ZOO449 - Nutrição Animal [RESUMO PROVA 2]

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ZOO449 – Nutrição Animal 
Prova 2 
 
 
Metabolismo de Carboidratos 
 
ATP: forma de armazenamento de energia pelas células 
- formação por fosforilação do substrato 
- Formação por fosforilação oxidativa 
 
Glicose sendo transformada em substratos bioquímicos até gerar energia. 
 
Metabolismo: substratos para síntese de ATP 
1. Carboidratos 
2. Lipídeos 
3. Aminoácidos 
* aminoácidos como fonte energética: sinal de algum problema nutricional/demanda energética 
 
40% da energia liberada no catabolismo é utilizada para formar o ATP, o restante é liberada na forma de calor. 
 
Nutrientes são hidrolisados para produzir energia na forma de ATP 
*ou fosforilados, como no caso do glicogênio 
 
Glicose 
 
Fonte primária de energia, pode ser utilizada por todas as células como fonte, apesar de que há células que utilizem 
outras fontes energéticas. 
Antes de produzir energia, a glicose precisa adentrar na célula → importância do TRANSPORTE → como a glicose 
adentra na célula? → insulina (transporte) 
O alto peso molecular da glicose permite sua difusão pela membrana. 
 
Como a insulina transporta a glicose? A insulina é sintetizada em estado de alta glicemia pelas células beta do 
pâncreas. Ela possui um sítio de reconhecimento (receptor) na membrana das células e, ao se ligar ao seu receptor, 
desencadeia uma cascata de sinalização celular, que culmina na abertura da proteína de transporte de glicose (GLUT4), 
possibilitando a entrada de glicose na célula. Ou seja, a insulina facilita a sua entrada no interior da célula, regulando a 
homeostase da glicose sanguínea. 
Resumindo: o transporte de glicose através da insulina ocorre por meio de difusão facilitada. Se não há gradiente de 
concentração, a glicose não será transportada. 
 
 
Transportadores de glicose 
 
A) GLUT-1 
B) GLUT-2 
C) GLUT-4 
*1 e 2 não dependem de insulina. 
 
A) GLUT 1 
- amplamente difundidos por todo o corpo, responsáveis pelo nível basal de glicose 
celular 
- possuem alta capacidade de transporte, alta afinidade pela molécula de glicose 
 
B) GLUT 2 
- também possui alta afinidade com a molécula de glicose 
- promove o transporte proporcionalmente à glicemia 
- alta atividade em hepatócitos, células beta, intestino e rins 
 
C) GLUT 4 
- abundantes em membranas de células musculares e adipócitos; 
- dependentes de insulina; 
- após a estimulação da insulina, o GLUT 4 é translocado para membrana plasmática, resultando em aumento do 
transporte de glicose 
 
Destinos da glicose 
1. Em estado alimentado: 
Armazenada como glicogênio no fígado e músculo esquelético. 
Armazenada como lipídios no tecido adiposo 
 
2. Estado de jejum 
Será metabolizada para produzir energia 
 
*Como a glicose se mantém dentro da célula? Fosforilação: a membrana celular é polar, portanto não suporta 
elementos com carga. Ao adicionar fosfato (fosforilação), a molécula “perde” essa carga e consegue se estabilizar 
dentro na célula. 
 
Glicólise 
 
- é a primeira etapa do metabolismo de glicose para produção de ATP 
- sequência de 10 reações que culmina na conversão da glicose em piruvato, porque é o piruvato que será utilizado no 
Ciclo de Krebs. 
- ocorre no citoplasma 
- o saldo energético final do processo é baixo 
- não necessita de oxigênio para ocorrer 
 
 
 
 
 
1ª reação = Fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato || GASTO DE 1 ATP 
 
2ª reação = Isomeração da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato (*por quê? para obter uma melhor simetria) 
 
3ª reação = Fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose 1,6-bifosfato (*para otimizar ainda mais a simetria da 
molécula antes da hidrólise) || GASTO DE 1ATP 
 
4ª reação = Hidrólise da frutose-1,6-bifosfato em gliceraldeído-3-fosfato e di-hidroxiacetona fosfato 
 
5ª reação = Isomeração da diidrixiacetona fosfato em gliceraldeído 3-fosfato 
(*a di-hidroxiacetona-fosfato não segue em frente na glicólise → a partir da formação desse 2º gliceraldeído-3-fosfato 
tudo ocorrerá em dobro na reação) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6ª reação = Fosforiçação do gliceraldeído-3-fosfato formando 1-3-bifosfoglicerato 
Ocorre saída de hidrogênio da molécula de gliceraldeído-3-fosfato com o objetivo de fornecê-lo ao NADH → 
(formando NADH + H). Esse NADH + H será utilizado posteriormente na cadeia transportadora de elétrons. 
Ocorre também a incorporação de outro fosfato de origem inorgânica (ou seja, não veio do ATP) à molécula. 
 
*Por que nessa reação o fosfato adicionado é sem gasto de ATP? Isso é possível em virtude do desequilíbrio causado 
pela saída de elétron na forma de H+ do gliceraldeído-3-
fosfato, que gera energia o suficiente para incorporar esse 
fosfato de origem inorgânica na molécula. 
Ocorre gasto de energia na reação, mas não por hidrólise de 
ATP e sim pela saída do H+. 
 
 
 
 
**Ou seja: na 6ª reação, ocorreu fosforilação e formação do NADH + H. (Lembrar!) 
 
7ª reação = Conversão do 1-3-bifosfoglicerato em 3-fosfoglicerato formando ATP. (O mesmo fosfato adicionado na 
reação anterior é liberado para essa formação de ATP). Como depois da 5ª reação tudo passa a ocorrer em dobro, o 
saldo é de 2 ATP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8ª reação = Mutação do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato, ou seja, muda-se o fosfato de posição (*com o objetivo 
de preparar a molécula para retirada do fosfato, já que é preciso estar sem ele para conseguir fazer entrada na 
mitocôndria, e assim iniciar a etapa do Ciclo de Krebs.) Essa mudança de posição do fosfato causa instabilidade da 
molécula, facilitando a remoção do fosfato na próxima reação. 
 
9ª reação = Retirada de outro H na forma de H2O aumentando a instabilidade do fosfato ligado a molécula. Assim 
fica mais fácil remover o P para formar ATP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10ª reação = Formação do Piruvato 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumo das fases 
 
1 até 4 = investimento 
4 até 6 = clivagem 
6 até 10 = geração de energia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*A reação 5 é a conversão de di-hidroxiacetona-fosfato em gliceraldeído-3-fosfato, por isso a partir daí os 
acontecimentos são dobrados. (6 ao 10) 
 
* Comentário em sala = Carne PSE no suíno: baixo pH, alta temperatura de carcaça, proteínas muito desnaturadas, 
perdendo sítios de ligação e retendo menos água. 
Por que o pH cai? Porque o metabolismo nesse caso é mais glicolítico que oxidativo (carne branca). Então o piruvato 
gerado é convertido a lactato, acidificando a carne. 
- 
* De forma geral, existe uma plasticidade fenotípica no metabolismo energético das células que permite com que ela 
tenha metabolismo mais oxidativo ou glicolítico, dependendo da quantidade de substrato recebido. 
 
 
Metabolismo do Piruvato 
 
[IMPORTANTE: o NADH + H gerado na 6ª reação de glicólise é que vai doar o hidrogênio na reação de piruvato a 
lactato.] 
 
Duas possibilidades principais: 
 
1. Conversão a lactato (anaeróbica) 
 
Como não há O2, o NADH não pode ser oxidado a NAD+, e sem NAD+ não há ocorrência de glicólise. 
Solução: retornar o NADH a NAD+ com produção de lactato, através da enzima lactato desidrogenase. 
Lactato desidrogenase = catalisa a reação de conversão de piruvato a lactato quando há baixa de oxigênio. 
Objetivo da enzima: regeneração do aceptor de elétrons (NAD+), já que sem ele não ocorre glicólise e 
consequentemente não haverá produção de energia, seja por metabolismo glicolítico ou por metabolismo oxidativo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Adentra o Ciclo de Krebs através da piruvatodesidrogenase (produção de ATP’s) 
 
1º passo: piruvato sendo movimentado pra dentro da mitocôndria (na presência de O2) 
 
- cada moléculo de piruvato é oxidada e convertida a acetil-coA 
- nesse proceso, elétrons são transferidos a NAD, formando NADH+ 
- carbonos são perdidos da forma de CO2 
*complexo piruvato-desidrogenase = prepara o piruvato para adentrar ao CK. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2º passo: o Ciclo de Krebs liga o piruvato à fosforilação oxidativa. 
 
- oxida a matéria orgânica retirando dela elétrons 
- produz pouco ATP 
- oxida acetil-coA a CO2 e captura energia potencial na forma de NADH e ATP 
 
Qual o principal produto do CK? Os elétrons que se originaram da oxidação de matéria orgânica. São adicionados ao 
NAD e FADH e utilizados para produção de ATP na cadeia transportadora de elétrons. 
 
Para cada piruvato: 3 NADH | 1 FADH2 | 1 ATP | 2 CO2 
 
Dividindo de forma didática o CK em duas etapas: 
1. Produção de energia potencial e ATP 
2. Regeneração do oxalacetato (sem ele o CK não acontece) – *a partir da reação f) começa essa regeneração 
 
 
a) Piruvato a acetil-coA = piruvato perde CO2 e é convertido a acetil-coA 
b) Formação do citrato = condensação da molécula de oxaloacetato com acetil-coA 
coenzima A (coA) fornece energia para que essas moléculas se condensem formando o citrato; 
 
c) Formação do isocitrato = alteração na conformação da molécula. Citrato convertido em aconitato (intermediário) 
que por sua vez formará o isocitrato. 
 
*Por que é preciso perder água em 1 sendo que em 2 ocorre uma rehidratação? 
Ao perder água (1), o OH ligado ao carbono é retirado, facilitando a remoção do CO2 porteriormente – o OH 
proveniente da água em (2) passa a ocupar outra posição na molécula. 
 Resumindo: o carbono ligado a CO2 ( * na figura), não está mais ligado ao oxigênio, facilitando a saída do CO2 na 
PRÓXIMA reação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) Formação do a-cetoglutarato = ocorre com a saída de CO2 (facilitada na reação anterior) e formação de energia 
potencial na forma de NADH + H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
e) Formação do succinil co-A = ocorre saída de CO2 e entrada de coA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
f) Formação do succinato = perda da co-enzima A, a energia proveniente disso é utilizada pra ligar o fosfato a 
molécula de GTP (uma produção indireta de energia, já que se forma o GTP que depois vai dar origem ao ATP) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
g) Formação do fumarato = essa formação do succinato em fumarato gera pouca energia, por isso o aceptor de 
elétrons da reação é o FAD, já que ele carreia menos energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
h) Formação do malato = é incorporado H2O à molécula 
 
 
 
 
 
 
 
 
i) Formação do oxalacetato = é a última reação do Ciclo de Krebs, com formação de NADH + H (energia potencial) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3º passo: cadeia transportadora de elétrons 
 
- ocorre na matriz mitocondrial 
- necessita da ação de coenzimas (NAD e FADH – produzidos no CK e/ou na glicólise para serem utilizados nessa 
etapa) como carreadores de H+ 
- as principais reações ocorrem nessa etapa 
 
*Por que o FADH em comparação ao NAD gera mais energia? Porque o gradiente de prótons gerado através do NAD 
é maior do que quando os elétrons são doados pelo FADH. 
 
A cadeia transportadora de elétrons consiste em uma série de proteínas de membrana que transportam elétrons de uma 
para a outra. A medida em que esses elétrons são transportados a célula captura energia, utilizando-a para produzir 
ATP. 
 
Proteínas da cadeia transportadora: complexos I, II, III e IV 
→ bombeiam H+ formando um gradiente de concentração no espaço intermembrana da mitocôndria 
 
Complexo I (NADH desidrogenase) oxida o NADH. Ao chegar ao complexo III 4 prótons são bombeados, e em 
seguida no complexo IV, 2 hidrogênios são bombeados. 
 
São gastos 3 prótons para ativar a ATP sintase e 1 próton para ativar a proteína carreadora do fosfato inorgânico. 
Ou seja, 4 H+ para cada molécula de ATP. 
 
* Ao total são bombeados 10 prótons para o espaço intermembrana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cada NADH produz 2,5 ATP 
Cada FADH produz 1,5 ATP 
 
*Considerações: O FADH2 doa seus elétrons para o complexo II, que não possui capacidade de bombear prótons para o 
espaço intermembrana. Ou seja, o II não gera energia. Isso explica porque através do FAD se gera menos ATP. 
O NAD passa pelos 3 complexos que geram energia (I, III e IV) 
 
 
Balanço energético: saldo das reações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(Ou seja, não existe formação de FADH2 na glicólise!) 
 
[Perguntas no slide] 
Como o corpo se regula sem suprimento de carboidrato dietético? O metabolismo pode se regular sem o carboidrato 
dietético através do glicogênio, da quebra dos ácidos graxos (gorduras) acumuladas no organismo e da quebra dos 
aminoácidos. 
 
Como é possível manter a homeostase em situações de jejum? Durante o jejum não prolongado, a obtenção de energia 
é feita através do glicogênio (polímero de glicose). Durante o jejum prolongado, os triacilgliceróis tornam-se o 
combustível principal: o fígado converte os ácidos graxos em corpos cetônicos, que passam a ser o “novo” combustível. 
 
A partir de quais substratos o corpo consegue manter a produção de ATP? Carboidratos, lipídeos e aminoácidos. 
 
Glicogênio 
 
Polímero de glicose utilizado como reserva de energia. 
O armazenamento ocorre de forma rápida e necessita de várias moléculas de glicose para ser formado 
É o substrato utilizado imediatamente na falta de glicose 
Sua síntese é feita de maneira rápida 
 
- As ligações das moléculas de glicose entre si são do tipo α-1,4; enquanto as ligações das moléculas de uma cadeia a 
outra são do tipo α-1,6. 
- Amazenamento no fígado e tecido muscular esquelético. 
 
A formação do glicogênio ocorre com auxílio de duas enzimas principais: 
Glicogenina – Inicia o processo de polimerização 
Glicogênio sintase – Adiciona glicose ao polímero já formado pela glicogenina 
 
*Glicogenólise: não é feita hidrólise de glicogênio, e sim fosforólise! 
 
[*não confundir com glicogênese com gliconeogênese! Glicogênese é a síntese do glicogênio. Gliconeogênese é a síntese de glicose 
por compostos que não sejam carboidratos.] 
 
A síntese de glicogênio é iniciada a partir da glicogenina. Glicogênio sintase não pode iniciar uma nova cadeia de 
glicogênio, apenas adiciona glicoses à cadeia pré-existente. 
 
Proteína glicogenina: iniciadora de novas cadeias e catalisadora da montagem dessas cadeias 
 
Enzima ramificadora: promove as ligações α-1,6 nas moléculas de glicogênio 
 
Ou seja: as primeiras moléculas de glicose são atraídas por força eletrostática pela glicogenina formando uma cadeia 
(primer) com quantidade mínima de glicose. Ao atingir um determinado tamanho, a enzima glicogênio sintase é 
ativada, adicionando mais glicoses a molécula, que ao adquirir maior tamanho ainda, ativa-se a enzima ramificadora. 
 
→ A molécula de glicose não possui energia suficiente para se ligar a cadeia por si só, por isso é fosforilada (gasta 1 
ATP). O fosfato é adicionado ao carbono 6: forma-se a glicose-6-fosfato. Depois o fosfato é modificado para ligar-se ao 
carbono 1, formando a glicose-1-fosfato. 
A glicose-1-fosfato é novamente fosforilada, com gasto de UDP, formando UDP glicose. 
Quando a UDP se desliga da glicose, fornece energia suficiente para que ocorra a ligação da molécula de glicose à 
molécula de glicogênio.* A alta quantidade de ramificações da molécula de glicogênio faz com que ela seja altamente solúvel. Essa alta 
solubilidade facilita tanto a remoção (na quebra do glicogênio) quanto agregação (na síntese do glicogênio) de glicose à 
molécula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Comentário em sala - Carne DFD: o glicogênio muscular (já mais baixo em bovinos), devido a um alto stress antes 
do abate, acaba sendo totalmente utilizado pelo animal no período de jejum. Logo, o pH fica alto, e essa carne tem 
menor vida útil. 
 
Glicogenólise 
 
Fosforólise de glicogênio para produção de glicose-1-fosfato 
 
Enzimas envolvidas: 
1. Glicogênio fosforilase: 
- Fosforila o glicogênio, formando a glicose-1-fosfato + glicogênio. Ou seja, o glicogênio é quebrado em partes 
menores. 
- Realiza clivagem das ligações α-1,4 glicosídicas até que se atinja quatro moléculas de glicose antes da ligação α-1,6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Enzima desramificadora 
Cataliza duas reações sucessivas: 
- Transferase: ocorre transferência de 3 resíduos de glicose dentro do polímero de glicogênio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Clivagem das ligações α1-6 e remoção de um resíduo de glicose da cadeia do glicogênio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Fosfoglicomutase 
 
- Alteração da molécula de glicose-1-fosfato formada em glicose-6-fosfato 
- Destinos da glicose-6-fosfato: tecido muscular esquelético para iniciar glicólise novamente ou fígado para ser 
liberada na corrente sanguínea em situações de baixa glicemia: 
 
 
Gliconeogênese 
 
Produção de glicose através de compostos que não são carboidratos 
Importância: necessária para tecidos (como cérebro, hemácias, medula renal, cristalino, testículos e músculos em 
exercício) que demandam um suprimento contínuo de glicose. 
 
Compostos utilizados como precursores: 
1. glicerol 
2. lactato 
3. aminoácidos (exceto leucina e lisina) 
 
→ Ocorre principalmente no fígado, e em menor extensão, nos rins (*lembrar: não ocorre no músculo!) 
 
Síntese da glicose a partir do piruvato - utiliza várias enzimas da glicólise, mas três reações da glicólise são 
essencialmente irreversíveis - feitas pelas enzimas hexoquinas, fosfofrutoquinase e piruvato quinase (não precisa 
decorar as enzimas) 
 
Uso do glicerol para obtenção de glicose 
 
1º passo: retirada de glicerol da molécula de triacilglicerol 
2º passo: fosforilação do glicerol em glicerol 3-fosfato 
3º passo: oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em di-hidroxiacetona fosfato 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uso do lactato para obtenção de glicose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O lactato produzido no tecido muscular chega no tecido hepático para ser convertido a piruvato. 
 
 
 
Uso de proteínas para obtenção de glicose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[* as reações não vão ser pedidas na prova, o importante é saber quais os precursores e de onde eles se originaram] 
 
* Na gliconeogênese o piruvato formato (tanto por glicerol, lactato, aminoácidos) será convertido a glicose novamente, 
mas esse processo NÃO é o inverso da glicólise! Lembrar das 3 reações irreversíveis da glicólise: pra isso, a 
gliconeogênese possui 3 desvios metabólicos para realizar a conversão piruvato-glicose. 
 
 
Desvio 1 – conversão do piruvato a fosfoenolpiruvato 
- a conversão não ocorre de maneira direta, um composto intermediário é formado: oxaloacetato. 
- ou seja, ocorre uma fosforilação indireta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desvio 2 – conversão da frutose 1-6 bifosfato a frutose-6-fosfato 
ocorre hidrólise, liberando o fosfato inorgânico 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desvio 3 – conversão da glicose-6-fosfato à glicose 
também ocorre hidrólise, liberando fosfato inorgânico e finalizando o processo de conversão do piruvato a glicose.