
Glicose G-6-P Glicólise 
Lipogênese 
ATP 
Glicogênio Glicogênese 
Triacilglicerol 
Vias inativas: glicogenólise, gliconeogênese, lipólise, 
β-oxidação 
Jejum 
Manutenção da glicemia 
Vias ativas: 
Glicogenólise: Glicogênio Glicose 
Gliconeogênese: AA, Lactato, Glicerol Glicose 
Lipólise: TAG Ácidos graxos livres 
β-oxidação: Ácidos graxos ATP 
Hormônios liberados: glucagon, adrenalina, GH, 
ACTH, cortisol 
I II 
III IV 
Glicose Glicogênio 
Glicogênese 
Glicogenólise 
Piruvato Lactato 
Acetil-CoA 
Glicólise 
2 ATP 
2 NADH 
Anaerobiose 
Aerobiose 
Ciclo de 
Krebs NADH 
FADH2 
GTP 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ H+ 
H+ ATP 
ADP 
Pi 
Gliconeogênese 
“Nunca avalie a altura de uma montanha até que atinja o cume. 
Verá então com era baixa.” 
Dag Hammarkjold