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Curso: Nutrição 
Turma: 1003
Disciplina: Bioquímica 
Alunas: Ana Carolina Maciel 
Priscilla Bicca de Azevedo 
ESTUDO DIRIGIDO – INTEGRAÇÃO METABÓLICA E REGULAÇÃO
Questão 1 (2,0 pontos)
Cada órgão tem um perfil metabólico característico, isto é, os padrões metabólicos do cérebro, músculo, tecido adiposo e fígado são diferentes. Qual a diferença entre o cérebro, os músculos e o fígado na utilização dos alimentos para satisfazer as necessidades energéticas?
R:
Cérebro
Usa quase exclusivamente glicose como fonte de energia;
Exceto em condições jejum prolongada;
Não possui estoques de glicogênio;
Em um homem adulto, consome cerca de 120g gli/dia;
Ácidos graxos não podem ser utilizados pelo cérebro pois não cruzam a barreira encefálica;
 Em jejum prolongado, corpos cetônicos podem substituir parcialmente a glicose;
 Músculo
Utiliza principalmente glicose, ácidos graxos e corpos cetônicos para a produção de energia;
Estoca grandes quantidades de glicogênio;
Não exporta glicose para o sangue;
Glicose é o substrato preferido para atividades rápidas e intensas;
Em repouso, ácidos graxos provêm a maior parte da energia utlizada;
Grande atividade fermentative;
Metabolismo de produtos da glicólise é integrado com o fígado;
Músculo cardíaco tem metabolismo exclusivamente aeróbico;
Fígado
Principal órgão de controle metabólico em mamíferos
Quase todos os compostos absorvidos nos intestinos passam por ou são metabolizados no fígado
Controla a disponibilidade de substratos energéticos para todos os outros órgãos
Principal controlador da glicemia sanguínea em resposta a estímulos hormonais
Principal (quase único) centro de eliminação de nitrogênio, na forma de uréia
Principal centro de síntese de ácidos graxos, m condições de abundância de precursores
Principal centro de produção de corpos cetônicos em condições de jejum ou acúmulo de acetil-coA. Entretanto, não pode utilizar acetoacetato como fonte de energia pois não possue a transferase necessária para ativar o aceto.
Estoca glicose na forma de glicogênio para manutenção da glicemia sanguínea
Utiliza α-cetoácidos, derivados da transaminação de aminoácidos, como fonte de energia para seu próprio metabolismo
Questão 2 (2,0 pontos)
A ingestão de alimentos e o jejum induzem alterações metabólicas. Descreva as alterações bioquímicas que ocorrem após a alimentação e no estado de jejum.
 2a.. Após uma refeição: A maior parte dos carboidratos, aminoácidos e uma pequena parte dos triglicerídeos, são diretamente levados ao fígado, A maior parte dos triglicerídeos, no entanto, percorre um caminho diferente, eles migram pelo sistema linfático, caem na circulação sistêmica podendo ser metabolizados pelo fígado ou captados pelo tecido adiposo. De um modo geral, a concentração dos nutrientes no sangue é extremamente controlada pelo fígado, que os capta e distribui. O fígado será o órgão central da manutenção da homeostasia de carboidratos, lipídeos e proteínas. No período de jejum a degradação de glicogênio, a proteólise muscular e lipólise são responsáveis por manter o aporte energético no organismo. É preciso considerar que em cada célula ou tecido exercendo papéis fisiológicos específicos as vias metabólicas tenham características próprias. Este artigo analisa o 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, e também as características metabólicas próprias de cada tecido.
Hemácias: O consumo de glicose nestas células ocorre de modo constante e independente do perfil nutricional. A captação da glicose pelos transportadores GLUT1 da membrana da hemácia independe da presença de insulina. Nestas células, 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 e é uma das fontes de manutenção da glicemia em jejum.
 Cérebro: O cérebro não tem qualquer reserva energética e por isso, independente do estado nutricional é necessário que haja um suprimento de glicose constante para este tecido. Os transportadores de glicose no SNC, trabalham independente da presença de insulina, e juntos, garantem uma alta eficiência na captação da glicose no tecido. Além da glicose, os corpos cetônicos podem ser utilizados como substratos energéticos no SNC em situações especiais como veremos a seguir. No entanto, a independência de glicose neste tecido nunca é absoluta. 
 Fígado: No fígado, o transporte de glicose ocorre por transportadores GLUT2, os quais de modo eficiente, mantêm a concentração de glicose no hepatócito na mesma proporção com que este nutriente existe na circulação sanguínea. No entanto, a glicose só poderá ser utilizada pelo tecido hepático após ser fosforilada. A enzima responsável por essa reação, a glicoquinase, possui baixa afinidade pela glicose assim, o fígado só irá fosforilar e garantir a permanência da glicose dentro das células hepáticas, uma vez que haja concentração suficientemente alta de glicose na circulação. Isso ocorre, porque o fígado pode usar outros substratos energéticos como ácidos graxos ou aminoácidos como fonte energética. Apesar da insulina não influenciar a captação de glicose nas células hepáticas, influencia profundamente a utilização da glicose por estas células. A glicose só será utilizada pelo fígado como nutriente preferencial quando a razão insulina/glucagon for suficientemente alta para ativar a via glicolítica. O alto aporte de glicose, juntamente com a presença de insulina também estimularão a síntese de glicogênio, e, neste momento, o fígado passa a ser um armazenador de glicose. Caso contrário, o fígado fará exatamente o oposto, será um exportador de glicose.
2b.. Estado de jejum: As primeiras horas de jejum, a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos graxos que circulam no sangue diminui progressivamente, sendo essa baixa concentração responsável pela produção da qualidade de insulina secretada, ao passo que provoca um aumento de glucagon.
A insulina e o glucagon são hormônios produzidos e liberados pelo pâncreas e são responsáveis pela regulação do metabolismo, da glicose, dos ácidos graxos e das proteínas. Os dois hormônios têm funções opostas: enquanto a insulina desempenha um papel importante no armazenamento de energia, promovendo a retirada dos substratos usados como combustível do sangue e estocando-os, o glucagon determina uma elevação da quantidade de fontes de energia no sangue para serem usadas pelas células do corpo. 
A insulina passa a diminuir a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos graxos do sangue, enquanto o glucagon promove um aumento dos mesmos, ao mesmo tempo em que a insulina aumenta a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos graxos no fígado, músculos e tecidos adiposos respectivamente, enquanto o glucagon determina uma redução desses.
Então durante o jejum uma pequena quantidade de substratos e de insulina circulando no sangue, porem uma grande concentração de glucagon, ocorre um período de catabolismo, durante o qual as reservas de energia do corpo são quebradas e disponibilizadas para ás células utiliza-las.
Ocorrendo, na tentativa de fornecer glicose ao cérebro e aos outros tecidos que dessa dependem em abastecer outros tecidos de corpos cetônicos advindo dos ácidos graxos, acorre uma troca de substratos entre o fígado, músculos, tecido adiposo e cérebro. 
Fígado no jejum: A primeira fonte de energia a ser usada são os carboidratos e, para tanto, reserva de glicogênio no fígado são degradadas fornecendo glicose. Um processo chamado glicogenólise. A glicose resultante é liberada no sangue e abastece principalmente o cérebro, além dos demais tecidos. Após um período de jejum o glicogênio do fígado
 Encontra-se esgotado. O fígado é responsável pela glicólise e gliconeogêse,ele também é capaz de converter gorduras em corpos cetônicos, os quais servem de combustível para a maioria dos tecidos, sendo usados inclusive para o cérebro. 
Tecido adiposo no jejum: O armazenamento de ácidos graxos no tecido adiposo durante o jejum encontra-se paralisado, porem a degradação dos triacilgliceróis, que constituem o tecido adiposo, está aumentada. Os produtos da quebra de triacilglicerol são ácidos graxos e glicerol. Enquanto os primeiros são liberados no sangue e transportados para diversos tecidos servindo como fonte de energia, o último é usado pelo fígado para produzir glicogênio através da gliconeogênese. 
Músculo no jejum: Nas primeiras semanas de jejum, o músculo utiliza como fonte de energia os ácidos graxos e os corpos cetônicos, uma vez que as quantidades de glicose e insulina para transportá-la não são suficientes. Após este período, os músculos passam a usar mais ácido graxo, de forma que sobram muitos corpos cetônicos no sangue, pois esses deixam de ser empregados pelos músculos.
Devido à necessidade do fígado de formar glicogênio a partir de aminoácidos na gliconeogênese, sendo os primeiros dias de jejum uma rápida quebra de proteínas dos músculos. Assim a massa muscular do indivíduo em jejum sofre uma forte redução. Depois de muitas semanas de jejum, as degradações de proteínas dos músculos diminuem, já que o cérebro passa a usar mais corpos cetônicos, não necessitando de glicose.
Cérebro no jejum: Os primeiros dias o cérebro continua empregando glicose como combustível, sendo que a mesma é fornecida pela quebra de glicogênio, o qual por sua vez é produzido principalmente através de aminoácidos dos músculos. Após algumas semanas de jejum os corpos cetônicos, que estão em quantidades elevadas na circulação já que os músculos passam a usar somente ácidos graxos, substituem a glicose e se tornam a fonte de energia do cérebro. Assim, nesse momento do jejum, ocorre uma queda da velocidade de degradação de proteínas musculares. 
 
Questão 3 (2,0 pontos)
O Diabetes Mellitus é uma doença que causa transtornos metabólicos, onde a glicose é superproduzida pelo fígado e subutilizada pelos órgãos. Fale sobre os tipos de diabetes e as alterações metabólicas encontradas nesta doença.
R: Sabemos hoje que diversas condições que podem levar ao diabetes, porém a grande maioria dos casos está dividida em dois grupos: Diabetes Tipo 1 e Diabetes Tipo 2.
Diabetes Tipo 1 (DM 1) - Essa forma de diabetes é resultado da destruição das células beta pancreáticas por um processo imunológico, ou seja, pela formação de anticorpos pelo próprio organismo contra as células, beta levando a deficiência de insulina. Nesse caso podemos detectar em exames de sangue.
Diabetes Tipo 2 (DM 2) - Nesta forma de diabetes está incluída a grande maioria dos casos (cerca de 90% dos pacientes diabéticos). Nesses pacientes, a insulina é produzida pelas células beta pancreáticas, porém, sua ação está dificultada, caracterizando um quadro de resistência insulínica. Isso vai levar a um aumento da produção de insulina para tentar manter a glicose em níveis normais. Quando isso não é mais possível, surge o diabetes.
Outros Tipos de Diabetes - Outros tipos de diabetes são bem mais raros e incluem defeitos genéticos da função da célula beta, defeitos genéticos na ação da insulina, doenças do pâncreas (pancreatite, tumores pancreáticos, hemocromatose), outras doenças endócrinas (Síndrome de Cushing, hipertireoidismo, acromegalia) e uso de certos medicamentos.
Diabetes Gestacional - Atenção especial deve ser dada ao diabetes diagnosticado durante a gestação. A ele é dado o nome de Diabetes Gestacional. Pode ser transitório ou não e, ao término da gravidez, a paciente deve ser investigada e acompanhada. Na maioria das vezes ele é detectado no 3o trimestre da gravidez, através de um teste de sobrecarga de glicose. As gestantes que tiverem história prévia de diabetes gestacional, de perdas fetais, má formações fetais, hipertensão arterial, obesidade ou história familiar de diabetes não devem esperar o 3º trimestre para serem testadas, já que sua chance de desenvolverem a doença é maior.
3b. Quais as alterações metabólicas encontradas nesta doença:
O DM não é uma única patologia, mas um grupo de distúrbios metabólicos que apresenta a hiperglicemia como fator preponderante, ou seja, o açúcar em alta quantidade no organismo, especificamente na corrente sanguínea, a qual é causada por de defeitos na ação da insulina, na excreção de insulina ou em ambos os casos, impedindo a entrada da glicose nas células para sua metabolização. É uma patologia que se instala silenciosamente e provoca muitas complicações para o organismo, ocasionando no início sintomas bem comuns, como: fome exagerada, muita sede, boca seca, urina em grande quantidade e perda de peso (DIRETRIZES SBD, 2009).
Nesta doença existem alterações no metabolismo de hidratos de carbono, lipídios e proteínas, assim como alterações estruturais em diversos sistemas orgânicos incluindo micro angiopatia (retinopatia, nefropatia e neuropatia) e macroangiopatia (doença coronariana, insuficiência arterial periférica, etc.)
O DM é uma síndrome do metabolismo defeituoso de carboidratos, proteínas e lipídios, causados tanto pela ausência de secreção de insulina, como pela diminuição da sensibilidade dos tecidos à mesma.
Questão 4 (2,0 pontos)
A obesidade tornou-se uma epidemia em vários países e o meio de regular a peso corporal é diminuir a ingestão de calorias na alimentação. Fale sobre os mecanismos bioquímicos envolvidos na regulação do peso corporal.
R:
O organismo animal apresenta ajustes constantes ao longo do seu ritmo circadiano, próprio para a espécie, determinado inclusive pelo hábito alimentar. Por outro lado, ajustes a curto prazo são necessários quando sobrevivem uma situação nova, mas de pequena duração como: Jejum e exercícios físicos
Alimentar-se regularmente: “muitas pessoas acreditam que ficar longos períodos sem comer para compensar um eventual deslize na dieta pode ajudar a balancear as calorias consumidas. O problema é que isso não é eficaz: o organismo entende como uma privação e não um estímulo, e pode reduzir ainda mais o gasto basal para preservar seu funcionamento. ” Por isso, é desaconselhado ficar longos períodos de jejum ou seguir regimes radicais;
Monte um cardápio equilibrado: sempre tenha no prato, de maneira balanceada, carboidratos, proteínas e gorduras. As proteínas demandam maior energia para serem digeridas e as gorduras (boas) auxiliam na quebra das próprias gorduras armazenadas no organismo. Essa combinação também ajuda a retardar a liberação da glicose vinda dos carboidratos, tornando-os menos impactantes na dieta.
Aposte nos termogênicos: E claro, eles não poderiam ficar de fora: substâncias como o chá verde, a casca de laranja amarga, a cafeína, a pimenta, o gengibre e o chá de hibisco, por exemplo, são famosos pela capacidade em estimular a termogênese e, dessa forma, aumentar a taxa metabólica. Alvo de muitos estudos, eles podem complementar a dieta e otimizar o gasto energético.  
Exercício e repouso adequado: Praticar alguma atividade física é fundamental para aumentar a taxa metabólica, além disso, músculos são grandes queimadores de energia, mesmo em repouso. Logo, praticar atividades como musculação mantem o metabolismo acelerado mesmo horas após o término do exercício. Da mesma forma, é fundamental repousar, além de o descanso ser fundamental para a recuperação muscular, a qualidade do sono influencia na produção e liberação de diversos hormônios.
Durante a atividade física, nossos músculos utilizam a energia química dos nutrientes para produzir energia mecânica ou trabalho. Este é um processo bioquímico de grande complexidade que é regulado por vários fatores de natureza enzimática e hormonal.
Os nutrientes que se constituem nas principais fontes de energia durante o exercício físico são os carboidratos e as gorduras. Os músculos sempre se utilizam de uma mistura desses dois nutrientesna “queima” metabólica com oxigênio. Um dos aspectos que gera maiores controvérsias no entendimento deste processo é a relação entre o tipo, duração e intensidade dos exercícios e o quanto se “queima” de gordura ou carboidratos.
Questão 5 (2,0 ponto)
A ingestão de bebidas alcoólicas faz parte da alimentação humana há séculos. Contudo, seu consumo altera o metabolismo energético do fígado. 
 
a). Explique como o Etanol é metabolizado pelo fígado.
R: Fígado: o álcool é metabolizado pela álcool desidrogenase, enzima que facilita a conversão do etanol em lipídeo, contribuindo para o acúmulo de gordura. Também produz mais insulina, o que pode aumentar casos de diabetes e hipoglicemia durante o exercício.
b). Quais as consequências do consumo excessivo de álcool.
R: O álcool é uma droga e que o uso excessivo também pode causar dependência e consequências graves para a saúde.
A bebida alcoólica pode afetar diversos órgãos, como: O estômago, intestino, cérebro, fígado, rim, pâncreas e até mesmo o coração. O consumo excessivo pode provocar doenças, como gastrite, cirrose, hipertensão, anemia, destruição dos glóbulos brancos, menor rendimento muscular, impotência nos homens e até infertilidade nas mulheres.

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