Aula 8 - Regulacao Hormonal e Integracao Metabolica

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Bioquímica da Nutrição
Regulação Hormonal e Integração Metabólica
Integração do Metabolismo
Todas as vias metabólicas estão ocorrendo ao mesmo tempo no nosso corpo.
Onde os produtos de uma, influencia outras.
E os subprodutos destas podem ser utilizados ou desviados para outra, de acordo com a necessidade do organismo.
Regulação do Metabolismo
A coordenação do metabolismo é realizada pelo sistema neuroendócrino.
Que produzem substâncias que “controlarão” o funcionamento de “partes” do nosso corpo.
Ou seja, hormônios que regularão o funcionamento de órgãos, tecidos e células.
Com o intuito de manter a homeostase corporal.
Regulação do Metabolismo
As células do sistema neuroendócrino “sentem” uma mudança nas condições normais do organismo e respondem secretando um mensageiro químico que é recebido por um receptor de outra célula, próxima ou muito distante, desencadeando uma mudança nesta segunda célula.
Tipos de Transmissão
Os sinais recebidos podem ser dos tipos:
Autócrina
Intrácrina
Parácrina
Neurócrina
Justócrina
Endócrina
Em todos os casos o sinal é detectado por um receptor específico e convertido em uma resposta celular.
Autócrina
Ocorre quando o sinal age sobre a célula que o emitiu. 
Muito utilizado com a intenção de amplificar  sinais, como a retroalimentação positiva. 
Pode também atuar na retroalimen-	 tação negativa, inibindo sua própria síntese. 
A célula que produz a substância, deve possuir também o receptor para a mesma.
Intrácrina
Forma especializada de comunicação autócrina. 
Visa atuação dentro da própria célula, não chegando a haver exteriorização do sinal.  
Faz-se necessário um receptor intracelular.
Parácrina
Comunicação entre células vizinhas que não utiliza a circulação.
Ex.: células endoteliais-musculatura lisa vascular, onde o óxido 			 nítrico atua como 			 modulador do tônus.
Neurócrina
Semelhantemente à parácrina, essa comunicação ocorre entre células próximas. 
A diferença existe no tipo de ligação, tendo em vista que a comunicação neurócrina somente liga uma célula nervosa a outra, ou a uma célula muscular. 
O mecanismo básico é a sinapse (neuroneuronal ou neuromuscular).
Justócrina
Ocorre entre células vizinhas, através dos mecanismos de adesão.
Também conhecida como junções-gap.
Endócrina
Torna possível a ligação de células distantes através de sinais químicos. 
As moléculas sinalizadoras  são os hormônios.
Atingem a célula alvo através da circulação sanguínea.
Tipos de Sinalização
Sinalização Neuronal (entre neurônios):
São utilizados neurotransmissores que percorre uma pequeníssima distancia (µm) até o próximo neurônio.
Sinalização Hormonal (entre glândulas e células):
São utilizados hormônios que percorrem distâncias variadas através da corrente sanguínea até encontrar sua célula-alvo.
Hormônio
Biomolécula produzida em uma parte do corpo que regula funções a distância.
Age em baixas quantidades
Essencial para organismos multicelulares
Age por meio de receptores na célula-alvo
Biossíntese → Estocagem → Secreção → Transporte
→ Reconhecimento → Amplificação → Resposta → Degradação
Ação dos Hormônios
Nos organismos complexos, praticamente cada processo é regulado por 1 ou mais hormônios:
Manutenção da pressão sanguínea
Manutenção do balanço hidroeletrolítico
Fome
Comportamento alimentar
Modulação da digestão
Distribuição dos combustíveis orgânicos
Classificação dos Hormônios
Com relação à sua natureza química, podem ser divididos em 6 classes:
Peptídicos
Catecolaminas 
Tireoidianos
Eicosanoides
Esteroides
Óxido nítrico
Peptídicos
São formados por aminoácidos e podem ter de 3 a mais de 200 resíduos destes.
Hormônios Pancreáticos:
Insulina, Glucagon e Somatostatina.
Hormônio Paratireoideo:
Calcitonina
Hormônios Hipotalâmicos e Hipofisários:
Todos
Peptídicos
Catecolaminas
São compostos hidrossolúveis, derivados do aa tirosina.
Dopamina
Noradrenalina (norepinefrina)
Adrenalina (epinefrina)
Podem ser produzidos:
Nas glândulas adrenais (agem como hormônios) 
No encéfalo (agem como neurotransmissores) 
TIROSINA
Catecolaminas
Tireoidianos
São sintetizados a partir da combinação de dois resíduos de tirosina com iodo, formando:
Tiroxina (T4)
Triiodotironina (T3)
Agem por meio de receptores nucleares e estimulam o metabolismo energético, principalmente no fígado e nos músculos.
Tireoidianos
Eicosanoides
São derivados do ác. araquidonico (AGPoli – 20C).
Possuem ação parácrina.
Prostaglandinas:
Promove a contração dos músculos lisos (intestinos)
Medeiam a dor e a inflamação em todos os tecidos.
Tromboxanos:
Regulam a função das plaquetas e a coagulação sanguínea.
Leucotrienos:
Estimulam a contração dos músculos do intestino, vias aéreas pulmonares e traqueia.
São mediadores da anafilaxia.
Eicosanoides
Esteroides
São sintetizados a partir do colesterol.
Adrenocorticais (+ de 50): Sintetizados nas adrenais.
Glicocorticoides: Afetam o metabolismo dos glicídeos. (Ex.: Cortisol)
Mineralocorticoides: Regulam a concentração de eletrólitos. (Ex.: Aldosterona)
Sexuais: Sintetizados nas gônadas (testículo e ovário). Afetam o desenvolvimento e o comportamento sexual e as funções reprodutivas.
Testosterona e Estrogênios
Esteroides
Óxido Nítrico
É um radical livre relativamente estável.
É sintetizado a partir do oxigênio molecular e do nitrogênio da arginina, através da catalisação da enzima: NO-sintase.
Esta enzima é encontrada:
Neurônios
Macrófagos
Hepatócitos
Miócitos do músculo liso
Células Endoteliais dos vasos e dos rins
Óxido Nítrico
Age próximo de seu local de liberação, entrando na célula-alvo e ativando a enzima citosólica guanilato-ciclase, que catalisa a formação de 2º mensageiro cGMP
Ação nas Células-Alvo
Os vários tipos de hormônios exercem suas atividades de maneiras diferentes:
Algumas classes de hormônios entram nas células e são transportados para o núcleo, promovendo transcrição de RNA.
Outros se ligam a receptores de superfície de membranas e promovem a ativação de segundos mensageiros.
Ação nas Células-Alvo
Os vários tipos de hormônios exercem suas atividades de maneiras diferentes:
Algumas classes de hormônios entram nas células e são transportados para o núcleo, promovendo transcrição de RNA.
Outros se ligam a receptores de superfície de membranas e promovem a ativação de 2º mensageiros.
Mecanismos de Ação Hormonal
Produzem 2º mensageiros
Catecolaminas
Hormônios Peptídicos
Eicosanoides
Óxido nítrico
Atuam no núcleo da célula
Hormônios Tireoidianos
Hormônios Esteroides
Fases do Metabolismo Energético
Regulação Hormonal 
do Metabolismo Energético
Metabolismo Específico
Cada tecido do corpo tem uma função especializada que se reflete em sua anatomia e atividade metabólica.
Metabolismo Específico
O músculo esquelético permite o movimento direcionado com gasto de ATP.
O tecido adiposo armazena e libera energia na forma de lipídeos, que serve de combustível.
O sistema linfático transporta os lipídeos da dieta até o fígado para ser metabolizado.
No encéfalo, as células bombeiam íons através de sua membrana para produzir sinais elétricos.
Metabolismo Específico
O pâncreas possui função endócrina e exócrina para regular o metabolismo.
O fígado tem papel central de processamento e distribuição no metabolismo e abastece todos os outros órgãos e tecidos com nutrientes.
O sangue medeia as interações metabólica entre todos os tecidos, transportando O2, metabólitos, nutrientes e hormônios.
O intestino delgado absorve os nutrientes.
Homeostase Metabólica
Integração Metabólica
A concentração de nutrientes no sangue afeta a taxa que estes são utilizados ou armazenados nos tecidos
Os hormônios levam mensagens a tecidos individuais sobre o estado fisiológico do organismo e a demanda ou suprimento de nutrientes
O sistema nervoso central (SNC) utiliza sinais neurais para controlar o metabolismo dos tecidos, diretamente ou pela liberaçãohormonal
Integração Metabólica
Necessidade de Glicose
Tecidos dependentes de glicose
Cérebro
Hemácias 
Cristalino do olho
Células da Medula Renal
Requerimento diário de glicose (adulto)
190 gramas (glicemia normal 80 a 100 mg/dL)
150 gramas – cérebro 
40 gramas – outros tecidos
Valores abaixo de 60 mg/dL 
Limitação do metabolismo cerebral
Sintomas de hipoglicemia
Regulação do Metabolismo Energético
Refere-se aos ajustes realizado em tempo real dos combustíveis orgânicos para a manutenção dos níveis energéticos do corpo.
É realizada através dos hormônios:
Insulina
Glucagon
Insulina
Hormônio polipeptídico (51 aas) produzido pelas células β das Ilhotas de Langerhans.
Seu efeito metabólico é anabólico, favorecendo a síntese de glicogênio, TAGs e proteínas.
Insulina
ANABOLISMO
Efeitos fisiológicos da queda da glicose sanguínea no humano.
Mecanismo de Ação da Insulina
Regulação da Secreção de Insulina
Estímulos da Secreção de Insulina
Ingestão de glicose
Ingestão de proteínas
Secretina
Inibição da Secreção de Insulina
Escassez de combustíveis da dieta e durante períodos de trauma
Epinefrina
Efeitos Metabólicos da Insulina
Efeitos sobre o metabolismo de carboidratos:
Fígado: ↓ produção de glicose pois ↓ gliconeogênese e a glicogenólise
Músculo e Fígado: ↑ glicogênese
Músculo e Tec. Adiposo: ↑ a captação de glicose
Efeitos sobre o metabolismo de lipídeos:
Tecido adiposo: ↓ degradação de TAG
Fígado: ↑ síntese de TAG
Efeitos sobre o metabolismo de proteínas:
↑ entrada de aas nas células
↑ síntese de proteínas na maioria dos tecidos
Efeitos Metabólicos da Insulina
Ação Corporal da Insulina
Glucagon
Hormônio peptídico (29 aas em uma única cadeia peptídica).
Secretado pelas células α 			 das Ilhotas de Langerhans.
Age especialmente para 			 manter a glicemia por meio 			 da ativação da glicogenólise 			 e gliconeogênese hepática.
Glucagon
CATABOLISMO
Regulação da Secreção de Glucagon
Estímulo da Secreção de Glucagon
Glicemia baixa
Durante o jejum noturno ou prolongado, os níveis elevados de glucagon previnem a hipoglicemia
Aminoácidos
O glucagon impede a hipoglicemia que ocorreria como resultado da secreção aumentada de insulina após a refeição proteica.
Epinefrina
Situação de estresse, trauma ou exercício severo
Inibição da Secreção de Glucagon
A secreção de glucagon é reduzida por uma glicemia elevada e pela insulina 
Ex.: após a ingestão de glicose ou uma refeição rica em CH
Efeitos Metabólicos do Glucagon
Efeitos sobre o metabolismo de carboidratos: 
↑ degradação hepática do glicogênio
↑ gliconeogênese
Efeitos sobre o metabolismo de lipídios: 
↑ oxidação hepática dos AG
↑ formação de corpos cetônicos
↑ lipólise no tecido adiposo
Efeitos sobre o metabolismo de proteínas: 
↑ captação de aas pelo fígado
↑ disponibilidade de esqueletos de C p/ a gliconeogênese
↓ níveis plasmáticos dos aas
Mecanismo de Ação do Glucagon
Regulação dos níveis de glicose sanguínea pela Insulina e Glucagon
Muita glicose no sangue
Abaixa a glicose no sangue
Pouca glicose no sangue
Aumenta a glicose no sangue
Glucagon
Insulina
Estimula a produção de Insulina
Estimula a produção de Glucagon
Estimula a formação de Glicogênio
Estimula a quebra de Glicogênio
Estimula a saída de glicose do sangue
células
Metabolismo no Estado Absortivo
Metabolismo no Jejum de 8 Horas
Metabolismo no Jejum Prolongado
Glicemia
Controla a liberação de insulina e glucagon 
Insulina
Alta concentração 30 a 45 minutos após refeição
Níveis basais 120 minutos após refeição
Glucagon
Menor concentração após refeição
Liberação controlada pela glicemia e níveis de insulina
Hormônios Contra-Regulatórios
Liberação controlada por sinais neuronais
Processos de stress 
Hipoglicemia
Reações de fuga
Pituitária - ACTH
Estimula córtex adrenal
Cortisol
Sistema nervoso autônomo (SNA)
Medula adrenal
Adrenalina
Noradrenalina
Células a-pancreáticas
Glucagon
Regulação da Massa Corporal
A obesidade é uma ameaça a vida, pois aumenta significativamente a chance do desenvolvimento de outras Doenças Crônicas Não Transmissíveis – DCNT’s:
Diabetes tipo 2
Cardiopatias
Câncer
Osteoporose, etc.
Regulação da Massa Corporal
A obesidade é o resultado da ingestão do balanço energético positivo, ou seja, a ingestão de calorias da dieta é maior do que o gasto pela atividade corporal.
O corpo pode lidar de 3 formas com o excesso:
Converter em gordura e armazenar no tec. adiposo.
Queimar com exercícios extras.
“Desperdiçar” o combustível, desviando-o para a termogênese.
Regulação da Massa Corporal
No corpo existe um conjunto de complexo de sinais hormonais e neuronais que agem para manter o equilíbrio entre a captação de caloria e o gasto dela:
Adipocinas
Leptina
Grelina
Insulina
PYY
Adipocinas
Podem agir por ação autócrina, parácrina e endócrina (levando informações para o encéfalo sobre as reservas energéticas).
Produzem mudanças no metabolismo energético e no comportamento alimentar, que restauram as reservas adequadas de combustível e mantêm a massa corporal.
Quando são sub ou superproduzidas, causa o descontrole.
Leptina
Do grego, leptos, “magro”.
É um tipo de adipocina que 			 age no cérebro e reduz o apetite.
Ela leva a mensagem de que as reservas de gordura são suficientes, e promovem uma redução na captação de combustíveis e um aumento no gasto de energia, principalmente através da termogênese.
Leptina
Quando produzida de forma insuficiente, ou quando não conseguem repassar a informação correta e/ou completa, o indivíduo pode apresentar 		 comportamento 					 em estado de fome 				 constante que leva 					 à um apetite 				 incontido.
Leptina
Sua produção e liberação é aumentada com o número e o tamanho de adipócitos.
No cérebro induz a produção de peptídeos anorexigênicos que 					 inibe o comportamento 			 alimentar.
Age nos adipócitos, 					 ↑ termogênese e o 			 consumo dos TAGs 			 armazenados.
Grelina
É um hormônio peptídico (28 aas) produzido pelas células que revestem o estômago.
É um potente estimulante do apetite, que funciona em uma escala de tempo mais curta (entre as refeições) que a leptina.
Sua mensagem é enviada para o cérebro, onde produz a sensação de fome antes de uma refeição.
Grelina
Outros Hormônios
A insulina age no cérebro semelhante à leptina.
O PYY, um hormônio peptídico produzido pelo intestino, age no cérebro para reduzir a fome após uma refeição.
Referências Bibliográficas
NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5ª edição. Editora: Artmed, São Paulo, 2011.
CAMPBELL, M.K.; FARRELL, S.O. Bioquímica 1 – Bioquímica Básica. 5ª edição. Editora: CENGAGE Learning, São Paulo, 2011.
DEVLIN, T.M. Manual de Bioquímica com correlações clínicas. 7ª edição. Editora: Blucher, São Paulo, 2011.
FARRELL, S.O.; CAMPBELL, M.K. Bioquímica, Vol.2 – Biologia Molecular. Ed.: THOMSON PIONEIRA, 2007.
ZANUTO, R.; LORENZETI, F.M.; LIMA, W.P.; CARNEVALI JR, L.C. Biologia e Bioquímica: Bases Aplicadas as Ciências da Saúde. Ed.: Phorte, 2011.