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AULA DE BIOQUÍMICA- Parte 1 "Uma dúvida sobre a aula passada, não era para decorarmos aquelas enzimas, então o que especificamente o senhor vai pedir na prova?" "Eu quero que vocês entendam sobre os processos, eu fiz um resumo aqui do que a gente aprendeu na semana passada. Eu quero que vocês entendam os processos de geração de energia, desde a glicólise até a CPE e hoje completaremos esse estudo." Na aula de hoje veremos metabolismo de ácido graxo e de aminoácidos. Na aula que vem completaremos com o metabolismo de ácidos nucleicos e a regulação 1, a qual será dividida em várias aulas, pois é muita estratégia que o organismo tem para consertar o metabolismo. Na aula passada, basicamente, vimos como é que o corpo gera energia, partindo de uma molécula básica, a glicose. Vimos quais caminhos o açúcar pode fazer, qual é a sua rota principal (glicólise e seus subprodutos) e vimos também o ciclo de Krebs e o seu subproduto. Hoje vamos começar a crescer no ciclo de Krebs. Então, vimos que a sequência da glicólise é feita por 10 reações, tendo como função converter uma molécula de glicose, cortando-a em duas moléculas de piruvato, através de todos aqueles processos vistas na aula passada, lembrando que a glicólise se divide em basicamente três etapas, mas trataremos como se fossem duas: a fase de investimento de energia, a clivagem;; reação de energia que paga essa conta que foi feita logo acima, lembrando para vocês que a gente usou aquela analogia quanto ao curso de vocês: ser médicos? Então vocês vão investir nisso para verem o resultado no final, do mesmo jeito a célula, ela quer energia? Então ela investe energia para gerar uma quantidade de energia maior do que ela gastou, para poder cobrir o gasto. Em seguida, aprendemos que uma das formas de gerar energia que a célula possui é através da energia indireta, ou seja, através da utilização do NAD. Então vocês lembram que o NAD precisa ser convertido em ATP, a gente viu como essa conta é feita, e cada um desses complexos de proteína, tanto quando o NAD entra em contato, vai gerar o mesmo efeito e vimos também que para a nossa realidade, vamos assumir que, por exemplo, cada NAD gera por volta de 2,5 ATP, cada FAD gera 1,5 ATP e o ATP gera 1 ATP. Em algumas referências que vocês vão ler, vai aparecer: um NAD gera 3 ATP, o FAD gera 2 ATP, mas num conceito mais refinado e mais atual que a gente está assumindo é que o NAD gera 2,5 e o FAD 1,5. Até aqui, demos um pequeno fragmento da aula passada. Então, eu quero colocar no teste a aula da semana passada e até onde eu conseguir chegar na aula de hoje. Obviamente que eu fornecerei a vocês o estudo dirigido, assim como estou fazendo com todas as outras turmas de medicina. (Discussões sobre a data do teste). A consulta sobre o teste será de uma folha frente e verso com as informações que vocês julgarem necessárias, podendo fazer digitado ou não. A consulta valerá dois pontos e ficará juntamente com a prova, só podendo ser entregue uma por grupo. (Professor ensinando como estudar kkk). Entraremos agora no conceito sobre metabolismo de ácidos graxos e lembrarei a vocês sobre um pouco do conceito: geralmente são substâncias orgânicas do tipo oleosa e podem ser gordura também, coloquei isso porque dependendo da origem do teu ácido graxo, ele pode ser líquido (tendo como fonte, geralmente, óleos vegetais, como por exemplo, o óleo da azeitona, o de girassol) ou sólido (gorduras da picanha, intramuscular da alcatra). Apesar de serem formas físicas diferentes, possuem a mesma composição, carbono, oxigênio e hidrogênio, igual a glicose, visto isso podemos nos beneficiar, energeticamente falando, de uma molécula dessas. Sua característica é: insolúveis em água. Sólidos a temperatura ambiente, podem ser de origem animal, gorduras saturadas ou vegetal, os óleos que são insaturados. Quando falamos de sacarídeos, por exemplo, a gente está falando que ele é um polímero. Qual é a sua unidade monomérica: monossacarídeo. Os lipídeos não são diferentes, qual é a unidade fundamental então de uma gordura, de um ácido graxo? Vai ser sempre uma cadeia contendo pelo menos um carbono na sua extremidade, ou seja, com a função ácido carboxílico. Então, os ácidos orgânicos, que costumamos consumir, possuem de 4 a 18 carbonos. Aqui mostra 24 carbonos, porém os que conseguimos efetivamente metabolizar sem muitos incrementos teóricos é até 18. Quando começam a vir cadeias com 20, o metabolismo já é por outro mecanismo e depois daremos uma pincelada sobre isso. Essa parte da aula achei na internet e vocês já podem começar a ver a gordura em termos energéticos. Cada grama de gordura gera por volta de 9kcal, enquanto cada grama de carboidrato ou proteína, gera 4kcal. Então, começamos a notar que um lipídeo é mais eficiente em armazenar ou até mesmo em gerar energia. Aqui temos uns exemplos de fontes de ácidos graxos essenciais, informação só para implementar mesmo. A maior parte da reserva energética dos alimentos não pode passar, se você consumir acima de 30% do valor calórico total de lipídio, a gordura consumida é maior do que a recomendada, sendo o excesso armazenado nos adipócitos e seremos mais específicos lá na frente, quanto à classificação dos adipócitos em branco ou marrom. Nos ursos, por exemplo, são marrons por causa do ferro. Aqui eu coloquei só por curiosidade: alguns ácidos saturados que a gente possui, que temos que consumir uma vez ou outra. Ai temos o ácido linoleico, o aracdônico. Não sei se vocês tiveram uma disciplina, talvez bioquímica, que lidou diretamente com o ácido aracdônico. Ele é muito importante para diversos hormônios que são sintetizados no nosso corpo. Se você digitar no google agora, você verá que esse lipídeo é extremamente importante porque ele é precursor de diversos hormônios do nosso organismo. Não falarei da biossíntese desses hormônios, pois não tem tempo. Então, para finalizar os conceitos básicos, as principais funções dos lipídeos são: reserva de energia, então utilizando mais uma vez o exemplo do urso, ele tem período de hibernação, logo ele não se alimenta, sobrevivendo, pois consome mais do que ele necessita gastar, armazenando na forma de gordura, logo os lipídeos são importantes fontes energéticas de sobrevivência desses animais;; compõem membranas celulares, como fosfolipídeos e os lipolipídeos;; isolamento e proteção dos órgãos, proteção mecânica, resistência mesmo a impactos;; precursores de hormônios, prediotas, testosterona;; alguns apresentam atividade de síntese de algumas vitaminas, como por exemplo a AIE;; alguns até estimulam a digestão, pois estimulam a síntese de IEI ealguns compostos biliares. Basicamente, o lipídeo é esse universo grande. De todos os lipídeos que a gente pode entrar em contato, focarei somente no triglicerídeo, pois é ele que armazena e gera energia no nosso corpo. Quando eu começo a falar de triglicerídeo, tenho que definir o triglicerídeo como uma molécula química com importância biológica. Ele, de cara, é a maneira mais eficiente de armazenar energia nos seres vivos e como que é a composição química de um triglicerídeo e como é que ele é formado? Formado por uma reação de esterificação, ou seja, eu pego um álcool, uma gordura e junto os dois e formo um éster. Então, se você notar, há uma função éster nessa molécula, carbono, oxigênio, carbono. O álcool aqui apresentado é o glicerol, com três hidroxilas, uma em cada carbono, logo, poderá receber três ácidos graxos ou três gorduras, as quais não precisam ser iguais, podendo ser saturadas ou insaturadas, de cadeia longa ou curta, sempre, de preferência, sendo uma cadeia par. São armazenados no tecido adiposo branco, grande compacto de gordura. Sob demanda, quando o seu corpo necessita, é de lá que saem os triglicerídeos. Correspondem a 96% do volume dos adipócitos. Uma pessoa que pesa 100kg, por exemplo, 20kg, pelo menos, serão gordura, considerando uma pessoa saudável, dieta equilibrada, tudo certo. Logo, 20% do seu volume corporal, dependendo da sua situação bioquímica, metabólica, tem que ser pelo menos 20%. Sobre o metabolismo de (lits), é regulado por uma via hormonal e será degradado de acordo com a demanda do seu corpo. Então, por exemplo, se eu como muito, mas eu não gasto aquela quantidade de alimento que estou colocando no organismo, essa quantidade será convertida em gordura e em seguida armazenada, pois o lipídeo não é a primeira fonte de energia e sim a glicose. Então, o lipídeo só é degradado sob demanda e até você chegar, demora um pouco. Por último, toda a gordura que eu farei consumo são conduzidos pelo meu corpo, pelos escromicrons(?) e pelo VLDL (very low density lipoprotein). Como ocorre a digestão dos lipídeos? Depois que eu consumo, temos praticamente 8 eventos. O que eu quero que vocês entendam são esses primeiros processos, o resto não interessa. 1. Chegará no estômago, lá ele vai encontrar sais biliares, que vão ajudar a emulsionar os lipídeos da dieta e formarão micelas, aglomerados de gordura. Essa emulsificação é importante para começar a separar o que é solúvel em água do que não é. O que não for solúvel em agua vai virar micela com a ajuda desses sais biliares. 2. As lipases intestinais vão começar a degradar essas gorduras em unidades menores, então você vai ter o seu triglicerídeo quando ele encontrar uma lipase, ele vai separar o ácido graxo, em geral três, do triglicerol. Cada um desses dois possui uma via metabólica própria. O que acontece depois é: o triglicerídeo vai entrar em contato com a sua mucosa do estômago, encontrará as lipases, as quais vão degradá-lo. As lipases vão agir em cada cadeiazinha dessa aqui e o triglicerídeo vai passar de tri para diglicerídeo com a ação da enzima lipase de triglicerídeo adiposo (ATGL), você solicita que outra enzima comece a agir nesse local, que é a lipase hormônio sensível (HSL), a qual quebrará mais uma cadeia de acido graxo, das três já foram quebradas duas e por último pra gerar o último glicerol na cadeia que falta, temos a enzima lipase de monoacilglicerol (MAGL). Não quero que vocês decorem os nomes e sim o processo. Se eu tenho um triglicerídeo, qual é a primeira etapa de processamento dele? Ele vai chegar e vai ser rompido, separando o ácido graxo do glicerol e começar a gerar energia a partir daí. Explicação de uma dúvida sobre o processo: quando você consome o alimento, uma parte vai ser dissolvida em água e a outra parte não, então esses emulsificantes ajudam a facilitar a ação da enzima, caso contrário, a enzima demoraria muito para chegar lá. Logo preciso desses sais biliares para carrear mais rapidamente. O que não for solúvel em água vai formar micelas, gorduras aglomeradas, logo as lipases irão especificamente lá para começar a degradação. METABOLISMO DO GLICEROL Muito parecido com o carboidrato pela sua composição química, partindo de 3C ao invés de 6C (quantidade existente nos carboidratos), fazendo com que alguns processamentos sejam parecidos. Esse glicerol será processado, metabolizado, aproveitado na via glicolítica, em uma etapa específica da glicólise. Então, veremos a via glicolítica em si: o primeiro reagente aqui é o glicerol, o qual necessita ir para a via glicolítica, mas lembra que a glicose consegue entrar na membrana? Pois bem, ela também consegue sair facilmente. Para ela não sair, a membrana é fosfatada. Então, o glicerol está no citosol para que ele comece a fosfatar e para a glicose não ir embora, o nome da etapa é o mesmo que o usado na glicólise, que é a ativação, glicose fosfatada, sendo presa e retida na membrana. O processo acontecerá naturalmente até que eu gere um produto chamado gliceraldeido 3-fosfato, entrando na fase de clivagem, junto com tudo o que está sendo gerado e vai gerar: 1NAD, 2ATP, lembrando que como eu parti de um glicerol, vai gerar tudo um dele, diferentemente na glicólise que é tudo dobrado. Então, o glicerol entrou pela via glicolítica e vai gerar 1NAD, 1ATP, outro ATP aqui e vai formar um piruvato, que vai para o ciclo de Krebs, gerando 3 NAD, 1FAD e 1ATP ou 1GTP. Então, o glicerol produz valiosos 18 ATP. Por que não mais? Pois o glicerol é uma molécula menor que o açúcar, porém a sua energia é sim aproveitada pela célula. Lembrando que ele não gera ATP direto, a maioria da energia que ele gera é na forma de NAD e FAD, precisando passar por um quarto processamento: cadeia transportadora de elétrons. Se eu colocasse na prova um esquema, vocês iriam conseguir me informar quantos ATP ele iria produzir e justificar o porquê? METABOLISMO DE ÁCIDOS GRAXOS Você produz glicerol e três ácidos graxos, veremos só de um, logo o resultado multiplicamos por três. Ocorrerá no interior da mitocôndria, mas o ácido graxo não entrará facilmente, passando por um processamento, onde a célula precisa gastar um ATP. Então ele entra na mitocôndria na forma de acilCoA. Acil e não acetil, sendo assim chamado porque o grupo muda. Quem leva eles para lá são as albuminas e as enzimas responsáveis pela síntese do acilCoA que são as acilcoAsintetases. Precisa passar por esses processamentos porque o ácido graxo consegue vencer a membrana interna, mas não consegue ir para a matriz, logo precisa passar poralgum tipo de mecanismo que o conduza até lá dentro, como se fosse essa porta, caso tivesse algum porteiro, eu não conseguiria sair sem a autorização dele, logo o ácido graxo enfrentará o mesmo problema, ele não conseguirá ir até a matriz sem que alguém o conduza. Veremos quem é esse negócio que tem até para vender em farmácias. Logo, o ácido graxo precisa atingir o espaço intermembrano, sendo jogado pela acilCoA, porém ele precisa ir para a matriz, sendo então conduzido pelo aminoácido carnitina. "Albumina é a mesma coisa que acilCoA?" “A albumina são proteínas agregam nela moléculas que circulam no seu corpo e conduzem-nas a um local, só transporta para o interior da mitocôndria" “Professor, mas por exemplo, nos adipócitos, vao ser liberados o glicerol e os ácidos graxos, e na corrente sanguínea a albumina carreia, ai acontece onde? Nas células do fígado?" "Na mitocôndria. Carreia para o fígado mesmo e depois para as mitocôndrias." Aqui fora do citosol está a tua gordura, o teu ácido graxo, ele foi unido com a coenzima A, acilCoA, só que ele não consegue penetrar na matriz sozinho, ele precisa de alguém para carreá-lo, então ele faz através de um acoplamento com a carnitina, conseguindo ir para esse espaço intermembrana, indo por esse espaço carnitina aciltranferase-1, essa enzima vai ajudar. "A carnitina é um transportador?" "Ela é um aminoácido que permite que você jogue a gordura para dentro da matriz para que então você gere energia, so que a carnitina, um sinalizador hormonal, age de acordo com a demanda, por exemplo, se uma pessoa suplementa carnitina ela urinará mais claro, pois essa quantidade de gordura que você joga para a matriz não depende da quantidade de carnitina, e sim da demanda de energia que você quer gerar. Logo, suplementar carnitina não fará com que você consuma mais ácidos graxos." "Falando sobre termogênicos: acoplam na membrana e deixam ela mais permeável, fazendo com que os prótons saiam na forma de calor" "Professor, então se tomar mais carinitina, só vai ter mais carnitina?" "Sim, mas não significa que se você tiver mais carnitina, você jogue mais gordura lá dentro. Se você tiver demanda, ai faz sentido, caso contrário não acontece nada." Para finalizar: a carnitina acopla no ácido graxo, passa pela carnitinacitrosterase para esse espaço e depois para ir para a matriz mitocondrial e então ser metabolizada, esse conjunto é jogado lá dentro, a carnitina é recuperada e depois volta para o citosol, ai pega mais ácido graxo e joga pra matriz. A carnitina passa por transporte facilitado, sem gasto de ATP, se houver (ele vai pesquisar sobre) é pelo ATP que o ácido graxo gera. Depois que o ácido graxo já se encontra dentro da matriz, ele passa por uma cascata de oxidações, quanto mais oxidado, menos energia a molécula tem e mais energia vai para o organismo. Qual é o nome desse grupo de oxidações? Oxidação beta ou ciclo de Lynen, pois o carbono após o grupo ácido carboxílico é o alfa e o logo em seguida é o beta, logo acontece sempre no segundo carbono após o ácido carboxílico. Reações: 1. São 4 hidrogênios, a primeira oxidação você vai oxidar a molécula de gordura, a qual perde dois hidrogênios, sendo levados para o FAD, reduziondo-o e a molécula é oxidada, gerando uma dupla ligação. A oxidação sempre vai acontecer em conjunto com dois carbonos, o corte sempre vai ser no carbono beta. Por isso só conseguimos metabolizar gordura que é par, o das ímpares é totalmente diferente. Lembrando que o nosso corpo funciona com as enzimas, sendo totalmente específicas. 2. Hidratação. A sua célula está cheia de água, ela vai ver a dupla e não vai aguentar, tendo uma enzima enoil-CoA hidratase. A hidroxila e o hidrogênio entram no carbnono beta. 3. Gerar um NAD. Você tá vendo os hidrogênios? O NAD pega para ele, oxidando a molécula e reduzindo-se e o grupo de dois carbonos da reação estão prontos para sair, saindo na quarta reação. 4. Vem uma tiolase, enzima de clivagem, a qual vai cortar na posição beta, gerando o acilCoA e o acetilCoA, sendo este indo direto para o ciclo de Krebs e aquele (acilCoA) volta para a primeira etapa para então continuar a ser clivado e degradado dependendo da sua quantidade de carbonos. Por exemplo, se ele tiver 18C, voltará para o ciclo 8 vezes, pois gera dois produtos, no último você terá 4, aí ele vai gerar 2 e 2, 2 acetilCoA na última volta e isso aqui fica bem claro na imagem. A degradação de um ácido graxo com 14C, olha só quantas voltas ele vai dar, 1 volta- vira um acetilCoA, o qual vai para o ciclo de Krebs...na útilma C4 gera um acetilCoA e mais um, porque na beta oxidação quebra de dois em dois, não podendo deixar um carbono sobrando aqui. Então você gerou 7acetilCoA e foi tudo para cá. Respondam à pergunta do último slide. “Quantos ATP são produzidos pela reação beta de um ácido graxo contendo 14C" Dá tipo uns cento e pouco. Logo, a gordura é bem mais eficiente em gerar energia do que a glicose. Cada volta vocês produzem 1FAD e 1 NAD, se são 14C, quantas voltas terão? São 6 voltas, porque lembra que na última dá dois. Quando você tem um ácido graxo com cadeias muito grandes, 20C para cima, o metabolismo é feito nos peroxissomos, conseguindo metabolizar algumas substâncias que são tóxicas, em especial a água oxigenada. Então, são bolsas membranosas contendo enzimas digestivas, tipo as catalases e gostam muito de trabalhar com água oxigenada que foi gerada no metabolismo de uma gordura, por exemplo. É importante a degradação para que não seja acumulada no sistema nervoso. A acetilCoA desidrogenase consegue se beneficiar dos dois H aqui, dando eles ao FAD, daquela primeira reação de oxidação, porém caso ela seja grande, já segue para o peroxissomo, porém não há a produção de energia, e lá a molécula recebe esses H providos daqui. O FAD passa hidrogênios direto para o oxigênio, dando água oxigenada, as quais são degradadas pelas catalases. METABOLISMO DE AMINOACIDOS Transcrição bioquímica- aula parte 2 • Aminoácidos (AA) são as macromoléculas biológicas mais abundantes e são “a informação genética expressa” (genótipo expresso em um fenótipo, ex: cor do cabelo, altura...). • As proteínas são responsáveis pelas reações celulares, todo o metabolismo é mediado por enzimas e enzimas são proteínas. • AA importante: glutamato que tem como produto final o GABA, esse produto tem uma ação no SNC atuam sobre a excitabilidade neural, controlando a indução de sono e a ansiedade, ou seja, quando o GABA não é produzido o homem torna-se mais estressado. O glutamato é utilizado nosdistúrbios de aprendizado e de hiperatividade. • Os AA são adquiridos pela digestão de proteínas (AA monômeros das proteínas) ou pelo reaproveitamento deles (ex: hemácias, depois de sua morte seus AA são reaproveitados em outras hemácias ou enzimas). • Degradação de proteínas (reação de transaminação): remover o nitrogênio • Remoção do agrupamento amina com auxílio de um composto (alfa KG), rompe uma ligação dupla e remove o nitrogênio do AA. Formando um aceto ácido • Duas maneiras de eliminar nitrogênio, circuito aspartato e circuito glutamato • Excreção da amônia (N) se da basicamente pelo ciclo da ureia: o bicarbonato da matriz da mitocôndria reage com o agrupamento amina formando carbomoilfosfato, que a reage com a ornitina formando citrolina liberando o nitrogênio da amina que vai compor a urina • “Destino” dos AA: transaminação - desaminação oxidativa - síntese de carbomoilfosfato - formação da ureia (RESUMO) • Erros inatos do metabolismo, quando o organismo não consegue metabolizar corretamente alguns AA (fenilcetonúria doença autossômica recessiva, em que o organismo não tem o gene que codifica a enzima metabolizadora da fenilalanina, provocando retardo e até morte – diagnostico teste do pezinho – paciente não pode ingerir carnes e adoçantes do aspartame) • Leitura complementar, artigos: erros inatos do metabolismo, revisão deliberativa e treatment of inborn errors of metabolismo
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