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Bioquímica C Resumo: Bioquímica Médica Básica de Marks obs: completar juntamente com slides da Professora Giovanna Sistema Digestório Aula 1 Aminoácidos e Proteínas Estrutura Geral dos aminoácidos: Destino dos aminoácidos: Os aminoácidos derivados das proteínas da dieta vão do intestino para o fígado pela veia porta hepática. O fígado os utiliza para síntese de proteínas séricas, bem como de suas próprias proteínas, e para a biossíntese de compostos nitrogenados que necessitam de aminoácidos precursores, tais como aminoácidos não-essenciais, heme, hormônios, neurotransmissores e bases púricas e pirimídicas. Ele também pode oxidar aminoácidos ou convertê-los em glicose ou corpos cetônicos e desfazer-se do nitrogênio na forma de ureia, um composto não tóxico. Digestão de aminoácidos: As proteínas da dieta são clivadas a aminoácidos por proteases. A pepsina age no estômago, e as enzimas proteolíticas produzidas pelo pâncreas (tripsina, quimotripsina, elastase e as carboxipeptidases) agem no lúmen do intestino delgado. As aminopeptidases e as di e tripeptidases associadas às células epiteliais intestinais completam a conversão das proteínas da dieta em aminoácidos que são absorvidos pelas células epiteliais intestinais e liberados na veia porta hepática. As proteases são ativadas por aumento de pH induzido pelo bicarbonato secretado pelo pâncreas. A tripsina é o gatilho inicial para ativação das enzimas liberadas pelo pâncreas. Transporte de aminoácidos nas células epiteliais intestinais: O aminoácido sai do lumen intestinal para a célula. Ele é sódio dependente para a entrada na célula (99%). E o Na+ sai da célula, por tranporte ativo, e entra K+. O aminoácido, ao sair da célula, sai por um transportador facilitado, em direção à veia porta. Obs: os aminoácidos aromáticos e os ramificados são absorvidos sem dependência de sódio. Transaminação Transferência de grupo amino de um aminoácido para outro, através de um cetoácido. Os aminoácidos são desaminados por transaminação: transferência do seu grupo amino a um cetoácido para produzir o cetoácido do aminoácido original e um novo aminoácido. O grupo aceptor predominante é o cetoglutarato, produzindo glutamato e o novo cetoácido. As enzimas que catalisam a transaminação são designadas aminotransferases ou transaminases, que necessitam da coenzima piridoxal- fosfato (PLP – derivado da vitamina B6). Desaminação O glutamato produzido por transaminação pode ser oxidativamente desaminado, que resulta no cetoglutarato e na liberação do grupo amino como amônia livre. São reações que ocorrem predominantemente no fígado e rins, e fornecem a-cetoácidos e amônia, que é uma fonte de nitrogênio na síntese de ureia. O ATP e o GTP são inibidores alostéricos, enquanto o GDP e o ADP são ativadores da enzima. Quando os níveis de energia estão baixos, a degradação dos aminoácidos pela glutamato desidrogenase é elevada, fornecendo a- cetoglutarato para o Ciclo de Krebs. Ciclo da Ureia As duas primeiras reações ocorrem na mitocôndria, enquanto todas as enzimas restantes do ciclo estão localizadas no citosol. A amônia da desaminação é direcionada para o interior das mitocôndrias hepáticas e caminha até a matriz mitocondrial. Depois, no citosol, associa-se a um hidrogênio da cadeia transportadora de elétrons (bombeamento de prótons), e se transforma em amônio NH4., que junto ao bicabornato e ATP, forma carbomoil fosfato. Este converte ornitina em citrolina, que é transportada para fora da mitocôndria, transformando-se diversas vezes até chegar em ureia (eliminada na urina). O fumarato é um integrante do Ciclo de Krebs e participa na formação da ureia. Se a mitocôndria produzir pouco ATP, o fígado acelera a eliminação de amônia para o ciclo da ureia, assim formando mais fumarato para ativar o Ciclo de Krebs, produzindo mais ATP. Ciclo da ureia no jejum: Durante o jejum o fígado mantém os níveis de glicose no sangue. Aumenta o processo de gliconeogênese, ativa-se o ciclo da ureia e a excreção de ureia se torna maior nesse período. Proteínas plasmáticas de ligação Albumina A Albumina é uma proteína plasmática sintetizada pelo fígado. É uma glicoproteína transportadora de ácidos graxos livres, cálcio, zinco, hormônios, esteroides, cobre e bilirrubina. Muitos fármacos também se ligam à albumina, diminuindo a concentração efetiva do fármaco e aumentando sua meia-vida na circulação. Aula 2 Produção de ácido pelas células parietais A gastrina tem origem nas células G enteroendócrinas do estômago ou do bulbo duodenal. É produzida também pelo pâncreas. Juntamente com a histamina e a acetilcolina, ela induz a secreção de ácido gástrico na célula parietal ativada. Equilíbrio iônico da célula parietal No interior das células parietais, a anidrase carbônica controla o pH, metabolizando H2O e CO2 em HCO3- e H+. O HCO3- é eliminado da célula, na troca por Cl-, que entra na célula e depois sai por um canal de Cl-. Já o H+ é bombeado para a subunidade alfa da célula, na troca por K+. Há um canal de saída para o K+. Tal bomba gasta energia na forma de ATP. O H+, na luz da célula parietal, se associa ao cloreto que havia saído, produzindo o HCl. Neurotransmissores aumentam a quantidade de estamina e gastrina e eleva a produção de HCl. Medicamentos, como Omeprazol, bloqueiam a subunidade alfa e, consequentemente, o bombeamento de H+. Assim diminuindo a acidez do estômago. Carboidratos Possuem funções tais como fornecer fração significativa de energia e a depositar em forma de glicogênio no fígado e no músculo. É, também, um componente da membrana celular. Os Glicosídeos são carboidratos complexos: monossacarídeos que se ligam por ligação glicosídica formando dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Na ligação N-Glicosídica, o Nitrogênio é o mediador da ligação. E na O-glicosídica, é o Oxigênio. A ligação sempre se dá entre o Carbono 1 da glicose e o Carbono 4 do outro composto, como, por exemplo, a frutose. Digestão de Carboidrato Na boca, o pH neutro (aproximadamente 7) não digere proteína, mas hidrolisa (quebra) carboidratos com muita complexidade como o amido, através da enzima alfa-amilase salivar. A hidrolisação é pequena, e ainda podem restar dextrina, maltotiose-tri, maltose-di, lactose e sacarose. O estômago, com baixo pH. Interrompe a ação da alfa-amilase salivar. A alfa- amilase pancreática, eliminada no intestino, liga-se aos carboidratos, para os hidrolisar, por ligações verticais (para trás do plano do papel), com pH alcalino. Dissacarídeos e Oligossacarídeos estão nas bordas em escova das células e hidrolisam galactoses e maltoses, atuando juntamente com a alfa-amilase pancreática, para também hidrolisar a maltotiose-tri nas ligações verticalizadas. O produto dessas hidrólises são glicose, galactose e frutose que vão principalmente para o fígado e para os músculos. Absorção da glicose Na borda em escova, a glicose pode ser sódio-dependente ou não para a entrada nas células. Já a galactose é sempre sódio-dependente e a frutose é independente. Depois, são transportados pela corrente sanguínea até chegarem aos órgãos alvos, através dos transportadores GLUTs (1 a 5). Tais transportadores não são residuais de membrana, mas ficam retidos em vesículas no citoplasma até a aproximação da glicose (ou outro carboidrato específico) e migram para a membrana. Microbiota Intestinal (ler juntamente com slides da prof.) O pH intestinal é mais ácido do que básico, devidoà ação da flora bacteriana que lá reside e que produz H+ diariamente, evitando microorganismo patogênicos. Algumas bactérias produzem lactase, vitamina K, B5, B6 e B12. Ácidos graxos de cadeia curta, etc. Qualquer alteração na microbiota intestinal pode levar a inflamações, carências e até tumores. Estoque de glicose O fígado e os músculos armazenam glicose em forma de glicogênio e a degrada quando há necessidade, como no jejum ou em atividade física intensa. No fígado, o glicogênio é transformado em glicose através da gliconeogênese. Nos músculos, o glicogênio sofre glicólise, produzindo ATP, lactato e CO2. Enzimas que degradam glicogênio O glucagon degrada o glicogênio, já a insulina o estoca. A proteína glicogênio- sintase é ativada quando não possui Fosfato. Já a glicogênio-fosforilase fica ativa com fosfato. Degradação do glicogênio Em jejum prolongado (mais de 32h), o glucagon, juntamente com a adrenalina, migram para seus receptores, associados à proteína G, que ativa uma proteína de membrana, gerando uma mensagem de membrana para o glucagon (AMPc). O AMPc ativa proteína quinase (A), que fosforila (doa fosfato quando ativada) a fosforilase quinase, até o glicogênio fosforilase hidrolisar glicogênio. Estoque: o estoque se dá quando a glicose entra na célula, fosforilada na posição 6 e 1, e adere moléculas de UDP para se estabilizar nela. A cada molécula de glicose que se adere, sai um UDP, que fica apenas na ponta da molécula para dar estabilidade. Ao juntarem várias moléculas de glicose, forma-se o glicogênio de depósito. Adrenalina: entra na célula pela proteína G, ativa o PIP3 que migra para o retículo endoplasmático e induz a liberação de Cálcio, responsável pela ativação da glicogênio fosforilase e da fosforilase quinase, que ativa a hidrolise de glicogênio. Intolerância à Lactose A lactase é a enzima responsável pela quebra de lactose. Por alterações genéticas, alguns indivíduos não produzem lactase nas células em escova do intestino. Assim, toda vez que as bactérias usam a lactose íntegra, há produção de gases, ácido láctico e alteração na osmolaridade, que aumenta porção de fluido, causando diarreia líquida. “Metabolismo do Sorbitol: glicose/frutose A frutose é o carboidrato de preferência das células da retina e do cristalino. Em situação normal, a glicose é transformada em Sorbitol, pela aldose redutase, e o Sorbitol em frutose, pela sorbitol desidrogenase. Em situações patológicas, como em diabetes, catarata, retinoplastia e nefropatia, quando a concentração de glicose no sangue está aumentada, há muita transformação de glicose, portanto um acúmulo de Sorbitol, pois a sorbitol desidrogenase não consegue metabolizar todo o Sorbitol em frutose. Há redução da concentração de frutose e ATP, consequentemente morte de células. Altera também a osmolaridade, levando a edema celular. Aula 3 Lipídeo e Colesterol Triacilglicerídeos (TG): principais gorduras da dieta humana. Subprodutos: diacilglicerol -> monoacilglicerol (entra na corrente sanguínea e as células intestinais absorvem). Lipases salivares e gástricas digerem ácidos graxos de cadeia curta e média. A parte polar dos sais biliares de ligam ao TG. A colipase, liberada pelo pâncreas, dá acesso à lipase e resulta em monoacilglicerol + ácido graxo (FA), no intestino delgado. Depois, há a ação de sais biliares para internalizar o FA. Dentro da célula intestinal, reconstitui-se o TG, que fica armazenado no retículo endoplasmático. A Apoproteína B48 sai do Retículo endoplasmático e se junta ao TG, que também é secretado. A apoproteína transporta TG pra corrente sanguínea, atráves do Complexo de Golgi, e são transportados pela linda para a corrente sanguínea. Juntamente a fosfolipídeos, forma-se o quilomicron nascente. Somente a Apo B48 não consegue carrear esse quilomicron pela corrente, então ele se junta a outras Apoptroínas, a Apo CII e ApoE, formando o quilomicron maduro. Obs: O HDL, que transporta colesterol para o fígado, possui a Apo CII e ApoE, e as transfere para o quilomicron nascente, da síntese hepática. Já a ApoB48 vem do intestino. O quilomicron maduro, na corrente, interage com lipases lipoproteicas (LPL), nas paredes de capilares próximas a tecido adiposo e muscular. A Apo CII ativa LPL a hidrolisar (quebrar) o quilomicron maduro em ácido graxo e glicerol. No músculo, o ácido graxo (FA) fornece energia e no tecido adiposo reage com outro FA e forma TG, que fica armazenado. O glicerol é tranferido para o fígado. Assim, resta o quilomicron remanescente. Nos hepatócitos há receptores para ApoE, que captura o quilomicron remanescente e o armazena. É quebrado pelos lisossomos, formando ácido graxo e colesterol, para dar energia. Síntese de Colesterol No fígado, o colesterol possui mais origens além dessa. Pode originar-se a partir de aminoácidos e glicose, além do ácido graxo. A síntese de colesterol pode ser no fígado, intestino, cortex adrenal, gônadas e pâncreas. A partir desses compostos, origina-se a Acetil-CoA, que passa por processos e, através da enzima HMG-CoA redutase, é metabolizado e reduzido a metalonato, que é reduzido a colesterol. A enzima HMG-CoA redutase é responsável por indivíduos apresentarem altos níveis de colesterol, geneticamente, pela alta dessa enzima. Tal enzima possui duas formas: com fofato (P) é inativa e sem P é ativa. A proteína-quinase, vinda do glucagon, transfere o P para a enzima e a inativa. Inibindo a formação de colesterol. Já a insulina ativa fosfatases que removem P da enzima, contribuindo para síntese de colesterol. Síntese de sais biliares Ácidos graxos são responsáveis pela emulsificação de gordura TG. No fígado, o colesterol é transformado em ácidos biliares através da adição de hidroxila (OH) em sua molécula. Formando ácido cólico e ácido quenocólico. Do ácido cólico, são formadas a taurina e a glicina, que resultam em sais biliares. Icterícia Obstrutiva (acúmulo de bilirrubina conjugada) A bilirrubina, proveniente de macrófagos hepáticos, é transportada ao fígado pela Albumina. Lá, a ação da Bilirrubina Glucuronil-transferase faz surgir o ácido glicurônico, que se junta à Bilirrubina e a conjuga (conjugação). É transferida para o intestino delgado, onde a bile remove o ácido glicurônico e a desconjuda (desconjugação). A deficiência na bile afeta a desonjugação, e bilirrubina conjugada se acumula na corrente circulatória. Quando não há deficiências, o ácido glicurônico é tranformado em Urobilinogênio, substrato para bactérias intestinais produzirem estercobilina.
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