5 - RESUMO DA AULA 5 - BIOQUÍMICA (INTRODUÇÃO AO METABOLISMO)

Prévia do material em texto

AULA 5: INTRODUÇÃO AO METABOLISMO 
- Esclarecer os conceitos de metabolismo, catabolismo e anabolismo; 
 
- Descrever os tipos de rotas metabólicas; 
 
- Analisar a sinalização celular e sua interferência no controle do metabolismo. 
 INTRODUÇÃO DA AULA 5 
 
 OBJETIVO 01 - Esclarecer os conceitos de metabolismo, catabolismo e anabolismo; 
 
 TEXTO INFORMATIVO 
→ Os organismos vivos são sistemas abertos, ou seja, estão presentes em um meio ambiente específico, 
mas não são isolados deste ambiente. Isso significa que os organismos são capazes de trocar energia e 
matéria com seu meio circundante, isso requer a entrada de energia que pode ser de duas formas: 
1-Organismos fototróficos: Luz solar. Exemplo: plantas e cianobactérias; 
2-Organismos quimiotróficos: Oxidação de combustíveis químicos. Exemplo: seres humanos. 
→ Os seres humanos precisam obter nutrientes do meio, a partir dos alimentos, para realizar 
transformações químicas dentro das células. 
→ Existe, dentro das células, um fluxo de elétrons nas reações de oxido-redução, em que um reagente é 
oxidado (perde elétrons) e o outro reagente é reduzido (ganha elétrons). Quando consumimos glicose na 
alimentação, ela vai sendo oxidada até a formação de dióxido de carbono e água, e liberação de energia na 
forma de ATP. Nas próximas aulas vamos entender como essas reações ocorrem. 
→Os Estágios para a obtenção de energia a partir dos alimentos: 
1- Digestão: São digeridas em seus componentes menores, monômeros. 
2- Absorção: Após absorção pelas células intestinais e distribuição para o organismo, as moléculas menores 
são convertidas em intermediários importantes do metabolismo e algum ATP, como o acetil-CoA. 
3- Oxidação: A oxidação completa da molécula é feita pelas rotas metabólicas do ciclo de Krebs e a 
fosforilação oxidativa, também chamada cadeia respiratória. 
→ As milhares de reações químicas que ocorrem no organismo dependem de enzimas para catalisá-las, de 
modo que possam acontecer em tempo hábil para manutenção da vida. Nosso organismo estruturou essas 
reações de forma sequencial: o produto de uma reação se torna o reagente ou substrato da reação 
seguinte. Essa organização é chamada de rota metabólica. 
 
 ESCLARECENTOS OS CONCEITOS 
CONCEITO DE METABOLÍSMO: “Conjunto de todas as reações químicas que ocorre em um organismo”. 
- São funções do nosso metabolismo: 
01-Obter energia química, através da energia solar ou da degradação de nutrientes; 
02-Converter moléculas dos nutrientes em precursores de macromoléculas, que podem ser utilizados pelas 
nossas células; 
03-Sintetizar as macromoléculas necessárias ao organismo; 
04-Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com a necessidade celular. 
CONCEITO DE ANABOLISMO – São as reações de síntese(formação) de biomoléculas, ou seja, transformam 
moléculas pequenas em moléculas maiores e mais complexas; 
Exemplo: Síntese proteica - Partimos dos aminoácidos para a construção dessas macromoléculas 
polipeptídicas (Proteínas); 
- É uma reação que consome energia (ABSORVE), conhecida como endergônica, sendo 
termodinamicamente desfavorável; 
- A energia utilizada provém da quebra da molécula de adenosina trifosfato (ATP), conhecido como nossa 
molécula energética; 
- Quando o ATP é hidrolisado(quebrado) em ADP e fosfato inorgânico, há a liberação de energia que 
impulsiona as reações de síntese(formação) de biomoléculas. 
CONCEITO DE CATABOLISMO - São reações de quebra ou de degradação, em que moléculas maiores e mais 
complexas; 
- São transformadas em moléculas menores e simples, por exemplo: Proteínas (Macro.) → Se transforma e 
 Aminoácidos (Monôm); 
- São reações que liberam energia para o meio, conhecidas como exergônicas, e essa energia é, 
normalmente, armazenada na forma de ATP e de transportadores de elétrons reduzidos como o NADH ou 
FADH (Transportadores de elétrons). 
Exemplo: Degradações de nutrientes provenientes da alimentação. 
- A glicose no metabolismo será convertida, através de várias rotas, em CO2 e H2O e liberação de ATP; 
 
 
 OBJETIVO – 2 Descrevendo as principais tipos de vias ou rotas metabólicas; 
 Tipos de Vias metabólicas 
→Catabolismo é um processo convergente, as vias catabólicas convergem para poucos produtos finais. 
→Anabolismo é um processo divergente, ocorre a síntese de muitas biomoléculas diferentes. 
 -----------------------------------Algumas vias são tanto catabólicas quanto anabólicas.--------------------------------------- 
→Existem milhares de reações bioquímicas conhecidas que compõem uma enorme diversidade de vias 
metabólicas. Assim, as principais rotas do organismo humano são: 
→Vias lineares: Várias vias são lineares, como a via glicolítica. Nessas vias, existe um substrato inicial e um 
produto final. Nas etapas intermediárias, o produto de uma reação é o substrato da seguinte. 
→Vias cíclicas: O ciclo de Krebs é um exemplo de via cíclica que estudaremos. Nesse tipo de rota, um 
composto inicial da via é regenerado após uma série de reações que converte outro componente inicial em 
um produto. 
 Regulação do metabolismo 
- A síntese e a degradação de determinada molécula não podem ocorrer simultaneamente na mesma célula 
ou tecido. 
- As várias rotas metabólicas também possuem enzimas marcapasso, conhecidas como enzimas reguladoras. 
Essas enzimas podem controlar a velocidade das reações químicas por diversos processos. 
- Algumas enzimas são reguladas por adição de um grupamento fosfato ou fosforilação e, dependendo da 
enzima, ela pode estar ativada ou inibida quando fosforilada. 
Exemplo: A enzima glicogênio sintase, envolvida na síntese de glicogênio a partir de glicose, quando está 
fosforiladafica na sua forma inativa. 
 
 OBJETIVO - 3. Analisando a sinalização celular e controle do metabolismo 
As células precisam interpretar vários sinais que recebem de outras células para sentir e responder ao seu 
microambiente. A sinalização permite a colaboração celular e a coordenação do comportamento dos 
diferentes tipos de células. 
 
 Sinalização celular e controle do metabolismo 
→Essa comunicação celular é fundamental para o controle do metabolismo, ela pode ser feita por meio de 
sinais químicos — moléculas sinalizadoras — ou sinais elétricos. 
→Esses sinais regulam as atividades celulares e são respostas a estímulos do meio ambiente. É importante 
que as células sejam capazes de receber e reagir a sinais vindos da parte externa da membrana plasmática. 
 
 SINAIS + RECEPTORES → AMPLIAÇÃO FINAL → TRANSMISSÃO PARA DENTRO DA CÉLULA 
 
 
 
 A localização do receptor vai depender do tipo de molécula sinalizadora: 
→Se a molécula sinalizadora é hidrossolúvel, é importante que o receptor esteja presente na membrana, 
uma vez que a molécula hidrossolúvel não é capaz de atravessar a membrana celular. Desse modo, quando a 
molécula se liga ao receptor, há uma mudança de conformação e uma amplificação do sinal para o interior da 
célula, com uma consequente resposta celular. Como na figura 5. 
→Se a molécula sinalizadora é lipossolúvel, o receptor para essa molécula pode se encontrar na superfície da 
célula, como no caso anterior, ou no interior da célula, estando presente no citoplasma ou mesmo no núcleo 
celular. 
→A lipossolubilidade permite que ela seja capaz de atravessar a membrana celular através da difusão pelos 
lipídeos. Como ocorre com os hormônios esteroides; 
 
 Tipos de sinalizações: 
→ Sinalizaçãodependente de contato: Neste caso, as proteínas ligadas à membrana plasmática de uma 
célula podem interagir com receptores de uma célula adjacente. 
→ Sinalização parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em múltiplas células alvo, 
próximas ao local de sua síntese; 
→ Sinalização autócrina: A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. As moléculas 
mediadoras podem ser mediadores locais, como por exemplo, alguns fatores de crescimento; 
→ Sinalização endócrina: Os sinais são hormônios transmitidos a diversas localidades do organismo via 
corrente sanguínea, para encontrar a célula-alvo. 
 
É sempre importante observar que, para receber a informação, a célula deve possuir o receptor específico 
para ligação. Caso contrário, não haverá resposta. A molécula transmissora pode ser um neurotransmissor 
como a dopamina, assim, ela age na célula-alvo, que deve estar próxima a ela em uma junção sináptica. 
 
 Principais mecanismos moleculares de transdução de sinais 
 
1. Receptores de membrana acoplados a canais iônicos 
São receptores ionotrópicos, que participam da transmissão rápida que envolve a abertura de proteínas 
dispostas ao redor de um canal, uma vez que o ligante se une, ocorre a abertura desse canal, um evento que 
acontece em milissegundos. 
2. Receptores de membrana acoplados a proteínas G 
Esse grupo é o dos receptores metabotrópicos. Quando o ligante se une, ocorre a ativação de uma proteína 
G, que é uma proteína heterotrimérica de membrana, com três subunidades (αβγ), em que a subunidade alfa 
possui atividade GTPase. Existem vários tipos de proteínas G, que interagem com diferentes receptores e 
controlam diferentes efetores. 
3. Receptores enzimáticos – ligados a quinases 
São os receptores de vários hormônios, por exemplo, insulina (esquema ao lado) e fatores de crescimento, 
que incorporam a proteína tirosina quinase em seu domínio intracelular. Estão envolvidos principalmente em 
eventos que controlam o crescimento e a diferenciação celular e atuam indiretamente ao regular a 
transcrição gênica. 
4. Receptores intracelulares 
São os receptores que controlam a transcrição gênica. Os exemplos de ligantes incluem os hormônios 
esteroides, tiroidianos, vitamina D e ácido retinoico. Esses receptores são proteínas intracelulares, então, 
obrigatoriamente, os ligantes devem ser lipossolúveis e penetrar na célula. Os efeitos são produzidos em 
consequência da síntese alterada de proteínas e são os de início e ação mais lentos.