Trabalho de Integração Metabólica.pdf

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1. Introdução 
Metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem no nosso corpo 
para a degradação de nutrientes visando a obtenção de energia, síntese de 
macromoléculas tais como polissacarídeos, proteínas e ácidos nucléicos, que 
são necessárias para o crescimento e replicação da célula. 
A regulação do metabolismo é fundamental para que o organismo corresponda 
de modo eficaz às variações das condições ambientais, alimentares ou ainda a 
traumas e patologias. A regulação metabólica é feita pela modulação de 
enzimas regulatórias de processos metabólicos chaves, de tal modo que possa 
ativar ou inibir reações químicas específicas para cada situação resultando em 
respostas biológicas adequadas (Malheiros,S.V.P, 2006). 
 
2. Objetivo 
 
Este relatório tem por objetivo revisar os principais processos envolvidos na 
regulação do metabolismo celular. Destacando os principais órgãos/tecidos 
envolvidos na fisiologia do processo de regulação. Uma vez que a deficiência 
na realização das atividades metabólicas pode causar diversos tipos de 
doenças. 
 
3. Desenvolvimento 
 
Principais órgãos na regulação do metabolismo corporal: 
 
3.1 Pâncreas 
O sistema endócrino do pâncreas tem células exócrinas, que secretam 
enzimas digestivas. As células B pancreáticas, secretam insulina em resposta a 
alterações na glicose sanguínea. 
 
Período Pós-Prandial 
Quando a glicose entra na corrente sanguínea a partir do intestino após uma 
refeição rica em carboidratos a quantidade aumentada de glicose no sangue, 
provoca um aumento na secreção de insulina para o pâncreas. A liberação de 
insulina é regulamentada pelo nível de glicose no sangue que irriga o pâncreas. 
Os hormônios peptídicos insulina, glucagon, e somatostatina são grupamentos 
de células que produzidas por ilhotas de langers. Cada tipo celular das ilhotas 
produzem um único hormônio, as células A, glucagon, células B e 
somatostatina. 
 
 
Indivíduos em jejum 
A gliconeogenese não pode ser estimulada quando os níveis de glicose 
sanguínea forem baixos, levando à um nível glicêmico perigosamente baixo se 
forem por longos períodos de jejum. A queda da glicose sanguínea 
desencadeia a queda de glucagon pelo pâncreas. 
 
Indivíduos que praticam exercícios físicos intenso 
Durante a atividade física intensa a demanda para ATP no tecido muscular 
aumenta. O ATP é produzido quase exclusivamente por fermentação lática, e 
também é formado na fase de pagamento da glicose por meio de duas 
reações; fosfoglicerato – cinase piruvato – cinase. 
 
Diabetes Tipo I 
No diabetes melitus tipo I (o depende de insulina) a inserção de glut 4 nas 
membranas assim como outros processos normalmente estimulados pela 
insulina estão inibidos. A deficiência de insulina impede a captação de glicose, 
com consequência as células são privadas de glicose enquanto ela está 
elevada na corrente sanguínea, sem glicose para o suprimento de energia, as 
células degradam triacilgliceróis estocadas em gotas de gorduras e fornecem 
ácidos graxos resultantes para outros tecidos para produção de ATP. 
 
3.2 Fígado 
 
Período pós prandial 
O papel especial do fígado na manutenção de um nível constante de glicose 
sanguínea requer mecanismos reguladores adicionais para coordenar a 
produção e o consumo de glicose. Uma das fontes de glicose é o glicogênio 
armazenado no fígado, polímero de alta massa molecular, isso permite que 
uma célula contenha maior massa de glicogênio com mínimo efeito na 
osmolaridade do citosol; outra fonte é a via de gliconeogênese, usando 
piruvato, lactato, glicerol ou determinados aminoácidos como material de 
partida. Quando a glicose sanguínea esta alta, a insulina sinaliza para o fígado 
usar o açúcar como combustível e como precursor na síntese e no 
armazenamento de glicogênio e triacilglicerol. A glicose produzida pela 
gliconeogênese no fígado, nos rins ou ingerida na dieta é entregue aos tecidos, 
inclusive o cérebro e os músculos, pela corrente sanguínea. 
 
Indivíduos em Jejum 
A glicose estocada como glicogênio no fígado não é sempre suficiente; entre as 
refeições e durante períodos de jejum mais longos, ou após exercício vigoroso, 
o glicogênio se esgota. Para esses períodos, os organismos precisam de um 
método para sintetizar glicose a partir de precursores que não são 
carboidratos. Isso e realizado por uma via chamada de gliconeogênese (nova 
formação de açúcar) e os compostos relacionados, com três e quatro carbonos. 
Em mamíferos, a gliconeogênese ocorre principalmente no fígado, e em menor 
extensão no córtex renal e nas células epiteliais que revestem internamente o 
intestino delgado. A glicose assim produzida passa para o sangue e vai suprir 
outros tecidos. Durante o jejum, quando os níveis de glicose no sangue 
diminuem para menos de 5 mM, a frutose-6-fosfato provoca a inibição da 
hexocinase IV pela proteína reguladora, de forma que o fígado não compete 
com outros órgãos pela glicose escassa. 
 
Indivíduos que praticam exercício físico intenso 
O lactato formado pelo músculo esquelético em atividade (ou pelos eritrócitos) 
pode ser reciclado; ele e transportado pelo sangue até o fígado, onde e 
convertido em glicose durante a recuperação da atividade muscular exaustiva. 
Assim, os músculos utilizam seus estoques de glicose (glicogênio) como 
combustível para gerar ATP por fermentação, com lactato como produto final. 
Na arrancada de uma corrida, a concentração de lactato no sangue aumenta 
muito. No fígado, ele e lentamente convertido em glicose pela gliconeogênese 
no período de descanso ou recuperação, quando, então, o oxigênio e 
consumido em taxas gradualmente menores até a velocidade da respiração 
retornar ao normal. Os vertebrados são em sua maior parte organismos 
essencialmente aeróbios: eles convertem glicose em piruvato pela glicólise, 
depois utilizam o oxigênio molecular para oxidar o piruvato a CO2 e H2O. O 
catabolismo anaeróbio da glicose a lactato ocorre durante curtos pulsos de 
atividade muscular extrema, por exemplo, em uma corrida de 100 m, durante a 
qual o oxigênio não pode ser transportado para os músculos com a rapidez 
suficiente para oxidar o piruvato. Assim, os músculos utilizam seus estoques de 
glicose (glicogênio) como combustível para gerar ATP por fermentação, com 
lactato como produto final. Na arrancada de uma corrida, a concentração de 
lactato no sangue aumenta muito. No fígado, ele e lentamente convertido em 
glicose pela gliconeogênese no período de descanso ou recuperação, quando, 
então, o oxigênio e consumido em taxas gradualmente menores até a 
velocidade da respiração retornar ao normal. O excesso de oxigênio consumido 
no período de recuperação representa a reposição do débito de oxigênio. Essa 
e a quantidade de oxigênio necessária para suprir ATP para a gliconeogênese 
durante a recuperação da respiração,para regenerar o glicogênio “tomado 
emprestado” do fígado e do músculo para realizar atividade muscular intensa 
na corrida de velocidade. O ciclo de reações que incluem a conversão de 
glicose em lactato no músculo e a conversão de lactato em glicose no fígado e 
chamado de ciclo de Cori, em homenagem a Carl e Gerty Cori, cujos estudos, 
nas décadas de 1930 e 1940, elucidaram a via e seu papel. Quando o lactato e 
produzido em grande quantidade durante a contração muscular vigorosa (p. 
ex., durante uma arrancada do ácido láctico nos músculos e no sangue limita o 
período de atividade vigorosa. Os atletas mais bem condicionados só podem 
correr por um minuto em velocidade máxima. 
 
Diabetes Tipo 1 
Os indivíduos com diabetes melitus tipo 1 (também chamado de diabetes 
dependente de insulina) células b e são incapazes de liberar insulina suficiente 
para desencadear a captação de glicose pelas células do músculo esquelético, 
do coração ou do tecido adiposo. Assim, após uma refeição contendo 
carboidratos, a glicose se acumula a níveis anormalmente altos no sangue, 
condição conhecida como hiperglicemia. Incapazes de captar glicose, o 
músculo e o tecido adiposo utilizam os ácidos graxos armazenados nos 
triacilglicerois como seu principal combustível. No fígado, a acetil-CoA derivada 
da degradação desses ácidos graxos e convertida a “corpos cetônicos” – 
acetoacetato e b-hidroxibutirato – que são exportados e levados a outros 
tecidos para serem utilizados como combustível. 
 
3.3 Cérebro 
Função metabólica do cérebro: Transportar íons para manter o potencial de 
membrana; integrar sinais do corpo e do ambiente; enviar sinais para outros 
órgãos. O cérebro usa a energia para a transmissão de impulsos elétricos. 
Usa quase exclusivamente glicose como fonte de energia (exceto em 
condições jejum prolongado). Em um homem adulto, consome cerca de 120g 
glicose/dia. Não possui estoques de glicogênio. 
Ácidos graxos não podem ser utilizados pelo cérebro pois não cruzam a 
barreira encefálica. 
 
• Em indivíduos de jejum prolongado: 
- Corpos cetônicos podem substituir parcialmente a glicose; 
• Em indivíduos com diabetes do tipo I: 
- A captação da glicose é deficiente; 
- Os corpos cetônicos são produzidos em excesso; 
- O diabetes pode ser resultado de defeitos nas mitocôndrias das células β 
pancreáticas; 
- Diabetes melito origina-se por defeitos na produção ou na ação da insulina. 
• Em indivíduos que praticam exercício físico intenso: 
- O lactato é utilizado durante períodos de atividade física intensa e ativação 
neuronal. 
 
Período pós-prandial 
O cérebro utiliza energia em uma taxa constante. Uma vez que é vital para o 
funcionamento apropriado de todos os órgãos do corpo, uma atenção especial 
é dada as suas necessidades energéticas. Para fornecer energia ao cérebro, 
os substratos devem ser capazes de atravessar as células endoteliais que 
revestem os vasos sanguíneos do cérebro. 
No estado alimentado, o cérebro utiliza exclusivamente glicose como 
combustível, oxidando completamente glicose a dióxido de carbono e água. O 
cérebro contém uma quantidade muito pequena de glicogênio e, portanto, 
depende completamente da disponibilidade de glicose no sangue. 
A maior parte da energia utilizada pelo cérebro é usada na bomba Na+ - K+ 
ATPase, responsável pela repolarização do potencial de membrana nas células 
nervosas. 
 
Indivíduos em Jejum 
Após algumas horas sem alimento, o fígado torna-se a principal fonte de 
glicose para o cérebro. 
Durante os primeiros dias de jejum, o cérebro continua a utilizar 
exclusivamente glicose como um combustível. 
O cérebro é particularmente dependente dos corpos cetônicos quando há 
deficiência de fornecimento de glicose. Ou seja, o aumento da cetogênese têm 
efeito importante para o cérebro, fornece uma outra alternativa à glicose como 
fonte de energia para o cérebro, quando em jejum prolongado. 
Para fornecer glicose para o cérebro, o fígado degrada determinadas proteínas, 
aquelas mais dispensáveis em um organismo que não está se alimentando. 
Seus aminoácidos não essenciais são transaminados ou desaminados. 
Após dois a quatro dias de jejum, diminuem os níveis de glicose e aumentam 
os níveis de corpos cetônicos no sangue à medida que são exportados do 
fígado para o coração, o músculo esquelético e o cérebro. Estas cetonas 
hidrossolúveis, acetoacetato e β-hidroxibutirato, suplementam a glicose como 
fonte de energia para o cérebro durante o jejum prolongado. 
Isto reduz a necessidade de catabolismo protéico para a gliconeogênese. As 
alterações metabólicas que ocorrem durante o jejum asseguram que todos os 
tecidos tenham um suprimento adequado de moléculas de combustível. 
 
A capacidade do cérebro de oxidar β-hidroxibutirato via acetil-CoA torna-se 
importante durante o jejum prolongado ou a inanição, depois da degradação 
total do glicogênio hepático, porque permite que o cérebro use a gordura 
corporal como fonte de energia. Isso poupa proteínas musculares, até que se 
tornem a fonte final de glicose do cérebro (via gliconeogênese no fígado) 
durante a inanição grave. 
Os neurônios do cérebro usam somente glicose e β-hidroxibutirato como 
combustíveis, sendo que o último é importante durante o jejum ou a inanição. O 
cérebro utiliza a maior parte do seu ATP para o transporte ativo de Na1 e K1 
para manter o potencial elétrico através da membrana neuronal. 
 
Indivíduos que praticam exercício físico intenso 
 
Por muito tempo, o lactato foi considerado somente um produto final da 
glicólise anaeróbia com nenhuma função no metabolismo. Porém, um estudo 
conduzido por McIlwain revelou que o tecido cerebral pode utilizar 
monocarboxilatos como substrato energético no lugar de glicose. O grupo 
desses compostos inclui o lactato, o piruvato e os corpos cetônicos. Por serem 
substâncias hidrofílicas, os ácidos monocarboxílicos não difundem através da 
membrana plasmática. Existem transportadores específicos para carrear esses 
compostos através da barreira hemato-encefátlica e através das membranas 
de cada tipo celular. A família dos transportadores de monocarboxilatos (MCT, 
monocarboxylate transporter). 
Ao longo dos anos, diversos estudos confirmaram que o lactato é 
eficientemente oxidado no cérebro e, particularmente, pelas células neuronais. 
Esses resultados conduziram à hipótese da existência de uma lançadeira de 
lactato astrócito-neurônio in vivo, pela qual os astrócitos forneceriam aos 
neurônios um substrato energético complementar durante um período de 
grande atividade. Além disso, já foi demonstrado que o lactato tem a 
capacidade de preservar atividade neuronal e função cerebral durante episódio 
hipoglicêmico e até mesmo é um substrato obrigatório na recuperação 
pós-hipóxia. O lactato revelou ser importante para o metabolismo energético 
cerebral, o que inclui seu potencial neuroprotetor no SNC, além de abrir novaspossibilidades para o entendimento da interação neurônio-glia. 
 
Indivíduos com diabetes do tipo 1 
 
Também chamado de diabetes melito dependente de insulina (IDDM, de 
insulin-dependent diabetes mellitus), é causado por um ataque autoimune às 
células β pancreáticas produtoras de insulina. As pessoas com IDDM devem 
usar insulina injetável ou por inalação para compensar a perda das células b. 
Baixa glicose sanguínea provoca a liberação do glucagon, que estimula a 
liberação da glicose a partir do glicogênio hepático e modifica o metabolismo 
energético no fígado e no músculo no sentido de oxidar ácidos graxos, 
poupando glicose para ser usada pelo cérebro. 
A maior parte da glicose captada por mecanismos de transporte insulino 
independentes (80%), em situações de euglicemia, ocorre no sistema nervoso 
central (SNC). 
O metabolismo de glicose em mamíferos é limitado pela taxa de captação da 
glicose pelas células e sua fosforilação pela hexocinase. A captação da glicose 
do sangue é mediada pela família GLUT de transportadores de glicose. Os 
transportadores nos hepatócitos (GLUT1, GLUT2) e nos neurônios cerebrais 
(GLUT3) estão sempre presentes nas membranas plasmáticas. 
No diabetes melito tipo 1 (dependente de insulina), a inserção de GLUT4 nas 
membranas, assim como outros processos normalmente estimulados por 
insulina, estão inibidos como indicado por X. A deficiência de insulina impede a 
captação de glicose por GLUT4; como consequência, as células são privadas 
de glicose, enquanto ela está elevada na corrente sanguínea. 
 
3.4 Músculos 
 
Período Pós prandial 
 
O período pós-prandial é caracterizado por uma estimulação da oxidação da 
glicose em vários órgãos e os músculos são responsáveis por uma parte 
importante da glicose que é oxidada pelo organismo. A insulina tem aqui um 
papel muito importante porque estimula a degradação da glicose pelos 
músculos em várias etapas do processo. 
Então, a insulina aumenta a velocidade de entrada de glicose para o 
sarcoplasma via estimulação da migração de GLUT4 para a membrana celular 
das fibras musculares. (Este efeito também ocorre nos adipócitos, mas os 
adipócitos não tem um papel tão relevante como o dos músculos na oxidação 
da glicose.) Esta glicose vai ser fosforilada por ação da hexocínase II; parte da 
glicose-6-fosfato formada é convertida em glicogénio (via glicogénese) e outra 
parte é, via glicólise, convertida em piruvato. 
A oxidação do piruvato a acetil-CoA ocorre via ação catalítica da 
desidrogénase do piruvato. A atividade da desidrogénase do piruvato depende 
da percentagem de moléculas da enzima que estão na forma ativa (a forma 
desfosforilada) e na forma inativa (a forma fosforilada). Estas formas da 
desidrogénase do piruvato são interconvertíveis por ação da cínase da 
desidrogénase do piruvato que promove a sua inativação e da fosfátase da 
desidrogénase do piruvato que promove a sua ativação. A insulina, via ativação 
da fosfátase da desidrogénase do piruvato e inibição da cínase da 
desidrogénase do piruvato aumenta a percentagem de moléculas de enzima 
que ficam na forma desfosforilada (a forma ativa) e, por isso, estimula a 
conversão do piruvato em acetil-CoA. 
Esta pode depois reagir com o oxalacetato formando citrato e “entrar” no ciclo 
de Krebs. Via ação catalítica das enzimas do ciclo de Krebs, o resíduo de 
acetato da acetil-CoA é oxidado a CO2 pelo NAD+ e pelo FAD e, por ação das 
enzimas da cadeia respiratória, o NADH e o FADH2 formados são oxidados 
pelo O2. O processo oxidativo está acoplado com a síntese de ATP em que 
participa a síntase do ATP). (Admitindo acoplagem perfeita entre a oxidação do 
NADH e do FADH2 na cadeia respiratória e a síntese de ATP, a oxidação de 
um resíduo de acetato da acetil-CoA permite a síntese de 10 moléculas de 
ATP. 
 
Indivíduos em Jejum 
 
O principal combustível para o músculo é a glicose (a partir do glicogênio), 
ácidos graxos, corpos cetônicos. Um músculo bem nutrido, em repouso 
sintetiza um estoque de glicogênio. 
O triacilglicerol é a forma mais eficiente de estoque de energia, o esforço 
metabólico mais rentável é sintetizar glicogênio, porque o glicogênio pode ser 
mobilizado mais rapidamente do que a gordura; e a glicose, pode ser 
metabolizada anaerobicamente. 
No músculo em repouso, os ácidos graxos preenchem 85% dos principais 
compostos energéticos das necessidades energéticas. O músculo difere do 
cérebro por ter grande depósito de glicogênio (cerca de ¾ do glicogênio do 
organismo está armazenado nos músculos). 
Este glicogênio é prontamente transformado em glicose-6-fosfato para uso 
dentro das células musculares. O músculo assim como o cérebro não possui a 
enzima Glicose-6-fosfatase, e assim não exporta glicose. O músculo retém 
glicose, sua fonte de energia preferida para explosões de atividades. 
Apesar de sintetizar glicogênio proveniente da glicose, os músculos não 
participam da gliconeogênese, pois não possui maquinaria enzimática 
necessária. Obtendo como consequência, o metabolismo dos carboidratos 
servindo somente ao músculo. 
A velocidade da glicólise excede a do ciclo do ácido cítrico, e muito do piruvato 
formado nestas condições e reduzido a lactato, do qual uma parte flui para o 
fígado onde é transformado em glicose. Assim essas permutas desviam parte 
da carga metabólica do músculo para o fígado. 
Grande quantidade de alanina é formada no músculo ativo, por transaminação 
do piruvato.A alanina, como o lactato, pode ser transformada em glicose pelo 
fígado. E o músculo libera alanina para poder absorver e transaminar 
aminoácidos de cadeia ramificada usando seus arcabouços carbonados como 
fontes de energia, mas não pode formar ureia. 
Em consequência o nitrogênio é liberado no sangue como alanina, o fígado 
absorve e remove o nitrogênio para excretá-lo como ureia e processa o 
piruvato em glicose ou ácidos graxos. 
 
Indivíduos que praticam exercícios físicos intenso 
 
No músculo, a utilização de corpos cetônicos e ácidos graxos livres pode 
substituir a de glicose. No entanto, em situações de intensa atividade física, o 
metabolismo anaeróbico é favorecido, o que significa, que nesses momentos, o 
músculo será mantido principalmente pela utilização anaeróbica da glicose. 
Isto justifica, a necessidade do músculo esquelético e cardíaco, manterem uma 
reserva de glicose, o glicogênio. O glicogênio muscular, diferentemente do 
hepático, somente alimenta o próprio músculo, pois há ausência da enzima 
glicose-6-fosfatase nas células musculares, de tal modo que a glicose liberada 
pelo glicogênio muscular mantenha-se fosforilada e seja incapaz de ser 
transportada para fora da célula. A contribuição do glicogênio armazenado no 
músculo é fundamental para garantir a eficiência do trabalho muscular, 
principalmente quando é exigida do organismo uma atividade física intensa 
num período muitocurto de tempo. 
A captação de glicose no músculo ocorre pelos transportadores GLUT4, os 
mesmos que aparecem no tecido adiposo, e é extremamente dependente da 
ação da insulina. A insulina aumenta o número de receptores GLUT4 expostos 
nas membranas celulares musculares e do tecido adiposo, porque estimula a 
mobilização destes receptores dos locais de armazenamento e sua migração 
para a membrana plasmática. Outra ação da insulina no tecido muscular é a 
inibição da degradação protéica com favorecimento da síntese de proteínas, de 
tal modo que dietas adequadas em aminoácidos e carboidratos tornam-se 
importantes coadjuvantes para a obtenção de hipertrofia muscular induzida 
pelo exercício físico. 
No músculo esquelético em alta atividade a velocidade da glicólise é maior do 
que a do ciclo do ácido cítrico, então, uma grande parte do piruvato será 
convertido a lactato, o qual é captado pelo fígado, tornando-se substrato para a 
gliconeogênese. Nesta situação fígado e músculo estabelecem uma relação de 
interdependência, o músculo consome glicose de maneira importante, 
produzindo lactato, o lactato é levado ao fígado pela corrente circulatória e lá é 
novamente convertido em glicose, este ciclo de reações, é conhecido como 
ciclo de Cori. Parte do piruvato produzido no músculo é convertido em alanina 
por reação de transaminação, e esta alanina, também irá alimentar a via de 
gliconeogênese hepática. Em períodos de trabalho muscular intenso, ou ainda, 
durante o jejum prolongado, ocorre uma proteólise importante, e liberação do 
aminoácido alanina que funciona como importante substrato da gliconeogênese 
nestas situações. 
 
Indivíduos com diabetes do tipo 1 
 
Na diabetes tipo 1 há uma completa incapacidade de produção de insulina 
pelas células β do pâncreas e destruição das mesmas. Assim, a relação 
insulina/glucagon não aumenta, mantendo o fígado em constante 
gluconeogénese e cetogénese, não sendo os níveis de glucose no sangue 
devidamente controlados. No estado pós-prandial este efeito é aumentado, 
pois a gluconeogénese contínua produz mais glucose, para além da obtida pela 
dieta, contribuindo assim para a hiperglicemia. No tecido muscular e adiposo, 
os GLUT-4 permanecem no interior das células, não permitindo assim o 
transporte da glucose. Juntamente com a gluconeogénese alterada no fígado, 
ocorre também a degradação de proteínas de forma descontrolada no músculo 
esquelético, permitindo manter a hiperglicemia mesmo em jejum. 
A degradação de lípidos pelo tecido adiposo também fica desregulada, 
aumentando a concentração plasmática de ácidos gordos e a produção de 
corpos cetónicos pelo fígado. 
Deste modo, uma das primeiras e principais manifestações da doença, a 
cetoacidose, desenvolve-se devido à acumulação dos corpos cetónicos e de 
H+. A oxidação dos ácidos gordos e a formação de corpos cetónicos não 
conseguem eliminar completamente os ácidos gordos produzidos no fígado, 
sendo o excesso esterificado em triacilgliceróis e direcionados para a síntese 
de VLDL. Tanto as VLDL como os quilomicrons não podem ser eliminados da 
corrente sanguínea pela proteína lipase, uma vez que a sua síntese depende 
da estimulação pela insulina, resultando assim em hipertriacilglicerolemia e 
hiperquilomicronemia. 
Na diabetes tipo 1, os tecidos e o metabolismo têm o mesmo comportamento 
que no estado de jejum, catabólico, com o objetivo de obter energia, apesar de 
haver fontes de aporte energético suficientes ou em excesso a partir da 
absorção no intestino. Assim, uma vez que o organismo reage como se 
estivesse sempre no estado de jejum, devido à falta de produção de insulina, 
há um grande gasto dos tecidos, que pode levar à morte se não for 
administrada insulina exógena. 
 
3.5 Tecido Adiposo 
 
Para garantir a sobrevivência de todas as espécies, mesmo em condições de 
escassez de ​nutrientes no meio ambiente, os mamíferos são capazes de 
estocar o excesso de calorias consumidas e não requisitadas para suprir suas 
necessidades metabólicas imediatas, como lipídios (triacilgliceróis - TAG), 
proteínas e carboidratos (glicogênio). Os lipídeos, por serem hidrofóbicos, 
podem ser armazenados em grandes quantidades dispensando a participação 
da água como solvente, e contêm, por unidade de massa, mais do que o dobro 
de energia armazenada que os outros dois componentes, fornecendo mais 
energia metabólica quando oxidados. 
 
O tecido adiposo é o principal reservatório energético do organismo. Os 
adipócitos são as únicas células especializadas no armazenamento de lipídios 
na forma de triacilglicerol (TAG) em seu citoplasma, sem que isto seja nocivo 
para sua integridade funcional. Essas células possuem todas as enzimas e 
proteínas reguladoras necessárias para sintetizar ácidos graxos (lipogênese) e 
estocar TAG em períodos em que a oferta de energia é abundante, e para 
mobilizá-los pela lipólise quando há déficit calórico. A regulação desses 
processos ocorre por meio de nutrientes e sinais aferentes dos tradicionais 
sistemas neurais e hormonais, e depende das necessidades energéticas do 
indivíduo. 
 
Nos mamíferos, existem dois tipos de tecido adiposo: o branco (TAB) e o 
marrom (TAM). O adipócito branco maduro armazena os TAG em uma única e 
grande gota lipídica que ocupa de 85-90% do citoplasma e empurra o núcleo e 
uma fina camada de citosol para a periferia da célula. O TAM é especializado 
na produção de calor (termogênese) e, portanto, participa ativamente na 
regulação da temperatura corporal. Os depósitos de TAM estão praticamente 
ausentes em humanos adultos, mas são encontrados em fetos e 
recém-nascidos. 
 
Além dos adipócitos, o tecido adiposo contém uma matriz de tecido conjuntivo 
(fibras colágenas e reticulares), tecido nervoso, células do estroma vascular, 
nódulos linfáticos, células imunes (leucócitos, macrófagos), fibroblastos e 
pré-adipócitos (células adiposas indiferenciadas). 
 
As principais ações metabólicas do TAB podem ser divididas em atividades 
lipogênicas e atividades lipolíticas. Entende-se sobre atividade lipogênica todos 
os processos metabólicos que resultam em biossíntese, incorporação e 
armazenamento de TAG na gotícula de gordura intracitoplasmática, ao passo 
que atividade lipolítica se refere às ações que resultam na hidrólise do TAG 
armazenado e na liberação de ácidos graxos livres (AGL) e glicerol. 
 
As propriedades metabólicas do tecido adiposo, sua capacidade em produzir 
hormônios atuantes em processos fisiológicos e fisiopatológicos, o seu 
envolvimento em processos como obesidade, diabetes do tipo 1, hipertensão 
arterial, arteriosclerose, dislipidemias, processos inflamatórios agudos e 
crônicos, entre outros, indicam que a compreensão das suas propriedades 
funcionais contribuirão para melhorar o prognóstico daquelas doenças, cuja 
prevalência vem crescendo de forma preocupante.Período pós-prandial 
 
Logo após uma refeição, a maior parte dos carboidratos, aminoácidos e uma 
pequena parte dos triglicerídeos advindos da dieta são diretamente levados ao 
fígado pela veia porta. A maior parte dos triglicerídeos advindos da dieta, 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. 
 
A grande parte dos ácidos graxos que constituirão a moléculas de TG chegam 
ao tecido adiposo transportados pelas lipoproteínas plasmáticas. A síntese de 
TG, a partir de moléculas de glicerol-3- fosfato e ácidos graxos ou a hidrólise, 
da molécula de TG são processos regulados pela disponibilidade de glicose 
nas células do tecido adiposo. A entrada de glicose no tecido adiposo é feita 
pelos receptores GLUT4 dependentes da ação da insulina, e, assim, quando a 
razão insulina/glucagon for alta, o glicerol-3-fosfato é produzido no tecido 
adiposo pela redução da di-hidroxiacetona fosfato, intermediária da via 
glicolítica e novas moléculas de TG podem ser armazenadas. No entanto, 
quando a razão insulina/glucagon diminui, a disponibilidade de glicose diminui. 
 
Com a diminuição da produção de glicerol-3-fosfato, a síntese de TG no tecido 
adiposo será dificultada. Por outro lado, quando a presença de insulina está 
diminuída e a de glucagon aumentada, as enzimas lipases que promovem a 
quebra de TG em ácido graxo e glicerol, serão ativadas, e assim, tanto ácidos 
graxos como glicerol, serão liberados para a corrente circulatória e serão 
captados pelo fígado. 
 
Os hormônios T3 e T4, o hormônio do crescimento (GH) e o cortisol também 
acionam a via lipolítica por aumento do AMPc, de modo semelhante ao 
glucagon e às catecolaminas. De um modo geral podemos afirmar que a oferta 
de nutrientes garante uma série de condições que culminam na ativação das 
vias anabólicas, é o momento propício para o armazenamento. 
 
No período pós prandial, estimulado pela insulina, os ácidos graxos podem ser 
sintetizados em alta velocidade pelo fígado a partir de moléculas de acetil-coA. 
Os ácidos graxos sintetizados pelo fígado serão exportados através das 
lipoproteínas transportadoras VLDL até o tecido adiposo, local onde serão 
armazenados. Toda vez que o consumo de alimentos exceder a demanda 
energética teremos o acúmulo de reservas (glicogênio e triglicerídeos). No 
entanto, a capacidade de armazenamento de glicogênio é bastante limitada 
quando comparada a de triglicerídeos. Veja que a capacidade total do fígado 
armazenar glicogênio é em torno de 70 g e do músculo esquelético 120 g, mas 
o tecido adiposo pode conter dezenas de quilogramas de triglicerídeos. A 
capacidade de transformar excessos alimentares em lipídeos é praticamente 
ilimitada e toda vez que houver desequilíbrio neste processo teremos a 
obesidade. 
 
Indivíduos em Jejum 
 
No período de jejum que se segue a uma refeição as células passam ter um 
metabolismo predominantemente catabólico. Os principais, reservatórios 
energéticos, como glicogênio, triglicerídeos e proteínas serão mobilizados para 
suprir a carência energética do organismo. Em casos de jejum prolongado, 
uma série de adaptações metabólicas ocorre para garantir o funcionamento do 
organismo, sendo que a produção e utilização de corpos cetônicos passa ter 
uma importância ímpar na manutenção da vida. 
 
A outra habilidade importante do adipócito é a de realizar a lipólise dos TAG, 
liberando AGL e glicerol. Este processo depende da ativação da enzima lipase 
hormônio-sensível (HSL). A sua ativação se dá por meio de fosforilação em 
serina, pela ação da cinase protéica A (PKA). Este processo é estimulado 
principalmente por catecolaminas, e ocorre durante o jejum ou em condições 
de grande demanda de energia metabólica, como o exercício físico e certas 
situações de estresse, nas quais há uma intensa solicitação simpática. Durante 
a ativação da lipólise, aumentam os níveis intracelulares de AMP cíclico 
(AMPc) com a consequente ativação da PKA. Esta atua também sobre as 
perilipinas de forma semelhante à HSL. As perilipinas fosforiladas se deslocam 
da superfície das gotículas de óleo, se dispersam pelo citosol e abrem espaços 
para o acesso da HSL ao seu substrato, o TAG. Os AGL formados se ligam à 
FABP (proteína ligadora) e são levados à membrana celular, onde são 
liberados para o meio extracelular mediante o transporte através da FATP 
(proteína transportadora de AGL). O glicerol é transportado para o exterior 
celular através de transportadores específicos, que são proteínas pertencentes 
à família das aquagliceroporinas. 
 
Em situação de jejum, o fígado capta ácidos graxos liberados pela mobilização 
de triglicerídeos do tecido adiposo, os quais serão utilizados para a síntese de 
corpos cetônicos. A cetose é favorecida, pois, o outro caminho possível para a 
utilização dos ácidos graxos, a beta-oxidação, está inibida no fígado neste 
momento, já que há um desvio do oxaloacetato para a gliconeogênese, 
diminuindo a velocidade do ciclo do ácido cítrico. 
 
A produção de corpos cetônicos pelo fígado tem como principal objetivo 
fornecer um nutriente alternativo à glicose, para os tecidos extra-hepáticos. O 
SNC, por exemplo, adapta-se paulatinamente a chegada do novo nutriente e 
após algumas semanas inverte sua preferência nutricional passando de 
consumidor exclusivo de glicose (120g/dia) a consumidor preferencial de 
corpos cetônicos (100g/dia), embora seja sempre dependente de glicose, 
mesmo que em pequena proporção (40mg/dia). 
 
A profunda adaptação do SNC em relação à fonte energética se deve ao fato 
de que no jejum, a manutenção continuada da gliconeogênese significa 
importante depleção de proteínas do músculo esquelético, assim, caso a 
gliconeogênese fosse a única forma de suprimento energético, haveria uma 
debilidade protéica importante no organismo. Por outro lado, a manutenção da 
cetose implica importante perda de lipídeos do tecido adiposo, uma reserva 
imensamente maior do que a de proteínas, e, portanto, quantitativamente mais 
disponível. É mantendo uma gliconeogênese moderada e intensificando a 
cetose que o organismo pode suportar um jejum prolongado por períodos 
bastante longos de tempo, de 30 a 60 dias. 
 
O papel do fígado como fornecedor energético do jejum, seja ele curto ou 
longo, exportando glicose ou corpos cetônicos para o restante do organismo, é 
fundamental para manter o funcionamento adequado do SNC e de outras 
células e conseqüentemente, para a manutenção da vida. 
 
Indivíduos que praticam exercícios físicos intenso 
 
Conforme citado anteriormente, a outra habilidade importante do adipócito é a 
de realizar a lipólise dos TAG, liberando AGL e glicerol. Este processo depende 
da ativação da enzima lipase hormônio-sensível(HSL). A sua ativação se dá 
por meio de fosforilação em serina, pela ação da cinase protéica A (PKA). Este 
processo é estimulado principalmente por catecolaminas, e ocorre durante o 
jejum ou em condições de grande demanda de energia metabólica, como o 
exercício físico e certas situações de estresse, nas quais há uma intensa 
solicitação simpática. Durante a ativação da lipólise, aumentam os níveis 
intracelulares de AMP cíclico (AMPc) com a consequente ativação da PKA. 
Esta atua também sobre as perilipinas de forma semelhante à HSL. As 
perilipinas fosforiladas se deslocam da superfície das gotículas de óleo, se 
dispersam pelo citosol e abrem espaços para o acesso da HSL ao seu 
substrato, o TAG. Os AGL formados se ligam à FABP (proteína ligadora) e são 
levados à membrana celular, onde são liberados para o meio extracelular 
mediante o transporte através da FATP (proteína transportadora de AGL). O 
glicerol é transportado para o exterior celular através de transportadores 
específicos, que são proteínas pertencentes à família das aquagliceroporinas. 
 
Os tipos de exercícios físicos que se beneficiam de forma significativa do 
metabolismo dos AG são aqueles com duração maior que 30 minutos e que se 
prolongam por algumas horas. A intensidade é um fator determinante na 
mobilização e utilização dos carboidratos e lipídios, visto que há uma relação 
direta entre a intensidade do esforço e a utilização de glicose como substrato. 
 
O exercício físico de baixa intensidade aumenta cerca de 5 a 10 vezes a 
oxidação de AGL quando comparado ao repouso, devido à alta demanda 
energética dos músculos ativos e disponibilidade dos AGL provenientes do 
tecido adiposo. Por sua vez, o exercício de intensidade moderada aumenta 
ainda mais o fluxo sanguíneo no tecido adiposo e causa aumento ainda maior 
deste no músculo esquelético. 
 
Indivíduos com diabetes do tipo 1 
 
O Diabetes Mellitus tipo 1 (DM1) é a endocrinopatia mais comum na infância e 
adolescência. A intensificação do tratamento insulínico no DM1 está 
resultando em uma melhora do controle clínico e metabólico da doença, com 
consequente aumento da sobrevida dos pacientes. Este fato, associado ao 
aumento da prevalência de sobrepeso e/ou obesidade com aumento da 
gordura visceral e dislipidemia nestes pacientes, poderia estar contribuindo 
para um maior risco de desenvolvimento de complicações macrovasculares. 
Diferentemente do paciente com diabetes mellitus tipo 2 (DM2), onde os fatores 
de risco cardiovasculares estão devidamente definidos, na população com DM1 
esta relação ainda não está bem estabelecida. 
 
Para o fisiologista Guyton e Hall o Diabetes Metillus (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. 
 
Quando se tem uma situação de deficiência de insulina e a associamos a um 
Diabetes tipo 1, tem-se como consequência problemas por parte do organismo 
para armazenar Lipídios no tecido adiposo. Como o organismo não consegue 
armazenar os Lipídios, eles circularão livremente na forma de lipoproteínas e 
ácidos graxos. O fígado oxida os ácidos graxos gerando as cetonas que, em 
grandes quantidades, podem elevar o pH do sangue ou ​levar à cetoacidose, 
levar o organismo a utilizar a gordura como fonte de energia. 
 
 
4. Bibliografia 
 
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Hemisférios em Um Modelo Experimental de Isquemia Focal Permanente. 
Porto Alegre, 2016. 
 
MALHEIROS, S.V.P. Integração Metabólica nos Períodos Pós-Prandial e de 
Jejum – um resumo. Revista Brasileira de Ensino de Bioquímica e Biologia 
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NELSON, D. L.; COX, M. M. LEHNINGER, A. Princípios de Bioquímica. 3. ed. 
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Miriam H. Fonseca-Alaniz Julie Takada Maria Isabel C. Alonso-Vale Fabio 
Bessa Lima. O Tecido Adiposo Como Centro Regulador do Metabolismo. 
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http://www.scielo.br/pdf/abem/v50n2/29305.pdf