Metabolismo proteico

Prévia do material em texto

Metabolismo proteico 
Visão geral 
 50% das proteínas corporais estão 
divididas em: proteínas contráteis (actina e 
miosina), colágeno e hemoglobina. 
 No músculo esquelético: 66% de 
proteínas contrateis, 34% de proteínas não 
contráteis e 130g de aminoácidos livres 
(estes aminoácidos estão em um movimento 
dinâmico entre a formação e a degradação 
da proteína). 
As proteínas não são estocadas, elas 
apresentam uma relação funcional para as 
células. 
 
Turnover proteico 
 A quantidade de aminoácidos livre 
pode vir da dieta, da produção do 
próprio organismo de aminoácidos não 
essenciais e do turnover (degradação de 
proteínas, gerando aminoácidos: 
renovação). Espera-se que grande parte 
dos aminoácidos sejam utilizados na síntese 
proteica, mas eles também podem ser 
oxidados, excretados na urina e no suor. 
 
 A dieta, os hormônios (associados ao 
estado alimentado e de jejum) e o exercício 
influenciam no turnover proteico. 
 A dieta fornece aminoácidos para a 
produção de proteínas corporais, mas no 
estado de jejum, pode não haver a 
quantidade e o perfil de aminoácidos 
necessários para produção das proteínas 
corporais. A dieta é muito importante no 
fornecimento de aminoácidos essenciais e 
para manter a taxa positiva de anabolismo 
proteico. O estado de jejum pode interferir 
negativamente porque pode ocasionar a 
perda de aminoácidos essenciais, 
possibilitando que o organismo oxide os 
aminoácidos liberados ou utilize-o na 
gliconeogênese (em que se quebra entre 
outras coisas, proteínas como a alanina 
para ser convertida em glicose – 
favorecimento da quebra de proteínas 
endógenas) e diminui os níveis de energia. 
 Os hormônios, com destaque na 
insulina e glucagon. No estado bem 
alimentado e com produção de insulina 
haverá uma maior captação de glicose e 
espera-se um armazenamento de glicose 
como estoque o que culmina em uma 
polpação das proteínas. Em um estado de 
jejum, o corpo estará no processo de 
gliconeogênese, com produção de 
glucagon, haverá a oxidação dos estoque 
e as proteínas serão utilizadas. 
 
 Os exercícios a depender do tipo e 
da intensidade podem favorecer a síntese 
(exercício adequado) ou a degradação 
proteica (acaba perdendo a massa magra). 
Normalmente, durante o exercício, acontece 
a quebra de proteínas celulares, após ele, 
essa queda continuará (até 24 horas 
depois – vai sempre caindo conforme o 
tempo vai passando), em comparação, no 
momento em que se termina o exercício, a 
taxa de síntese proteica cresce muito e 
ultrapassa a degradação (2-3 após o fim 
do exercício há um pico de anabolismo 
proteico), o metabolismo continua por muito 
tempo. Em resumo, durante o exercício, 
haverá estímulos catabólicos, pós exercício, 
haverá ambos os estímulos, mas o de 
síntese/anabólico é maior e mais durador. 
 
Como realizar anabolismo proteico 
celular? 
 Dentro da célula muscular, existe uma 
proteína chamada de mTOR (relacionada 
com o aumento da síntese proteica nas vias 
celulares), o estímulo a essa proteína 
favorece a síntese de proteína muscular. 
A mTOR é estimulada em exercício de força, 
por a insulina (estado bem alimentado) e 
aminoácidos de cadeia ramificada, como a 
leucina. Em relação ao bloqueio, esse é feito 
através do AMPK, portanto, a restrição 
calórica (momento em que o AMPK 
aumenta), bloqueia a produção de mTOR e, 
consequentemente a síntese de proteínas. 
Exercício aeróbio também estimula, mas em 
menor quantidade e principalmente a 
síntese de proteínas não-contráteis. 
 
Como estimular o catabolismo proteico 
celular? 
 O catabolismo é estimulado em 
situações de: 
▪ Exercício: o exercício sem suporte da 
dieta, favorecerá sempre a quebra de 
proteínas; 
▪ Jejum: o não fornecimento de 
nutrientes adequados pela dieta estimula a 
gliconeogênese que quebra proteínas e 
pode não oferecer acesso aos aminoácidos, 
não havendo a produção das proteínas; 
▪ Excesso de proteínas: como não 
pode ser estocada, ela é quebrada; 
▪ Diabetes: há uma pouca 
disponibilidade de glicose, o que favorece 
a gliconeogênese. 
 
Destino do C 
O nitrogênio não faz parte do 
metabolismo energético, ao grupo amina 
será dado um destino (ciclo da ureia), 
para então ser utilizado o esqueleto 
carbonado, o esqueleto C. Os esqueletos 
de carbono tomam vias distintas, sendo 
direcionados para a gliconeogênese ou 
para a cetogênese, ou oxidados 
completamente a CO2 e H2O. 
 
Sete dos aminoácidos podem ter seus 
esqueletos de carbono, total ou 
parcialmente, degradados para produzir 
acetil CoA. Cinco aminoácidos são 
convertidos em -cetoglutarato, quatro em 
succinil-CoA, dois em fumarato e dois em 
oxaloacetato. Seis aminoácidos têm seu 
esqueleto carbonado, total ou 
parcialmente, convertido em piruvato, o qual 
pode ser transformado em acetil CoA ou em 
oxaloacetato. 
Normalmente os aminoácidos são divididos 
em dois grupos: aminoácidos que geram 
acetil- CoA (cetogênicos) e aminoácidos 
que geram piruvato (glicogênicos). 
Aminoácidos cetogênicos: 
 Aminoácidos cetogênicos (isoleucina, 
leucina, treonina, fenilalanina, tirosina, lisina e 
triptofano) podem ser convertidos em acetil 
CoA, em situação bem alimentada, que 
pode gerar gorduras (o excesso de proteína 
pode fornecer gordura porque alguns 
aminoácidos são cetogênicos). No jejum, os 
aminoácidos podem formar acetil CoA que 
forma os corpos cetônicos, devido ao 
estado de gliconeogênese. 
Aminoácidos glicogênicos: 
 Aminoácidos glicogênicos (alaninina, 
cisteína, glicina, serina, treonina, triptofano, 
asparagina, asparato, fenilalanina, tirosina, 
isoleucina, metionina, treonina, valina, 
arginina, glutamina, histidina, prolina e 
glutamato) podem entrar no ciclo de Krebs 
em alguma das fases, ou em suma, eles 
fornecem piruvato que por sua vez pode 
gerar a glicose. Assim, no estado de jejum, 
em que o cérebro está precisando de 
glicose, será quebrado proteínas, pois elas 
podem fornecer aminoácidos glicogênicos e 
não será quebrado gorduras, tendo em 
vista que os ácidos graxos formam acetil 
CoA que não pode ser convertido em 
glicose. 
 
 
Aminoácidos e proteínas não são uma fonte 
de energia porque não o consumimos para 
isso, mas em algumas situações, o seu 
catabolismo pode produzir subprodutos 
que produzem energia. 
 
Remoção do nitrogênio 
Acontece em duas etapas: 
1. O aminoácido transfere o seu grupo 
amino através da enzima amino-transferase 
para o -cetoglutarato que ao ganhar o 
grupo amino se transforma em glutamato; 
2. Do glutamato, retira-se o amino na 
forma de amônia (NH4+) – pois o glutamato 
foi oxido- através da enzima glutamato 
desidrogenase. 
 
A vitamina B6 é uma coenzima das amino-
transferases, portanto, ela tem uma relação 
direta com o metabolismo de aminoácidos. 
 No entanto, a amônia é tóxico para 
o corpo (relacionado com encefalopatia e 
alcalose metabólica, por exemplo), por isso, 
ele precisa ser convertido em ureia, processo 
que só acontece no fígado. 
O local de produção de amônia é o 
mesmo de síntese de aminoácidos, o músculo, 
e esse nitrogênio não pode ir para o 
sangue, ele precisa ir até o fígado, sendo 
transportado de uma forma protegida. 
Transporte do nitrogênio para o fígado: 
 Ele é transportado na forma de dois 
aminoácidos, a alanina e o glutamina, 
ambos possuem o grupo amino e o grupo 
carboxílico. 
Glutamina: 
 A glutamina é fruto do glutamato que 
é formado no metabolismo de carboidratos. 
Ao glutamato, adiciona-se um grupo 
nitrogenado a mais, através da enzima 
glutamina-sintetase. A glutamina vai para o 
sangue e de lá se direciona ao fígado, local 
em que a glutamina é metabolizada. 
O fígado pega a glutamina e através 
da enzima glutaminase (presente na 
mitocôndria hepática), é retirado o grupo 
nitrogenado (hidrólise). Com a amônia, o 
fígado tranquilamenteproduz ureia e libera 
o produto da reação, o glutamato, que 
volta a realizar as suas funções normalmente. 
Alanina: 
 No músculo, existe enzimas alanina- 
aminotransferases que podem pegar o 
nitrogênio e colocá-lo no piruvato, 
produzindo a alanina. A alanina assim 
produzida passa para o sangue e segue 
para o fígado. No citosol dos hepatócitos, 
a alanina aminotransferase transfere o 
grupo amino da alanina para o a-
cetoglutarato, formando piruvato e 
glutamato. O glutamato então entra na 
mitocôndria, onde a reação da glutamato-
desidrogenase libera NH4+, ou sofre 
 
transaminação com o oxaloacetato para 
formar aspartato, outro doador de 
nitrogênio para a síntese de ureia. 
Alanina sem nitrogênio é piruvato. 
 
Ciclo da ureia 
 Foi descoberto por Hans Krebs e Kurt 
Henseleit em 1932 e apresenta quatro 
reações que parte acontece na 
mitocôndria e a outra parte acontece no 
citosol: 
O grupo amino junto ao bicarbonato 
produz um componente chamado de 
carbamoil fosfato. 
1. A carbamoil fosfato doa o seu 
grupo carbamoila para a ornitina 
(aminoácido que não produz proteína), 
formando citrulina, com a liberação de 
fosfato inorgânico. A reação é catalisada 
pela enzima ornitina transcarbamoilase. A 
citrulina produzida no primeiro passo do 
ciclo da ureia passa da mitocôndria para o 
citosol; 
2. Asparato (produzido na mitocôndria 
por transaminação é transportado para o 
citosol) se une a citrulina e forma arginino 
succinato. Essa reação citosólica é 
catalisada pela arginino succinato sintase; 
3. Arginino succinato sofre uma 
quebra pela enzima arginino succinase, 
formando arginina e fumarato. O fumarato 
é convertido em malato e a seguir entra na 
mitocôndria para unir-se aos intermediários 
do ciclo do ácido cítrico. 
4. A arginina sofre uma quebra pela 
enzima citosólica arginase que libera a 
ornitina e a ureia. 
A ureia é formada no fígado, de lá vai para 
o sangue, do sangue vai para os rins e dele 
é excretado pela urina. 
 As situações em que mais acontece 
o ciclo da ureia é situações em que há um 
aumento do catabolismo de proteínas – 
jejum e dietas ricas em proteínas.