Integração do metabolismo

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FACULDADE META – FAMETA
Bioquímica
Prof. Me. Adem Nagibe dos Santos Geber Filho
• Quatro tecidos principais exercem função
dominante no metabolismo energético: fígado,
tecido adiposo, musculo e encéfalo;
• Esses contem conjuntos exclusivos de enzimas,
de forma que cada órgão é especializado no
estoque, no uso e na produção de combustíveis
específicos;
• Esses tecidos não funcionam isoladamente, ao
contrario, eles formam uma rede integrada, na
qual um tecido pode fornecer substrato a outro,
ou processar compostos produzidos por outros
órgãos;
• A comunicação entre os tecidos é mediada pelo
sistema nervoso, pela disponibilidade de
substratos circulantes e pela variação nos níveis
de hormônios plasmáticos.
 A integração do metabolismo energético é controlada
principalmente pelas ações de dois hormônios peptídicos: a
insulina e o glucagon, com as catecolaminas adrenalina e
noradrenalina exercendo uma função de apoio.
 As alterações nos níveis circulantes desses hormônios permitem
ao organismo armazenar energia quando o alimento está
disponível em abundancia ou tornar disponível a energia
armazenada, por exemplo, durante “crises de sobrevivência”,
como fome, trauma grave e situações de “luta ou fuga”.
 A insulina é um dos mais importantes hormônios que
coordenam a utilização de combustíveis pelos tecidos.
 Seus efeitos metabólicos são anabólicos, favorecendo, por
exemplo, a síntese de glicogênio, de triacilglicerois e de
proteínas.
 Estimulação da secreção de insulina - em vista do seu papel de
coordenadora, não surpreende que a célula responda a uma
variedade de estímulos. Em especial, a secreção de insulina é
aumentada por:
o Glicose. As células β são o os mais importantes sensores corporais de
glicose. Assim como o fígado, as células β possuem transportadores de
glicose do tipo GLUT-2 e apresentam atividade glicocinase, e, portanto,
podem fosforilar a glicose em quantidades proporcionais à sua
concentração sanguínea real.
 Aminoácidos - a ingestão de proteínas causa um aumento transitório
nos níveis plasmáticos de aminoácidos, os quais, por sua vez,
induzem imediata secreção de insulina.
 A arginina plasmática elevada, por exemplo, estimula a secreção de
insulina.
 Hormônios gastrintestinais - a maioria dos hormônios gastrintestinais
estimula a liberação de insulina.
 Os peptídeos intestinais colecistocinina e o polipeptídio inibitório
gástrico (peptídeo insulinotrópico dependente de glicose) aumentam
a secreção de insulina em resposta a glicose oral e por causa disso,
são chamados de “incretinas”.

 A síntese e a liberação de insulina estão diminuídas quando existe
escassez de combustíveis da dieta e também durante períodos de
estresse (p. ex., febre ou infecção);
 Esses efeitos são mediados principalmente pela adrenalina, que é
secretada pela medula adrenal em resposta ao estresse, ao trauma
ou ao exercício intenso;
 Nessas condições, a liberação de adrenalina é controlada
especialmente pelo sistema nervoso. A adrenalina possui um efeito
direto sobre o metabolismo energético, causando uma mobilização
rápida de combustíveis produtores de energia, incluindo a glicose
hepática (produzida pela glicogenólise ou pela gliconeogênese, e os
a ́cidos graxos provenientes do tecido adiposo.
 Efeitos sobre o metabolismo dos carboidratos - promove
armazenamento de glicose em três tecidos: fígado, musculo e
tecido adiposo;
 No fígado e no músculo, a insulina aumenta a síntese de
glicogênio. No musculo e no tecido adiposo, a insulina aumenta
a captação de glicose por aumentar o numero de
transportadores de glicose (GLUT-4) na membrana da célula;
 Insulina causa uma diminuição imediata na concentração de
glicose no sangue. No fígado, a insulina diminui a produção de
glicose por inibir a glicogenólise e a gliconeogênese.
 Efeitos sobre o metabolismo de lipídeos - O tecido adiposo responde
dentro de minutos à administração de insulina, a qual causa uma
importante redução na liberação de ácidos graxos:
1. Diminuição na degradação de triacilglicerois - diminui os níveis de
ácidos graxos livres circulantes por inibir a atividade da lipase
sensível a hormônio, a qual degrada triacilgliceróis no tecido adiposo.
A inativaça ̃o da enzima
2. Aumento na síntese de triacilglicerois - A insulina aumenta o
transporte e o metabolismo da glicose nos adipócitos, fornecendo o
substrato glicerol-3-fosfato para a síntese de triacilgliceróis. A
insulina também aumenta a atividade da lipase lipoproteica no
tecido adiposo, por aumentar a síntese da enzima, fornecendo,
assim, ácidos graxos para esterificação.
1. (Nota: No fígado, a insulina promove a conversão de glicose em
triacilgliceróis)
 Hormônio polipeptídicos secretado pelas células alfa das ilhotas de
Langerhans pancreáticas;
 O glucagon, juntamente com a adrenalina, o cortisol e o hormônio
do crescimento (os “hormônios contrarreguladores”), se opõe a
muitas das ações da insulina;
 Em especial, o glucagon age na manutenção dos níveis de glicose
sanguínea, pela ativação da glicogenólise e da gliconeogênese
hepáticas;
 O glucagon é composto por 29 aminoácidos arranjados em uma
única cadeia polipeptídica.
Glicemia baixa - diminuição na concentração
plasmática de glicose e ́ o principal estimulo
para a liberação de glucagon..
Aminoácidos - provenientes de uma refeição
que contem proteínas estimulam a liberação de
glucagon e de insulina. O glucagon impede
efetivamente a hipoglicemia, que de outra
forma ocorreria como resultado da secreção
aumentada de insulina após uma refeição rica
em proteínas.
Adrenalina - níveis elevados produzida pela medula adrenal, ou de noradrenalina, produzida
pela inervação simpática do pâncreas, ou de ambas, estimulam a liberação de glucagon.
Assim, durante períodos de estresse, trauma ou exercício intenso, os níveis elevados de
adrenalina podem sobrepor-se aos efeitos dos substratos circulantes sobre as células alfa.
Nessas situações – independentemente da concentração de glicose no sangue – os níveis de
glucagon se elevam em antecipação ao aumento na utilização de glicose. Em contraste, os
níveis de insulina são reduzidos.
A administração intravenosa de glucagon
leva a um aumento imediato na glicemia.
Isso resulta de um aumento na degradação
do glicogênio hepático (não do muscular) e
de um aumento na gliconeogênese.
O glucagon ativa a lipólise no tecido adiposo. 
Os ácidos graxos liberados são captados pelo 
fígado e oxidados a acetil-coenzima A, a qual 
e ́ usada para a síntese de corpos cetoôicos. 
O glucagon aumenta a captação de
aminoácidos pelo fígado, resultando em
aumento na disponibilidade de esqueletos
carbonados para a gliconeogênese. Como
consequência, os níveis plasmáticos de
aminoácidos estão diminuídos.
 O ser humano possui dois sistemas sobrepostos de regulação da
glicose que são ativados por hipoglicemia:
o 1) as ilhotas de Langerhans, que liberam glucagon;
o 2) os receptores no hipotálamo, que respondem a concentrações
anormalmente baixas de glicose no sangue. Os glicorreceptores
hipotalâmicos podem disparar tanto a secreção de adrenalina
(mediada pelo sistema neurovegetativo) quanto a liberação do
hormônio adrenocorticotro ́pico (ACTH) e do hormônio do crescimento
pela hipófise anterior.
 Os hormônios glucagon, adrenalina, cortisol e hormônio do
crescimento são algumas vezes denominados hormônios
“contrarreguladores”, pois cada um deles se opõe à ação da
insulina sobre a utilização da glicose.
 Hipoglicemia induzida por insulina - ocorre em
pacientes diabéticos que recebem tratamento com
insulina, em especial naqueles em que há serio
empenho na obtenção de um controlerigoroso dos
níveis de glicose sanguínea;
 Uma hipoglicemia leve em pacientes totalmente
conscientes é tratada com a administração oral de
carboidratos;
 Os pacientes com hipoglicemia, porem,
frequentemente estão inconscientes ou
apresentam perda da capacidade para coordenar a
deglutição. Nesses casos, o tratamento de escolha
é a administração subcutânea ou intramuscular de
glucagon
 Hipoglicemia pós-prandial - causada por uma liberação
exagerada de insulina após uma refeição, produzindo uma
hipoglicemia transitória com leves sintomas adrenérgicos;
 O nível de glicose plasmática retorna ao normal mesmo se o
paciente não for alimentado;
 Em geral, o único tratamento necessário e ́ que o paciente faça
refeições pequenas e frequentes, em vez das três principais
refeições diárias.
 Hipoglicemia de jejum - ocorrência de glicemia diminuída durante
o jejum é rara, mas é mais provável que se apresente como um
serio problema clinico;
 A hipoglicemia de jejum, que tende a produzir sintomas de
neuroglicopenia, pode resultar de uma redução na velocidade de
produção de glicose pela glicogenólise e gliconeoge ̂nese
hepáticas.
 Hipoglicemia e intoxicação alcoólica - o álcool é metabolizado no fígado por duas 
reações de oxidação. Primeiramente convertido em acetaldeído pela a ́lcool-
desidrogenase. 
 O acetaldeído é oxidado posteriormente a acetato pela aldeído-desidrogenase. Em 
cada reação, elétrons são transferidos para o NAD+, resultando em um aumento 
maciço na concentração de NADH citozoico; 
 A abundancia de NADH favorece a redução de pirata em lactato e de oxalacético 
(OAA) em maleato. O piruvato e o oxaloacetato são ambos intermediários na 
síntese de glicose via gliconeoge ̂nesse; 
 Assim, o aumento de NADH mediado por etanol faz com que os intermediários da
gliconeogênese sejam desviados para vias alternativas de reação, resultando na
síntese diminuída de glicose. Isso pode acelerar a hipoglicemia, especialmente em
indivíduos que tiveram depleção em seus estoques de glicogênio hepático.