Integração metabólica sob o ponto de vista hormonal

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 Integração metabólica sob o ponto de vista hormonal 
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Os hormônios possuem uma importância fundamental no controle no nosso metabolismo energético. 
Os principais são a adrenalina, o glucagon, a insulina e ainda os glicocorticoides.
Adrenalina
Esse hormônio, também conhecido como epinefrina, é originado da norepinefrina. Esses compostos 
são produzidos nas células adrenérgicas a partir do aminoácido tirosina.
Em especial, a epinefrina ou a adrenalina, é sintetizada nas glândulas suprarrenais. Elas são 
representantes das catecolaminas e, no nosso sistema nervoso, podem atuar como neurotransmissor 
no sistema nervoso autônomo.
A adrenalina é secretada em situações especificas, como: 
• luta e fuga;
• exercício físico;
• hipoglicemia;
• situações de exposição a baixas temperaturas.
Os principais efeitos da liberação da adrenalina no nosso organismo são: relaxamento da musculatura 
lisa, broncodilatação, aumento da frequência cardíaca, ativação da glicogenólise muscular e hepática, 
lipólise no tecido adiposo e ativação da gliconeogênese hepática.
No geral, esse hormônio atua como coadjuvante do glucagon e se opõe aos efeitos da insulina.
Glucagon
Ele é um peptídeo formado por 29 aminoácidos e é sintetizado nas células alfa das ilhotas de Langerhans 
do pâncreas.
A liberação desse hormônio vai ocorrer quando a concentração de glicose no sangue estiver baixa. 
Dessa maneira, seu papel fisiológico principal é o de aumentar a produção e a exportação de glicose 
pelo fígado, fazendo assim com que a quantidade desse carboidrato aumente no meio.
A glicogenólise e a gliconeogênese são estimuladas pelo glucagon, ao contrário das vias de síntese de 
glicogênio e glicólise.
Em geral, o glucagon possui um efeito metabólico de degradação de moléculas e isso inclui aminoácidos, 
lipídeos e proteínas. 
Esse hormônio atua principalmente no fígado e no tecido adiposo. No caso do tecido muscular, 
desprovido de receptores específicos para o glucagon, irão predominar os efeitos da adrenalina. 
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Insulina
Esse composto é constituído por uma proteína pequena com 51 aminoácidos que estão organizados 
em duas cadeias polipeptídicas distintas ligadas por uma ponte dissulfeto.
A insulina é sintetizada e secretada pelas células beta pancreáticas das ilhotas de Langerhans do 
pâncreas. Nesse caso, sua secreção é estimulada pelo aumento de glicose no sangue (hiperglicemia).
Os receptores de insulina estão localizados na membrana plasmática de todas as células dos mamíferos. 
Esse receptor é uma glicoproteína, formada por duas subunidades alfa e duas beta, que estão unidas 
por pontes dissulfeto.
A porção da proteína que está voltada para fora da célula são as subunidades alfa e as subunidades 
beta atravessam a membrana plasmática das células. A subunidade beta possui atividade de proteína 
quinase específica para resíduos de tirosina, chamados de tirosina quinase.
A ligação da insulina com seu receptor ativa as subunidades beta, que vão fosforilar os resíduos de 
tirosina uma da outra; ocorrendo uma autofosforilação e que ocasiona um aumento da atividade da 
tirosina quina.
O resultado dessa interação insulina x receptor é a modulação de várias vias de transdução de sinal 
que, no caso do metabolismo, irá implicar em várias respostas diferentes.
Sinalização dos hormônios 
adrenalina e glucagon
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Ativação dos receptores 
adrenérgicos do subtipo alfa 1
Receptor de 
insulina
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A insulina pode interferir na fosforilação e na síntese de enzimas, que são responsáveis pelo controle 
do nosso metabolismo energético.
A PKB, componente final da sinalização via PI3-K, irá direcionar para as formas desfosforiladas de 
enzimas, alvo do controle energético da célula. Por exemplo, a fosfoproteína fosfatase, a principal delas, 
conhecida também como PP-1, se ativa e passa a remover o resíduo de fosfato das outras enzimas.
A fosfodiesterase de cAMP é ativada na presença de insulina. Essa ativação leva à diminuição do nível 
de cAMP e à desativação da proteína quinase A.
Proteínas quinases, como a proteína quinase dependente de AMP e a glicogênio sintase quinase (GSK-
3), são inativadas e passam a não fosforilar também suas enzimas.
A insulina é responsável pelo recrutamento de transportadores de glicose do subtipo 4 (o GLUT 4), que 
são responsáveis pela entrada de glicose nas células nos tecidos adiposo e muscular.
Ativação da degradação do 
glicogênio muscular
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Inibição da síntese do glicogênio muscular
Regulação do metabolismo do glicogênio hepático
Regulação da PFK-2
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Regulação da 
Piruvato quinase
Regulação do complexo 
piruvato desidrogenase
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A ação dos glicocorticoides no balanço energético
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 Integração metabólica sob o ponto de vista hormonal.
 EXERCÍCIOS.
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1. (ENADE 2006) Considere as afirmações abaixo:
I. No sistema nervoso autônomo, as vias 
conhecidas como simpáticas induzem reações 
orgânicas maciças, mediadas principalmente pela 
noradrenalina, enquanto as vias parassimpáticas 
têm ações mais pontuais, mediadas geralmente 
pela acetilcolina
PORQUE
II. nos circuitos simpáticos há um elevado grau de 
convergência nas sinapses entre os neurônios. 
Responda:
a) as duas afirmações são verdadeiras e a segunda 
justifica a primeira. 
b) as duas afirmações são verdadeiras e a segunda 
não justifica a primeira. 
c) a primeira afirmação é verdadeira e a segunda 
é falsa. 
d) a primeira afirmação é falsa e a segunda é 
verdadeira. 
e) as duas afirmações são falsas.
2. Quando o Glucagon se liga ao seu receptor de 
membrana, culmina em uma resposta celular 
que ativa PKA. Essa enzima fosforila várias outras 
enzimas, influenciando suas atividades celulares. 
Quais das enzimas abaixo, ao ser fosforilada por 
PKA encontra-se modulada positivamente:
a) PFK-1
b) Hexoquinase
c) Glicoquinase
d) Lipase
e) Acetil-CoA carboxilase
3. Durante o período de jejum há um aumento 
na produção de glucagon e isto induz a uma 
ativação da PKA (enzima que fosforila diferentes 
substratos no hepatócito). Como o glucagon 
estimula a gliconeogênese durante o jejum para 
manutenção da glicemia? 
a) Diminuindo a fosforilação da piruvato kinase, 
ativando-a e aumentando a glicólise.
b) Aumentando a fosforilação da PFK-2/
F2,6Bfase, ativando a produção de F2,6BF, que 
ativa a PFK-1.
c) Aumentando a fosforilação da PFK-2/F2,6Bfase 
diminuindo a produção de F2,6BF e ativando a 
PFK-1.
d) Aumentando a fosforilação da PFK-2/F2,6Bfase 
diminuindo a produção de F2,6BF e ativando a 
F1,6Bfase.
e) Diminuindo a fosforilação da PFK-2/F2,6Bfase 
aumentando a produção de F2,6BF e ativando 
a F1,6BFase.
4. Explique a regulação da piruvato desidrogenase 
apartir da insulina.
5. Por que o indivíduo no estado alimentado não 
produz corpos cetônicos?
6. Marque a alternativa correta sobre a piruvato 
quinase.
a) Glucagon ativa PP-1 que ativa a piruvato 
quinase
b) Glucagon ativa PP-1 que inativa a piruvato 
quinase
c) Insulina ativa PP-1 que inativa a piruvato 
 questão resolvida na aula
 questão enade
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quinase
d) Insulina ativa PKA que ativa a piruvato quinase
e) Insulina ativa PP-1 que ativa a piruvato quinase.
7. Em jejum o piruvato que chega no hepatócito 
não será transformado em acetil-CoA. Outra via 
fornece esse substrato, mas isso ocorre devido a:
a) O excesso de acetil-CoA inativa a piruvato 
desidrogenase e ativa a piruvato carboxilase
b) O acetil- CoA de outra via ativa a piruvato 
desidrogenase e inativa a piruvato carboxilase
c) O piruvato que adentra a mitocôndria é 
diferente daquele da via glicolítica e por isso 
não será transforamdo em acetil-CoA
d) A piruvato desidrogenase encontra-se ativa 
pelo excesso de citrato na célula.
e) A piruvato desidrogenase encontra-se ativa 
pelo excesso de NADH 
8. Durante o exercício intenso a síntese de 
glicogênio muscular se encontrará?
9. Como ocorre a ativação da síntese de glicogênio 
via insulina?
10. Quais são os principais efeito da adrenalina 
no nosso corpo?
11. Explique as principais ações no metabolismo 
energético dos glicocorticoides.
 gabarito.
Resposta da Questão 1: [C]
Resposta da Questão 2: [D]
Resposta da Questão 3: [D]
Resposta da Questão 4: 
A insulina reduz a síntese de piruvato desidrogenase 
quinase ocasionando assim na diminuição da 
fosforilação da enzima piruvato desidrogenase. 
Essa enzima desfosforilada encontra-se ativa e 
converte piruvato em acetil-CoA. Ao mesmo temo 
a insulina aumenta a produção da enzima piruvato 
desidrogenase fosfatase que desfosforila a piruvato 
desidrogenase que em um momento anterior 
(jejum) estava fosforilada e por tanto inativa. 
Dessa forma a insulina direciona o funcionamento 
da priuvato desidrogenase. Além disso, o acetil-
CoA (e NADH) em excesso modula positivamente 
a PDK inativando a piruvato desidrogenase.
Resposta da Questão 5: 
O excesso de malonil-CoA, proveniente do acúmulo 
de citrato na mitocôndria, modula negativamente 
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a carnitina acil transferase e por tanto ácidos 
graxos não podem entrar na mitocôndria e sofre 
beta oxidação. Sem essa via, o acúmulo de acetil-
CoA não ocorre e essas moléculas não irão induzir 
a cetogênese.
Resposta da Questão 6: [E]
Resposta da Questão 7: [A]
Resposta da Questão 8: 
A síntese se encontrará inibida, pois a adrenalina 
sinalizará o aumento da concentração do AMP 
cíclico intracelular que fuincionará como segundo 
mensageiro dessa biossinalização. O aumento de 
AMPc ativará PKA que fosforila a glicogênio sintase 
ativa (GSI) mantendo-a na sua forma inativa (GSD).
Resposta da Questão 9: 
A Insulina biossinalizará a ativação da PP-1 
que quando ativa retira o grupo fosfato da 
glicogêniosintase tornando-a na sua forma ativa 
(GSI).
Resposta da Questão 10: 
Os principais efeitos da liberação da adrenalina 
no nosso organismo se baseia no relaxamento da 
musculatura lisa, na broncodilatação, no aumento 
da frequência cardíaca, ativação da glicogenólise 
muscular e hepática, lipólise no tecido adiposo 
e ativação da gliconeogênese hepática. Dessa 
forma é mais fácil compreender porque que a 
sinalização mediada pela adrenalina é semelhante 
aquela sinalizada por glucagon. Primeiramente 
os receptores de adrenalina (no caso os do tipo 
beta adrenérgico) e de glucagon, deflagram 
respostas biológicas semelhantes. Segundo basta 
compreender que em uma situação de luta e fuga, 
nosso organismo precisa de muita energia para 
poder tomar e realizar essa decisão e assim as 
reações catabólicas estarão ativas.
Resposta da Questão 11: 
Com a diminuição da glicose e consequentemente 
da insulina, o hipotálamo libera o fator de 
liberação de corticoides (CRF). Esse estimulará a 
hipófise liberar a molécula adrenocorticotrófico 
(ACTH) que na adrenal estimulará a liberação do 
glicocorticoides. Os glicocorticóideis liberados na 
corrente sanguínea provocam várias mudanças 
no metabolismo como por exemplo: Aumentam 
a meia vida doglucagon, aumentam a síntese das 
transaminases, aumentam a síntese de enzimas 
gliconeogênicas e promovem a quebra das 
proteínas estruturais.