Aula 10 Bioquímica Enfermagem UFAC Oxidação de aminoácidos e ciclo da ureia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE E DESPORTO
CURSO DE BACHARELADO EM ENFERMAGEM
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E 
CICLO DA URÉIA
PROF. DR. RICARDO DE ARAÚJO MARQUES
2017.1
ROTEIRO DA AULA
I. INTRODUÇÃO
II. DESTINOS METABÓLICOS DOS GRUPOS AMINO
III. EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO E CICLO DA URÉIA
IV. VIAS DE DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
I. INTRODUÇÃO VISÃO GERAL DO METABOLISMO
 NOS ANIMAIS, OS AMINOÁCIDOS SOFREM 
DEGRADAÇÃO OXIDATIVA EM TRÊS 
CIRCUNSTÂNCIAS METABÓLICAS DIFERENTES:
I) DURANTE A SÍNTESE E DEGRADAÇÃO NORMAIS DE 
PROTEÍNAS CELULARES (RENOVAÇÃO PROTEICA)
II) QUANDO A DIETA É RICA EM PROTEÍNAS E OS 
AMINOÁCIDOS INGERIDOS EXCEDEM AS 
NECESSIDADES DO ORGANISMO PARA A SÍNTESE 
PROTEICA
III) DURANTE O JEJUM OU NO DIABETES NÃO 
CONTROLADO
 EM TODAS ESSAS CONDIÇÕES METABÓLICAS, OS 
AMINOÁCIDOS PERDEM O SEU GRUPO AMINO PARA 
FORMAR -CETOÁCIDOS (ESQUELETOS DE CARBONO)
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
• POUCOS ORGANISMOS SÃO CAPAZES 
DE UTILIZAR O N2 ATMOSFÉRICO
• OS AMINOÁCIDOS DERIVADOS DAS 
PROTEÍNAS DA DIETA SÃO A ORIGEM 
DA MAIORIA DOS GRUPOS AMINO
• A MAIOR PARTE DOS AMINOÁCIDOS É 
METABOLIZADA NO FÍGADO
• PARTE DA AMÔNIA GERADA NESSE 
PROCESSO É RECICLADA E O EXCESSO 
É EXCRETADO DIRETAMENTE OU 
CONVERTIDO EM URÉIA OU ÁCIDO 
ÚRICO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
II. DESTINOS METABÓLICOS DOS 
GRUPOS AMINO 
CATABOLISMO DOS GRUPOS AMINO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
 AS PROTEÍNAS DA DIETA SÃO ENZIMATICAMENTE 
DEGRADADAS ATÉ AMINOÁCIDOS
• NO ESTÔMAGO, A PEPSINA HIDROLISA AS PROTEÍNAS 
INGERIDAS EM UMA MISTURA DE PEPTÍDEOS MENORES
• NO INTESTINO, A TRIPSINA E A QUIMIOTRIPSINA
CONTINUAM A HIDRÓLISE DOS PEPTÍDEOS PRODUZIDOS 
PELA PEPSINA NO ESTÔMAGO 
• A MISTURA RESULTANTE DE AMINOÁCIDOS LIVRES É 
TRANSPORTADA PARA DENTRO DAS CÉLULAS EPITELIAIS
• OS AMINOÁCIDOS ENTRAM NOS CAPILARES 
SANGUÍNEOS NAS VILOSIDADES E SÃO TRANSPORTADOS 
ATÉ O FÍGADO
 O PIRIDOXAL-FOSFATO PARTICIPA DA TRANSFERÊNCIA DE GRUPOS -AMINO PARA O 
-CETOGLUTARATO 
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
• NO FÍGADO, A PRIMEIRA ETAPA DO CATABOLISMO 
DA MAIORIA DOS L-AMINOÁCIDOS É A REMOÇÃO
DOS SEUS GRUPOS -AMINO
• AS REAÇÕES SÃO CATALISADAS POR ENZIMAS 
CHAMADAS AMINOTRANSFERASES OU 
TRANSAMINASES (PIRIDOXAL-FOSFATO: COFATOR)
• NAS TRANSAMINAÇÕES O GRUPO AMINO É 
TRANSFERIDO PARA O CARBONO  DO -
CETOGLUTARATO 
• AS TRANSAMINAÇÕES COLETAM GRUPOS AMINO 
DE DIFERENTES AMINOÁCIDOS, NA FORMA DE L-
GLUTAMATO  BIOSSÍNTESE OU EXCREÇÃO
 O GLUTAMATO LIBERA SEU GRUPO AMINO NA 
FORMA DE ÍONS AMÔNIO NO FÍGADO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
• NOS HEPATÓCITOS, O GLUTAMATO É TRANSPORTADO 
DO CITOSOL PARA A MATRIZ MITOCONDRIAL, ONDE 
SOFRE DESAMINAÇÃO OXIDATIVA
• A REAÇÃO É CATALISADA PELA L-GLUTAMATO-
DESIDROGENASE
• A AÇÃO COMBINATA DE UMA AMINOTRANSFERASE E 
DA GLUTAMATO-DESIDROGENASE É CONHECIDA 
COMO TRANSDESAMINAÇÃO
• O –CETOGLUTARATO FORMADO PODE SER 
UTILIZADO NO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU PARA A 
SÍNTESE DE GLICOSE
A GLUTAMINA TRANSPORTA AMÔNIA NA CORRENTE 
SANGUÍNEA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
• A AMÔNIA É BASTANTE TÓXICA PARA OS TECIDOS ANIMAIS
• EM MUITOS TECIDOS, COMO O CÉREBRO, ALGUNS 
PROCESSOS GERAM AMÔNIA LIVRE
• A AMÔNIA LIVRE PRODUZIDA NOS TECIDOS É COMBINADA 
COM O GLUTAMATO, PRODUZINDO GLUTAMINA
• A GLUTAMINA É A FORMA DE TRANSPORTE NÃO TÓXICO 
PARA A AMÔNIA NO SANGUE  FÍGADO E RIM
• A GLUTAMINA TAMBÉM SERVE COMO FONTE DE GRUPOS 
AMINO EM VÁRIAS REAÇÕES BIOSSINTÉTICAS
 A ALANINA TRANSPORTA A AMÔNIA DOS 
MÚSCULOS ESQUELÉTICOS PARA O FÍGADO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
• A ALANINA TAMBÉM DESEMPENHA UM PAPEL 
ESPECIAL NO TRANSPORTE DE GRUPOS AMINO PARA 
O FÍGADO DE FORMA NÃO TÓXICA – CICLO DA 
GLICOSE-ALANINA
• O GRUPO AMINO DO GLUTAMATO É TRANSFERIDO 
PARA O PIRUVATO 
• O CUSTO DA GLICONEOGÊNESE É IMPOSTO AO FÍGADO
E NÃO AO MÚSCULO
• TODO ATP DISPONÍVEL NO MÚSCULO É DESTINADO À 
CONTRAÇÃO MUSCULAR
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
III. EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO E CICLO DA URÉIA 
 VIA DESCOBERTA POR HANS KREBS EM 1932
SANGUE
RINS (EXCREÇÃO)
AMÔNIA (GRUPOS AMINO) 
URÉIA (HEPATÓCITO) 
SANGUE
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
 OS CICLOS DO ÁCIDO DO 
CÍTRICO E DA URÉIA PODEM SER 
LIGADOS
BICICLETA DE KREBS
• TRANSPORTE DE MALATO E 
GLUTAMATO PARA DENTRO DA MATRIZ
• TRANSPORTE DE ASPARTATO E -
CETOGLUTARATO PARA O CITOSOL
• TRANSPORTA NADH NA FORMA DE 
EQUIVALENTES REDUTORES DO 
CITOSOL PARA A MATRIZ
• A ATIVIDADE DO CICLO DA URÉIA É 
REGULADA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
IV. VIAS DA DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
• O CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS, EM 
CONJUNTO, REPRESENTAM NORMALMENTE 
APENAS 10 A 15% DA PRODUÇÃO DE 
ENERGIA NO ORGANISMO HUMANO
• AS 20 VIAS CATABÓLICAS CONVERGEM PARA 
FORMAR APENAS 6 PRODUTOS PRINCIPAIS
• OS ESQUELETOS DE CARBONO TOMAM VIAS 
DISTINTAS:
I – GLICONEOGÊNESE OU CETOGÊNESE
II – OXIDAÇÃO COMPLETA A CO2 E H20
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
 ALGUNS AMINOÁCIDOS SÃO CONVERTIDOS EM GLICOSE, OUTROS EM CORPOS 
CETÔNICOS
ACETOACETIL-CoA
E/OU ACETIL-CoA
AMINOÁCIDOS CETOGÊNICOS
CORPOS CETÔNICOS
FENILALANINA
TIROSINA
ISOLEUCINA
TRIPTOFANO
TREONINA
AMINOÁCIDOS GLICOGÊNICOS
PIRUVATO
-CETOGLUTARATO
SUCCINIL-CoA
FUMARATO E/OU OXALOACETATO
GLICOSE/GLICOGÊNIO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
 SEIS AMINOÁCIDOS SÃO DEGRADADOS ATÉ PIRUVATO
• OS ESQUELETOS DE CARBONO DE 6 AMINOÁCIDOS SÃO CONVERTIDOS, TOTAL OU 
PARCIALMENTE, EM PIRUVATO
ALANINA
TRIPTOFANO
CISTEÍNA
SERINA
GLICINA 
TREONINA
PIRUVATO ACETIL-CoA CO2 E H2O
CICLO DO 
ÁCIDO 
CÍTRICO
OXALOACETATO
GLICONEOGÊNESE
GLICOSE
VIAS CATABÓLICAS PARA 
ALANINA, GLICINA, SERINA, 
CISTEÍNA, TRIPTOFANO E 
TREONINA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
E CICLO DA URÉIA
VIAS CATABÓLICAS PARA 
TRIPTOFANO, LISINA, 
FENILALANINA, TIROSINA, 
LEUCINA, ISOLEUCINA E 
TREONINA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
E CICLO DA URÉIA
 SETE AMINOÁCIDOS SÃO 
DEGRADADOS PRODUZINDO 
ACETIL-CoA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
E CICLO DA URÉIA
 CINCO AMINOÁCIDOS SÃO 
CONVERTIDOS EM α-
CETOGLUTARATO
VIAS CATABÓLICAS PARA 
ARGININA, PROLINA, 
HISTIDINA, GLUTAMINA E 
GLUTAMATO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
E CICLO DA URÉIA
 QUATRO AMINOÁCIDOS SÃO 
CONVERTIDOS EM SUCCINIL-CoA
VIAS CATABÓLICAS PARA 
METIONINA, TREONINA, 
ISOLEUCINA E VALINA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
 AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADA NÃO SÃO DEGRADADOS NO FÍGADO
• SÃO OXIDADOS COMO COMBUSTÍVEL PRINCIPALMENTE NO TECIDO MUSCULAR, ADIPOSO, RENAL E 
CEREBRAL – POSSUEM UMA AMINO TRANSFERASE AUSENTE NO FÍGADO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
CONCEITOS IMPORTANTES
1 – HUMANOS OBTÊM UMA PEQUENA FRAÇÃO DE SUA ENERGIA OXIDATIVA A PARTIR DO CATABOLISMO 
DOS AMINOÁCIDOS.
2 – OS AMINOÁCIDOS PROVÊM DA DEGRADAÇÃO NORMAL DE PROTEÍNAS CELULARES (RECICLAGEM), DA 
DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS DA DIETA E DA DEGRADAÇÃO DAS PROTEÍNAS TECIDUAIS (JEJUM E 
DIABETES NÃO CONTROLADO).
3 – PROTEASES DEGRADAM AS PROTEÍNAS DA DIETA NO ESTÔMAGO E NO INTESTINO DELGADO.
4 – A PRIMEIRA ETAPA NO CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS É SEPARAR O GRUPO AMINO DO ESQUELETO 
DE CARBONO.
5 – O GRUPO AMINO É TRANSFERIDO PARA O -CETOGLUTARATO , FORMANDO GLUTAMATO (REAÇÃO DE 
TRANSAMINAÇÃO).
6 – O GLUTAMATO É TRANSPORTADO PARA A MITOCÔNDRIA HEPÁTICA, ONDE A GLUTAMATO-
DESIDROGENASE LIBERA O GRUPO AMINO NA FORMA DE ÍON AMÔNIO (NH4
+).
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
CONCEITOS IMPORTANTES
7 –A AMÔNIA PRODUZIDA EM OUTROS TECIDOS É TRANSPORTADA AO FÍGADO COMO NITROGÊNIO 
AMÍDICO DA GLUTAMINA OU, NO TRANSPORTE A PARTIR DO MÚSCULO ESQUELÉTICO, COMO GRUPO 
AMINO DA ALANINA.
8 – A AMÔNIA É ALTAMENTE TÓXICA PARA OS TECIDOS ANIMAIS E A MESMA É ELIMINADA DO 
ORGANISMO APÓS CONVERSÃO EM URÉIA NO FÍGADO (CICLO DA URÉIA).
9 – O CICLO DA URÉIA E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO ESTÃO INTERCONECTADOS (BICICLETA DE KREBS).
9 – APÓS A REMOÇÃO DOS GRUPOS AMINO, OS ESQUELETOS DE CARBONO DOS AMINOÁCIDOS SOFREM 
OXIDAÇÃO A COMPOSTOS CAPAZES DE ENTRAR NO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO PARA OXIDAÇÃO A CO2 E 
H20.
10 – ALGUNS AMINOÁCIDOS PODEM SER CONVERTIDOS EM CORPOS CETÔNICOS, ALGUNS EM GLICOSE E 
ALGUNS EM AMBOS .
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA
CONCEITOS IMPORTANTES
11 – OS ESQUELETOS DE CARBONO DOS AMINOÁCIDOS ENTRAM NO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO POR MEIO 
DE CINCO INTERMEDIÁRIOS: ACETIL-CoA, -CETOGLUTARATO, SUCCINIL-CoA, FUMARATO E 
OXALOACETATO.
12 – ALGUNS SÃO DEGRADADOS EM PIRUVATO, QUE PODE SER CONVERTIDO EM ACETIL-CoA OU EM 
OXALOACETATO.
13 – OS AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADA (ISOLEUCINA, LEUCINA E VALINA), DIFERENTEMENTE DOS 
DEMAIS AMINOÁCIDOS, SÃO DEGRADADOS APENAS NOS TECIDOS EXTRA-HEPÁTICOS.