INTEGRAÇÃO METABÓLICA NOS PERÍODOS PÓS-PRANDIAL E DE JEJUM

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BIOQUIMICA BÁSICA
INTEGRAÇÃO METABÓLICA NOS PERÍODOS PÓS-PRANDIAL E DE JEJUM 
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INTRODUÇÃO
Analise do metabolismo de diferentes células (hemácias) e tecidos (cérebro, músculos, fígado e tecido adiposo); 
Enfocando as inter-relações teciduais que ocorrem no período pós-prandial e no jejum;
No período de jejum a degradação de glicogênio, a proteólise muscular e lipólise mantém o aporte energético no organismo. 
Cada célula ou tecido exercem papéis fisiológicos específicos as vias metabólicas tenham características próprias.
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INSULINA
Efeito metabólico				Enzima alvo
↑ captação de glicose (musculo, adiposo) 		↑ transportador de glicose (GLUT4)
↑ Captação de glicose (fígado) 			↑ Glucokinase (expressão aumentada)
↑ síntese de glicogênio (fígado, músculo) 		↑ glicogênio sintase
↓ quebra de glicogênio (fígado, músculo) 		↓ fosforilase
↑ glicólise, a produção de acetil-CoA (fígado, músculo) 	↑ PFK-1 (por ↑ PFK-2)
					↑ complexo piruvato desidrogenase
↑ síntese de ácidos gordos (fígado) 		↑ carboxilase acetil-CoA
↑ síntese de triacilglicerol (tecido adiposo)		 ↑ lípase lipoprotéica
Insulina tem sua atuação voltada para a absorção de glicose pelas células do fígado, músculos esqueléticos e tecido adiposo; 
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GLUCAGON
Efeito Metabólico 		Enzima alvo
↑ quebra de glicogênio 	↑ glicose fosforilase
(no fígado) 
↓ síntese de glicogênio 	↓glicogênio sintase 
(no fígado)			 			 
↓ glicólise (fígado) 		↓ PFK-1
			
↑ gliconeogênese (fígado) 	↑ FBPase-2
			↓ glicose piruvato quinase
			↑ PEP carboxicinase
↑ mobilização de 		↑ triacilglicerol lipase 
 ácidos graxos (tecido adiposo) 			
↑ cetogênese		↑ carboxilase acetil-CoA
o glucagon faz aumentar o teor de glicose na corrente sanguínea;
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HEMÁCIAS
Função da hemácia: transporte de oxigênio;
 Metabolismo da hemácia: é predominantemente anaeróbico;
O consumo de glicose é constante e independente do perfil nutricional;
 A captação da glicose pelos transportadores GLUT1 é independe da presença de insulina;
 A via glicolítica culmina na produção constante de lactato, o qual será captado pelo fígado;
O lactato produzido pelas hemácias é convertido em glicose pela gliconeogênese hepática, sendo uma das fontes de manutenção da glicemia em jejum.
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CÉREBRO
O cérebro não tem reserva energética, é necessário que haja um suprimento de glicose constante;
Os transportadores de glicose no SNC são do tipo GLUT1 e GLUT3, trabalham independente da presença de insulina, com alta eficiência na captação da glicose;
O consumo de glicose pelo SNC só sendo menor que o consumo de glicose pelo músculo esquelético em atividade física;
A maior parte da energia utilizada pelo cérebro é usada na bomba Na+ - K+;
Mesmo durante o sono, mantém um consumo constante de glicose, cerca de 60% do total da glicose consumida pelo restante do organismo.
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FÍGADO
O transporte de glicose ocorre por transportadores GLUT2, mantêm a concentração de glicose no hepatócito na mesma proporção com que este nutriente existe na circulação sanguínea;
A glicose só poderá ser utilizada pelo tecido hepático após ser fosforilada;
 A enzima glicoquinase, possui baixa afinidade pela glicose, assim o fígado só irá fosforilar e garantir a permanência da glicose nas células hepáticas, apenas quando a concentração alta de glicose na circulação;
A insulina não influencia a captação de glicose nas células hepáticas, entretanto influencia na utilização da glicose. 
A glicose só será utilizada pelo fígado como nutriente preferencial quando a razão insulina/glucagon for alta para ativar a via glicolítica;
 
O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS NO FÍGADO
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FÍGADO
O alto aporte de glicose, juntamente com a presença de insulina também estimularão a síntese de glicogênio;
O fígado passa a ser um armazenador de glicose. Caso contrário, o fígado fará exatamente o oposto, será um exportador de glicose;
No jejum, quando houver predomínio do glucagon sobre a insulina, a glicogenólise será ativada e o fígado passa a exportar a glicose que havia armazenado sob a forma de glicogênio;
Em jejum prolongado, a glicemia é mantida somente pela gliconeogênese, o que significa um custo metabólico importante, pois esta via está relacionada à perda de massa muscular e de tecido adiposo que acompanham o jejum.
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FÍGADO
O METABOLISMO LIPÍDICO NO FÍGADO
No período pós-prandial estimulado pela insulina, os ácidos graxos podem ser sintetizados em alta velocidade pelo fígado a partir de moléculas de acetil-coA;
Os ácidos graxos sintetizados pelo fígado serão exportados através das lipoproteínas transportadoras VLDL até o tecido adiposo, onde serão armazenados;
 Toda vez que o consumo de alimentos exceder a demanda energética teremos o acúmulo de reservas (glicogênio e triglicerídeos);
 A capacidade de transformar excessos alimentares em lipídeos é praticamente ilimitada;
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FÍGADO
O METABOLISMO LIPÍDICO NO FÍGADO
Em situação de jejum, o fígado capta ácidos graxos liberados pela mobilização de triglicerídeos do tecido adiposo, os quais serão utilizados para a síntese de corpos cetônicos;
A produção de corpos cetônicos pelo fígado tem como objetivo fornecer um nutriente alternativo à glicose;
A manutenção da cetose implica na perda de lipídios do tecido adiposo;
O papel do fígado é de fornecedor energético do jejum, seja ele curto ou longo, exportando glicose ou corpos cetônicos para o restante do organismo;
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FÍGADO
O METABOLISMO PROTÉICO NO FÍGADO
No período pós-prandial, a concentração de aminoácidos na corrente circulatória é alta, a oxidação de aminoácidos fornece energia para o tecido hepático;
Os aminoácidos podem ser totalmente oxidados pelo fígado, ou ainda, ser convertidos em glicose ou corpos cetônicos;
Nos momentos de jejum, o fígado passa a receber aminoácidos do tecido muscular priorizando a gliconeogênese. 
O fígado participa ativamente do catabolismo protéico, já que o ciclo da uréia é exclusivo do tecido hepático;
O fígado é responsável pela síntese das proteínas plasmáticas, com exceção das imunoglobulinas.
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TECIDO MUSCULAR
A utilização de corpos cetônicos e ácidos graxos livres pode substituir a de glicose. No entanto, em situações de intensa atividade física, o metabolismo anaeróbico é favorecido;
O glicogênio muscular, somente alimenta o próprio músculo, pois há ausência da enzima glicose-6-fosfatase nas células musculares; 
A contribuição do glicogênio armazenado no músculo é fundamental para garantir a eficiência do trabalho muscular, principalmente quando é exigida do organismo uma atividade física intensa num período muito curto de tempo;
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TECIDO MUSCULAR
A captação de glicose no músculo ocorre pelos transportadores GLUT4, os mesmos que aparecem no tecido adiposo, e é dependente da ação da insulina;
No músculo esquelético em alta atividade a velocidade da glicólise é maior do que a do ciclo do ácido cítrico;
Grande parte do piruvato será convertido a lactato, o qual é captado pelo fígado, tornando-se substrato para a gliconeogênese;
Nesta situação fígado e músculo estabelecem uma relação de interdependência, o músculo consome glicose, produzindo lactato, o lactato é levado ao fígado pela corrente circulatória e lá é novamente convertido em glicose, este ciclo de reações, é conhecido como ciclo de Cori;
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Ciclo de Cori
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TECIDO MUSCULAR
Glicose
Lactato
Piruvato
Fígado
Músculo
Circulação
Sanguínea
Glicólise
Gliconeogênese
TECIDO MUSCULAR
Parte do piruvato produzido no músculo é convertido em alanina por reação de transaminação, e esta alanina, também irá alimentar a via de gliconeogênese;
Em períodos de trabalho muscular intenso, ou durante o jejum prolongado, ocorre uma proteólise e liberação da alanina que funciona como substrato da gliconeogênese;
Nos primeiros dias de jejum, a proteólise muscular é intensa e após 3 ou 4 dias de jejum, passa a ocorrer em menor escala;
Nos
períodos de exercício físico moderado e de longa duração, o principal combustível para o tecido muscular passa a ser os lipídeos.
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TECIDO ADIPOSO
Os ácidos graxos chegam ao tecido adiposo transportado pelas lipoproteínas plasmáticas ou Albuminas;
São transformados em triacilglicerol;
São moléculas com muita capacidade energética;
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TECIDO ADIPOSO
No período de jejum, as células passam a ter um metabolismo predominantemente catabólico;
Os principais reservatórios energéticos: como glicogênio, triacilglicerol e proteínas serão mobilizados para suprir a carência energética do organismo;
Pâncreas libera glucagon;
As enzimas lipases promovem a quebra de triacilglicerol em ácido graxo e glicerol, liberando na corrente circulatória e sendo captados pelo fígado;
Lipólise.
Fase Catabólica
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TECIDO ADIPOSO
AMP c
ATP
G
Adenil-cíclica
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TECIDO ADIPOSO
AMP c
Proteína kinase
Perilipinas
TAG
Pe
Pe
Pe
Pe
Pe
ATP
G
Adenil-cíclica
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TECIDO ADIPOSO
AMP c
Proteína kinase
Perilipinas
L.H.S
TAG
Pe
Pe
Pe
Pe
Pe
ATP
+P
G
Adenil-cíclica
21
TECIDO ADIPOSO
AMP c
Proteína kinase
Perilipinas
L.H.S
TAG
Pe
Pe
Pe
Pe
Pe
Glicerol
Ácidos graxos
ATP
+P
G
Adenil-cíclica
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TECIDO ADIPOSO
Pâncreas libera insulina;
Os ácidos graxos não absorvidos pelas células é armazenado;
São armazenados na forma de triacilglicerol no tecido adiposo, e não como ácidos graxos livres.
Lipogênese.
Fase Anabólica
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TECIDO ADIPOSO
Fosfatase
L.H.S
-P
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TECIDO ADIPOSO
Fosfatase
L.H.S
-P
25
TECIDO ADIPOSO
Albuminas
Ácidos graxos
Glicerol - 3 - fosfato
+ Glicerol
Triacilglicerol 
Fosfatase
L.H.S
Adipócitos
-P
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TECIDO ADIPOSO
Lipoproteinas
Triacilglicerol 
Glicerol - 3 - fosfato
+ Glicerol
Triacilglicerol 
Fosfatase
L.H.S
Adipócitos
-P
Glicerol
Ácidos graxos
Lipases lipoproteica
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REFERENCIAS
MALHEIROS, S. V. P. Integração metabólica nos períodos pós-prandial e de jejum - um Resumo. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e de Biologia Molecular. Vol 4. 15/03/2006.
NELSON, D. L.; COX, M. M. (2014). Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed. 1298 p.
(ANDRADE, Elisangela). 2010. Integração Metabólica. Ebah. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAt5oAC/integracao-metabolica>. Acessado em: 10 Jun. de 2016.
(RIBEIRO, Krukemberghe). Insulina e Glucagon. Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/biologia/insulina-glucagon.htm>. Acesso em 11 jun. de 2016.
Burtis C.A.; Aswood E.R. (1998). Fundamentos de Química Clínica. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro.
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REFERENCIAS
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J.B. Henry (1999). Diagnósticos Clínicos e Tratamento por Métodos Laboratoriais. Manole: São Paulo.
Voet D.; Voet J.G.; Pratt C.W. (2002). Fundamentos de Bioquímica. Artmed: Porto Alegre.