Buscar

degradação das proteínas e ciclo da ureia

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 5 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1 
 
1 
 
FAMENE 
NETTO, Arlindo Ugulino. 
BIOQUÍMICA 
 
DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS E O CICLO DA URÉIA 
(Profª. Maria Auxiliadora) 
 
 No organismo, os aminoácidos são 
utilizados para síntese de proteínas, sínteses de 
outros compostos nitrogenados e de estruturas 
celulares. Devido a esta vasta necessidade, seu 
excesso não é armazenado, mas sim, degradado, 
sofrendo transaminação com o α-cetoglutarato, 
formando o glutamato. Este, no fígado, é 
desaminado oxidativamente, liberando NH3 (o 
fígado sintetiza uréia a partir dessa amônia e a 
excreta por meio do ciclo da uréia). 
 A degradação de proteínas leva ao 
subproduto que são os próprios aminoácidos, bem 
como a síntese protéica depende de aminoácidos 
para formar o produto final. As proteínas podem 
ser sintetizadas tanto a partir de proteínas 
ingeridas na dieta como por meio da biossíntese. 
Aproximadamente 75% dos aminoácidos oriundos da quebra de proteínas ingeridas na dieta são utilizados na 
síntese de novas proteínas. O restante é degradado (25%). Quantidades exageradas de proteínas na dieta acarretam 
em um excesso de aminoácidos que não são armazenados, mas sim degradados. 
Como já vimos, os aminoácidos são compostos por um grupo amino e um carboxílico, além de uma cadeia 
carbônica. Quando eles são degradados, as proteínas liebram o seu grupo amino, que formará amônia, substância 
tóxica ao organismo. 
A sua cadeia carbonada vai ser utilizada por várias rotas metabólicas (gliconeogênese, formação de CO2, 
formação de acetil CoA, corpos cetônicos). 
No ciclo da uréia, a amônia vai ser convertida em uréia, nas mitocôndrias dos hepatócitos, que consiste em 
uma substância não-tóxica e excretável (solúvel na água e eliminada pelos rins). Este ciclo foi descoberto em 1932, por 
Hans Krebs. A produção de uréia é o destino de grande parte da amônia que enviada ao fígado e ocorre quase sempre 
nele. 
 
 
CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 
Os aminoácidos formados a partir da degradação das proteínas ou provenientes da dieta podem ser utilizados 
para a biossíntese de novas proteínas. Durante o jejum prolongado as proteínas são degradadas em seus aminoácidos 
constituintes para a formação da glicose através da gliconeogênese. A primeira etapa é geralmente a remoção do grupo 
α-amino. Quando esses amino grupos não são reutilizados para a síntese de novos aminoácidos ou proteínas eles são 
convertidos em amônia (NH4
+). 
 
 
EQUILÍBRIO NITROGENADO 
 O equilíbrio nitrogenado garante que, no adulto normal, a ingestão de grupos amino (na forma de proteínas) é 
igual à quantidade que é excretada. Portanto, temos: 
• Balanço de nitrogênio: quando a quantidade diária de nitrogênio ingerido é balanceada pela excretada 
• Balanço positivo de nitrogênio: a incorporação do nitrogênio é maior que a excreta. Ex:crianças na fase de 
crescimento, na gravidez. Os valores da concentração de Uremia é baixo. 
• Balanço negativo de nitrogênio: A degradação protéica é mais intensa do que a incorporação. A excreção de 
nitrogênio é maior do que a ingestão. Ex: jejum, na velhice (diminuição da massa muscular, da estatura), certas 
doenças. Os valores mais elevados de uremia, porém dentro da normalidade. 
 
OBS1: O tecido muscular possui a maior massa protéica do corpo (massa magra) e, consequentemente, é o local onde 
ocorre maior degradação de proteínas. 
OBS²: Uremia significa concentração de uréia no sangue. 
OBS³: Patologias que provocariam um balanço nitrogenado negativo são: doenças crônicas, miodegenerativas, pós-
operatório e queimaduras intensas. 
OBS4: A hipertrofia muscular, como no caso de quem pratica exercícios musculares, promove na fase adulta, um 
balanço nitrogenado positivo. A síntese de proteínas musculares é induzida por uma dieta hiperprotéica adicionada de 
Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1 
 
2 
 
exercícios estimulantes. O trabalho de hipertrofia leve ou moderada é extremamente benéfico na prevenção do balanço 
nitrogenado negativo na velhice. 
OBS5: A doença de Kwashiorkor corresponde a uma desnutrição protéica intensa 
conhecida como doença do desmame. É uma condição protéica comum na África, em que as 
mães têm muitos filhos em um curto espaço de tempo, desmamando-as muito cedo. Essas 
crianças passam a se alimentar, principalmente, de mingau (à base de água e aveia), 
constituindo uma dieta rica em carboidratos e pobre nos demais nutrientes. Essa desnutrição 
protéica intensa leva a um balanço nitrogenado negativo (o normal para a criança é um 
balanço protéico positivo). Esse balanço negativo causa uma carência de proteínas 
fundamentais ao corpo como a albumina (lavando a uma hipoalbuminemia, o que gera uma 
pressão coloidosmótica diminuída com formação de edema, extravasamento de líquido 
intracelular para o líquido extra celular), retardo mental, hepatomegalia (acúmulo de 
Triglicerídeos), fígado gorduroso. 
OBS6: O marasmo é desenvolvido por uma falta de alimentação. Podem desenvolver retardo mental irreversível. Têm 
balanço nitrogenado negativo pela ausência de proteínas no período de extrema importância para o seu 
desenvolvimento adequado. 
 
 
REAÇÕES DO METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 
 
TRANSAMINAÇÃO (TRANSAMINASE) 
A transaminação é uma reação caracterizada pela transferência de um grupo amina de um aminoácido para um 
ácido α-cetônico, para formar um novo aminoácido e um novo ácido α-cetônico, efetuado pelas transaminases. 
 
 
OBS7: Atividade da AST e da ALT é muito intensa no fígado e são utilizadas para avaliar a função hepática (marcadores 
hepáticos). Qualquer dano hepático causa uma alteração das taxas dessas enzimas no sangue. A avaliação das 
transaminases requer a abstinência de álcool de 3 – 4 dias, por este ser hepatotóxico. Medicamentos hepatotóxicos 
elevam a concentração das transaminases. Ex: Paracetamol. 
OBS8: Os AA, quando em excesso no organismo, reagem com o α-cetoglutarato formando glutamato. Este é 
transportado pela corrente sanguínea até o fígado, onde sofre desaminação oxidativa, gerando amônia, que é 
transformado em uréia (forma de excreção da amônia). 
 
DESAMINAÇÃO OXIDATIVA (GLUTAMATO DESIDROGENASE) 
É uma reação catalisada por uma enzima mitocondrial e hepática, a glutamato desidrogenase. 
 
 
FORMAÇÃO DA GLUTAMINA (GLUTAMINA SINTETASE) 
A amônia é constantemente produzida nos tecidos e rapidamente removida da circulação pelo fígado, sendo 
convertida a glutamato, passando a glutamina e, finalmente, a uréia. A enzima responsável por esta reação é a 
glutamina sintetase, enzima particularmente ativa no cérebro e no sistema porta (recebe elevada quantidade de amônia 
resultante da putrefação intestinal). 
 
 
GLUTAMINASE 
Essa enzima é ativa no sistema porta e nos túbulos distais do néfron. Dessa forma, além da excreção de 
nitrogênio na forma de uréia, este é também excretado na forma de amônia pela urina. 
 
Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1 
 
3 
 
OBS9: Na urina, é excretado tanto uréia quanto amônia. 
 
 
METABOLISMO DO ÍON AMÔNIO 
Todos os tecidos produzem amônia que está presente na forma de íon amônio (NH4+). Normalmente a 
concentração da amônia no sangue periférico é muito baixa (25 a 40 µmol/L). Doenças hepáticas graves causam 
aumento da concentração da amônia, a qual é extremamente tóxica para o Sistema Nervoso Central. 
 
DESINTOXICAÇÃO DO CÉREBRO 
A desintoxicação cerebral é feita através da glutamina pela ação da enzima glutamina sintetase: 
Glutamato + ATP + NH4+ →→→→ Glutamina + ADP + Pi 
A hidrólise da glutamina circulante se dá nos seguintes macanismos: 
• Glutaminase renal (glutamato e íons amônio): Importante no equilíbrio ácido básico. 
Glutamina →→→→ glutamato + NH3 
Enzima: Glutaminase 
 
• Glutaminase hepática: Amaior parte da amônia atinge o fígado como glutamina. No fígado, os íons amônio são 
convertidos em uréia. 
 
DESINTOXICAÇÃO NO FÍGADO 
No sistema portal, a maior parte dos íons amônio é convertido em uréia. Na disfunção hepática ou obstrução portal, 
o ciclo da uréia não ocorre, e os íons amônio passam para a circulação sistêmica, instalando-se no organismo a 
intoxicação por amônia. Os sinais clínicos da intoxicação por amônia são: visão turva, tremores, fala embaralhada, 
podendo ocorrer coma e morte. 
 
OBS10: Disfunções hepáticas e obstrução portal faz com que o ciclo da uréia não ocorra, e a amônia passa a se 
acumular na circulação sistêmica. 
 
 
CICLO DA URÉIA 
O excesso de nitrogênio proveniente da 
degradação dos aminoácidos são excretados de três 
modos: 
• Os organismos aquáticos liberam amônia 
como NH4+ no meio ambiente. 
• Os vertebrados (seres humanos, anfíbios 
adultos e outros mamíferos) convertem 
amônia em uréia. A uréia é excretada pelos 
rins. 
• Pássaros e répteis excretam amônia na 
forma de ácido úrico. 
 
No fígado, a NH3 liberada pelo glutamato 
reage com o CO2 e forma o composto Carbamoil-
fosfato pela aça da enzima CPSI (cabamoil fosfato 
sintetase I) Essa é a enzima reguladora do ciclo. Essa 
amônia representa o grupo amino de todos os AA em 
ecesso no organismo, bem como provém ainda da 
putrefação intestinal (uma das principais fontes de 
produção de NH3 no organismo). A CSPI é também 
uma enzima mitocondrial, 
O carbamoil-P se condensa com a ornitina, 
havendo a perda de um fosfato, formando a citrulina, 
pela ação da enzima mitocondrial ornitina 
transcarbamoilase. 
A citrulina sai da mitocôndria e, no citoplasma, 
reage com o aspartato, e por meio do gasto de 2 
ATP, forma o composto arginino-succinato através 
da enzima arginino-succinato sintetase. 
Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1 
 
4 
 
O arginino-succinato é clivado pela enzima arginino-sucinase, liberando fumarato e arginina. 
Por fim, a arginina é clivada pela enzima arginase, restaurando a ornitina e liberando a uréia. 
 
OBS11: Para cada ornitina que entra na mitocôndria, sai uma citrulina, pois apenas as enzimas (1) e (2) são 
mitocondriais. As demais são citosólicas. Por tanto, para cada molécula de uréia, são excretados 2 moléculas de 
amônia: uma proveniente da desaminação do glutamato e outra doada pelo AA aspartato. 
OBS12: Para cada molécula de uréia formada, há gasto de 4 moléculas de ATP. 
OBS13: O ciclo da uréia é uma via tanto mitocondrial quanto citosólica. O fumarato liberado vai fazer parte do ciclo de 
Krebs, por isso, esses dois ciclos são chamados em conjunto como “Bicicleta de Krebs”. 
OBS14: A reação limitante do ciclo da uréia é a primeira reação, catalisada pela enzima cabamoil fosfato sintetase I, que 
tem como efetor alostérico o N-acetilglutamato. Uma carência desse composto, inativa a enzima e, consequentemente, 
todo o restante do ciclo. 
 
 
ESTRUTURA DA URÉIA 
 A Uréia é um composto orgânico cristalino, incolor, de fórmula CO(NH2)2 (ou CH4N2O), 
com um ponto de fusão de 132,7 °C. Tóxica, a uréia forma-se principalmente no fígado, sendo 
filtrada pelos rins e eliminada na urina ou pelo suor, onde é encontrada abundantemente; 
constitui o principal produto terminal do metabolismo protéico no ser humano e nos demais 
mamíferos. 
Em quantidades menores, está presente no sangue, na linfa, nos fluidos serosos , nos excrementos de peixes e 
de muitos outros animais inferiores. Altamente azotado, o nitrogênio da uréia (que constitui a maior parte do nitrogênio 
da urina), é proveniente da decomposição das células do corpo e também das proteínas dos alimentos. A uréia também 
está presente no mofo dos fungos, assim como nas folhas e sementes de numerosos legumes e cereais. É solúvel em 
água e em álcool, e ligeiramente solúvel em éter. 
 A uréia é formada por dois grupos amino (oriundos da amônia que compõe a glutamina e do aspartato) ligadas a 
um carbono. A uréia, por ser uma molécula bastante solúvel e osmoticamente ativa, é facilmente excretada pelos rins. 
 
 
REGULAÇÃO DO CICLO DA URÉIA 
A regulação do ciclo da uréia pode ser de forma lenta ou rápida. A regulação lenta acontece em duas situações: 
com uma dieta de teor de proteína muito alto ou em jejum prolongado. No caso da dieta rica em proteínas, o excesso de 
aminoácidos são oxidados, dando origem a cetoácidos, e os grupos aminos resultam em um aumento na produção de 
uréia. No caso do jejum prolongado, a degradação das proteínas dos músculos vão ser intensificadas, já que as cadeias 
carbônicas desses aminoácidos vão ser utilizadas na neoglicogênese; e a eliminação dos grupos aminos restantes vai 
aumentar a excreção de uréia. Portanto nas duas situações vai ocorrer um aumento da síntese de enzimas do ciclo da 
uréia e carbamoilfosfato sintetase. 
A regulação rápida, também chamada de alostérica, ocorre quando a carbamoilfosfato sintetase é estimulada por 
N-acetilglutamato, que é um composto produzido a partir de glutamato e acetil-coa. Esta reação é catalisada pela N-
acetilglutamato sintase, que é ativada por arginina (que é um intermediário do ciclo da uréia). Portanto se a produção de 
uréia não conseguir eliminar toda a amônia produzida pela oxidação de aminoácidos, vai haver o acúmulo de arginina. O 
seu acúmulo vai provocar um aumento da concentração de N-acetilglutamato. O N-acetilglutamato então vai estimular a 
carbamoilfosfato sintetase, essa enzima vai fornecer um dos substrato do ciclo da uréia. Assim a arginina vai adequar a 
velocidade de formação de amônia à sua conversão em uréia. 
 
 
UREMIA 
Uremia significa elevação de uréia no sangue. A uréia sempre está elevada na insuficiência renal, mas não é um 
marcador confiável de função renal, pois sua elevação depende muito da alimentação e do estado de hidratação do 
paciente. 
 Uremia pré-renal: nessa situação, o rim funciona adequadamente, e a causa da uremia é “anterior” ao rim, 
sendo principalmente causada por hemorragias digestivas (perda de sangue pelo trato gastrointestinal). Como 
o sangue é rico em proteínas, a digestão delas libera muitos AA, o que eleva a putrefação intestinal, ocasionado 
um aumento na quantidade de amônia. Além disso, doenças como neoplasias, deixam o paciente em balanço 
nitrogenado negativo, também podendo levar a uma uremia sem causa renal. 
 
 Uremia renal: ocasionadas por uma disfunção no glomérulo renal (Ex: nefrite e outras patologias que provocam 
insuficiência renal). Muitas vezes, pacientes tem que fazer tratamento por diálise. Como a uréia é osmoticamente 
ativa, quanto maior a uremia, maior é a desidratação (coma hiperosmolar por uremia). 
 
 Uremia pós-renal: causadas por obstrução por cálculo renal ou neoplasias tubulares. 
 
Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1 
 
5 
 
OBS15: O paciente diabético desenvolve hiperuremia renal quando apresenta, frequentemente, nefropatias ocasionadas 
pela diabetes. 
 
 Hiperamonemia: pode ser causada por deficiência genética de qualquer uma das 5 enzimas relacionadas com 
o ciclo da uréia. As hiperamonemia são classificadas em: 
� Primárias: causada por defeito genético de alguma enzima do ciclo. 
� Secundárias: principal causa são as doenças hepáticas. Pode ocasionar encefalopatia hepática. 
 
 
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
 
• Aminoácidos Glicogênicos: A degradação dos 
aminoácidos formam piruvato e intermediários do 
ciclo do ácido cítrico,sendo portanto, precursores 
da glicose pela via da gliconeogênese. 
 
• Aminoácidos Cetogênicos: São degradados a 
acetil CoA ou Acetoacetato e portanto podem ser 
convertidos em ácidos graxos ou em corpos 
cetônicos. Alguns aminoácidos são glicogênicos e 
cetogênicos.

Outros materiais