TRAB BIOQUIMICA

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Marcela Correia da Rocha Honorato
Skayler Zille de Almeida
Metabolismo das Proteínas
Rio de Janeiro
2018
Marcela Correia da Rocha Honorato
Skayler Zille de Almeida
Metabolismo das Proteínas
Rio de Janeiro
2018
Sumário
1 CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 METABOLISMO PROTÉICO - SÍNTESE PROTÉICA . . . . . . . . . 3
1.2 DEGRADAÇÃO PROTÉICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 REGULAÇÃO DO METABOLISMO PROTÉICO . . . . . . . . . . . . 5
3 NECESSIDADES DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS . . . . . . . . 7
4 RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.1 BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3
1 CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
As proteínas são compostas por mais de 20 diferentes aminoácidos, que têm
atividades e vias metabólicas diferentes e são classificados em três grupos: indispen-
sáveis (essenciais), condicionalmente indispensáveis (condicionalmente essenciais)
e dispensáveis (não-essenciais). Os aminoácidos essenciais não são sintetizados
pelo corpo humano, devendo ser fornecidos pela dieta. São eles: isoleucina, leucina,
lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Os não-essenciais são
produzidos pelo organismo a partir de precursores carbono e nitrogênio, com gasto
de energia. Compõem esta categoria a alanina, a serina, a asparagina, os ácidos
aspártico e glutâmico. Os aminoácidos condicionalmente essenciais são sintetizados
pelo organismo, mas sua limitada capacidade de síntese os torna insuficientes em
determinadas situações. Para alguns, como a tirosina, o precursor é um aminoácido
indispensável (fenilala-nina); para outros, caso da arginina, da prolina e da glicina,
o precursor é um aminoácido dispensável; há ainda aqueles, como a cisteína, que
necessitam dos aminoácidos (metionina e serina). Arginina, glicina, glutamina, tirosina,
prolina, histidina, cisteína e taurina são consideradas condicionalmente essenciais. A
arginina é importante para a síntese protéica, especialmente no tecido conectivo, e sua
síntese depende da disponibilidade dos precursores citrulina e ornitina. Em pacientes
desnutridos, sépticos ou vítimas de traumas ou cirurgias, é considerada essencial e
sua suplementação está associada à melhora da cicatrização. A glicina está envolvida
na síntese de nucleotídeos, porfirinas, glutation, creatina e sais biliares, tendo necessi-
dades aumentadas em fases de crescimento. Sendo as vias metabólicas envolvidas em
sua síntese imatura no período neonatal, é considerada condicionalmente essencial
nesta fase. A glutamina é utilizada pelos tecidos em rápida multiplicação celular, como
enterócitos e linfócitos. É considerada essencial para pacientes críticos ou com lesão
grave da mucosa do trato gastrintestinal. São também essenciais no neonatal e em
lactentes jovens a cisteína, a taurina e a tirosina, devido à imaturidade hepática e
das vias metabólicas. A cisteína também é essencial para pacientes com disfunção
hepática e homocistinúria, e a tirosina, para pacientes hepatopatas e fenilcetonúricos.
1.1 METABOLISMO PROTÉICO - SÍNTESE PROTÉICA
Cada tecido possui um limite de armazenamento de proteínas. Além deste limite,
o excesso de aminoácidos circulantes é degradado para a produção de energia ou
sofre conversão em glicogênio (gliconeogênese) ou lipídios (cetogênese) para arma-
zenamento. Esses processos metabólicos protéicos ocorrem por meio de reações
de transaminação catalisadas pelas enzimas aminotransferases ou transaminases,
derivadas da piridoxina, e desaminação oxidativa. A transaminação é responsável pela
Capítulo 1. CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 4
transformação de um aminoácido em outro não-essencial mediante a transferência
de grupos alfa-amino (NH3 + ) de um aminoácido para um precursor alfacetoácido
(oxalacetato, α-cetoglutarato, glutamato ou piruvato), enquanto o oxigênio é transfe-
rido para o doador do radical amino. Nas reações de desaminação catalisadas por
aminoácido-oxidases, grupos amino são removidos de um aminoácido com liberação
de um esqueleto carbônico e amônia. Um exemplo dessa reação é o glutamato, que
sofre a ação da glutamato desidrogenase, dando origem à α-cetoglutarato e à amônia,
que entra no ciclo da uréia. O catabolismo hepático dos aminoácidos, por meio dos
produtos intermediários das vias glicolíticas e do ciclo do ácido cítrico, atua como fonte
de energia para a produção de glicose9. A formação de uréia ocorre no fígado a partir
da conversão de duas moléculas de amônia sangüínea e uma de dióxido de carbono
em combinação, dando origem a substâncias intermediárias como citrulina, arginina
e ornitina. Esta última é novamente utilizada neste ciclo e a uréia se difunde pelos
líquidos corporais até a eliminação renal.
1.2 DEGRADAÇÃO PROTÉICA
A degradação protéica celular ocorre de forma contínua, prevenindo o acúmulo
de proteínas anormais ou lesivas e fornecendo ao organismo aminoácidos livres nas
fases de privação alimentar. Existem três sistemas proteolíticos celulares importan-
tes3,11: Sistema autofágico lisossômico — Formado por catepsinas, é importante para
a degradação de proteínas que penetram nas células por endocitose e na proteólise
celular. Há a formação de estruturas vacuolares capazes de englobar e degradar orga-
nelas complexas. A regulação deste sistema parece estar relacionada com a ação da
insulina e a interação dos aminoácidos alanina e leucina. Sistema calpaína-calpastatina
— Principal via de degradação das proteínas, é ativado pelo cálcio. Formado por um
complexo de cisteína protease e uma subunidade reguladora que se une ao cálcio. Está
relacionado à proteólise incompleta das membranas celulares e a estruturas microfila-
mentosas, com ação no nível muscular. Sistema ubiquitina-proteasoma — É formado
por um sistema de reconhecimento que marca os substratos protéicos a degradar, a
ubiquitina, e um complexo multienzimático proteolítico, a proteasoma. Presente nos
diversos tecidos, é dependente de ATP e catalisa a proteólise de forma completa. Esta
via possui ampla atuação protéica e parece atuar mais especificamente nas situações
em que há atrofia por desnervação.
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2 REGULAÇÃO DO METABOLISMO PROTÉICO
A regulação da síntese e da degradação protéica tem sido objeto de inúmeros
estudos e controvérsias devido à complexidade das inter-relações entre a oferta de
substratos, a ação hormonal tecidual, o estado nutricional, a ação de mediadores, o
efeito tecidual específico, situações de estresse, a atividade muscular e outras. Os
estudos da cinética protéica corporal e sua regulação têm sido realizados por meio de
técnicas utilizando aminoácidos marcados e diluição isotópica. Insulina, hormônio de
crescimento (GH), glicocorticóides, tireoxina e os hormônios sexuais agem modulando
o metabolismo protéico. O GH aumenta a velocidade de síntese protéica tecidual.
Ainda não se conhece bem o mecanismo exato de ação, porém acredita-se que
atue estimulando o transporte de aminoácidos através das membranas celulares e na
síntese protéica ao nível de DNA e RNA. Além disso, o GH age mobilizando as gorduras
depositadas para a produção de energia, o que disponibiliza aminoácidos para a síntese
protéica. Seus efeitos dependem diretamente do estímulo hepático à síntese de IGF-1,
seu agente efetor. Em pacientes sob intenso estresse, o efeito anabólico do hormônio de
crescimento está associado à elevação das concentrações de IGF-1, proteína ligadora
da IGF-3 e insulina. Alguns efeitos anabólicos são observados pela administração
de IGF-1 em humanos: aumento da síntese protéica e da proteína corporal total,
diminuição da excreção de nitrogênio, aumento do peso dos órgãos, especialmente
baço, timo, rins e intestino, e melhora da cicatrização de feridas. A insulina é bem
conhecida como hormônio de ação anabólica. Invitro, a insulina atua em várias fases
do processo de síntese protéica: transcrição de genes e estabilidade do RNA, translação
do RNA mensageiro e ativação de enzimas preexistentes. O mecanismo exato pelo
qual ela atua in vivo na síntese protéica muscular ainda é duvidoso. Há controvérsias
sobre seu efeito primário, se é a estimulação da síntese ou a inibição da degradação
da proteína muscular. A insulina parece agir no transporte de aminoácidos para as
células e na disponibilização de glicose para as mesmas. Esses efeitos permitem que
haja quantidade maior de aminoácidos nos tecidos, podendo favorecer, portanto, a
síntese protéica. Publicações recentes sugerem que a resposta muscular de síntese
protéica estimulada pela insulina é dose-dependente, mas não há consenso sobre a
dose de insulina necessária. A via de degradação protéica lisossomal é responsiva
às alterações agudas da concentração de insulina, o que não ocorre com o sistema
ubiquitina. O potencial efeito da insulina de estimulação da síntese protéica muscular
exige uma oferta adequada de aminoácidos, sem a qual a síntese protéica será ineficaz
e independente da concentração de insulina. Os glicocorticóides supra-renais são
hormônios catabólicos; agem inibindo a síntese e estimulando a degradação protéica
extra-hepática, com conseqüente liberação de aminoácidos livres no plasma e demais
líquidos corporais. Desta forma, permitem aumento da síntese hepática com elevação
Capítulo 2. REGULAÇÃO DO METABOLISMO PROTÉICO 6
das proteínas plasmáticas e hepáticas. Os glicocorticóides têm efeito importante sobre
os processos de gliconeogênes e cetogênese. A tireoxina atua elevando a velocidade
do metabolismo geral nas células, tanto as reações anabólicas quanto as catabólicas. O
efeito sobre o metabolismo protéico é indireto e inespecífico; portanto, dependendo do
estado metabólico do organismo, pode estimular tanto a síntese quanto a degradação
protéica. Os hormônios sexuais, em especial a testosterona, têm efeito de incorporação
protéica nos tecidos orgânicos, principalmente as proteínas contráteis musculares. Além
dos hormônios, outras substâncias, como pequenos peptídeos biologicamente ativos,
podem agir como neurotransmissores e liberar citoquinas e hormônios, modulando os
processos metabólicos. Os peptídios agem em receptores intestinais e seus efeitos são
percebidos na motilidade e permeabilidade intestinais, na liberação hormonal intestinal
e na regulação neuro-humoral.
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3 NECESSIDADES DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS
Em crianças saudáveis, a necessidade protéica é a quantidade necessária para
manter o crescimento normal e o balanço nitrogenado positivo. Esta quantidade deverá
ser suficiente para equilibrar as perdas endógenas, como a excreção de nitrogênio
urinário, a excreção fecal e a oxidação de aminoácidos e as perdas através da pele
e dos cabelos, mantendo o crescimento somático. O principal fator que influencia a
necessidade protéica é a oferta energética total; se esta for inadequada, ocorrerá
catabolismo protéico, fornecimento de energia ao organismo a partir de aminoácidos
e, conseqüentemente, maior necessidade protéica. Os peptídios e aminoácidos, ao
entrarem na luz intestinal, não vão diretamente para a circulação central como quando
são administrados por via parenteral, mas sofrem transformações e conversão em
outros aminoácidos dentro da mucosa intestinal e no fígado. Assim, o perfil plasmático
de aminoácidos em pessoas que se alimentam pela via enteral não apenas reflete o
tipo de proteína ingerida, mas também o grau em que esta foi ingerida e metabolizada.
Já naquelas que recebem nutrição parenteral, este perfil acompanha o padrão de ami-
noácidos da solução infundida. Em ambos os casos, o perfil plasmático de aminoácidos
também reflete a captação para a síntese protéica e a liberação para as reservas
endógenas. Assim, para melhor definir as necessidades de aminoácidos, é necessário
saber em que quantidade certos aminoácidos são sintetizados na mucosa intestinal e
no fígado e em que medida isso afeta as respectivas necessidades por via parenteral.
As necessidades protéicas e de aminoácidos variam de acordo com a faixa etária, o
sexo e a situação clínica. Lactentes e crianças menores em fase de crescimento têm
maior necessidade de aminoácidos essenciais e proteínas, que decresce com a idade.
Devem ser consideradas ainda a qualidade e a digestibilidade das proteínas e dos
aminoácidos da dieta. A qualidade das proteínas é determinada pela quantidade e pelo
perfil de aminoácidos essenciais da dieta; as proteínas animais como as contidas em
ovos, carnes, leite e peixe são consideradas de alta qualidade. Com relação à digestibi-
lidade, cerca de 95% das proteínas de origem animal e 70% a 80% daquelas de origem
vegetal são digeríveis1,2,29. Considera-se que 16% do peso protéico são constituídos
de nitrogênio, ou seja, 1 grama de nitrogênio equivale a 6,25 gramas de proteína. A
estimativa das necessidades protéicas deve ser considerada em bases individuais,
pois pode variar de acordo com a faixa etária, condições clínicas da criança, oferta
calórica e de outros nutrientes e qualidade da proteína administrada. As necessidades
protéicas por via parenteral são inferiores em relação à via enteral. As necessidades
protéicas são maiores no período neonatal, em especial nos recémnascidos prematu-
ros, diminuindo com a idade. Em recém-nascidos e lactentes jovens, a oferta de 2,0
a 3,0 g/kg/dia de proteína promove retenção de nitrogênio (Tabela 12.5). O perfil de
aminoácidos ideal para lactentes até 1 ano é aquele encontrado no leite humano, no
Capítulo 3. NECESSIDADES DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS 8
qual a concentração protéica é relativamente baixa (0,8 a 0,9 g/dl). Entretanto, no leite
materno há predomínio de proteína do soro em relação à caseína e concentrações
elevadas de taurina e cisteína1,2,28,30. Há pouca informação sobre as necessida-
des de aminoácidos indispensáveis em recém-nascidos. As estimativas baseiam-se
na ingestão de aminoácidos de crianças que recebem proteína e energia suficientes
para promover velocidade de crescimento similar ou maior à intra-uterina, bem como
retenção de nitrogênio31. Embora haja reduzida biodisponibilidade de nitrogênio em
formulações com hidrolisados protéicos, estudos em recém-nascidos prematuros su-
gerem haver benefício com o uso destas, demonstrando adequado perfil plasmático
de aminoácidos32. A necessidade protéica estimada de prematuros extremos é 4
g/kg/dia, dificilmente satisfeita com as formulações habituais. No entanto, mesmo no
caso de a oferta protéica ser adequada, há fatores que podem limitar a utilização de
aminoácidos. Há uma diferença qualitativa em relação à necessidade de aminoácidos
do recém-nascido, sendo histidina, taurina, cisteína e tirosina consideradas condicional-
mente indispensáveis ou semi-essenciais (Tabela 12.6). Crianças têm perfil plasmático
de aminoácidos diferente dos adultos. Observou-se que os recém-nascidos que re-
cebem soluções de aminoácidos do tipo padrão podem apresentar deficiências de
alguns deles, como cisteína, taurina ou tirosina, e acúmulo de fenilalanina metionina
e glicina. Algumas diferenças no metabolismo dos aminoácidos essenciais já estão
bem estabelecidas34,35: 1. As necessidades básicas de aminoácidos essenciais são
maiores no período neonatal (43%) e declinam progressivamente até a fase adulta
(19%). 2. A enzima cistationase possui atividade reduzida no período neonatal, por-
tanto a formação de cisteína a partir da metionina é comprometida. 3. A taurina, cujo
precursor metabólico na via de transulfuração é a cisteína, como conseqüência também
tem sua síntese reduzida, tornando-se, portanto, um aminoácido condicionalmente
essencial para os recém-nascidos. 4. A enzima fenilalanina hidroxilase possui atividade
reduzida em neonatos, o que pode determinar a deficiência de tirosina e o acúmulo
de fenilalanina. 5. Outros aminoácidosconsiderados condicionalmente essenciais em
neonatos são: histidina, glicina, lisina e arginina. 6. A oferta inadequada de aminoácidos
a pacientes pediátricos pode causar deficiências de crescimento, disfunção neurológica
e desequilíbrio no balanço nitrogenado. O uso indiscriminado de soluções formuladas
para situações específicas encarece o custo do suporte nutricional e não traz nenhum
efeito benéfico para o paciente. A utilização de solução rica em aminoácidos de cadeia
ramificada deve ser recomendada apenas nos casos que cursam com encefalopatia
hepática. Soluções com aminoácidos essenciais não têm efeito benéfico comprovado
na insuficiência renal aguda devido ao hipercatabolismo que acompanha o quadro. As
fórmulas à base de aminoácidos essenciais, pelo seu baixo teor de nitrogênio, são
inadequadas nos estados hipercatabólicos; em casos de insuficiência renal é preferível
o uso de solução padronizada de aminoácidos, que possibilita oferta adequada de nitro-
10
4 RESULTADOS
Em resumo, o estresse, por mecanismos de ativação hormonal, neuronal e
imunológica, provoca catabolismo protéico, com aumento do consumo de alguns ami-
noácidos específicos como glutamina, arginina e cisteína e aromáticos, com o objetivo
de obter energia e sintetizar proteínas envolvidas na resposta imunológica e cicatriza-
ção. Nesta nova ordem metabólica, as demandas aumentadas devem ser contempladas
pela utilização dos estoques endógenos que, se não forem suficientes, predispõem o
paciente à desnutrição. Supõe-se que uma oferta adequada e suficiente de aminoácidos
pode reduzir o impacto das perdas, favorecendo o retorno ao anabolismo. Entretanto,
não está ainda claro se a oferta excessiva e precoce de aminoácidos poderia afetar
negativamente o curso do processo fisiológico de estresse, devendo ser definidos o
tipo, a quantidade e o melhor momento para a suplementação.
4.1 BIBLIOGRAFIA
https://www.researchgate.net/publication/272020545_Metabolismo_Proteico_-_
Uso_de_Aminoacidos_e_Proteinas_Especiais_Arginina_Glutamina_Aminoacidos_de_
Cadeia_Ramificada_Albumina Acesso: 11 de novembro de 2018
https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/32334459/Proteinas_lind
o.pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1541945849&Signature=rJZyYPhKA5G73Yqug82nZqAvD4o%3D&response-
content-disposition=inline%3B%20filename%3DProteinas_lindo.pdf Acesso: 11 de no-
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