Bioquímica da Nutrição

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BIOQUÍMICA DA 
NUTRIÇÃO COM 
CORRELAÇÕES 
CLÍNICAS 
Henrique Freire Soares 
http://riquenutri.blogspot.com.br 
Facebook: Henrique Soares Nutricionista 
 
Datas das aulas, às quartas-feiras das 
20h00 às 22h00: 
 
Agosto/2014: 13, 20 e 27 
Setembro/2014: 03, 10, 17 e 24 
Outubro/2014: 01, 08, 22 e 29 
Novembro/2014: 05, 12, 19 e 26 
BIOQUÍMICA DA NUTRIÇÃO 
COM CORRELAÇÕES 
CLÍNICAS 2014 
Henrique Freire Soares 
http://riquenutri.blogspot.com.br 
Facebook: Henrique Soares Nutricionista 
 
MÓDULO 1 – CARBOIDRATOS – AULA 1 
METABOLISMO 
• CATABOLISMO 
 
- Liberação de energia 
- Exotérmicas 
- Oxidativa 
- Produção de ATP 
• ANABOLISMO 
 
- Armazenamento 
- Vias endotérmicas 
- Geração de futuros 
substratos (Glicogênio, 
TAG e MM) 
Robert H. Demling. Eplasty. 2009;9:e9. 
CÉLULA QUANDO DESEJA 
ANABOLIZAR, CRESCER, 
PROLIFERAR, PRECISA DE 
SINALIZANTES METABÓLICOS 
POR EXEMPLO - MTOR 
CÉLULA DO SISTEMA IMUNE, LINFÓCITO T 
Curr Opin Immunol. 2013 June;25(3):347-355. 
NÃO EXISTE NENHUM PRODUTO 
FINAL DE VIA METABÓLICA DE 
GERAÇÃO DE ENERGIA EM 
CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS, 
SOMENTE EM CONDIÇÕES 
PATOLÓGICAS.P 
Correlação clínica: 
1 – Gasto de P para atividades 
durante o dia e gordura 
2 – Ganho muscular gasta ATP, 
(precisa comer), precisa de H2O, 
e desintoxica 
O ATP é o intermediário químico 
entre os processos liberadores 
e consumidores de energia. Na 
célula ele é produzido em 
reações exergônicas e gasto 
em reações endergônicas 
• Geração de energia resulta em 
metabólitos ácidos: 
 
- Carboidratos – ácido lactico e H+ 
- Gorduras – Corpos cetônicos 
- Proteínas – Amônia, uréia, sulfatos, 
fosfatos 
- Oxidação dos macronutrientes – CO2 
H+ ≠ H2 
Conceito de sinalização celular 
As vias bioquímicas são estimuladas ou inibidas 
por meio de sinais e sensores celulares: 
 
 - Nutriente é sinalizante e sensor 
 
 - Enzimas, intermediários e cofatores das 
vias são sinalizantes e sensores ex: caspases, 
AMPK, NAD/NADH e AMP/ADP/ATP 
 
 - Peptídios são sinalizantes e sensores 
(mTOR, mTORC, sirtuinas, PGC-1alfa, FOXO) 
PARA GERAR ENERGIA? 
Importante é a velocidade de geração de energia, a 
quantidade de energia produzida e a capacidade de 
resintese, de manutenção constante da produção de 
energia 
Sistema ATP/CP 
+ 
+ Pi 
METABOLISMO 
DOS 
CARBOIDRATOS 
GLICOSE 
• Glicose é a principal forma pela qual o 
carboidrato absorvido no TGI é 
apresentado às células do corpo. 
• Tem sua absorção intestinal afetada por 
várias outros componentes. 
Transporte de Glicose as células 
• Transporte facilitado – GLUTs – a favor 
de um gradiente de concentração 
• Cotransporte via SGLT – requerimento 
de energia – contra um gradiente de 
concentração, acoplado ao gradiente de 
concentração do Na++ - ocorre 
principalmente nas células epiteliais do 
intestino e túbulos renais. 
• Taste Receptors – T1R2, T1R3 
TRATAMENTO DA DIARRÉIA 
SORO CASEIRO 
Sci Signal. 2012 Aug 28;5(239):pe36. 
 
Do pancreatic β cells "taste" nutrients to secrete insulin? 
 
CAMINHOS DA GLICOSE E AÇÃO DA INSULINA 
 
World J Gastroenterol. 2012 December 14; 18(46): 6771–6781. 
Hepatic expression and cellular distribution of the glucose 
transporter family. 
Lipid composition of cell membranes and its relevance in 
type 2 diabetes mellitus. 
Curr Diabetes Rev. 2012 Sep;8(5):390-400. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Delaying of insulin signal transduction in skeletal 
muscle cells by selenium compounds 
Dióxido de selenio 
e selenito de sódio 
 
 
DETALHE IMPORTANTE: APÓS REALIZADAS AS 
SUAS FUNÇÕES, A EXTRAÇÃO SÉRICA DA 
INSULINA É FEITA PELO FÍGADO 
 
 
• Principal combustível utilizado 
pelo cérebro 
• O metabolismo de glicose 
apresenta problemas em 
algumas doenças metabólicas, 
resultado da hiperglicemia, da 
sua relação hormonal e de suas 
reações bioquimicas. 
GLICOSE 
Metabolismo de Carboidratos 
• As principais vias do metabolismo de 
carboidratos começam ou terminam 
com glicose. 
 
 
Glicogênio 
Glicose 
Piruvato 
Glicogenólise Glicogênese 
Glicólise Gliconeogênese 
Pentose-P 
Lipídios 
Aminoácidos 
Nucleotídeos 
GLICÓLISE 
GLICÓLISE 
• Para muitos tecidos, a glicólise é uma via 
fornecedora de energia de emergência - 
capaz de gerar 2 moles de ATP para cada 1 
mol de glicose na ausência de O2 
– Assim um tecido sem O2 – níveis de ATP 
mantidos pela glicólise (curto espaço de tempo) 
• Via utilizada por todas as células do corpo - 
extrair energia química 
• Converte glicose em piruvato e destina o 
piruvato para diferentes vias conforme a 
demanda celular (demanda bioquímica). 
 
• Produto final da glicólise é o piruvato. 
 
• Piruvato pode ser convertido a lactato, 
a etanol, a alanina, a oxaloacetato ou 
oxidado a CO2 e H2O, na mitocôndria. 
Reações da Glicólise 
• A glicólise ocorrem em 2 estágios 
– 1ª FASE – gasto energético – as formas 
fosforiladas da glicose e frutose são 
sintetizadas as custas de ATP – convertido 
em ADP 
– 2ª FASE – produção energética – 4 
moléculas de ATP são formadas por 
molécula de glicose metabolizada. 
• Duas moléculas de NADH são formadas 
enquanto o piruvato é produzido 
ChemMedChem. Aug 2012; 7(8): 1318–1350. 
1. Fosforilação da Glicose 
• Reação irreversível de fosforilação – 
captura 
• Reação catalisada pela hexoquinase 
– Atua na maioria dos tecidos 
– Enzima regulatória da Glicólise 
– Capaz de fosforilar várias hexoses além da 
glicose 
– Inibida pelo produto da reação –glicose 6P 
– Inibidores ambientais 
 
Conceito da demanda metabólica 
Biochem J. Mar 1, 2009; 418(2): 261–275. 
• Glicoquinase (GK): 
– No fígado 
– Difere da hexoquinase pois requer uma > 
concentração de glicose 
– Só funciona qd a [ ] intracelular de glicose 
no hepatócito está elevada - após o 
consumo de uma refeição rica em CHO 
– Não é inibida pela glicose-6P 
– Não funciona para outros CHO´s 
Lado bom = câncer 
Lado ruim = diabetes 
1º desvio metabólico da via 
glicolítica 
2. Conversão da glicose 6P 
em frutose 6-fosfato 
3. Fosforilação da Frutose 6-fosfato em 
1,6 difosfato 
• Reação irreversível catalisada pela 
fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) – PONTO de 
CONTROLE MAIS IMPORTANTE. 
• É a etapa limitante da velocidade na glicólise 
• A PFK-1 é controlada pelas [ ] de ATP e frutose 
6-P 
– PFK-1 inibida por níveis  de ATP e citrato – 
“riqueza de energia” 
– PFK-1 ativada por [ ]  de AMP – “pobreza de 
energia” 
Relação clínica com suplementação de ATP? 
Relação clínica com gasto de energia durante o dia? 
Adenosine 5'-triphosphate (ATP) supplements are not orally 
bioavailable: a randomized, placebo-controlled cross-over trial 
in healthy humans. 
Uric acid concentrations in healthy volunteers after oral ATP or placebo supplementation. A single dose of 5000 mg ATP 
J Int Soc Sports Nutr. 2012 Apr 17;9(1):16. 
Eight healthy volunteers participated in a cross-over study. 
4. Clivagem da frutose1,6-difosfato 
• A aldolase cliva a frutose 1,6-difosfato 
em diidroxiacetona fosfato (DHAP) e 
gliceraldeido 3-fosfato (2 produtos com 
3 carbonos) 
5. Isomerização da dihidroacetona 
fosfato 
• A triose fosfato isomerase converte a 
dihidroxiacetona fosfato (DHAP) a 
gliceraldeído3-fosfato 
2º desvio da viaglicolítica 
6. Oxidação do gliceraldeído 3-
fosfato 
• Primeira reação de oxido redução da 
glicólise 
• Gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase – 
GAPDS - Enzima inibida pelo radical 
Superóxido (O2
-) 
Verde – Acrossoma e Secreção 
acrossomal 
B - Mitocôndrias 
Cell Calcium. 2012 Dec 20. pii: S0143-
4160(12)00188-1. doi: 
10.1016/j.ceca.2012.11.010. 
 
Agrotóxicos, via glicolítica e infertilidade 
 
S-a-chlorohydrin (SACH) 
Agrotóxico 
↓ Secreção 
acrossomal 
PLoS One. 2012; 7(8): e43004. 
(S)-α-Chlorohydrin Inhibits Protein 
Tyrosine Phosphorylation through 
Blocking Cyclic AMP - Protein Kinase A 
Pathway in Spermatozoa 
7. Formação do 3-fosfoglicerato e do ATP 
a partir do 1,3 difosfoglicerato e ADP 
 
 
 
 
3º desvio metabólico da via 
glicolítica para formação de 
aminoácidos 
Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Jul 28. pii: 201322912. [Epub ahead of print] 
Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Jul 28. pii: 201322912. [Epub ahead of print] 
Rev Bras Psiquiatr 2003;25(3):177-83 
 
J Biol Chem. 2012 June 8; 287(24): 19786–19791. 
 
8. Troca do grupo fosfato do carbono 3 
para o carbono 2 – 
 
Forma-se o 2 -fosfoglicerato 
 
9.Desidratação/hidratação 
para formação do PEP 
 - Enzima enolase 
 
 
10 – PEP se transforma em 
piruvato 
 
 - Nova formação de 2 
moléculas de ATP 
 - 3ª Enzima irreversível 
1 - Descarboxilação oxidativa – Acetil CoA 
– Ciclo de Krebs (CTE ou transaminação ou 
síntese de ácidos graxos) 
2 - Carboxilação do piruvato em 
oxaloacetato – repor intermediários do CK, 
manter queima de gordura e substrato para 
gliconeogênese 
3 - Redução do piruvato a etanol (intestino) 
4 - Redução a lactato – anaerobiose 
5 - Conversão em alanina (ALT ou TGP) 
 
 
Destinos do Piruvato 
- Redução do piruvato em lactato 
(lactato desidrogenase – LDH) 
• Formado pela ação da lactato 
desidrogenase – produto final da glicólise 
anaeróbica em células eucarióticas 
• Importante para resintese de NAD e 
manter resintese constante de ATP 
• A formação de lactato é o principal destino 
do piruvato nas hemáceas, cristalino e 
córnea, medula renal, testículos, 
leucócitos, maioria das células tumorais, 
ou em células com disfunção mitocondrial. 
1 – Porque 
piruvato tem que 
virar lactato? 
2 – Quando 
lactato volta a 
ser piruvato, o 
que acontece? 
3 – Qual outro 
caminho do 
lactato?