cap 69 metabolismo das proteínas GUYTON

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METABOLISMO DAS PROTEÍNAS
Cerca de ¾ do sólidos corporais são proteínas.
Propriedades básicas
Aminoácidos. Os principais constituintes das proteínas são os aminoácidos, 20 dos quais estão presentes nas proteínas corporais em quantidades significativas. Todos eles têm em comum duas características: um grupo acido (-COOH) e um átomo de N ligado à molécula, geralmente um grupo amino (-NH).
Os aminoácidos das proteínas se encontram agregados em longas cadeias por meio de ligações peptídicas. O nitrogênio do radical amino de um aminoácido se liga ao carbono do radical carboxila de outro aminoácido e liberam uma molécula de agua.
Algumas moléculas proteicas se ligam por ligações de hidrogênio.
Transporte e armazenamento dos aminoácidos
Aminoácidos do sangue
A concentração normal de aminoácidos no sangue está entre 35 e 65 mg/dL. Os aminoácidos são ácidos relativamente fortes, e existem no sangue principalmente na forma ionizada, resultante da remoção de um átomo de H do radical NH2.
Destino dos aa absorvidos no TGI. Os produtos da digestão pelo TGI são quase inteiramente aa. Imediatamente após as refeições, a concentração de aa no sangue se eleva, mas o aumento é de uns poucos mg/dL no sangue por duas razoes: (1) a digestão e a absorção proteicas se estendem ao longo de 2 a 3 horas, o que permite que apenas pequenas quantidades de aa sejam absorvidas de cada vez; (2) depois da entrada no sangue, o excesso de aa é absorvido dentro de 5 a 10 minutos pelas células de todo o organismo, especialmente no fígado.
Transporte ativo de aa para o interior das células. As moléculas de todos os aa são grandes demais para de difundirem com facilidade pela MP, assim passam por transporte ativo ou facilitado.
Limiar renal para os aa. Nos rins, diferentes aa podem ser ativamente reabsorvidos através do epitélio tubular proximal, que os remove do filtrado glomerular devolvendo-os ao sangue. Nos túbulos renais, existe um limiar superior para a intensidade com que cada tipo de aa pode ser transportado. Quando a concentração de um aa particular fica muito elevada no plasma e no filtrado glomerular, o excesso que não pode ser reabsorvido ativamente é perdido no plasma.
Armazenamento de aa como proteínas nas células
Quase imediatamente após o seu ingresso nas células, os aa se combinam uns com os outros por ligações peptídicas para formar as proteínas celulares. Consequentemente, o armazenamento de grande quantidade de aa livres não ocorre nas células; são principalmente estocados na fora de proteínas verdadeiras. Mas muitas dessas proteínas intracelulares podem ser rapidamente decompostas novamente em aa sob a influencia de enzimas digestivas lisossômicas intracelulares.
Alguns tecidos, como o fígado, podem estocar grande quantidade de proteínas, rapidamente intercambiáveis, e em menor grau rins e mucosa intestinal.
Liberação dos aa das células como meio de regulação de sua concentração plasmática. Sempre que as concentrações plasmáticas de aa caírem abaixo dos níveis normais, os que forem necessários são transportados para fora das células, a fim de recompor seu suprimento plasmático. O hormônio do crescimento e a insulina aumentam a formação de proteínas teciduais, e os hormônios glicocorticoides adrenocorticais elevam a concentração dos aa plasmáticos.
Equilíbrio reversível entre as proteínas nas diferentes partes do corpo. Se qualquer tecido em particular necessitar de proteínas, ele poderá sintetizar novas proteínas pelos aa sanguíneos, por sua vez, os aa sanguíneos são reabastecidos pela degradação das proteínas em outras células corporais, especialmente as hepáticas. Esses efeitos são particularmente perceptíveis em células cancerosas.
Limite superior para o armazenamento de proteínas. Cada tipo celular particular tem limite superior em relação a quantidade de proteínas que pode armazenar. Depois que todas as células atingirem seus limites, o excesso de aa ainda em circulação é degradado em outros produtos e utilizado como energia.
Papeis funcionais das proteínas plasmáticas
Os 3 principais tipos de proteínas presentes no plasma são albumina, globulina e fibrinogênio.
A principal função da albumina é fazer pressão coloidosmótica no plasma.
As globulinas fazem varias funções enzimáticas no plasma, inclusive são responsáveis pela imunidade orgânica natural e adquirida.
O fibrinogênio se polimeriza em fibrina e cria o coagulo sanguíneo.
Formação das proteínas plasmáticas. Toda a albumina e o fibrinogênio, assim como 50 a 80% das globulinas (o resto é nos tecidos linfoides) são formados no fígado.
A intensidade da formação das proteínas plasmáticas pelo fígado pode ser extremamente alta, da ordem de 30 g/dia. Certas condições patológicas causam rápida perda de proteínas plasmáticas, como queimaduras graves, doença renal grave (perde 20 g pela urina por dia) e cirrose hepática.
As proteinas hepáticas como uma fonte de aa para os tecidos. Quando os tecidos ficam depletados de proteinas, as proteinas do plasma podem atuar como fonte rápida de reposição.
O equilíbrio reversível entre as proteinas plasmáticas e as teciduais. Estimou-se que normalmente 400 gramas de proteínas corporais são sintetizadas e degradados por dia, como parte do estado de fluxo continuo de aa. Mesmo durante a inanição ou doenças debilitantes, a proporção corporal, entre as proteinas teciduais totais e as proteinas plasmáticas totais, permanece relativamente constante, em cerca de 33:1.
Aa essenciais e não essenciais
Dez dos aa normalmente presentes nas proteinas dos animais podem ser sintetizados, os outros 10 não.
Os 10 aminoácidos essenciais não podem ser sintetizados em quantidades suficientes ou não são sintetizados pelo organismo, então devem ser obtidos através dos alimentos. Exemplos: treonina, fenilalanina, lisina, arginina, metionina, valina, triptofano, leucina, isoleucina, histidina.
A síntese dos aa não essenciais depende da formação dos α-cetoácidos adequados, que são os precursores dos respectivos aa. Por exemplo, o acido pirúvico é o cetoácido precursor do aa alanina. Então, por processo de transaminacao, um radical amino é transferido para o α-cetoácido, e o oxigênio ceto é transferido para o doador do radical amina. Os radicais amino podem ser transferidos da aspargina, do acido glutâmico e do acido aspártico.
A transaminacao é promovida por diversas enzimas, dentre as quais se encontram as aminotransferases, derivadas da piridoxina (uma das vitaminas B – B6). Sem essa vitamina os aa são sintetizados de modo insuficiente.
Uso de proteinas como energia
Uma vez que as células tenham estocado proteinas até os seus limites, qualquer aa adicional nos líquidos corporais é degradado e utilizado como energia ou armazenado como gordura ou, secundariamente, como glicogênio. Essa degradação ocorre quase inteiramente no fígado, iniciando com a desaminação.
Desaminação. Significa a remoção dos grupos amina dos aa. Ocorre principalmente por transaminação, o que significa a transferência do grupo amino para alguma substancia aceptora.
O grupo amino do aa é transferido para o ácido α-cetoglutárico, que se transforma então em acido glutâmico. Ele poderá transferir o grupo amino para outras substancias ou libera-lo sob a forma de amônia (NH4). Para começar esse processo, o excesso de aa nas células, principalmente no fígado, induz a ativação de grande quantidade de aminotransferases, as enzimas responsáveis pelo inicio da maioria das desaminações.
Formação de ureia pelo fígado. A amônia liberada durante a Desaminação dos aa, é removida do sangue quase inteiramente pela conversão em ureia.
Essencialmente, toda a ureia formada é sintetizada no fígado. Na ausência do fígado ou doença hepática grave, a amônia se acumula no sangue e tem efeito potencialmente toxico, especialmente no cérebro, levando ao coma hepático.
Após sua formação, a ureia se difunde dos hepatócitos para os fluidos corporais, sendo excretada pelos rins.
Oxidação dos aa desaminados. Uma vez que os aa foram desaminados, os cetoacidos resultantespodem ser oxidados para liberar energia para os propósitos metabólicos. Isso envolve dois processos: (1) o cetoácido é transformado em substancia química apropriada, para poder entrar no CK e (2) essa substancia é degradada pelo ciclo e utilizada para produção de energia. A quantidade de ATP formada por grama de proteína é menor que em relação aos carboidratos.
Gliconeogênese e cetogênese. Alguns aa desaminados são semelhantes aos substratos utilizados normalmente pelas células, em especial os hepatócitos, para sintetizar glicose ou acido graxo. De igual modo, 2 moleculas de acetil-coA podem se condensar para formar o acido acetoacético, que é um dos corpos cetonicos.
A conversão de aa em cetoácidos ou em ácidos graxos se chama cetogênese. Dos 20 aa desanimados, 18 podem ser convertidos glicose e 19 em ácidos graxos.
Degradação obrigatória das proteínas
Quando a pessoa não ingere proteinas, certa proporção das proteinas corporais é degradada em aa, e então desaminada e oxidada. A fim de prevenir a perda efetiva de proteinas corporais, a pessoa deve ingerir o mínimo de 20 a 30 gramas de proteinas por dia para ter uma margem de segurança, e de 60 a 70 gramas pelo recomendado.
Se algum tipo de aminoácido essencial estiver em baixa concentração, os outros se tornam inutilizáveis, uma vez que as células ou sintetizam proteinas completas ou não as fazem. Os aa inutilizáveis são desaminados e oxidados.
O efeito jejum sobre a degradação proteica. Exceto pelos 20 a 30 gramas de degradação proteica obrigatória diária, o corpo usa quase inteiramente carboidratos e gorduras como fonte energética, enquanto estiverem disponíveis. Todavia, após varias semanas de jejum, quando as quantidades de carboidratos e gorduras armazenadas começam a se esgotar, os aa do sangue são rapidamente desaminados e oxidados para geração de energia. Desse ponto em diante, as proteinas dos tecidos se degradam rapidamente e as funções celulares se deterioram precipitadamente. A utilização dos carboidratos e gorduras são preferenciais, por isso são chamados de poupadores de proteinas.
Regulação hormonal do metabolismo proteico
O hormônio do crescimento aumenta a síntese das proteinas celulares.
A insulina é necessária para a síntese proteica. Ela acelera o transporte de alguns aa par as células, o que poderia se constituir no estimulo à síntese proteica. Reduz também a degradação de proteinas e aumenta a disponibilidade de glicose para as células.
Os glicocorticoides aumentam a degradação da maior parte das proteinas teciduais. Eles reduzem a quantidade de proteinas na maior parte dos tecidos, enquanto aumentam a concentração dos aa no plasma, assim como aumentam as proteinas hepáticas e plasmaticas. Acredita-se que aumenta a degradação das proteinas extra-hepáticas, gerando assim, quantidade aumentadas de aa disponíveis nos fluidos corporais, e permite ao fígado sintetizar mais proteinas celulares hepáticas e plasmaticas.
A testosterona aumenta a deposição proteica nos tecidos. Ela provoca a deposição proteica em todos os tecidos, principalmente no musculo. Ela faz com que os músculos e alguns tecidos aumentem por apenas alguns meses.
Estrogênio. Provoca alguma deposição proteica, mas bem menor que a testosterona.
Tiroxina. Aumenta o metabolismo de todas as células e afeta indiretamente o metabolismo proteico. Se os carboidratos e as gorduras forem insuficientemente disponíveis para a produção de energia, a tiroxina provoca rápida degradação das proteinas e as usa como energia, o contrário é verdadeiro. Nos animais ou seres humanos em crescimento, a deficiência de tiroxina provoca grande inibição do crescimento devido à falha de síntese proteica.