GE - Tópicos Integradores II Farmácia - UNI1_ SER

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UNIDADE I
TÓPICOS INTEGRADORES II – 
FARMÁCIA
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Equipe de Desenvolvimento de Material Didático EaD 
 
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Pereira, Lucas
Tópicos Integradores II Farmácia - Unidade 1 -
Recife: Grupo Ser Educacional, 2020.
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Grupo Ser Educacional
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TÓPICOS INTEGRADORES II - FARMÁCIA
UNIDADE I
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Olá, aluno(a) tudo bem?
Seja bem-vindo(a) ao primeiro módulo da disciplina Tópicos Integradores II - Farmácia, 
onde vamos estudar assuntos de algumas disciplinas já vivenciadas por você, só que 
de uma maneira aplicada e interdisciplinar. Pois, assim acontece na vida profissional, 
principalmente com os profissionais de saúde, em que diversas vezes é necessário 
juntar conhecimentos de várias áreas afins ou diferentes para entender a complexidade 
de uma situação.
Bons estudos!
ORIENTAÇÕES DA DISCIPLINA
Nesse primeiro módulo, você vai encontrar conceitos de bioquímica de maneira 
aplicada, para lhe ajudar a compreender processos metabólicos que envolvem a 
produção de energia nos seres vivos, seja em animais ou em vegetais. Além disso, 
entender o metabolismo de biomoléculas importantes no nosso organismo, como o 
oxaloacetato, ureia e as lipoproteínas plasmáticas (encontradas no sangue).
Para um melhor entender e assimilar os conteúdos, é recomendável que você visite 
o seu ambiente virtual e leia o livro-texto e realize os diversos tipos de atividades 
disponíveis na sua página.
Vamos começar?
PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS DO CATABOLISMO E DO ANABOLISMO 
Funcionamento dos organismos vivos 
Dentro dos diversos organismos vivos existe uma variedade enorme de moléculas, íons e substâncias, 
denominadas biomoléculas. Tais como, proteínas, carboidratos, lipídeos, ácido nucléicos, entre outros. Os 
organismos utilizam essas substâncias em vários processos celulares, na produção de energia, sinalização, 
produção de hormônios, funções estruturais e até mesmo na proteção contra outros seres vivos.
Além disso, essas substâncias ao entrarem no organismo elas podem ser metabolizadas, ou seja, 
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processadas, para um melhor aproveitamento das mesmas. Depois dessa metabolização, as moléculas 
produzidas servem de base para a produção de outras substâncias, e quando não são necessárias ao 
organismo, podem ser eliminadas dele por diversas vias de excreção.
Assim, podemos dividir os seres vivos em dois grandes grupos de acordo com a maneira como eles 
internalizam essas substâncias e captam fontes de carbono do meio ambiente (Figura 1). Os autotróficos, 
que usam o gás dióxido de carbono para a produção de biomoléculas e os heterotróficos, que necessitam 
de produtos de outros organismos para sobreviverem, pois ao contrário da maioria dos autotróficos, não 
conseguem realizar fotossíntese (um processo energético que veremos ainda nesse módulo).
Figura 1: Ciclo dos organismos autotróficos e heterotróficos
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Dessa forma, é essencial que você entenda as características e as aplicações do metabolismo das diversas 
macromoléculas do organismo, ou seja, as diferentes transformações químicas que ocorrem com essas 
substâncias e como elas estão interligadas, afetando umas às outras.
Como mostra a figura 2, podemos classificar o metabolismo em três tipos diferentes: o catabolismo, 
que significa a quebra das substâncias pelo organismo, até chegar em uma substância comum, ou seja, 
convergindo; o anabolismo, que pode ser entendido como o processo divergente e contrário, ou seja, a 
partir de pequenas substâncias comuns são produzidas moléculas maiores, como as biomoléculas, que já 
vimos no começo dessa unidade; e existem metabolismos cíclicos, em que produtos são regenerados, e 
são parecidos com uma “engrenagem” que ajudam a ajustar o sistema quando necessário.
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Figura 2: Tipos de metabolismo
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Glicólise
Tanto em animais quanto em vegetais, a glicose ocupa uma posição estratégica no metabolismo, pois ela 
tem grande quantidade energia, pode ser armazenada, e ainda pode ser utilizada como intermediária na 
síntese de várias substâncias e estruturas. A glicólise é uma via metabólica onde acontece o catabolismo 
da glicose, ou seja, a quebra da glicose através de 10 reações catalisadas por enzimas, para no final 
produzir duas moléculas de um composto chamado piruvato (Figura 3).
Fonte: https://www.todamateria.com.br/glicolise/
Durante as 5 primeiras etapas desse processo, a glicose é fosforilada e convertida a substância chamada 
de gliceraldeído-3-fosfato. Nas últimas cinco etapas, ocorre a oxidação dessa substância e a formação 
das duas moléculas de piruvato, duas moléculas de ATP, que são fontes de energia, e duas moléculas de 
NADH, que receberam os elétrons da reação de oxi-redução. 
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Fonte: Benjamim Cummings
GUARDE ESSA IDEIA!
Em alguns vários locais do metabolismo, você vai perceber que acontecem reações 
de oxi-redução, onde substâncias são oxidadas, ou seja, doam elétrons, e outras são 
reduzidas, recebem elétrons. No nosso metabolismo quem recebe elétrons, geralmente 
são as coenzimas (Ex.: NAD+, FAD+), que depois vão levar para a cadeia transportadora 
de elétrons, que você vai estudar ainda nesse módulo.
Portanto, o saldo energético da glicólise são duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH, que 
posteriormente vão ser convertidas em energia na cadeia transportadora de elétrons.
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•	 Gliconeogênese
A glicose além de ser degradada, ela também pode ser formada, ou seja, um metabolismo anabólico. 
A produção de glicose ou outros carboidratos dentro do organismo humano, pode ser feita através de 
diversas fontes, como mostrado na figura.
Figura: Precursores para a síntese de carboidratos
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Umas das principais vias é a gliconeogênese, que consiste na produção de glicose a partir do piruvato 
ou outras substâncias que possam ser convertidas nesse intermediário. Nessa via existem enzimas 
específicas para realizar as etapas que são irreversíveis na glicólise, quebra da glicose. Dessa forma a 
glicólise e gliconeogênse são bastante reguladas pelo organismo, para encontrar um equilíbrio energético.
Muitas vezes esse processo acontece no fígado, intestino delgado e nos rins, gerando glicose para tecidos 
que tem uma alta necessidade, como o cérebro, os músculos e as hemácias, por exemplo.
RESPIRAÇÃO CELULAR 
Vimos que os seres humanos são considerados seres heterotróficos, pois necessitam de outros organismos 
como fontes de moléculas de carbono. Além disso, também somos seres com metabolismo aeróbico, 
ou seja, nosso metabolismo precisa de oxigênio para poder respirar. No entanto, essa respiração não 
acontece somente nos pulmões, ela acontece também a nível celular e pode ser dividida em três etapas, 
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como mostrado na figura.
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
A primeira etapa, é onde acontece a degradação das principais biomoléculas, que são os carboidratos, 
proteínas e lipídios. Essas substâncias são quebradas várias vezes, até chegar a uma molécula bem 
pequena chamada de Acetil-CoA, que faz parte do ciclo do ácido cítrico (segunda etapa) e posteriormente 
vai entrar na cadeia transportadora de elétrons (terceira etapa).
•	 Ciclo do ácido cítrico
O ciclo do ácido cítrico, também conhecido como o ciclo de Krebs, é uma das vias mais importantes de 
todo ometabolismo, acontece dentro das mitocôndrias, ocupando e desempenhando um papel central no 
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metabolismo como um todo. Praticamente todos os produtos das macromoléculas que são metabolizadas 
convergem para essa etapa, onde essas substâncias são oxidadas a CO2 e esses elétrons são armazenados 
naquelas coenzimas, que você já viu por aqui (NADH e FADH2).
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
A via é composta por sete reações em sequência, tendo o Acetil-CoA como uma das principais substâncias 
para iniciar o ciclo. Mesmo assim, qualquer substância que dê origem a um intermediário com 4 ou 
5 carbonos do ciclo, pode ser oxidado por ele. Por esse motivo, que você vai perceber ao longo desse 
módulo, que as substâncias intermediárias que fazem parte do ciclo de Krebs podem ser produzidas por 
substâncias de outras vias, além disso, esses intermediários podem participar da síntese (anabolismo) de 
outras substâncias como mostrado na figura abaixo.
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
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•	 Cadeia transportadora de elétrons de fosforilação oxidativa
É nessa etapa que a energia de todos os elétrons, provenientes das reações de oxirredução das 
macromoléculas, são convertidos em energia química (ATP), pela fosforilação oxidativa. No final do 
processo, a cadeia acumula os elétrons e os repassa para a substância O2, transformando-a em H2O 
(água). Por esse motivo, que ainda no tempo de escola, você aprendeu que carboidrato mais oxigênio (O2) 
produz CO2 (ciclo de Krebs), energia (as moléculas e ATP) e água (que vem da cadeia transportadora de 
elétrons).
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
FOTOSSÍNTESE 
Até agora, vimos como os animais utilizam e transformam a energia contida nas macromoléculas 
em energia química. No entanto, também existe a necessidade dos organismos vegetais em utilizar 
os recursos do ambiente para a produção de energia. Você viu que, a maioria dos seres autotróficos 
realizam fotossíntese, ou seja, utilizam a energia da luz do sol e o CO2, para sintetizar carboidratos, outras 
biomoléculas e produzir energia para si mesmo.
•	 Etapas fotoquímica e química da fotossíntese
Nas plantas, a fotossíntese pode ser dividida em duas etapas de acordo com o material de partida utilizado 
e a principal substância produzida durante o processo. Na etapa fotoquímica, está presente as reações 
luminosas, ou seja, que dependem da absorção de luz. Nessa fase, os elétrons são retirados da água e 
direcionados para produzir NADPH e ATP, tendo como produto final a molécula de O2. Já na fase seguinte, 
chamadas de assimilação de carbono, essas coenzimas (NADPH e ATP) reduzem moléculas de CO2 para 
formar diversos carboidratos no final do processo.
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Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
•	 Pigmentos fotossintetizantes
A primeira etapa para que ocorra a fotossíntese é a absorção de luz pelo organismo, por isso, as plantas 
possuem substâncias ou pigmentos capazes de absorver essa luz, para depois converter ela em energia 
química. O principal pigmento, com certeza você já deve ter ouvido falar, que é a clorofila. Existem vários 
tipos de clorofilas e também outros pigmentos que aumentam a quantidade e o tipo de luz (comprimento 
de onda) que os vegetais absorvem. Dentre elas estão o beta caroteno e a luteína, que absorvem luz em 
comprimentos de onda que não são absorvidos pelas clorofilas.
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
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•	 Transdução de energia durante a fotossíntese
Para ser utilizada pelo organismo vegetal, a energia luminosa deve ser transformada em energia elétrica, 
e essa deve ser transformada em energia química. A primeira etapa é a absorção da energia luminosa 
pelos pigmentos fotossintéticos, que vimos agora pouco, a clorofila, por exemplo. Apesar disso, nem 
todos os pigmentos presentes nessa estrutura são capazes de realizar a transdução da luz em energia 
química. Como você pode acompanhar na figura, a absorção de um fóton excita alguns pigmentos, que 
são capazes de direcionar a energia para uma estrutura chamada de centro de reação, onde ocorre a 
separação das cargas e o início de uma cadeia de oxirredução.
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Depois disso, os elétrons fluem pelos fotossistema I e II dos vegetais, para substâncias especializadas, 
que produzem NADPH e ATP. Em um segundo momento, esses elétrons formam um gradiente no complexo 
de citocromos para produzirem mais ATP e moléculas de água.
•	 Relação entre mitocôndria e cloroplastos
Apesar dessas duas organelas serem encontradas em organismos diferentes, ambas possuem um papel 
que está relacionado a utilização da energia através das moléculas. Os cloroplastos que são encontrados 
em algas e plantas, capturam a energia da luz do sol e a armazenam nos tecidos desses vegetais. Já as 
mitocôndrias, que são encontradas em células animais e vegetais, transformam a energia presente nas 
macromoléculas, em uma forma que as moléculas consigam utilizar, como o ATP, por exemplo.
Além disso, outra semelhança bastante interessante é a de que as mitocôndrias e os cloroplastos foram 
formados a partir de uma pequena evolução de bactérias, conhecida como a teoria da endossimbiose, pois 
esses microrganismos e essas duas organelas possuem DNA circular e capacidade de autorreplicação.
Como as mitocôndrias estão relacionadas a produção de energia para o organismo, você deve imaginar 
que quanto mais um tecido precisa de energia, mais mitocôndrias vão ter naquele tipo de célula. E isso é 
verdade, pois as mitocôndrias são responsáveis por boa parte da produção da adenosina trifosfato (ATP).
A cadeia transportadora de elétrons, que é a principal responsável pela produção de ATP, está presente 
nas duas organelas e acontece de maneira muito semelhante como vimos. Lembrando que no cloroplasto 
ocorre a fotossíntese, enquanto que na mitocôndria acontece a respiração celular.
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Apesar de apresentarem funções bem semelhantes, como você pode perceber, existem pequenas 
diferenças entre elas. Anatomicamente falando, por exemplo, as mitocôndrias têm um formato de feijão e 
são encontradas em quase todo tipo de organismo eucariótico. Já os cloroplastos, possuem uma estrutura 
mais complexa, e são encontrados apenas em plantas verdes e em alguns tipos de algas.
Outra diferença interessante, é que as substâncias produzidas na mitocôndria, pela respiração celular, 
e pelos cloroplastos, na fotossíntese, são de certa forma complementares, como já vimos no tópico 
etapas fotoquímica e química da fotossíntese dessa unidade. As mitocôndrias convertem oxigênio e 
macromoléculas em energia química, água e CO2, já os cloroplastos armazena a energia do sol e junto 
com o CO2, produz macromoléculas e oxigênio.
•	 Principais vias de metabolização de compostos no fígado
Você percebeu que a nível celular, ou seja, dentro da célula, as mitocôndrias tem papel fundamental na 
produção de energia, e consequentemente na sobrevivência do organismo. A nível sistêmico, olhando o 
organismo como um todo, quem assume esse papel é o fígado, claro que todos os órgãos e glândulas 
são importantes, mas o fígado apresenta um papel central no metabolismo energético, além de produzir 
outras substâncias, contribuir na eliminação de substâncias estranhas e participar da homeostase do 
sangue.
O fígado é o maior órgão interno do ser humano, podendo chegar até 1,5Kg, está localizado abaixo do 
diafragma, do lado direito do corpo, sendo extremamente importante para o metabolismo de substâncias, 
ou seja, quando se fala de transformação de substâncias, ele é a referência. Por conta disso, substâncias 
que naturalmente não fazem parte do nosso corpo, conhecidas como xenobióticos, são metabolizadas por 
ele, como medicamentos, alimentos e até mesmo substâncias tóxicas.
Além disso, o fígado se localiza estrategicamente no sistema circulatório, pois um dos vasos que fornece 
sangue pra ele é a veia porta, uma conexão diretadesse órgão com o estômago e os intestinos. Por isso, 
todos os alimentos que são absorvidos pelo sistema digestório, são enviados em primeira mão para o 
fígado metabolizá-los ates de enviar pra circulação sistêmica, então na verdade, o fígado atua como um 
analisador químico de tudo que entra no nosso corpo.
Por conta dessa relação com o sistema digestório, durante e depois do momento da alimentação, o fígado 
executa diferentes vias catabólicas a fim de degradar as macromoléculas absorvidas (carboidratos, 
lipídeos e proteínas).
Sobre os carboidratos, o fígado é responsável por controlar a manutenção dos níveis de glicose no sangue, 
aumentando ou diminuindo a glicemia de acordo com os estímulos dos hormônios insulina, glucagon e 
adrenalina. Os monossacarídeos, por exemplo, são transportados para dentro dos hepatócitos (células do 
fígado) através do transportador chamado GLUT2, e são rapidamente fosforilados, impedindo a sua saída 
dessa célula.
Uma das vias mais conhecidas é a via glicolítica, ou também chamada de glicólise, já citada nessa 
unidade, que tem como principal objetivo a produção de energia ou do acetil-CoA. As 10 etapas dessa via 
produzem um saldo positivo de duas moléculas de ATP e o acetil-CoA é utilizado para a produção de mais 
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energia, por meio do ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico). Além disso, nos hepatócitos o acetil-CoA que 
vem da glicólise é comumente utilizado para a produção de ácidos graxos e colesterol.
Além de quebrar a molécula da glicose, o fígado tem várias vias para produzir, armazenar ou aumentar 
o fornecimento dessa substância. A glicogênese, por exemplo, é uma via responsável por produzir um 
estoque de glicose, na forma de glicogênio, que é a reserva de glicose nos animais. Já a glicogenólise, 
é a quebra do glicogênio para ser transformado em moléculas de glicose. Isso acontece, principalmente, 
nos intervalos entre as refeições, ou seja, no jejum, onde é liberado hormônios como o glucagon e a 
adrenalina. Com isso, essa reserva é rapidamente mobilizada para aumentar os níveis de glicêmicos no 
sangue.
Falando de jejum, é importante lembrar que caso essa situação se prolongue por mais 8, ou 14 horas, é 
necessário a síntese de glicose por precursores não glicídicos, que pode ocorrer a partir de aminoácidos, 
glicerol, lactato e piruvato.
Além dos carboidratos, o fígado também atua no metabolismo dos lipídeos de diferentes maneiras, de 
acordo com a necessidade energética do organismo. A β-oxidação é uma via que degrada os ácidos graxos 
por ciclos, até o intermediário acetil-CoA, que falamos agora pouco. A cada ciclo dessa via, o ácido graxo 
perde duas moléculas de carbono, que vão gerar o acetil-CoA. O ciclo se repete, até que todo o lipídeo 
tenha sido metabolizado. Além desse intermediário, também é produzido em cada ciclo, uma molécula 
de NADH e uma de FADH2, que vão gerar moléculas de ATP, posteriormente na cadeia transportadora de 
elétrons.
O jejum é uma das condições onde a obtenção de energia pela β-oxidação, predomina em relação a outras 
vias. Como a produção de acetil-CoA é bastante elevada, uma parte desse intermediário é desviado para 
a produção de substâncias conhecidas como corpos cetônicos, que são utilizadas pelo cérebro e musculo 
cardíaco como fonte de energia.
Mas, esse acetil-CoA também pode ser destinado para a síntese de colesterol, que está presente nas 
membranas celulares e nos sais biliares produzidos no fígado, que vão ajudar na digestão das gorduras 
no intestino.
VOCÊ SABIA?
Pacientes que possuem diabetes descompensada, não internalizam a glicose do sangue 
para o hepatócito, dessa forma a β-oxidação representa a principal forma de obtenção 
energética. Com isso, a produção de acetil-CoA é bastante elevada, sendo desviada 
para a produção de corpos cetônicos. Esses corpos cetônicos apresentam um caráter 
ácido, e se estiverem em excesso no sangue, podem ocasionar um quadro chamado de 
cetoacidose, o que leva uma situação perigosa, que é a acidose metabólica.
Além dos carboidratos e lipídeos, os aminoácidos, que são derivados das proteínas, 
participam de diversas rotas de síntese e de degradação quando chegam no fígado. 
Podendo ser degradados em diferentes metabólitos ou até mesmo utilizados na síntese 
de proteínas, hormônios e moléculas nitrogenadas.
???
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O fígado é capaz de sintetizar todos os aminoácidos não essenciais, a partir da glicólise ou até mesmo 
do ciclo de Krebs. Podem ser utilizados também na produção de nucleotídeos, presentes nos materiais 
genéticos. Além disso, os aminoácidos podem ser utilizados para a síntese de inúmeras proteínas que são 
necessárias para o nosso organismo, principalmente no período pós-prandial, após uma refeição.
Mas, também pode ocorrer a degradação de proteínas com o objetivo de produzir energia. Esse fato 
ocorre principalmente, durante jejuns ou atividades físicas prolongadas, onde os carboidratos disponíveis 
já tenham sido consumidos. Nessa degradação, todos os aminoácidos perdem a sua porção amino, que 
é transformado em amônia. No entanto, essa substância é bastante tóxica para os animais, causando 
danos neurológicos e renais. Por isso, a amônia é convertida em ureia, que acontece na via metabólica 
denominada ciclo da ureia.
Como você já viu nesse módulo, o fígado metaboliza diversas substâncias de diferentes tipos de alimentos. 
Além disso, o fígado tem um papel muito importante na farmacocinética de fármacos, principalmente nas 
etapas de metabolização e eliminação. Os fármacos pertencem a classe dos xenobióticos, ou seja, não 
são produzidos naturalmente pelo nosso organismo. Por isso, no fígado ocorre a biotransformação dos 
fármacos, que tem como principal objetivo tornar essas substâncias mais solúveis em água, pois facilita 
a sua eliminação pela urina e outros fluidos corporais.
Essas reações de biotransformação são divididas em duas fases e acontecem pela ação de enzimas 
da família do citocromo P450 (CYPs), que constituem o principal complexo responsável por essa 
função. Diversos fármacos são metabolizados por enzimas desse citocromo, cerca de 50%. Por isso, o 
entendimento das características e funcionamento desse complexo de enzimas, é relevante para que você 
entenda diversos efeitos dos medicamentos.
Essas enzimas pertencem a classe das hemeproteínas, ou seja, que apresentam o grupo heme em sua 
estrutura, isso mesmo, tenho certeza que você lembrou das hemoglobinas presente nas hemácias, pois 
ambas as proteínas possuem esse grupo em comum. Os CYPs catalisam reações de oxidação, pois 
tem a capacidade de transferir elétrons alternando a oxidadação do ferro presente em sua estrutura, 
entre o nox +2 e +3. Diferentes tipos de oxidação são realizados por essas enzimas, como por exemplo: 
N-desalquilação, O-alquilação, entre outras, que são bastante utilizadas no metabolismo dos fármacos.
Outro grupo de enzimas que participam do metabolismo de xenobióticos, são as glutationa transferases, 
que é um tripeptídeo formado pelos aminoácidos glutamato, cisteína e glicina. Como essa enzima alterna 
entre os estados oxidado (GSH) e reduzido (GSSH) atuam em reações redox, protegendo as células do 
estresse oxidativo.
O seu papel é crucial na detoxificação dos xenobióticos, como fármacos, por exemplo. Se a fase um da 
biotransformação de fármacos é comandada pela CYPs, a fase 2 são regidas pelas glutationa transferases, 
que realizam a conjugação da glutationa com essas moléculas, deixando essas substâncias inativas e 
mais fáceis de serem eliminadas.
•	 Vias de metabolização do oxaloacetato
Como você estudou no início dessa unidade, o oxaloacetato, assim como o acetil-CoA, é um dos 
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intermediários do ciclo do ácido cítrico, e também tem um papel importante no organismo, pois participa 
de diferentes reações tanto anabólicas, quanto catabólicas. No interior da célula sua concentração é 
limitada, por isso, é necessário que ele seja reposto para que o ciclo continue acontecendo na matriz 
mitocondrial. O oxaloacetato podeser produzido a partir da degradação de carboidratos, de alguns 
aminoácidos ou do piruvato, que é um produto da glicólise.
A energia liberada na oxidação do acetil-CoA, no ciclo do ácido cítrico, é conservada através das coenzimas 
NADH e FADH2, que são produzidas na matriz mitocondrial. Na glicólise são também são produzidas 
coenzimas, no entanto, isso acontece no citoplasma da célula, enquanto que a cadeia transportadora 
de elétrons estão inseridas na membrana mitocondrial interna, a qual não é permeável ao NADH. Dessa 
forma, para que essas coenzimas cheguem ao local desejado, é necessário um transporte indireto, por 
meio de lançadeiras, como a lançadeira malato-aspartato, por exemplo.
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Acompanhando na figura, você percebe que os equivalentes redutores da coenzima são transferidos para 
o oxaloacetato, transformando ele em malato, substância que atravessa a membrana interna. Dentro da 
matriz mitocondrial, o malato é reconvertido em oxaloaxetato, transferindo os elétrons e restabelecendo 
o estado de oxidação da coenzima. O NADH, agora dentro da matriz, doa seus elétrons para a cadeia 
transportadora, que posteriormente é convertido a aproximadamente 2,5 moléculas de ATP.
Como o oxaloacetato não consegue atravessar a membrana interna para retornar ao citoplasma, ele é 
convertido em aspartato, que se desloca para o citosol reestabelecendo o ciclo da lançadeira.
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Com relação as macromoléculas, o oxaloacetato tem função bem importante no catabolismo de 
aminoácidos. Quando esses compostos estão em excesso, são metabolizados em três etapas: remoção 
do grupo amino do aminoácido, incorporação do átomo de nitrogênio na ureia e conversão do esqueleto 
carbônico do aminoácido em um intermediário do metabolismo. Quando os aminoácidos chegam no fígado 
eles perdem o grupo amino por uma reação chamada de transaminação, onde esse grupo é transferido 
para outra molécula e o oxaloacetato tem um papel fundamental nisso.
Quando os aminoácidos asparagina e aspartato são degradados, formam a partir de suas reações o 
oxaloacetato, através de duas ou uma etapa, respectivamente. Além disso, o oxaloacetato pode ser 
produzido a partir do piruvato, que é formado pelo catabolismo (degradação) de vários aminoácidos, como 
a alanina, cisteína, glicina, serina e treonina.
Além de participar no metabolismo dos aminoácidos, o oxaloacetato também desempenha um papel na 
gliconeogênese, formação de glicose. Quando as reservas de glicogênios são reduzidas, o fígado produz 
glicose a partir de fontes não glicídicas, como o piruvato. Esse processo de produção de glicose, a maioria 
das reações desse processo ocorrem como sendo o inverso da glicólise, dessa forma, a primeira etapa 
é a conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato. No entanto, essa conversão não acontece de forma 
direta, porque é um processo que gasta muita energia, por isso o piruvato é convertido inicialmente em 
oxaloacetato, que será convertido em fosfoenolpiruvato.
•	 Principais vias metabólicas e de conjugação com o ácido glicurônico
O ácido glicurônico é uma substância hidrofílica e de caráter ácido que se liga de maneira covalente 
a compostos endógenos e exógenos, como a bilirrubina e fármacos, ajudando a eliminá-los do nosso 
organismo. Essas reações são catalisadas pelas enzimas UDP-glicuronosiltransferases (UGTs), que 
apresentam como cofator a uridina difosfato UDP-ácido glicurônico.
Com essa conjugação, as substâncias que sofrem essa reação se tornam mais hidrofílicos, principalmente 
por conta do grupo carboxila presente no ácido. Esse aumento da solubilidade em água desses compostos, 
os tornam mais solúveis em água, dificultando a sua passagem por membranas celulares e facilitando a 
sua excreção pela urina e pela bile.
As UGTs constituem uma superfamília de isoformas enzimáticas, que são divididas em quatro famílias 
principais: 1, 2, 3 e 8. Cerca de 22 isoformas já foram identificadas em seres humanos. Cada isoforma 
dessa possui um grau de afinidade pelos diferentes substratos.
Um dos principais substratos que sofrem a ação das UFTs são os xenobióticos, substâncias químicas 
estranhas, ou seja, exógenas ao nosso organismo, como você já viu nessa unidade. Essas substâncias 
que entram no organismo humano, em sua maioria são fármacos, e são bastante lipofílicos, por isso é 
importante que eles sofram as biotransformações necessárias para ajudar na sua eliminação.
Você já viu nessa unidade, que essa biotransformação é dividida em reações de fase 1 e 2, com a 
participação ativa do citocromo P450 e da glutationa transferase. Além desses complexos, as reações da 
glicuroinidação são umas das mais importantes, principalmente para substâncias que apresentam grupos 
hidroxilas, carboxila e amina, pois se ligam facilmente a esse ácido.
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Para você ter ideia, as reações de oxidação, catalisadas pelas CYPs, e de glicuronidação, catalisadas 
pelas UGTs, são bastante importantes na biotransformação de fármacos, chegando a ser responsáveis 
por cerca da metabolização de 90% dos fármacos prescritos. Por conta disso, é de se esperar que se um 
fármaco aumenta ou diminui a atividade dessas enzimas, pode influenciar na metabolização de outros 
fármacos, e consequentemente nos seus efeitos.
Além dos xenobióticos, as UGTs também atuam na eliminação de substâncias endógenas, que são 
produzidas naturalmente pelo nosso organismo. Uma dessas são as bilirrubinas, que já são produtos da 
degradação do grupo heme, ou ferro-porfirina, presente nas hemoglobinas das hemácias, por exemplo. 
Cada hemácia tem uma vida média de 120 dias, dessa forma quando as hemácias são degradadas 
no fígado, baço e medula óssea, o grupo heme é liberado da hemoglobina, convertido a biliverdina, e 
posteriormente a bilirrubina.
No entanto, a bilirrubina é bastante hidrofóbica, por isso, ela é transportada no sangue pelas albuminas, 
uma proteína plasmática, até o fígado, para ser conjugada com o ácido glicurônico, formando o diglicuronato 
de bilirrubina. Esse composto, é transportado para a vesícula biliar, onde vai ser secretado no intestino, e 
após várias transformações, é eliminado junto com as fezes na forma de urobilinogênio.
Além da bilirrubina, outras substâncias endógenas necessitam da conjugação com o ácido glicurônico 
para facilitar a sua eliminação, como por exemplo, os hormônios esteroides, que são bastante lipofílicos 
devido a sua estrutura. Eliminação de sais bilizares e até mesmo de alguns neurotransmissores do sistema 
nervoso central, como a dopamina e a serotonina.
•	 Reações de transaminação e desaminação dos aminoácidos
As proteínas e aminoácidos são os componentes mais abundantes em uma célula animal, além disso as 
diferentes características e propriedades dos vários tipos de aminoácidos existentes, permitem inúmeras 
combinações, o que gera proteínas diferentes. Dessa forma, o metabolismo de aminoácidos é composto 
por várias rotas e diversas enzimas participando desse processo.
Como você deve saber, os aminoácidos possuem um grupamento amino, o qual os protege de degradações 
enzimáticas, dessa forma uma das primeiras reações que essas substâncias sofrem é a remoção desse 
grupo. Esse fato acontece através das reações de transaminação, as quais geram um aminoácido e um 
alfa-cetoácido, e reações de desaminação, que geram um alfa-cetoácido e um íon amônio.
Essas mesmas reações também podem ser utilizadas para a produção endógena de aminoácidos, a partir 
dos alfa-cetoácidos correspondente juntamente com o glutamato, que é um doador de grupos amino. 
Dessa forma, tanto no catabolismo, como no anabolismo dos aminoácidos, os intermediários alfa-
cetoácidos tem papel fundamental.
Como você pode ver na figura abaixo, o catabolismo promove a degradação de todos os aminoácidos, 
independentemente de sua estrutura química, gerando as mesmas sete substâncias, que podem dar 
origem aos intermediários do ciclo do ácido cítrico, sendo chamados de glicogênicos, ou ao acetil-CoA, 
quesão chamados de cetogênicos.
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Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Umas das características interessantes do metabolismo de aminoácidos, é a centralização dos grupos 
amino na molécula do glutamato, o impacto disso é a facilidade de eliminação do íon amônio, que é tóxico 
para o organismo. A enzima glutamato desidrogenase é uma das poucas enzimas que tem a capacidade 
de fixar oxigênio em moléculas orgânicas.
Em termos de rentabilidade energética, o metabolismo de dos aminoácidos podem fornecer até 90% da 
energia metabólica em animais carnívoros, uma utilização efetiva de proteínas como combustível. O tipo 
de aminoácido disponível varia de acordo com a necessidade do organismo, dessa forma o metabolismo 
proteico acontece com bastante frequência, pois a taxa de renovação das proteínas dentro das células é 
muito alta.
Apesar dessa disponibilidade de aminoácidos livres para a síntese protéica ou para o fornecimento de 
energia, o organismo não armazena aminoácidos, por isso a importância das reações de transaminação e 
desaminação do metabolismo.
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VEJA O VÍDEO!
Para ver um resumo das reações de desaminação e 
transaminação, acesse o link a seguir (Duração 1:35) - https://
goo.gl/8kksXG
•	 Síntese de amônia e ciclo da ureia
Na atmosfera (o ar que a gente respira) tem uma grande quantidade de nitrogênio, no entanto, da maneira 
como ele se apresenta (N2) os sistemas biológicos não podem utilizar. Por isso, o controle do nitrogênio nos 
organismos deve ser cuidadosamente executado, não podendo faltar e muito menos estar em excesso, 
devido a sua toxicidade.
No organismo humano, a amônia é transformada em ureia, que é a forma como o nitrogênio é excretado 
do organismo. Essa amônia é produzida a partir de diversos produtos nitrogenados, dos ácidos nucléicos 
e, principalmente, dos aminoácidos, como vimos nessa unidade. Os níveis de amônia livre que estão 
circulando devem ser devidamente controlados para que não se tornem tóxicos. Por isso, em um indivíduo 
adulto, todo o nitrogênio consumido é excretado, sendo necessária a constante síntese de amônia e, 
consequentemente, a sua conversão no ciclo da ureia que acontece dentro do organismo.
O ciclo da ureia foi descrito pela primeira vez em 1932 por Hans Krebs, um nome já conhecido por você, 
por ele ter descoberto também o ciclo de Krebs cinco anos depois dessa data. Essa via ocorre somente 
no fígado, uma parte na matriz mitocondrial e outra no citoplasma, e tem como objetivo a detoxificação 
de grupos amônio.
Para dar início ao ciclo é necessário a entrada de um grupo amino, nesse caso o íon amônio, que é 
proveniente do glutamato, devido a ação da glutamato desidrogenase. Esse íon junto com o bicarbonato 
é imediatamente utilizado para formar o carbamoil-fosfato, pela enzima carbamoil-fosfato-sintetase I. 
Ainda na matriz da mitocôndria o carbamoil-fosfato doa seu grupamento carbamoila para a ornitina, 
transformando-a em citrulina. No citosol, após duas etapas, a citrulina é convertida em arginino-succinato, 
que posteriormente será clivado pela enzima arginino-succinase, em arginina e fumarato. Enquanto que o 
fumarato é deslocado para participar como intermediário do ciclo do ácido cítrico, a arginina permanece 
no ciclo.
Na última etapa do ciclo, a enzima arginase cliva a arginina gerando ureia e ornitina, sendo esta última 
transportada novamente para mitocôndria para iniciar outra volta no ciclo da ureia. Esta vai se difundir 
pelo sistema circulatório, e após a filtração pelos rins é eliminada na urina.
https://goo.gl/8kksXG
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Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger – 6º edição
Como vimos, o ciclo da ureia é bastante importante para a eliminação correta da amônia, dessa forma 
deficiências nas enzimas ou em algumas vias que alimentam esse ciclo, podem acarretar diversos 
problemas. Esses quadros são rapidamente identificados através de um sumário de urina e um exame de 
sangue, que detecta a concentração anormal dessa substância.
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•	 Fármacos utilizados na eliminação da amônia
Acabamos de estudar e perceber a importância do bom funcionamento do ciclo da ureia, no entanto quando 
a eliminação de amônia não acontece da maneira adequada, vários danos podem ocorrer, principalmente 
neurológicos. Nas condições normais a amônia livre é rapidamente fixada em moléculas orgânicas como o 
glutamato, para evitar a sua toxicidade. Mesmo assim, pequenos quadros de elevação da amônia livre já 
podem causar graves danos. Isso pode ser visto, em recém-nascidos que possuem deficiência em algumas 
dessas enzimas, diante disso deve ser tomada medidas emergências para evitar o óbito.
Uma das estratégias é a utilização de fármacos que consigam se conjugar com os aminoácidos, elimina-
nos do organismo. Com isso, o organismo passa a usar amônia livre para a síntese de aminoácidos que 
vão repor os que foram eliminados. Dentro desse mecanismo de ação, os fármacos mais utilizados são o 
ácido benzoico e o fenilbutírico, que apesar de serem relativamente eficazes, possuem diversos efeitos 
colaterais, inclusive hepatotoxicidade.
•	 Metabolismo da fenilalanina e tirosina
Esses dois aminoácidos encontram-se dentro do grupo dos aminoácidos essenciais, tendo como principal 
precursor o corismato. Como a fenilalanina pode ser desviada para a produção de tirosina, a necessidade 
de ingestão de fenilalanina depende de quanta tirosina é ingerida. Um defeito genético da principal enzima 
dessa via, que é a fenilalanina hidroxilase, pode causar um aumento da concentração de fenilalanina no 
sangue, um quadro conhecido com fenilcetonúria, que pode ser diagnosticado nos primeiros dias de vida 
através do conhecido teste do pezinho.
•	 Metabolismo de lipídios de origem hepática e exógena
Como vimos nessa unidade, os lipídeos são estruturas que geram uma grande quantidade de energia 
através do seu metabolismo. Além disso, são estruturais versáteis que participam da síntese de diversos 
compostos. Dentre eles podemos destacar os ácidos graxos, que são ácidos carboxílicos de cadeia longa 
e que possuem pouca solubilidade em água. Os triacilgliceróis, que são a forma de armazenamento de 
gordura mais efetiva nas plantas e vegetais, e também são bastante apolares e hidrofóbicos. E tem os 
lipídeos que compõem as membranas, nesse caso eles se apresentam conjugados com outras que geram 
uma maior polaridade a estrutura. E ainda temos, os lipídeos esteroides, que são derivados do colesterol.
Os lipídeos exógenos mais comuns são os triacilgliceróis, que ao chegar no sistema digestório sofrem a 
ação das enzimas para poderem ser absorvidos pelo organismo. Como eles são muito hidrofóbicos, sua 
solubilidade em água é muito baixa, por isso é necessário que eles sejam organizados em micelas para 
que as lipases consigam realizar a degradação. Depois, os produtos dessa digestão são absorvidos pelo 
intestino e reorganizados como triacilgliceróis, que é a forma mais efetiva de armazenamento de gordura.
•	 Síntese e papel das lipoproteínas plasmáticas
Como sabemos, os lipídeos são moléculas extremamente apolares, por isso sua solubilidade em água 
é bem limitada. Dessa forma, é necessário estratégias para o transporte desses compostos no sistema 
circulatório, para que possam ser distribuídos e utilizados pelo organismo. Por isso, as lipoproteínas são 
macromoléculas, formadas por lipídeos e proteínas que realizam a distribuição dos lipídeos no sangue.
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Por conta de sua função, elas têm grande importância clínica no diagnóstico de obesidade, diabetes e 
doenças cardiovasculares. As principais lipoproteínas são o VLDL, HDL, LDL e os quilomícrons. O VLDL 
tem como função a distribuição dos triacilgliceróis para todos os tecidos do corpo. O HDL é considerado 
o colesterol “bom”, pois essa lipoproteína transporta os lipídeos da corrente sanguínea para o fígado. Já 
o LDL, que faz o processo contrário, é considerado o mal colesterol, pois é responsável por boa parte dos 
episódios de aterosclerose, umaobstrução dos vasos sanguíneos pelo acúmulo de gordura.
PALAVRAS FINAIS
Olá, caro(a) aluno(a)
Como você pôde perceber nessa unidade, tanto o nosso corpo, quantos os diversos 
organismos vivos são sistemas complexos, com diversas substâncias, enzimas e rotas 
metabólicas. 
Apesar de toda essa complexidade é evidente que todo o metabolismo está de certa 
forma interligado e com o objetivo maior, que é manter o funcionamento e a homeostase 
do organismo. 
Por isso, para uma maior assimilação dos conceitos apresentados é essencial que você 
acesse o Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA)l e também, que realize as atividades 
avaliativas propostas. 
Se ficou alguma dúvida do que foi sinalizado nesse Guia, consulte o seu Tutor. Ele 
estará à disposição para atendê-lo(a) e auxiliar no que for necessário.
Nos encontramos na próxima unidade.
Bons estudos e até breve!