Princípios de bioenergética Catabolismo e Anabolismo

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UNIFACS – UNIVERSIDADE SALVADOR
LAUREATE INTERNATIONAL UNIVERSITIES
DISCIPLINA DE METABOLISMO DOS NUTRIENTES
UNIDADE 01
Prof. José Maurício Albuquerque Cunha
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Princípios de bioenergética: Catabolismo e Anabolismo
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1 – Introdução (revisão) sobre Catabolismo e Anabolismo
Catabolismo e Anabolismo...
 As reações químicas/bioquímicas são organizadas a partir de uma rede organizada de reações enzimáticas donde:
Biomoléculas são quebradas → geração de energia;
 &
 Biomoléculas são sintetizadas → gasto de energia.
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1 – Introdução (revisão) sobre Catabolismo e Anabolismo
 As reações químicas/bioquímicas são organizadas a partir de uma rede organizada de reações enzimáticas donde:
Biomoléculas são quebradas → geração de energia;
 &
 Biomoléculas são sintetizadas → gasto de energia.
Lembre-se que:
ROTAS OXIDATIVAS SÃO CATABOLICAS (“QUEBRAM-SE” MOLÉCULAS)
 e
 ROTAS ANABÓLICAS FORMAM MOLÉCULAS A PARTIR DESTAS “PEÇAS” COMPONENTES.
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1 – Introdução (revisão) sobre Catabolismo e Anabolismo
O ciclo do ATP-ADP
Geração de ATP via componentes de substratos energéticos
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A oxidação de substratos energéticos e a produção subsequente de adenosina trifosfato (ATP)
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2 - A oxidação de substratos energéticos e a produção subsequente de adenosina trifosfato (ATP)
As transformações de energia no metabolismo de substratos energéticos.
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2 - A oxidação de substratos energéticos e a produção subsequente de adenosina trifosfato (ATP)
Legenda: o destino do excesso de substratos energéticos na dieta – estado alimentado e de jejum.
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Esquema simplificado do processo de obtenção de energia em organismos quimiorganotróficos: a oxidação de nutrientes leva à redução de coenzimas que são oxidadas por O2, produzindo ATP ∙ Pi - fosfato inorgânico (HPO4 a pH 7,4).
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A respiração celular
Legenda: ∆p = gradiente de prótons.
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A respiração celular
Legenda: ∆p = gradiente de prótons.
Legenda: Metabolismo oxidativo na mitocôndria
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A respiração celular
Legenda:Glicólise
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Entretanto, uma prequela sobre...
...o estado alimentado ou Absortivo!
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1 – Introdução
A manutenção da homeostase: o volume de líquido que entra no lúmen do trato GI (gastrintestinal) por ingestão ou secreção é sempre igual ao volume que deixa o lúmen.
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1 – Introdução
Os principais destinos de substratos energéticos no estado alimentado.
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1 – Introdução
Os quatro processos básicos do sistema digestório: digestão – absorção – motilidade e secreção.
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2 – Digestão e Absorção – o estado alimentado.
TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”); VLDL= lipoproteína de muito baixa densidade (do inglês “very-low-density lipoprotein”); I = insulina; sinal de mais dentro do círculo = “estimulado por”.
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2.1 – Digestão e Absorção
o estado alimentado com o nutriente de carboidratos
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2.1 - o estado alimentado: carboidratos.
Revisão das principais rotas do metabolismo da glicose. As rotas para a produção de glicose sanguínea estão representadas pelas linhas tracejadas.
AG = ácidos graxos; TG = triacilgliceróis; OAA = oxaloacetato; PEP = fosfoenolpiruvato; UDP-G = UDP-Glicose; DHAP = diidroxiacetato fosfato.
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2 – Digestão e Absorção – o estado alimentado (carboidratos).
TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”); VLDL= lipoproteína de muito baixa densidade (do inglês “very-low-density lipoprotein”); I = insulina; sinal de mais dentro do círculo = “estimulado por”.
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2.1 - O estado alimentado: proteínas
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2 – Digestão e Absorção – o estado alimentado (proteínas).
TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”); VLDL= lipoproteína de muito baixa densidade (do inglês “very-low-density lipoprotein”); I = insulina; sinal de mais dentro do círculo = “estimulado por”.
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2.1 - O estado alimentado: proteínas
Visão geral do metabolismo do nitrogênio
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2.1 - O estado alimentado: lipídeos
A digestão de triacigliceróis no lúmen intestinal.
TG = triacilglicerol; bs = sais biliares; FA = ácidos graxos; 2-MG = 2-monoacilglicerol
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2 – Digestão e Absorção – o estado alimentado (lipídeos).
 
TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”); VLDL= lipoproteína de muito baixa densidade (do inglês “very-low-density lipoprotein”); I = insulina; sinal de mais dentro do círculo = “estimulado por”.
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Digestão e absorção de Gorduras
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Resumo do Metabolismo – Os principais destinos dos nutrientes (Carboidratos, Lipídeos e Proteínas). Esquema didaticamente adaptado de L. Langley, Homeostasis (New York; Reinhold, 1965).
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3 – Os níveis hormonais após uma refeição (repasto)
3.1 – As rotas metabólicas que são controladas por glucagon e por insulina: visão geral.
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3 – Os níveis hormonais após uma refeição (repasto)
TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”); VLDL= lipoproteína de muito baixa densidade (do inglês “very-low-density lipoprotein”); I = insulina; sinal de mais dentro do círculo = “estimulado por”.
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A oxidação de substratos energéticos no músculo esquelético em exercício. O músculo esquelético em exercício utiliza mais energia do que o músculo em repouso; e, portanto, a utilização de substratos energéticos está aumentada para suprir mais ATP.
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Fim da primeira parte sobre os Princípios de bioenergética: Catabolismo e Anabolismo
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Segunda parte: 
O estado de jejum (fasting).
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1 – Introdução – O estado de jejum
Legenda: o destino do excesso de substratos energéticos na dieta – estado alimentado e de jejum.
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1 – Introdução – O estado de jejum
Glicose → oxidação
Ácidos graxos → oxidação 
CÉREBRO
CÉLULAS VERMELHAS DO SANGUE
MÚSCULO (produzindo CO2 + H2O)
FÍGADO (oxidação parcial de ácidos graxos)
↓
Corpos cetônicos
↓
Sangue
↓
Corpos cetônicos (conversão para acetil-CoA) em oxidação completa no ciclo de Krebs
↓
ATP (adenosina trifosfato) no MÚSCULO, RINS E OUTROS TECIDOS!
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2 – A manutenção de glicose sanguínea (glicemia)
Jejum em andamento...
↓
Fígado produz glicose por...
 Glicogenólise
Gliconeogênese (fontes: lactato, glicerol e aminoácidos oriundos do tecido muscular → glicose→NITRÔGENIO → UREIA.
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O estado basal
Legenda – O estado basal ocorre após um jejum noturno (de 12 horas). Os números circundados orientam a ordem onde os processos começam a ocorrer. KB = corpos cetônicos (do inglês, Ketone Bodies). TG = triacilgliceróis; FA = ácido graxo (do inglês “fatty acid”); AA = aminoácido; RBC= célula sanguínea vermelha (do inglês “red blood cell”).
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4 – O tecido adiposo durante o jejum
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5 – As alterações metabólicas e bioenergéticas durante jejum breve
Legenda - Capacidades metabólicas de vários tecidos. 
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6 – As alterações metabólicas e bioenergéticas durante jejum prolongado.
Estado de inação. As linhas pontilhadas nos indicam os processos que diminuíram em relação ao estado de jejum, e a linha continua grossa indica um processo que foi aumentado.
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7 – Alterações metabólicas e bioenergéticas em jejum prolongado (fígado e tecido adiposo)
Legenda - Alterações metabólicas durante o jejum prolongado, comparadas com as do jejum de 24 horas.
Músculo oxida ácidos graxos & diminui a utilização de corpos cetônicos→corpos cetônicos no sangue aumenta →FIGADO diminui a gliconeogênese
& MÚSCULO degrada menos proteína → LONGOS PERIODOS DE JEJUM!!! 
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Alterações metabólicas durante o jejum prolongado, comparadas com as do jejum de 24 horas.
Legenda - Alterações na concentração de substratos energéticos no sangue durante o jejum prolongado.
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Alterações metabólicas durante o jejum prolongado, comparadas com as do jejum de 24 horas.
Legenda – Alterações na excreção de ureia durante o jejum. A produção de ureia é muito baixa em uma pessoa que consome apenas glicose. A concentração de ureia aumenta conforme as proteínas musculares são degradadas para suprir os aminoácidos para a gliconeogênese. Contudo, se o jejum persiste, a síntese de ureia diminui. Como o cérebro satisfaz um pouco de suas próprias necessidades energéticas oxidando corpos cetônicos após 3 ou 5 dias de jejum, a gliconeogênese diminui, poupando proteína muscular e de outros tecidos.
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Fim da Unidade 1.
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