11 06 2018 Integração metabolica

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METABOLISMO	TECIDO	ESPECÍFICO:	divisão	do	trabalho	
Secreta	insulina	e	
glucagon	em	resposta	a	
mudanças	na	
concentração	de	glicose	
sanguínea.	
Processa	gorduras,	
carboidratos	e	
proteínas	da	dieta;	
sintetiza	e	distribui	
lipídios,	corpos	
cetônicos	e	glicose	para	
outros	tecidos;	
converte	o	excesso	de	
nitrogênio	em	uréia.	
Carrega	nutrientes	do	
intestino	para	o	fígado.	
Absorve	nutrientes	da	
dieta,	move	para	o	
sangue	ou	sistema	
linfático	
Transporta	íons	para	
manter	o	potencial	
de	membrana;	
integra	o	corpo	e	
arredores;	envia	
sinais	para	outros	
órgãos.	
Carrega	lipídeos	do	
intestino	para	o	
fígado.	
Sintetiza,	
estoca	e	
mobiliza	
triacilgliceróis.	
(tecido	adiposo	
marrom:	
responsável	
pela	
termogênese)		
Usa	ATP	para	realizar	
trabalho	mecânico.	
Pâncreas	
Fígado	
Veia	Porta	
Intestino	delgado	
Cérebro	
Musculo	esquelético	
Sistema	
linfático	
Tecido	
adiposo	
Nutrientes	(carboidratos,	proteínas	e	açúcares)	
Hidrolisados	e	absorvidos	pelas	
células	epiteliais	do	intestino	
A	maioria	dos	açúcares	e	
aminoácidos	e	alguns	triacilgliceróis	
(TAG)	passam	para	o	sangue	e	são	
conduzidos	ao	fígado.	
Os	triacilgliceróis	
penetram	no	sistema	
linfático	e	daí	entram	
no	tecido	adiposo.	
VEIA	PORTA:	rota	direta	
dos	órgãos	do	sistema	
digestivo	para	o	fígado.	
Fígado	
Células	de	Kupffer:	função	imunológica;	
	
Hepatócitos:	transformam	os	nutrientes	obtidos	da	
dieta	nos	combustíveis	e	precursores	necessários	
aos	outros	tecidos	e	os	exportam	para	o	sangue.	
Fígado	
Açúcares:	
ü GLUT2:	transportador	de	glicose	hepático,	altamente	eficiente;	
ü A	 glicose	 entra	 nos	 hepatócitos	 e	 é	 fosforilada	 pela	 hexoquinase	 IV	 (Glicoquinase),	
produzindo	glicose6-fosfato.	
ü Glicoquinase:		↑	Km	para	a	glicose,	não	é	inibida	pelo	seu	produto	(glicose	6-fosfato)	
Aminoácidos:	
ü Precursores	para	a	síntese	de	proteínas;	
ü O	 fígado	 é	 local	 da	 biossíntese	 da	 maioria	 das	 proteínas	 presentes	 no	 plasma	
sanguíneo;	
Lipídios:	
ü Os	lipídios	que	entram	nos	hepatócitos	possuem	diferentes	destinos;	
Fígado	
glicose		
6-fosfatase	
Biossíntese	de	ácidos	
graxos	e	colesterol.	
Fígado	
Durante	o	intervalo	entre	as	
refeições,	especialmente	se	
prolongado,	há	alguma	degradação	
de	proteínas	em	aminoácidos.	
Ciclo	da	alanina-glicose	
Podem	suprir	a	
demanda	
energética	até	
30%	no	coração	e	
de	60-70%	no	
cérebro	
Fígado	
O	excesso	de	acetil	CoA	é	
convertido	em	corpos	
cetônicos,	acetoacetato	e	
β-hidroxibutirato,	que	são	
lançados	no	sangue	e	
transportados	até	os	tecidos	
periféricos,	onde	são	usados	
como	combustível	do	ciclo	
de	Krebs.	
Grande	parte	dos	
lipídios	
sintetizados	é	
transportada	
para	outros	
tecidos	pelas	
lipoproteínas.	
Na	maioria	das	
circunstâncias,	os	ácidos	
graxos	são	os	principais	
combustíveis	oxidativos	do	
fígado.	
O	fígado	funciona	como	o	centro	distribuidor	do	
organismo:	exportando	nutrientes	em	proporções	
corretas	a	outros	órgãos,	atenuando	as	flutuações	
no	metabolismo	causadas	pela	natureza	
intermitentes	da	ingestão	alimentar	e	processando	o	
excesso	de	grupos	amino	em	uréia	e	outros	
produtos	a	serem	eliminados	pelos	rins.	
Fígado	
TECIDO	ADIPOSO	
ü  Adipócitos:	15	%	da	massa	de	um	homem	adulto	jovem,	com	aproximadamente	65	%	
dessa	massa	na	forma	de	triacilgliceróis;	
ü  Apresentam	via	glicolítica	ativa;	
ü  Usam	 o	 ciclo	 do	 ácido	 cítrico	 para	 oxidar	 piruvato	 e	 ácidos	 graxos	 e	 realizar	 a	
fosforilação	oxidativa	mitocondrial;	
ü  Em	períodos	de	alta	 ingestão	de	carboidratos,	pode	converter	a	glicose	 (por	meio	do	
piruvato	 e	 acetil-CoA)	 em	 ácidos	 graxos,	 e	 a	 partir	 destes	 os	 triacilgliceróis	 são	
sintetizados	 e	 armazenados	 como	 grandes	 lóbulos	 gordurosos.	 No	 entanto,	 a	 maior	
parte	da	síntese	de	ácidos	graxos	ocorre	nos	hepatócitos;	
ü  Armazenam	triacilgliceróis	que	chegam	do	fígado	e	do	trato	intestinal.	
ü  Liberação	de	ácidos	graxos	é	estimulada	por	epinefrina	e	glucagon	e	inibida	por	insulina	
(quando	aumenta	a	necessidade	de	combustível).	
Localização	do	tecido	adiposo	marrom	em	bebês.	
MÚSCULO	
MÚSCULO	
DA	POIAN	&	CASTANHO.	Integrative	Human	Biochemistry,	2015.	
	
FIBRA	MUSCULAR	DO	TIPO	I	
-  Oxidativa	
-  Vermelha	
-  Contração	lenta	
-  Exercício	prolongado	e	
repetitivo	(ciclismo,	
maratona,	etc)	
TIPO	I:	muita	mitocôndria,	
vermelha,	contração	lenta,	
gera	pouca	tensão,	resistente	à	
fadiga,	suprimento	de	vasos	
sanguíneos	maior,	produz	ATP	
de	forma	relativamente	lenta	
mas	constante	(fosforilação	
oxidativa).	
	
DA	POIAN	&	CASTANHO.	Integrative	Human	Biochemistry,	2015.	
	
FIBRA	MUSCULAR	DO	TIPO	II	
-  Glicolítica	
-  Branca	
-  Contração	rápida	
-  Exercício	de	explosão,	de	
curta	duração	(100	m	
rasos,	luta	ou	fuga)	
TIPO	II:	pouca	mitocôndria,	
branca,	contração	rápida,	gera	
tensão	maior,	pouco	resistente	
à	fadiga,	produz	ATP	de	forma	
relativamente	rápida	(via	
glicólise),	utiliza	o	ATP	mais	
depressa	do	que	pode	repô-lo.	
Em	atividade	máxima,	o	
glicogênio	muscular	é	
degradado	até	lactato	pela	
fermentação.	
Advanced	Exercise	Physiology:	Essential	Concepts	and	Applications	
Ehrman,	Kerrigan	&	Keteyian.	Human	Kinetics,	2018.	
ATP-PCr	–	phosphocreatine,	creatine	kinase,	adeniyate	kinase	
PDH	–		pyruvate	dehydrogenase	
TCA	–	tricarboxylic	acid	cycle	
ETC	-	electron	transport	chain	
FABP	–	fatty	acid	binding	protein	
Fibra	I	(oxidativa)	
Fibra	II	(glicolítica)	
Schiaffino	&	Reggiani,	Physiol	Rev	2011,	doi:10.1152/physrev.00031.2010	
CICLO	DE	CORI	
Os	músculos	esqueléticos	
armazenam	relativamente	
pouco	glicogênio	(~1%	do	seu	
peso	total)	,	isso	limita	a	
quantidade	de	energia	
glicolítica	disponível	durante	
um	esforço	máximo.	
O	MÚSCULO	CARDÍACO	difere	do	músculo	esquelético	por	estar	
continuamente	ativo	em	ritmo	regular	de	contração	e	relaxamento	e	pelo	fato	
de	seu	metabolismo	ser	aeróbio	todo	o	tempo.	
Os	ácidos	graxos	são	os	o	
combustível	principal	usado	no	
coração,	mas	utilizam	também	
glicose	e	corpos	cetônicos	que	são	
trazidos	pelo	sangue.	
CÉREBRO	
Manutenção	do	potencial	elétrico	
Profª	Luisa	Ketzer	
Ø  Os	astrócitos	(2º	maior	tipo	celular	do	cérebro)	podem	oxidar	ácidos	graxos;	
CÉREBRO	
Ø  O	cérebro	tem	um	metabolismo	respiratório	muito	ativo	 (20%	do	O2	total	em	
repouso);	
Ø  Tem	pouco	glicogênio;	
Ø  Dependente	da	glicose	que	chega	pelo	sangue;	
Ø  Pode	 utilizar	 o	 β-hidroxibutirato	 (um	 corpo	 cetônico)	 formado	 a	 partir	 dos	
ácidos	graxos	dos	hepatócitos	(importante	durante	o	jejum	prolongado,	depois	
que	todo	glicogênio	hepático	esgotar).	
Ø  O	 cérebro	 oxida	 a	 glicose	 pela	 glicólise	 e	 ciclo	 do	 ácido	 cítrico,	 e	 o	 fluxo	 de	
elétrons	dessas	oxidações	através	da	cadeia	respiratória	fornece	quase	todo	o	
ATP	usado	por	essas	células.	
Metabolismo	da	glicose	no	cérebro:		
(a)	descansado	e	(b)	em	privação	de	sono	por	48	horas.	
SANGUE	
Ø  Transporta	oxigênio,	metabólitos	e	hormônios;	
Ø  O	ser	humano	adulto	possui	5-6	litros	de	sangue;	
Proteínas	do	plasma	(70	%):	albumina,	VLDL,	LDL,	HDL,	
imunoglobulinas)		
90%	
10%	
Componentes	inorgânicos	(10	%,	CaCl2,	MgCl2,	KCl)	
Componentes	orgânicos	(20	%,	glicose,	
aminoácidos,	citrato,	corpos	cetônicos.	
Profª	Luisa	Ketzer	
SANGUE	
Profª	Luisa	Ketzer	
TRANSPORTADORES	DE	GLICOSE	
Tecido	Adiposo	e	Muscular	
(2)	Quando	a	insulina	interage	com	o	seu	
receptor,	vesículas	movem-se	para	a	superfície	e	
fundem-se	com	a	membrana	plasmática,	
aumentando	o	número	de	transportadores	de	
glicose	na	membrana	plasmática.	
(1)	Transportadores	de	
glicose	são	“estocados”	
dentro	da	células	namembrana	de	vesículas.	
(3)	Quando	o	nível	de	glicose	
diminui,	os	transportadores	de	
glicose	são	removidos	da	
membrana	plasmática	por	
endocitose,	formando	
pequenas	vesículas.	
(4)	As	pequenas	vesículas	
fundem-se	com	o	grande	
endosomo.	
	
(5)	Endosomo	enriquecido	com	
transportadores	de	glicose	tornam-se	
pequenas	vesículas,	prontas	para	retornar	
à	superfície	quando	os	níveis	de	insulina	
aumentam	novamente.	
Tecido	Adiposo	e	Muscular	
Refeição	rica	em	carboidrato:		
↑ glicose	na	corrente	sanguínea	
↑ secreção	de	insulina	pelo	pâncreas	e		
↓	secreção	de	glucagon.	
Ilhotas	de	
Langerhans	
Regulação	pela	
glicose	da	secreção	
de	insulina	pelas	
células	pancreáticas.	
Profª	Luisa	Ketzer	
Bem	
alimentado	
EFEITO	DA	INSULINA	
Em	resumo,	o	efeito	da	insulina	é	favorecer	
a	conversão	do	excesso	de	glicose	sanguínea	
em	duas	formas	de	armazenamento:		
glicogênio	(fígado	e	músculo)	e	
triacilgliceróis	(no	tecido	adiposo).	
Jejum	
Jejum	
prolongado	
Gliconeogênese	
Fígado	
		
		
		
EFEITO	DO	GLUCAGON	
Profª	Luisa	Ketzer	
O	efeito	do	glucagon	é,	portanto,	estimular	a	
síntese	e	a	liberação	da	glicose	pelo	fígado	e	
mobilizar	os	ácidos	graxos	do	tecido	adiposo	
para	serem	utilizados	no	lugar	da	glicose	por	
outros	tecidos	que	não	o	encéfalo.	Todos	estes	
efeitos	do	glucagon	são	mediados	por	
fosforilação	proteica	dependente	de	APMc.	
Níveis	de	Substratos	e	Hormônios	no	Sangue	
Substrato ou Hormônio Estado 
Absortivo 
Pós-absortivo 
(12 h) 
Jejum 
(3 dias) 
Inanição 
(5 semanas) 
Insulina (µU/mL) 40 15 8 6 
Glucagon (pg/mL) 80 100 150 120 
Glicose (mM) 6,1 4,8 3,8 3,6 
Ác. Graxos (mM) 0,14 0,6 1,2 1,4 
β-hidroxibutirato (mM) 0,03 0,1 1,4 6,0 
- em 1 semana de jejum o cérebro pode obter metade de sua energia dos corpos cetônicos 
-  na inanição os ácidos graxos fornecem 75 % e os corpos cetônicos 25 % da energia para 
 células que não exigem glicose 
Concentrações	de	glicose	após	refeição	
0-4	horas	após	dieta	
4	-	16	horas	após	dieta	
16	-	28	horas	após	dieta	
2	–	24	dias	após	dieta	
RBCs	-hemácias	
24	–	40	dias	após	dieta	
RBCs	-hemácias	
Combustível	metabólico	disponível	em	homem	com	peso	normal	(70	kg)	
e	em	homem	obeso	(140	kg)	antes	de	iniciar	o	jejum.	
EFEITO	EPINEFRINA	(ADRENALINA)	
EFEITOS	METABÓLICOS	DA	ADRENALINA	
DA	POIAN	&	CASTANHO.	Integrative	Human	Biochemistry,	2015.	
	
EFEITO	DO	CORTISOL	
	
- Diversos	 agentes	 estressores	 (ansiedade,	 medo,	 dor,	 infecção,	
jejum,	glicose	sanguínea	baixa)	estimulam	a	liberação	do	hormônio	
corticosteroide	CORTISOL	do	córtex	adrenal;	
- Age	no	fígado,	músculo	e	tecido	adiposo	para	suprir	o	organismo	
com	combustível	para	manejar	a	situação	estressante;	
- Ação	 lenta,	 promove	 mudança	 nos	 tipos	 e	 nas	 quantidades	 de	
determinadas	enzimas	sintetizadas	em	suas	células	alvo;	
- Tecido	adiposo:	aumento	na	liberação	de	ácido	graxos	a	partir	dos	
triacilgliceróis	armazenados.		
EFEITO	DO	CORTISOL	
	
- Estimula	 a	 degradação	 de	 proteínas	 musculares	 e	 a	 exportação	
dos	 aminoácidos	 para	 o	 fígado,	 onde	 servem	 como	 precursores	
para	gliconeogênese;	
- No	fígado,	 	estimula	a	gliconeogênese	por	estimular	a	síntese	da	
PEP-carboxiquinase;	
- O	efeito	dessas	alterações	metabólicas	é	a	restauração	dos	níveis	
normais	 de	 glicose	 e	 o	 aumento	 dos	 estoques	 de	 glicogênio,		
pronto	 para	 das	 suporte	 à	 resposta	 de	 luta	 ou	 fuga	 comumente	
associada	ao	estresse.	
DIABETE	MELITO	
	
- TIPO	 1	 (ou	 diabete	 melito	 insulina-dependente):	 	 destruição	
autoimune	 das	 células	 β	 pancreáticas	 e	 de	 uma	 consequente	
incapacidade	de	produzir	insulina	em	quantidade	suficiente;	
- TIPO	 2	 (ou	 diabete	melito	 não	 insulina-dependente):a	 insulina	 é	
produzida,	 mas	 alguns	 aspectos	 do	 sistema	 de	 resposta	 aos	
hormônio	 estão	 defeituosos.	 As	 pessoas	 tornam-se	 resistentes	 à	
insulina.	
- Oxidação	excessiva,	mas	incompleta,	dos	ácidos	graxos	do	fígado.		
A	 acetil	 –CoA	 produzida	 pela	 β-oxidação	 não	 pode	 ser	 oxidada	
completamente	pelo	ciclo	de	Krebs,	porque	a	alta	relação	[NADH]/
[NAD+]	produzida	pela		β-oxidação	inibe	o	ciclo.	
- ↑acetil-CoA	 =	 ↑	 corpos	 cetônicos	 acetoacetato	 e	 β-
hidroxibutirato	(CETOSE).		
DIABETE	MELITO	
	
- O	acetoacetato	pode	ser	convertido	em	acetona	–	hálito	alterado;	
- Os	 corpos	 cetônicos	 são	 ácidos	 carboxílicos	 que	 se	 ionizam,	
liberando	prótons.	A	produção	de	ácido	pode	superar	a	capacidade	
do	sistema	tampão	bicarbonato	do	sangue	e	produzir	uma	redução	
no	 pH	 sanguíneo	 (ACIDOSE),	 ou	 em	 combinação	 com	 a	 cetose,	
CETOACIDOSE,	uma	combinação	potencialmente	letal.	
Microbioma	humano	
Cresci	GA,	Bawden	E.	Gut	Microbiome:	What	We	Do	and	
Don't	Know.	Nutr	Clin	Pract.	2015	Dec;30(6):734-46.	
Microbioma	humano	
Cresci	GA,	Bawden	E.	Gut	Microbiome:	What	We	Do	
and	Don't	Know.	Nutr	Clin	Pract.	2015	Dec;30(6):
734-46.	
Microbioma	humano		
	
Dieta	
+	tecido	adiposo					è					+	leptina				è - consumo alimentar 
 + oxidação de ácidos graxo 
Regulação	e	controle	da	ingestão	de	alimentos	
mutação	do	gene	ob	–	fenótipo	obeso	
Núcleo	arqueado	no	hipotálamo	–	
leptina	e	insulina	
ü Inibição	de	peptídeos	orexígenos	
(NPY)	
ü Estímulo	de	peptídeos	anorexígenos	
(α-MSH)	
Regulação	e	controle	da	ingestão	de	alimentos	
inibem	o	apetite	
(hormônio	estimulante	de	
melanócito	α)	
estimulam	o	apetite		
(neuropeptídeo	Y)	
(hipotálamo)	
+	
-	+	
-	
ANOREXIGÊNICO	 OREXIGÊNICO