bioquimica_da_nutricao

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Brasília-DF. 
Bioquímica da Nutrição
Elaboração
Juliane Costa Silva Zemdegs
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
Sumário
APRESENTAÇÃO .................................................................................................................................. 4
ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA ..................................................................... 5
INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 7
UNIDADE I
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS ....................................................................................................... 9
CAPÍTULO 1 
METABOLISMO ........................................................................................................................ 9
UNIDADE II
METABOLISMO DE PROTEÍNAS ............................................................................................................. 17
CAPÍTULO 1
METABOLISMO DE PROTEÍNAS ................................................................................................ 17
CAPÍTULO 2
DIGESTÃO, ABSORÇÃO E TRANSPORTE DE PROTEÍNAS ............................................................. 20
CAPÍTULO 3
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS ..................................................................... 22
UNIDADE III
METABOLISMO DE LIPÍDEOS ................................................................................................................ 29
CAPÍTULO 1
METABOLISMO DE LIPÍDEOS ................................................................................................... 29
CAPÍTULO 2
METABOLISMO DE LIPÍDEOS ................................................................................................... 34
UNIDADE IV
INTEGRAÇÃO METABÓLICA: INTER-RELAÇÃO ENTRE O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS, LIPÍDEOS E 
PROTEÍNAS ........................................................................................................................................ 38
CAPÍTULO 1
ESTADO ABSORTIVO = ALIMENTADO ...................................................................................... 39
CAPÍTULO 2
ESTADO PÓS-ABSORTIVO ....................................................................................................... 42
PARA (NÃO) FINALIZAR ...................................................................................................................... 46
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................... 47
4
Apresentação
Caro aluno
A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se entendem 
necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. Caracteriza-se pela 
atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela interatividade e modernidade 
de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da Educação a Distância – EaD.
Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos conhecimentos 
a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos da área e atuar de forma 
competente e conscienciosa, como convém ao profissional que busca a formação continuada para 
vencer os desafios que a evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo.
Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo a facilitar 
sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na profissional. Utilize-a 
como instrumento para seu sucesso na carreira.
Conselho Editorial
5
Organização do Caderno 
de Estudos e Pesquisa
Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em capítulos, de 
forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões 
para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam a tornar sua leitura mais agradável. Ao 
final, serão indicadas, também, fontes de consulta, para aprofundar os estudos com leituras e 
pesquisas complementares.
A seguir, uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos Cadernos de Estudos 
e Pesquisa.
Provocação
Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes 
mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor 
conteudista.
Para refletir
Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita 
sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante 
que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As 
reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões.
Sugestão de estudo complementar
Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, 
discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso.
Praticando
Sugestão de atividades, no decorrer das leituras, com o objetivo didático de fortalecer 
o processo de aprendizagem do aluno.
Atenção
Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a 
síntese/conclusão do assunto abordado.
6
Saiba mais
Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões 
sobre o assunto abordado.
Sintetizando
Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o 
entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos.
Exercício de fixação
Atividades que buscam reforçar a assimilação e fixação dos períodos que o autor/
conteudista achar mais relevante em relação a aprendizagem de seu módulo (não 
há registro de menção).
Avaliação Final
Questionário com 10 questões objetivas, baseadas nos objetivos do curso, 
que visam verificar a aprendizagem do curso (há registro de menção). É a única 
atividade do curso que vale nota, ou seja, é a atividade que o aluno fará para saber 
se pode ou não receber a certificação.
Para (não) finalizar
Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem 
ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado.
7
Introdução
O presente caderno de estudos foi desenvolvido com o objetivo de enriquecer seus conhecimentos 
relativos aos princípios de bioquímica de macronutrientes, bem como sobre os processos de 
interação metabólica. 
Cada capítulo representa um convite à reflexão de diferentes aspectos relacionados à digestão, 
absorção e metabolismo de macronutrientes e suas complexidades, sendo de fundamental 
importância lembrar que a busca e aprimoramento de conhecimento não termina ao final da leitura 
destas páginas. Ao contrário, nosso objetivo é orientá-lo de uma forma abrangente e despertar o 
espírito crítico associado ao interesse pelo aprofundamento dos conhecimentos relativos às questões 
aqui apresentadas. 
Um profissional com bom conhecimento teórico e em constante busca pela atualização de seus 
conhecimentos, certamente representara um diferencial no mercado de trabalho.
A bioquímica desempenha papel importante no mundo contemporâneo. Em 1774, 
Priestley descobriu o oxigênio e concluiu em seus experimentos que o oxigênio 
podia ser produzido por plantas e era capaz de sustentar a vida dos animais. Os 
conhecimentos adquiridos ao longo destes anos nos trouxeram novas terapias 
médicas e atualmente somos testemunhas do mapeamento do genoma humano, 
do desenvolvimento de pesquisas com células-tronco. 
Alterações bioquímicas e metabólicas relacionadas à nutrição apresentam cada 
vez maior impacto na saúde humana e estão relacionadas ao desenvolvimento de 
doenças de elevado índice de morbimortalidade no mundo ocidental, tais como 
doenças cardiovasculares, diabetes, doenças neurodegenerativas, entre outras. A 
longevidade e a qualidade de vida estão relacionadas com uma dieta adequada 
e a importância dessa dieta está relacionada à sua composição nutricional e ao 
metabolismo celular.O estudo da bioquímica da nutrição permite o conhecimento 
necessário para programar uma dieta adequada às necessidades do organismo. 
Objetivos
 » Apresentar os principais conceitos relativos ao metabolismo de macronutrientes 
(carboidratos, proteínas e lipídeos).
 » Abordar processos metabólicos em determinadas situações fisiológicas e patológicas.
 » Apresentar a inter-relação entre o metabolismo dos carboidratos, lipídeos e proteínas.
 » Ampliar a compreensão da especificidade do metabolismo em situações de absorção 
e pós-absorção, bem como da sua regulação.
8
9
UNIDADE IMETABOLISMO DE 
CARBOIDRATOS
CAPÍTULO 1 
Metabolismo
Conceito de metabolismo, catabolismo 
e anabolismo
Metabolismo é a soma de todas as reações químicas que ocorrem em uma célula ou organismo. O ser 
humano obtém energia a partir da oxidação dos nutrientes provenientes dos alimentos. A energia 
presente nos alimentos existe na forma potencial, isto é, ela não pode ser utilizada pelo organismo, 
a menos que esta seja liberada pela ação de enzimas nas células. O objetivo do metabolismo não é 
simplesmente quebrar os nutrientes dos alimentos. O objetivo não é simplesmente gerar calor. O 
objetivo é capturar parte da energia liberada como ATP, a fim de que o corpo possa realizar outras 
funções úteis com os nutrientes dos alimentos. O metabolismo inclui a conversão de nutrientes em 
energia utilizável pelo organismo (ATP, trifosfato de adenosina, adenosina trifosfato), a produção e 
replicação de ácidos nucléicos, a síntese de proteínas, a construção física das células, a produção de 
calor que ajuda a regular a temperatura corporal.
A respiração celular é o processo pelo qual a energia potencial dos alimentos é liberada. Esta energia 
é utilizada para formar moléculas biologicamente úteis, especialmente o ATP, ou é liberada na 
forma de calor. O ATP pode ser utilizado pelas células para manter o funcionamento do organismo. 
Quando a energia do ATP é liberada da célula, o ADP é produzido. Quando fosfato inorgânico (PI) e 
energia química são adicionados ao ADP, o ATP é formado. 
O anabolismo, também chamado de biossíntese, envolve as reações químicas que permitem o 
crescimento e reparo celular, ou a síntese de macromoléculas a partir de precursores menores, 
como quando aminoácidos se unem para formar proteínas. As reações anabólicas requerem energia 
para ocorrerem a partir da conversão de ATP em ADP e PI. O catabolismo inclui as reações químicas 
nas quais as macromoléculas são degradadas em moléculas menores e energia é liberada. 
Via metabólica é uma série consecutiva de reações catalisadas por enzimas, na qual um precursor 
é convertido em produto final. As vias metabólicas são reguladas por enzimas e hormônios. O 
metabolismo dos macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos) será individualmente 
apresentado e ao final, a interação entre os metabolismos dos macronutrientes em diferentes 
condições fisiológicas e patológicas será discutida.
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UNIDADE I │ METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Metabolismo de carboidratos
Os carboidratos da dieta são um grupo de substâncias com características físicas, químicas e 
propriedades fisiológicas diversas. Os carboidratos constituem a principal fonte de energia para o 
homem e podem afetar a saciedade, a glicemia, a insulinemia, o metabolismo lipídico e controlar a 
função do cólon por meio da fermentação. 
Classificação dos carboidratos
Os carboidratos são classificados em três classes, de acordo com o seu grau de polimerização (número 
de unidades de monossacarídeos): açúcares (1-2 carbonos), oligossacarídeos (3-9 carbonos) e 
polissacarídeos (> 10 carbonos) (Tabela 1). 
Tabela 1. Os principais carboidratos dietéticos, seus subgrupos e principais componentes.
Classe Subgrupo Principais componentes
Açúcares Monossacarídeos Glicose, frutose, galactose
Dissacarídeos Sacarose, lactose, maltose.
Polióis Sorbitol, manitol, lactitol, xilitol, manitol.
Oligossacarídeos Malto-oligossacarídeos (alfa-glucanos) Maltodextrinas.
Oligossacarídeos não glucanos Rafinose, estaquiose, fruto e galacto oligossacarídeos, polidextrose, inulina
Polissacarídeos Amido (alga-glucanos) Amilose, amilopectina, amidos modificados
Polissacarídeos não amido Celulose, hemicelulose, pectina, beta-glucano, gomas, muscilagens..
Digestão, absorção e transporte de carboidratos
Os sistemas digestório e absortivo do corpo humano incluem o trato digestório e os órgãos acessórios 
que fornecem os produtos químicos necessários para a sua ação e controle. Esses produtos químicos 
incluem as enzimas sintetizadas pelas glândulas salivares, estômago, pâncreas e fígado, o ácido 
gástrico que promove o pH adequado para a desnaturação de proteínas no estômago e o bicarbonato 
de sódio que neutraliza o pH requerido para ação das enzimas do intestino delgado. Algumas enzimas 
são secretadas na forma ativa, outros como zimogênios que são ativados no estômago ou no intestino 
delgado. A secreção é estimulada pelos hormônios que circulam na corrente sanguínea ou por sinais 
do encéfalo que são transmitidos por meio do nervo vago. Outra classe de produtos químicos, os sais 
biliares, sintetizados pelo fígado, é necessária para transporte e absorção de nutrientes insolúveis. 
As macromoléculas de carboidratos provenientes dos alimentos são degradadas especialmente em 
glicose. Na boca, a secreção salivar contém a enzima alfa-amilase salivar, que inicia a hidrólise das 
moléculas de amido, quebrando parcialmente as longas cadeias polissacarídicas. A alfa-amilase 
salivar hidrolisa as ligações internas alfa-1,4 do amido gerando maltose, maltotriose e dextrina. No 
estômago, a acidez estomacal inativa a alfa-amilase salivar. No intestino, a secreção de bicarbonato 
de sódio neutraliza o quimo ácido proveniente do estômago e favorece a ação da alfa-amilase 
pancreática que hidrolisa as ligações alfa-1,6 do amido. A liberação da alfa-amilase pancreática é 
controlada pela influência da colecistoquinina (CCK) sobre o pâncreas exócrino. Ainda no intestino 
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METABOLISMO DE CARBOIDRATOS │ UNIDADE I
delgado, os enterócitos sintetizam glicosidases (lactase, sacarase-isomaltase, maltase-glicoamilase) 
que participam da digestão dos carboidratos. 
Há uma proximidade muito grande entre as glicosidases e o sistema de transportadores. Este 
último é composto por proteínas sintetizadas nos enterócitos de acordo com a disponibilidade de 
monossacarídeos específicos. Durante a passagem da luz do intestino e para a corrente sanguínea, 
os monossacarídeos devem atravessar duas membranas. A glicose atravessa a membrana apical do 
enterócito através de um tipo de transportador. Uma vez dentro do enterócito, a glicose passa pelo 
citosol e saí através da membrana basolateral por meio de um transportador diferente, e é transportada 
através da veia portal para o fígado. Estes dois transportadores são chamados respectivamente de SGLT 
1 (sodium glicose transporter 1) e GLUT-2. A glicose e a galactose compartilham um transportador 
comum, o SGLT 1 responsável pelo transporte ativo destes monossacarídeos contra um gradiente 
de concentração e consequente gasto de energia. A frutose é absorvida por transporte facilitado pelo 
transportador GLUT 5 sem gasto de energia. O GLUT-5 ocorre na membrana apical do enterócito, 
e também ocorre no músculo esquelético, adipócitos e células de esperma. Uma vez absorvida pelo 
enterócito, a frutose desloca-se para a corrente sanguínea através do GLUT -2 (Figura 1).
Figura 1. Absorção de monossacarídeos.
LUMEN CELL BLOOD
Glucose
SGLT1 GLUT2
Glucose
Glucose
Fructose
Fructose
GLUT5
GLUT2
Fructose
NA+
K+ Na+/K+pump
NA+
Algumas pessoas portadoras de doença congênita não sintetizam glicosidases e não digerem os 
respectivos carboidratos. A intolerância à lactose é uma condição permanente, que ocorre com o 
avançar da idade, quando muitas crianças perdem a capacidade de digerir grandes quantidades 
de lactose. A enzima lactase catalisa a hidrólise da lactose no lúmen do intestino.Geralmente, a 
atividade da lactase intestinal ocorre em um nível máximo do nascimento até a primeira infância. 
Em seguida, a atividade da lactase diminui e pode levar à intolerância à lactose, cujos sintomas 
são diarréia e flatulência após o consumo de leite. O monossacarídeo galactose geralmente não é 
encontrado na dieta, mas pode ser liberado a partir da lactose pelas enzimas bacterianas presentes 
no iogurte. A hidrólise da lactose em glicose e galactose provavelmente não ocorre no iogurte, 
mas no intestino humano após o seu consumo. Esta hidrólise pode explicar a menor incidência de 
intolerância à lactose com o consumo de iogurte (derivados do leite) do que com o leite em si.
12
UNIDADE I │ METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Processos de carboidratos
Vários processos envolvem a utilização de glicose pelo organismo. Nos seres humanos, a glicose 
é armazenada na forma de glicogênio, enquanto nas plantas a glicose é armazenada na forma de 
amido. Glicólise é a oxidação da glicose para produção de energia. Glicogenólise é o catabolismo 
do glicogênio para produção de glicose. Glicogênese é a síntese de glicogênio a partir de glicose. 
Gliconeogênese é a síntese de glicogênio a partir de ácidos graxos e proteínas. 
A glicólise ocorre no citoplasma, a molécula de glicose (6 carbonos) é oxidada (ou degradada) em 
duas moléculas de piruvato (3 carbonos/ cada) numa série de dez reações, na ausência de oxigênio 
(anaeróbico). Durante este processo, duas moléculas de NADH2 e duas moléculas de ATP são 
produzidas (Figura 2). 
Figura 2. Representação esquemática da glicólise.
2 ADP + 2 P
GLICOSE (6C)
2 ATP
2 NADH
2
2 NAD
2 ÁCIDO PIRÚVICO (3C)
O piruvato formado pela glicólise pode seguir três rotas diferentes (Figura 3). Nos organismos 
anaeróbicos, o piruvato pode ser transformado na ausência de oxigênio em etanol, como no 
caso das leveduras, ou em lactato, como no caso das bactérias, das hemácias e do músculo. Na 
fermentação alcoólica, a glicose é degradada anaerobicamente a etanol. Os produtos da fermentação 
alcoólica são: álcool etílico, gás carbônico e energia. Na fermentação láctica, a glicose é degradada 
anaerobicamente a lactato. Os produtos da fermentação láctica são ácido láctico e energia. Etanol 
e lactato são os produtos mais comuns obtidos por meio da fermentação, mas outros produtos 
também podem ser obtidos como ácidos acético, butírico e propiônico. Nos organismos aeróbicos, 
o piruvato é oxidado a acetil-CoA, CO2 e H2O. 
Figura 3. Os três destinos catabólicos possíveis do piruvato formado na glicólise. Princípios de bioquímica. Nelson 
D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
Glicose
2 Piruvato
2CO
2
2 Acetyl-CoA
Fermentação até etanol na 
levedura
hipoxia ou condições anaeróbias
glicólise (10 reações sucessivas)
2 Lactato
Fermentação até lactato no músculo 
em contraçoa vigorosa, nos eritrócitos, 
em algumas outras células e em 
alguns micro-organismos
4 CO
2 
+ 4H
2 
O
Animais, vegetais e muitas células microbianas sob condições aeróbias
ciclo do ácido cítrico
2 Etanol + 2CO
2
condições anaeróbicas
condições 
aeróbicas
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METABOLISMO DE CARBOIDRATOS │ UNIDADE I
Cada ácido pirúvico propicia o início de uma série de reações em fase aeróbica na mitocôndria da 
célula conhecida como ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou ciclo do ácido cítrico ou ainda Ciclo de 
Krebs que gera grandes quantidades de NADH + H+, FADH2 e ATP. O ciclo de Krebs é uma via 
anfibólica, ou seja, utilizada nos sentidos catabólico e anabólico (Figura 4). Ao final de uma volta 
no Ciclo de Krebs, uma molécula de glicose gera 4 moléculas de ATP: 2 na glicólise e 2 no Ciclo de 
Krebs. Quase todos os carbonos dos carboidratos e lipídeos entram no Ciclo de Krebs na forma de 
uma unidade de 2 carbonos. Outros nutrientes, como o citrato e malato, podem entrar no Ciclo de 
Krebs intactos para a oxidação e degradação.
Figura 4. Representação esquemática do ciclo de krebs. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de 
Lehninger. Sarvier, 2010.
Acetil-CoA
NADH
FADH
2
NADH
NADH
GTP 
(ATP
Citrato
Isocitrato
a-Cetoglutarato
Succinil-CoA
Succinato
Ciclo de ácido 
cítrico
Oxaloacetato
Malato
Fumarato
CO
2
CO
2
A cadeia transportadora de elétrons, cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa é a convergência 
final de todas as vias de degradação oxidativa. A oxidação dos mais variados combustíveis metabólicos 
libera elétrons que são entregues pelas desidrogenases a transportadores específicos, reduzindo-
os (de NAD+ e FAD a NADH+ e FADH). Os elétrons são transferidos numa série de reações de 
oxido-redução na membrana interna da mitocôndria. A cada passo os elétrons caem para um estado 
energético menor até serem transferidos ao oxigênio e formar água. Quando os elétrons de um 
hidrogênio deixam uma molécula para serem captados por outra molécula, ocorre transferência 
de energia. Os elétrons são transferidos a aceptores de hidrogênio chamados citocromos. Os 
citocromos podem ser reduzidos (ao receberem elétrons) ou oxidados (ao doarem elétrons), com 
perda ou ganho de energia acompanhado pela transferência de elétrons. O transporte de elétrons 
entre citocromos leva à ligação de ADP e Fosfato Inorgânico (PI) para gerar ATP. O aceptor final 
de hidrogênio é o oxigênio e quando o oxigênio recebe dois átomos de hidrogênio ocorre formação 
de água. A energia livre disponibolizada pelo fluxo de elétrons criado é acoplada ao transporte 
contracorrente de prótons através da membrana interna da mitocôndria (impermeável a estes 
prótons), conservando parte desta energia como potencial eletroquímico transmembrana. O fluxo 
14
UNIDADE I │ METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
transmembrana dos prótons “de volta”, a favor de seu gradiente de concentração através de poros 
protéicos específicos fornece energia livre para a síntese de ATP.
A maioria dos elétrons removidos a partir de combustíveis durante o metabolismo energético 
é transferida por meio de Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD). NAD coleta elétrons de 
muitos combustíveis energéticos diferentes em reações catalisadas por enzimas específicas. O NAD 
reduzido, por sua vez, lança os elétrons para a cadeia respiratória. Flavina Adenina Desidrogenase 
(FAD) também atua como transportador de elétrons. Em cada reação envolvendo NAD (ou FAD), 
dois elétrons são transferidos, ou seja, dois elétrons são transportados ou lançados. NAD e FAD 
são pequenas moléculas sintetizadas a partir da niacina e riboflavina, respectivamente. NAD, FAD 
e citocromos fazem o transporte de hidrogênios liberados na glicólise e no ciclo de Krebs para a 
cadeia respiratória. Os hidrogênios removidos são entregues ao oxigênio nas cristas da mitocôndria 
para resultar em água e liberar energia na forma de ATP ou calor. Na cadeia respiratória são 
formados 3 ATPs e o resto da energia liberada se dissipa na forma de calor. As ligações fosfato 
do ATP equivalem a 8 kcal/mol. Na tabela 2 e figura 5 estão resumidos os processos metabólicos 
descritos anteriormente.
Tabela 2. Descrição dos processos metabólicos dos carboidratos.
Processo Descrição
Respiração celular 
(catabolismo da glicose)
Oxidação completa da glicose para produzir ATP. Uma molécula de glicose gera 36 moléculas de ATP. 
Inclui a glicólise, Ciclo de Krebs e sistema de transporte de elétrons.
Glicólise (respiração 
anaeróbica)
Degradação de glicose em duas moléculas de acido pirúvico, gerando 2 moléculas de ATP, ocorre no 
citosol e não requer oxigênio.
Ciclo do ácido cítrico (Ciclo 
de Krebs)
Série consecutiva de reações enzimáticas que libera hidrogênio a partir de ácidos oxidados como uma 
maneira de transferir energia. Produz CO
2
, NADH+, H+, FADH
2
, H
2
O e 2 moléculas de ATP a cada 2 ciclos; 
ocorre na membrana interna da mitocôndria e requer oxigênio.
Sistema de transporte de 
elétrons
Série de reações de oxidação-redução que transfere elétrons em átomos de hidrogênio a citocromos e 
oxigênio; produz 32 moléculas e ATP e ocorre na mitocôndria.15
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS │ UNIDADE I
Figura 5. Representação esquemática do catabolismo de macronutrientes. Estágio 1: a oxidação de 
macronutrientes gera acetil-CoA. Estágio 2: a oxidação dos grupos acetil no ciclo de Krebs inclui quatro etapas 
nas quais os elétrons são removidos. Estágio 3: os elétrons carreados por NADH e FADH2 convergem para uma 
cadeia de transportadores de elétrons mitocondrial – a cadeia respiratória – produzindo O2 e H2O. Este fluxo de 
elétrons impele a produção de ATP. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010. 
Ciclo do ácido cítrico
NADH, FADH
2
 
(transpostadores de e– reduzidos)
CO
2
NADHADP + Pi
Cadeia respiratória 
(transferência de elétrons)
ei
Estágio 3
Transferência de elétrons 
e fosforilação oxidativa
2H+ +
1
O
22
H
2
O
e–
e–
CO
2
e–
e–
Oxaloacetato
Citrato
Acetil-CoA
Estágio 2
Oxidação da acetil-CoA
complexo da piruvato-
disidrogenase
CO
2
e–
Piruvato
e–
e–
e–
Glicólise
Glicólise
Ácidos 
graxos
Amino-
ácidos
Estágio 1
Produção de acetil-CoA
Glicogênese. A glicose que não é imediatamente utilizada pelo organismo é removida do sangue e 
armazenada no fígado e músculo esquelético na forma de glicogênio. Glicogênese é a conversão de 
glicose em glicogênio por meio da polimerização de moléculas de glicose. A glicogênese é estimulada 
pela insulina pancreática. O excesso de glicose que não pode ser armazenada como glicogênio é 
convertido em ácidos graxos e armazenado no tecido adiposo. 
Glicogenólise. Quando o organismo necessita de energia extra, o glicogênio estocado no fígado 
pode ser reconvertido em glicose e liberado no sangue. Este processo ocorre sob o controle endócrino 
do glucagon pancreático e da epinefrina da medula adrenal. 
Gliconeogênese. É a produção de glicose a partir de fontes que não o carboidrato como o ácido 
láctico, glicerol, e alguns aminoácidos. Ocorre essencialmente no fígado, mas também nas células 
16
UNIDADE I │ METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
ósseas e córtex renal. Quando o nível de glicose está baixo e não há carboidrato prontamente 
disponível, o hormônio glicocorticóide do córtex da adrenal desvia alguns aminoácidos para o fígado 
onde eles são convertidos em glicose. A tiroxina também pode desviar lipídeos do tecido adiposo 
para o fígado onde estes são convertidos em glicose. O acido láctico originado no músculo esquelético 
também pode ser convertido em glicose no fígado. Quando há uma deficiência de glicose, o corpo 
ajusta o seu metabolismo para fornecer corpos cetônicos, nutrientes derivados de lipídeos, que 
pode ser utilizado pelo encéfalo e outras partes do sistema nervoso central. No entanto, a produção 
excessiva de corpos cetônicos pode resultar em acidose, uma diminuição do pH do sangue, que é 
potencialmente tóxica. 
17
UNIDADE IIMETABOLISMO DE 
PROTEÍNAS
CAPÍTULO 1
Metabolismo de proteínas
As proteínas são moléculas formadas a partir da ligação peptídica entre aminoácidos, sendo sua 
estrutura formada por combinações dos 20 aminoácidos em diversas proporções. Os aminoácidos 
são constituídos de um carbono ligado de forma covalente a um átomo de hidrogênio, um 
grupamento amino (NH2), um grupamento carboxila (COOH) e uma cadeia lateral que caracteriza 
as propriedades físico-químicas do aminoácido (Figura 5). 
Figura 5. Representação esquemática de um aminoácido.
 GRUPAMENTO CARBOXILA COOH GRUPAMENTO CARBOXILA
GRUPAMENTO AMIMO H2N C H2N GRUPAMENTO AMIMO
R
CADEIA LATERAL
Embora as proteínas sejam componentes estruturais de todas as células, elas são igualmente 
importantes para manter a produção de secreções como enzimas digestivas e hormônios. As 
proteínas também são necessárias para sintetizar proteínas plasmáticas, essenciais à manutenção 
do equilíbrio osmótico, ao transporte de substratos no sangue e à manutenção da imunidade. A 
maior parte da proteína do organismo é encontrada no músculo esquelético e em menor parte no 
pool de proteínas viscerais que compreende as proteínas do soro (eritrócitos, granulócitos, linfócitos 
etc.) e também as provenientes do fígado, rins, pâncreas e coração. Na tabela 3 há alguns exemplos 
de aminoácidos e seus respectivos produtos finais (proteínas ou compostos nitrogenados).
Tabela 3. Exemplos de aminoácidos e seus respectivos produtos finais.
Aminoácidos precursores Produto final
TRIPTOFANO
TRIPTOFANO
TIROSINA
TIROSINA
TIROSINA
ARGININA
GLUTAMATO, CISTEÍNA, GLICINA
GLUTAMATO, ASPARTATO, GLICINA
SEROTONINA
ÁCIDO NICOTÍNICO
CATECOLAMINAS
HORMÔNIOS DA TIREÓIDE
MELANINA
ÓXIDO NÍTRICO
GLUTATIONA
BASES DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
18
UNIDADE II │ METABOLISMO DE PROTEÍNAS
Embora não exista uma classe de proteínas de “armazenamento”, uma porcentagem da proteína 
corporal sofre um processo constante de síntese e quebra. A reciclagem (turnover) de proteína é 
um processo normal, característica essencial do chamado balanço nitrogenado (diferença entre a 
quantidade de nitrogênio ingerida e excretada). 
Balanço nitrogenado negativo. Resulta de uma ingestão protéica inadequada, uma vez que os 
aminoácidos utilizados para produção de energia e reações de biossíntese não são repostos. Ocorre 
quando há lesões, destruição tecidual, traumas graves, doenças catabólicas, senescência, dieta 
deficiente. No jejum, a quebra deste estoque de proteínas aumenta, e os aminoácidos resultantes 
são utilizados para produção de glicose, síntese de outros compostos nitrogenados que não proteína 
e síntese de proteínas de secreção e plasmáticas essenciais. A amônia liberada dos aminoácidos é 
excretada como uréia, e não é reincorporada às proteínas (Figuras 6, 7 e 8).
Figura 6. Balanço nitrogenado negativo (estresse metabólico). Degradação maior que incorporação.
PURINAS, HEME ETC. ENERGIAPOOL DE AMINOÁCIDOSPROTEÍNA DA DIETA 
EXCREÇÃO: UREIA + NH4
PROTEÍNA TECIDUAL
Figura 7. Balanço nitrogenado negativo (ingestão inadequada de proteína). Baixo fluxo de nitrogênio, pouca incorporação.
EXCREÇÃO: UREIA + NH4POOL DE AMINOÁCIDOSPROTEÍNA DA DIETA 
PURINAS, HEME ETC. ENERGIA
PROTEÍNA TECIDUAL
Figura 8. Balanço nitrogenado negativo (ausência de ingestão de aminoácido essencial). 
EXCREÇÃO: UREIA + NH4POOL DE AMINOÁCIDOSPROTEÍNA DA DIETA 
PURINAS, HEME ETC. ENERGIA
PROTEÍNA TECIDUAL
Balanço nitrogenado positivo. Ocorre quando há aumento das reservas proteicas do 
organismo, como em crianças em crescimento, gestantes, lactantes, adultos convalescentes (Figura 
9). Com o avançar da idade, ocorre diminuição da síntese proteica e aumento do catabolismo 
proteico (Tabela 4).
Figura 9. Balanço nitrogenado positivo (crescimento, gestação, lactação, recuperação de estresse metabólico). 
Incorporação maior que degradação.
EXCREÇÃO: UREIA + NH4POOL DE AMINOÁCIDOSPROTEÍNA DA DIETA 
PURINAS, HEME ETC. ENERGIA
PROTEÍNA TECIDUAL
19
METABOLISMO DE PROTEÍNAS │ UNIDADE II
Tabela 4. Síntese proteica diária de acordo com o estágio de vida.
Estágio de vida Síntese proteica (g/kg/dia)
RECÉM-NASCIDO
CRIANÇA
ADULTO
IDOSO
17,4
6,9
3,0
1,9
Classificação dos aminoácidos e proteínas
Nutricionalmente, os aminoácidos são classificados em essenciais, não essenciais e condicionalmente 
essenciais (Tabela 5). Dos 20 aminoácidos, 11 podem ser sintetizados pela célula. Os outros 9 devem 
ser supridos pela dieta e são chamados de aminoácidos essenciais. Os alimentos que contém os 9 
aminoácidos essenciais são chamados de proteínas completas e incluem o ovo, o leite e as carnes. A 
classificação das proteínas de acordo com a função biológica está apresentada na tabela 6.
Tabela 5. Classificação nutricional dos aminoácidos.
Essenciais Não essenciais
ARGININA (C)
ISOLEUCINA
LEUCINA
VALINA
HISTIDINA (C)
LISINA
METIONINA
TREONINA
FENILALANINA
TRIPTOFANO
ALANINA
ÁCIDO ASPÁRTICO
ASPARGINA
CISTEÍNA (C)
ÁCIDO GLUTÂMICO
GLUTAMINA
GLICINA (C)
PROLINA (C)
SERINA (C)
TIROSINA(C)
(C) Aminoácidos condicionalmente essenciais.
Tabela 6. Classificação das proteínas de acordo com a função biológica.
ClasseExemplo
ENZIMAS
TRANSPORTADORAS
CONTRÁTEIS OU DE MOVIMENTO
ESTRUTURAIS
DE DEFESA
HORMÔNIOS
NUTRITIVAS OU DE RESERVA
TRIPSINA, LÍPASE, AMILASE
HEMOGLOBINA, ALBUMINA, MIOGLOBINA
ACTINA, MIOSINA
QUERATINA, COLÁGENO, ELASTINA, PROTEOGLICANAS
ANTICORPOS, FIBRINOGÊNIO
INSULINA, CORTICOTROFINA
OVOALBUMINA, CASEÍNA
20
CAPÍTULO 2
Digestão, absorção e transporte 
de proteínas
A digestão e a absorção de proteínas são processos altamente eficientes em pessoas saudáveis: 
apenas 1-2 g de nitrogênio são eliminados por dia nas fezes, o que equivale a 6-12 g de proteína. A 
digestão de proteínas inicia no estômago, onde as proteínas estimulam a mucosa gástrica a secretar 
o hormônio gastrina. A gastrina estimula a secreção de ácido hidroclorídrico e pepsinogênio. 
O ácido clorídrico confere pH ácido ao meio que propicia a desnaturação da proteína, isto é, 
quebra das estruturas quaternárias e terciárias, expondo as ligações peptídicas da proteína e 
facilitando a ação das enzimas digestivas. O pepsinogênio é convertido em pepsina e hidrolisa 
as longas cadeias polipeptídicas em peptídeos menores. À medida que o conteúdo gástrico passa 
para o intestino delgado, o pH ácido estimula a secreção do hormônio secretina. A secretina 
estimula o pâncreas a secretar bicarbonato de sódio no intestino delgado a fim de neutralizar 
o conteúdo gástrico. A entrada de aminoácidos no intestino delgado estimula a liberação do 
hormônio colecistoquinina (CCK) que estimula a liberação de enzimas pancreáticas tripsinogênio, 
quimotripsinogênio e procarboxipeptidase. A enteropeptidase, também chamada enteroquinase, 
uma enzima produzida pelas células epiteliais do intestino delgado, converte o tripsinogênio 
pancreático inativo em tripsina ativa. A tripsina ativa mais tripsinogênio também atua sobre 
outras pró-enzimas, liberando as endopeptidases quimotripsina, elastase e carboxipeptidases A 
e B. No intestino delgado, os polipeptideos provenientes do estômago sofrem ação das enzimas 
tripsina (especificidade por ligações adjacentes à lisina ou à arginina), elastase (especificidade 
por ligações adjacentes a aminoácidos alifáticos neutros) e quimotripsina (especificidade 
por ligações adjacentes a aminoácidos aromáticos) formando peptídeos menores. Ainda no 
intestino delgado, os peptídeos sofrem a ação de endo e exopeptidases. As endopeptidases atuam 
sobre ligações internas e liberam fragmentos peptídicos grandes. As exopeptidases clivam um 
aminoácido de cada vez da extremidade carboxi-terminal (carboxipeptidases) ou amino- terminal 
(aminopeptidases). 
Em seguida, a degradação de pequenos peptídeos é realizada por outras peptidases. Amino e 
dipeptidases produzidas pela mucosa intestinal completam a digestão dos peptídeos em aminoácidos. 
A maior parte da proteína, cerca de 60%, é absorvida na forma de oligopeptídeos. A absorção de di 
e tripeptídeos ocorre via PEPT-1, transportador próton-dependente e geralmente são hidrolisados 
a aminoácidos no compartimento citoplasmático do enterócito antes de entrarem na circulação 
sanguínea e serem transportados ao fígado. A absorção de aminoácidos livres ocorre no jejuno e 
íleo via transporte ativo e cotransporte de sódio. Os aminoácidos são absorvidos via transportador 
Na+ dependente, a energia necessária para o transporte é derivada diretamente do gradiente 
eletroquímico de Na+ e indiretamente do ATP (bomba de Na+ e K+). Após serem absorvidos, os 
aminoácidos são transportados ao fígado via veia porta (Figura 10).
21
METABOLISMO DE PROTEÍNAS │ UNIDADE II
Figura 10. Absorção de aminoácidos livres e oligopeptídeos pelos enterócitos.
PEPSIN
POLPYPEPIDES
FREE AMINO ACIDS (40%)
OLIGOPEPTIDES (60%)
TRYPSYN
CHYMOTRYPSIN
ELASTASE
CARBOXYPEPTIDADE A + B
ENDOPEPTIDASE
AMINOPEPTIDASE
DIPEPTIDASE
BRUSH BORDERORIGIN: GASTRIO PANCREATIC
LUMEN LUMINAL SURFACE
Na+
DIPEPTIDES
TRIPEPTIDES
ENTEROCYTE CAPILLARY
AMINO ACIDS
Na+
K+
K+
Na+
DIPEPTIDES
TRIPEPTIDES
AMINO ACIDS
ATP
ADP
H+
H+
Na+
Algumas patologias relacionadas ao metabolismo de proteínas e aminoácidos incluem: Cistinúria: 
intestino não absorve cistina e rins não reabsorvem cistina; Prolinúria: intestino não absorve 
prolina e rins não a reabsorvem; Doença de HartNup: intestino não absorve aminoácidos 
neutros e os rins não os reabsorvem; Doença celíaca: condição patológica na qual as enzimas 
intestinais são incapazes de digerir certas proteínas do trigo, principalmente a gliadina, que 
agridem as células que recobrem internamente o intestino delgado. Cereais que contêm gliadina, 
ou proteínas relacionadas, incluem trigo, centeio, cevada, aveia e triticale (resultado da hibridação 
do trigo e do centeio). Alimentos não tóxicos incluem arroz, milho, quinoa, soja, sorgo, sementes de 
amaranto, girassol. A doença pode ser diagnosticada por meio da análise da secreção dos anticorpos 
IgM e IgA no lúmen do intestino delgado. Outra patologia envolvendo as enzimas proteolíticas é a 
pancreatite aguda. Esta condição é causada pela obstrução da via normal de secreção do suco 
pancreático no intestino e as enzimas inativas são convertidas em suas formas ativas no interior das 
células pancreáticas, provocando destruição do tecido pancreático. 
22
CAPÍTULO 3
Metabolismo de aminoácidos e proteínas
Os aminoácidos captados pelo fígado podem seguir diferentes vias metabólicas:
1. serem utilizados por órgãos na síntese de proteínas teciduais;
2. serem utilizados pelo fígado para renovar as proteínas hepáticas ou para sintetizar 
proteínas plasmáticas;
3. serem degradados e convertidos em glicose para gerar ATP via Ciclo de Krebs ou 
serem convertidos em lipídeos e serem estocados;
4. serem utilizados para síntese de nucleotídeos dos ácidos nucléicos, anticorpos, 
hormônios ou outros compostos que contêm nitrogênio.
Cerca de 20% dos aminoácidos que entram no fígado são liberados para a circulação, cerca de 50% 
são transformados em uréia e cerca de 6% em proteínas plasmáticas. Os aminoácidos liberados na 
circulação são metabolizados pelo músculo esquelético, rins e outros tecidos. 
Conforme comentado anteriormente, o anabolismo e o catabolismo proteico são processos 
dinâmicos específicos de cada tecido e caracteriza o turnover protéico. Aminoácidos livres são 
encontrados tanto nos tecidos como na circulação sanguínea. O pool de aminoácidos livres e 
proteínas é constantemente utilizado e reposto. A quantidade de aminoácidos livre reflete diversos 
processos: absorção intestinal, degradação de proteínas e perda por incorporação de aminoácidos 
em proteínas, oxidação e conversão em outros metabólitos. 
Duas reações estão envolvidas no metabolismo dos aminoácidos: desaminação oxidativa e 
transaminação.
1. Desaminação oxidativa. Ocorre no citoplasma dos hepatócitos, o grupo NH2 é 
retirado do aminoácido por meio da desaminases e cadeia carbônica livre de NH2 
segue para o Ciclo de Krebs como será apresentado mais adiante.
2. Transaminação. Ocorre no citoplasma e mitocôndria por ação de enzimas 
chamadas transaminases ou aminotransferases (Figura 11). O nitrogênio é 
transferido de um alfa-aminoácido para um alfa-cetoácido. Cada aminoácido possui 
um cetoácido correspondente (Tabela 7). Pela transaminação, pares de aminoácidos 
podem ser interconvertidos por transferência de grupo amino. Um aminoácido cujo 
grupo amino foi retirado é chamado de 2-oxoácido ou cetoácido e é um precursor 
de aminoácidos. Por ser facilmente permeável à membrana mitocondrial, o ácido 
glutâmico é muito utilizado nas reações de aminação e transaminação, saindo 
da mitocôndria para buscar NH2 e levá-lo de volta à mitocôndria para síntese de 
aminoácido. Resumidamente, o efeito das reações de transaminação é coletar os 
grupos amino de muitos aminoácidos diferentes na forma de glutamato. O glutamato 
23
METABOLISMO DE PROTEÍNAS │ UNIDADE II
conduz os grupos amino para serem utilizados em vias biossintéticas ou para uma 
sequência de reações pela qual os produtos nitrogenados serão excretados.
Figura 11.Representação esquemática da reação de transaminação. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox 
M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010. 
 COO–
 
+
 
H
3
N C H
 
 
 R
L-Aminoácido
 COO–
 
 C O
 
 CH
2
 
 CH
2
 
 COO–
a-Cetoglutarato
PLP
AMINO-TRANSFERASE
 COO–
 
 C O
 
 R
a-Cetoácido
 COO–
 
+
 
H
3
N C H
 
 CH
2
 
 CH
2
 
 COO–
L-Glutamato
Tabela 7. Aminoácidos e seus cetoácidos correspondentes.
AMINOÁCIDO CETOÁCIDO RELEVÂNCIA NO METABOLISMO ENERGÉTICO
ALANINA
GLUTAMATO
ASPARTATO
LEUCINA
ISOLEUCINA
VALINA
PIRUVATO
2-OXOGLUTARATO
OXALOACETATO
2-OXO-3-METILVALERATO
2-OXO-4-METILVALERATO
2-OXO-3-METILBUTIRATO
PRODUTO FINAL DA GLICÓLISE
INTERMEDIÁRIO DO CICLO DE KREBS
INTERMEDIÁRIO DO CICLO DE KREBS
PODE SER OXIDADO NO MÚSCULO
PODE SER OXIDADO NO MÚSCULO
PODE SER OXIDADO NO MÚSCULO
Catabolismo proteico
Os aminoácidos podem ser oxidados assim como a glicose e os ácidos graxos. Os aminoácidos podem 
sofrer degradação oxidativa em três circunstâncias metabólicas especificas: 
1. Durante a síntese e degradação proteica, alguns aminoácidos liberados durante 
a quebra de proteínas podem sofrer degradação oxidativa caso eles não sejam 
necessários para a síntese de novas proteínas.
24
UNIDADE II │ METABOLISMO DE PROTEÍNAS
2. Quando os aminoácidos são ingeridos em excesso em relação às necessidades 
corporais, o excedente é catabolizado. 
3. Durante o jejum severo ou o Diabetes Mellitus, quando os carboidratos são 
inacessíveis ou não utilizados adequadamente, as proteínas corporais são utilizadas 
como fonte energética. Nestas circunstâncias, os aminoácidos perdem seu grupo 
amino e os alfa-cetoglutarato podem sofrer oxidação até CO2 e H2O. 
A oxidação de aminoácidos contribui com 10-20% do metabolismo oxidativo total do organismo 
sob condições normais. Com relação ao catabolismo de proteínas e aminoácidos, antes da oxidação 
do esqueleto carbônico do aminoácido, o grupo amino deve ser removido numa reação chamada 
desaminação oxidativa, descrita anteriormente, com consequente formação de cetoácidos. Os 
cetoácidos podem ser: 1. Utilizados para produzir CO2 e ATP. 2. Intermediários na síntese de glicose. 
3. Convertidos a acetil-CoA para sintetizar ácidos graxos e que por sobrecarregar o ciclo de Krebs 
formam corpos cetônicos que são posteriormente eliminados. Uma vez que as proteínas não podem 
ser armazenadas, estas utilizações alternativas ocorrem à custa da função de construção da proteína. 
O grupo amino é desviado para uma via metabólica especializada e é liberado como amônia. Parte 
da amônia é reciclada e empregada em uma grande variedade de processos biossintéticos, enquanto 
a amônia em excesso, gerada em tecidos extra-hepáticos é transportada ao fígado na forma de grupo 
amino para conversão na forma apropriada de excreção, isto é, em uréia e desta forma eliminada 
pela urina (Figura 12). 
Figura 12. Representação geral do catabolismo de aminoácidos. Princípio,s de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. 
Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
PROTEÍNAS INTRACELULARES
CO
2 
 + H
2 
O + ATP
PROTEÍNAS DA DIETA AMINO-ÁCIDOS
PROTEÍNAS DA DIETANH
4
+
BIOSSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS, 
NUCLEOTÍDEOS E AMINAS 
BIOLÓGICAS
CARBAMOILFOSFATO a-Cetoácido
CIRCUITO DO 
ASPARTATO-
ARGININO-SUCCINATO 
DO CICLO DO ÁCIDO 
CÍTRICO
CICLO DA UREIA CICLO DO ÁCIDO 
CÍTRICO
UREIA (PRODUTO DE EXCREÇÃO 
DO NITROGÊNIO)
OXALOACETATO
GLICOSE 
(SINTETIZADA NA GLICONEOGÊNESE)
25
METABOLISMO DE PROTEÍNAS │ UNIDADE II
Em muitos animais, a amônia em excesso é convertida em um composto não tóxico antes de ser 
transportada dos tecidos extra-hepáticos para o fígado e rins. Os aminoácidos glutamato e glutamina 
desempenham papel importante nesta via. Os grupos amino dos aminoácidos são transferidos ao alfa 
-cetoglutarato no citosol dos hepatócitos para formar glutamato. O glutamato é então transportado 
para o interior da mitocôndria, onde o grupo amino é removido para formar amônia. Nos músculos, 
os grupos amino em excesso são transferidos para o piruvato, com a respectiva formação de alanina 
que transporta grupos amino dos músculos para o fígado. 
A síntese de uréia ocorre pelo ciclo da ureia nas mitocôndrias dos hepatócitos. O CO2 e a amônia se 
unem à ornitina por uma série de reações para produzir arginina que é hidrolisada para produzir 
ureia e ornitina. A molécula de ornitina é repetidamente utilizada para formar arginina e ureia. 
Quanto mais hiperproteica a dieta, maior é a disponibilidade de aminoácidos no sangue e a atividade 
das enzimas do ciclo da uréia para excretar o nitrogênio. 
Algumas consequências clínicas do catabolismo proteico:
 » Prejuízo do processo de cicatrização.
 » Prejuízo da resposta imune para infecções.
 » Hipoalbuminemia.
 » Aumento das proteínas de fase aguda (proteína C reativa, fibrinogênio etc).
 » Diminuição da capacidade de coagulação.
 » Translocação bacteriana intestinal.
 » Degradação muscular.
 » Diminuição da função da musculatura respiratória.
Algumas proteínas utilizadas para avaliação do estado catabólico: imunoglobulina, albumina, IGF-
1, proteína total plasmática, RBP, ferritina, aminograma. A creatinina urinária está relacionada ao 
catabolismo protéico muscular.
Conforme descrito anteriormente, o excesso de proteína é tratado como fonte energética. 
Os aminoácidos glucogênicos (alanina, glutamina) podem ser convertidos em glicose e os 
aminoácidos cetogênicos (leucina) podem ser convertidos em ácidos graxos e cetoácidos. Ambos 
os tipos de aminoácidos são convertidos em triacilglicerol no tecido adiposo. Os aminoácidos 
glucogênicos são metabolizados a piruvato, 3-fosfoglicerato, alfa-cetoglutarato, oxaloacetato, 
fumarato ou succinil-CoA e os aminoácidos cetogênicos produzem acetil-CoA ou acetoacetato 
(Figura 13).
26
UNIDADE II │ METABOLISMO DE PROTEÍNAS
Figura 13. Resumo do catabolismo dos aminoácidos. Aminoácidos glucogênicos (rosa) e cetogênicos (azul). 
Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
a-Cetoglutarato
Succinil-CoA
Succinato
Fumarato
Malato
Ciclo de ácido 
cítrico
Isocitrato
CO
2
Piruvato
Glutamato
Arginina
Glutamina
Histidina
Prolina
Isoleucina
Metionina
Treomina
Valina
Acetil-CoA
Acetoacetil-CoA
Fenilalanina
Tirosina
Glicose
Asparagina
Aspartato
Alanina
Cisteína
Glicina
Serina
Treonina
Triptofano
Isoleucina
Leucina
Treonina
Triptofano
Fenilalanina
Leucina
Lisina
Triptofano
Tirosin
Corpos 
cetônicos
Oxaloacetato
Citrato
Glicogênicos
Cetogênicos
Anabolismo proteico
O anabolismo proteico ocorre na maioria das células corporais. A reação pela qual os aminoácidos 
não essenciais são sintetizados é a transaminação. A síntese proteica é controlada em cada célula 
pelo DNA (Ácido Desoxirribonucleico), o material genético do núcleo celular. O DNA funciona como 
um molde para o RNA (Ácido Ribonucleico) que participa da síntese proteica. 
O controle da síntese de proteína depende das necessidades do organismo e não da quantidade de 
proteína da dieta. A síntese proteica é regulada por diversos hormônios: hormônio do crescimento 
que aumenta a síntese proteica; a insulina que intensifica o transporte de aminoácidos para as células 
e aumenta a disponibilidade de glicose; os glicocorticoides que promovem catabolismo proteico 
aumentando a quantidade de aminoácidos nos fluidos corporais, os glicocorticoides também agem 
nos ribossomos, aumentado a eficiência da tradução, e melhorando assim a taxa de síntese proteica; 
a tiroxina que aumenta a taxa de síntese proteica quando carboidratos e lipídeos estão disponíveis 
como fonte energética, e que também degrada proteína para ser utilizada como fonte energética 
quando outros nutrientes não estão disponíveis (Tabela 8). 
27
METABOLISMO DE PROTEÍNAS │ UNIDADE II
Tabela 8. Controle da síntese de proteínas
Hormônio Órgão Ação
Insulina
Fígado Estimula captação de aminoácidos e síntese protéicaMúsculo Estimula síntese proteica, inibe proteólise e promove captação de aminoácidos no estado alimentado.
Glucagon Fígado Estimula proteólise e inibe síntese proteica
Adrenalina Músculo Inibe síntese proteica, estimula oxidação de ACR, estimula liberação de alanina e glutamina
Cortisol
Fígado Promove síntese de glutamina no jejum, ativa enzimas relacionadas ao catabolismo de aminoácidos
Músculo Promove proteólise, inibe síntese de proteína, inibe captação de aminoácidos
Cada aminoácido possui uma via metabólica específica em diferentes tecidos. Os aminoácidos 
de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina) são preferencialmente captados pelo músculo 
esquelético após uma refeição e são transaminados e oxidados, promovendo fonte energética para 
o músculo. Alanina e glutamina são aminoácidos glicogênicos, isto é, podem ser convertidos em 
glicose e promovem um link entre o metabolismo dos aminoácidos e dos carboidratos. A alanina 
é captada avidamente pelo fígado, particularmente sob condições de gliconeogênese, estimulada 
pelo glucagon. No fígado, que possui transaminases bastante ativas, a alanina transfere seu grupo 
amino para o 2-oxoglutarato, deixando o seu esqueleto carbônico como piruvato, um substrato 
da gliconeogênese. O ciclo da alanina (Figura 14) é importante fonte de glicose e um método de 
transportar nitrogênio do músculo esquelético para o fígado sem a formação de amônia. Assim, o 
ciclo glicose-alanina funciona com dupla finalidade: fornecer ao músculo glicose sintetizada no fígado 
a partir do esqueleto carbônico da alanina e transportar grupos amino do músculo esquelético para 
o fígado para ser convertido em ureia. A glutamina é removida principalmente pelos rins e células 
da mucosa intestinal. Nos rins, a ação da glutaminase remove o grupo amino, formando amônia e 
liberando glutamato, o qual pode ser convertido a 2-oxoglutarato. A glutamina é importante fonte 
energética para células de divisão rápida como os enterócitos. Os enterócitos utilizam cerca de 
20g/dia de glutamina e o sistema imune 5g/dia. A avaliação bioquímica da glutamina circulante 
é um bom parâmetro em nutrição clínica. Sua redução está relacionada à diminuição da síntese 
endógena, o que significa perda de massa muscular. A leucina é considerada um sensor nutricional, 
informando às células sobre o estado nutricional do organismo. O excesso de leucina nas células é 
indicação de anabolismo. Os processos de catabolismo e anabolismo proteico estão resumidos na 
tabela 9.
Tabela 9. Processo de Catabolismo e anabolismo no proteico
Processo Descrição
Catabolismo proteico
Desaminação oxidativa dos aminoácidos para formar cetoácidos que podem ser utilizados para síntese de glicose 
ou ácidos graxos.
Anabolismo proteico 
Controlado pelo DNA no núcleo e realizado pelo RNA no citoplasma. Síntese por transaminação (transferência 
enzimática de um grupo amino de um aminoácido para um cetoácido).
28
UNIDADE II │ METABOLISMO DE PROTEÍNAS
Figura 14. Ciclo da alanina. A alanina funciona como trasportadora de amônia e do esqueleto carbonado do 
piruvato desde o músculo até o fígado. A amônia é excretada e o piruvato é utilizado para produzir glicose, que 
é devolvida ao músculo. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 
Sarvier, 2010.
Aminoácidos
Glutamato
Alanina-aminotransferase
a-Cetoglutarato
NH
4
+
Alanina
Alanina sanguíneaGlicose sanguínea
Glicose Piruvato
gliconeogênese
Figado
Alanina
a-Cetoglutarato
Alanina-aminotransferase
Proteína muscular
Glicose Piruvato
Glicólise
Glutamato
 ciclo da ureia
 NH4
+
 
 Ureia
29
UNIDADE IIIMETABOLISMO DE 
LIPÍDEOS
CAPÍTULO 1
Metabolismo de lipídeos
Os lipídeos são macronutrientes que desempenham funções energéticas, estruturais e hormonais 
no organismo. Do ponto de vista químico a definição de lipídio relaciona-se com a sua solubilidade 
em meio apolar, englobando diversas substâncias extraíveis por solventes orgânicos como o 
éter e o clorofórmio. Os principais lipídeos de importância clínica são os Ácidos Graxos (AG), os 
Triacilgliceróis (TG), os Fosfolipídeos (PL) e o colesterol.
Os compostos lipídicos presentes nos alimentos em maiores porcentuais são os TG (90-98%) e os 
PL (2-10%). Considerando-se que os TG e os PL possuem em sua estrutura três e duas moléculas 
de AG, respectivamente, os AG são, portanto, os constituintes mais importantes da fração lipídica 
da alimentação. 
Os AG são ácidos monocarboxílicos, de cadeia hidrocarbonada de tamanho variável e que podem ser 
representados pela forma RCO2H. A cadeia carbônica da molécula de AG, designada grupamento 
R, constitui a região apolar da estrutura, enquanto a região polar é composta pelo grupo carboxila. 
Classificação dos lipídeos
O tamanho da cadeia carbônica determina a classificação dos AG em:
1. Cadeia curta: de dois a quatro átomos de carbono. 
2. Cadeia média: de seis a dez átomos de carbono. 
3. Cadeia longa: acima de doze átomos de carbono, sendo os AG de cadeia longa os 
mais importantes em nutrição humana. 
Quanto à presença de insaturações na cadeia carbônica, os AG são categorizados em: 1. Saturados 
(SFA) – não possuem insaturações na molécula, ou seja, todas as valências do carbono estão ligadas 
a átomos de hidrogênio; 2. Insaturados - possuem uma (monoinsaturados, MUFA) ou mais de uma 
(poliinsaturados, PUFA) insaturação na molécula. As duplas ligações fazem com que os dois átomos 
de hidrogênio ligados aos dois carbonos envolvidos na ligação estejam em um mesmo lado do plano 
(isômero cis) ou em lados opostos (isômero trans). 
30
UNIDADE III │ METABOLISMO DE LIPÍDEOS
Nutricionalmente, uma prática aceita é descrever a estrutura química das moléculas dos AG 
iniciando-se a numeração dos carbonos pela extremidade metílica (carbono ω- ou n-). Nesse sistema 
de numeração, o ácido palmitoleico é referido como 16:1 ω7. Isso indica que o ácido tem 16 átomos 
de carbono e uma dupla ligação localizada a sete átomos do carbono ω. De acordo com a localização 
da primeira dupla ligação a partir do terminal metílico, os AG insaturados são distribuídos em 
quatro classes, sendo que cada classe é composta por uma família de AG (Tabela 10).
Tabela 10. Classificação dos ácidos graxos insaturados, segundo localização da primeira dupla ligação a partir 
do terminal metílico.
CLASSE AG PARENTAL ESTRUTURA
ω7
ω9
ω6
ω3
Ácido palmitoleico
Ácido oleico
Ácido linoeico
Ácido linolênico
9-16:1
9-18:1
9,12-18:2
9,12,15-18:3
A partir dos AG ômega-6, como o Ácido Araquidônico (AA), ou dos ácidos graxos ômega-3, como 
os Ácidos Eicosapentanoico (EPA) e o Docosahexaenoico (DHA) são sintetizados eicosanoides, 
mediadores inflamatórios. A classe de eicosanoides inclui as Prostaglandinas (PG) e os Tromboxanos 
(TX), os quais são denominados prostanoides, bem como os Leucotrienos (LT), as Lipoxinas (LX) 
e os intermediários Ácidos Hidroperoxieicosatetraenoico (HPETE) e Hidroxieicosatetraenoico – 
HETE. O AA é precursor de eicosanoides como a Prostaglandina E2 (PGE2), Leucotrieno B4 (LTB4), 
Tromboxano 2 (TX2) e Fator de Agregação de Plaquetas (PAF). Esses mediadores apresentam maior 
potencial inflamatório quando comparados com os eicosanoides sintetizados a partir dos ácidos graxos 
n-3, como a Prostaglandina E3 (PGE3), Leucotrieno B5 (LTB5) e Tromboxano 3 (TX3) (Figura 15).
Figura 15. Ácidos Graxos dietéticos como precursores para a síntese de eicosanóides. 
AA
12-HPEETE
12-HETE
LTB
4
LTC
4
LTD
4
LTE
4
LXA
4
12-lox 5-lox 15-lox
Leucotrienos
lipoxigenase
PGD
2
PGE
2
PGF
2A
PGI
2
TXA
2
TXB
2
LTB
5
LTC
5
LTD
5
LTE
5
Prostaglandinas
Prostaclinina 
sintetase
Tromboxano 
sintetase
Tromboxanos
cicloxigenase 5-lipoxigenase
PGE
3
PGI
3
TXA
3
Cicloxigenase
EPA/DHA (óleo de peixe
Fosfolipase A
2
Inibe
AA + PL
Repõe
DHGL
Inibe
PGE1
ÁCIDO LINOLEICO ÁCIDO ALFA-LINOLEICO
31
METABOLISMO DE LIPÍDEOS │ UNIDADE III
Digestão, absorção e transporte de lipídeos
A digestão dos lipídeos se iniciano estômago, catalisada pela lipase gástrica. Esta lipase é secretada 
pelas glândulas no fundo do estômago e resiste à atividade proteolítica da pepsina, bem como 
aos efeitos de desnaturação do ácido gástrico. Acredita-se que esta enzima seja responsável pela 
hidrólise de 10-30% dos TG. A lipase gástrica é especialmente importante para a nutrição infantil, 
porque os níveis de lipase pancreática são baixos nos recem-nascidos, enquanto a lipase gástrica 
ocorre nas mesmas concentrações encontradas em adultos. A lipase pancreática é secretada em 
conjunto com outros zimogênios e enzimas pancreáticas. A atividade da enzima é estimulada por 
uma pequena proteína chamada colipase, secretada no suco pancreático em uma concentração 
similar à da enzima. A colipase aumenta a capacidade de aderência da lipase pancreática às gotículas 
lipídicas e impede que os sais biliares inibam a atividade máxima da lípase e altere o pH necessário 
para a atividade máxima da lípase.
Para serem absorvidos, os TG ingeridos precisam ser convertidos de partículas gordurosas 
macroscópicas insolúveis em micelas microscópicas finalmente dispersas. Os sais biliares, como 
o ácido taurocólico, sintetizados no fígado a partir do colesterol, são estocados na vesícula biliar e 
depois da ingestão de uma refeição gordurosa são liberados no intestino delgado. Esses compostos 
anfipáticos agem como detergentes biológicos convertendo as gorduras alimentares em micelas 
mistas de sais biliares e TG. A formação de micelas aumenta enormemente a fração de moléculas 
lipídicas acessíveis à ação das lipases lipossolúveis no intestino e a ação dessas lipases converte 
os TG em monoacilgliceróis (monoglicerídios), diacilgliceróis (diglicerídios), ácidos graxos livres 
e glicerol.
Após a absorção no lúmen, os produtos de hidrólise são reesterificados a TG, fosfolipídeos e 
ésteres de colesterol. Como os lipídeos são insolúveis na fase aquosa, eles são transportados no 
sangue por meio das lipoproteínas. As lipoproteínas são moléculas anfipáticas, isto é, hidrofóbicas 
e hidrofílicas. A monocamada das lipoproteínas é constituída por fosfolipídeos, colesterol livre e 
proteínas, que envolvem as moléculas hidrofóbicas, os TG e os Ésteres de colesterol. As várias 
combinações possíveis de lipídeos e proteínas produzem partículas de densidades diferentes, 
variando dos quilomícrons e das lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL, do inglês: 
“Very Low Density Lipoprotein”) até lipoproteínas de alta densidade (VHDL, do inglês: “Very 
High Density Lipoprotein”). As lipoproteínas são classificadas de acordo com a densidade 
(Tabela 11). 
Tabela 11. Classificação das lipoproteínas
Lipoproteína Proteína (%) Densidade (g L) Diâmetro (nm)
Quilomicron
VLDL
LDL
HDL
2
10
23
55
0,95
0,95-1,006
1,019 – 1,063
1,063-1,21
75-1200
30-80
18-25
5-12
32
UNIDADE III │ METABOLISMO DE LIPÍDEOS
Figura 16. Digestão e absorção de lipídeos da dieta ocorrem no intestino delgado, e os ácidos graxos liberados 
dos triacilgliceróis são empacotados e distribuídos para o músculo e tecido adiposo. Princípios de bioquímica. 
Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
Vesícula biliar
Gorduras ingeridas na dieta
Intestino delgado
1. Os sais biliares emulsificam as 
gorduras da dieta no intestino 
delgado, formando micelas 
mistas.
2. As lipases intestinais degradam 
os triacilgliceróis.
3. Os ácidos graxos e outros produtos 
da degradação são absorvidos pela 
mucosa intestinal e convertidos em 
triacilgliceróis.
4. Os triacilgliceróis são incorporados com 
colesterol e apolipoproteínas, nos quilomícrons.
Quilomícron
5. Os quilomícrons movem-
se pelo sistema linfático e 
pela corrente sanguínea 
para os tecidos 
6. A lipoproteína lipase, 
ativada por apoC-II 
nos capilares, converte 
triacilgliceróis em ácidos 
graxos e glicerol.
Lipoproteína lipase
7. Os ácidos graxos entram 
nas células
8. Os acidos graxos são oxidados 
como combustíveis ou esterificados 
novamente para armazenamento.
Miócito ou adipócito
CO
2
ATP
Capilar
Mucosa intestinal
ApoC-II
As primeiras lipoproteínas formadas são os Quilomicrons (QM), sintetizados pelas células epiteliais 
do intestino delgado e têm a função de transportar TG e colesterol provenientes da dieta para os 
tecidos. Os QM possuem diâmetro grande, o que os impossibilita de atravessar as membranas dos 
capilares endoteliais. Nos capilares do fígado, do músculo e do tecido adiposo, a enzima extracelular 
lipase lipoprotéica hidrolisa os TG em AG e glicerol, que são captados pelas células dos tecidos-
alvo. Nos músculos, os AG são oxidados para obtenção de energia; no tecido adiposo, eles são 
reesterificados e armazenados como TG. Os remanescentes dos QM desprovidos da maior parte dos 
seus TG viajam pelo sangue até o fígado, onde eles são captados por endocitose. Os TG que entram 
no fígado por esta via podem ser oxidados para fornecer energia ou servirem de precursores para 
a síntese de corpos cetônicos (ver a seguir). Os QM trocam TG por éster de colesterol com os HDL. 
Esta troca é catalisada pela proteína transferidora de éster de colesterol (CETP). O HDL é sintetizado 
no fígado e no intestino e captura o colesterol livre dos tecidos periféricos. O colesterol capturado 
é esterificado pela ação da enzima colesterol acil transferase e retorna ao fígado ou é transferido a 
outras lipoproteínas. Parte do colesterol é utilizada na síntese de hormônios esteroides, síntese de 
membranas, ou excretado pelo fígado na bile e por último nas fezes. Os hepatócitos secretam VLDL 
rica em TG que ao distribuir TG aos tecidos periféricos forma a LDL (Figura 17). 
33
METABOLISMO DE LIPÍDEOS │ UNIDADE III
Figura 17. Lipoproteínas e transporte de lipídeos. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de 
Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
Fígado
Precursores de HDL 
(oriundos do fígado e 
do intestino
Intestino
VLDL
Quilomicra
Capilares
Ácidos graxos livres
lipase lipoproteína
Te
cid
os
 
ex
tra
he
pá
tic
os
LDL
HDL
Transporte reverso 
de colesterol
Re
m
an
es
ce
nt
es
 
de
 V
LD
L 
(ID
L)
Remanescentes 
de quilomicra
Glândulas mamária, músculo ou tecido adiposo (a)
Plasma sanguíneo após jejum Plasma sanguíneo após uma refeição
(b)
Lipoproteínas e transporte dos lipídeos. (a) Os lipídeos são transportados na 
corrente sanguínea como lipoproteínas, existentes em diversas formas variantes, 
cada uma com diferentes funções e com composições lipídica e proteica distintas, 
portanto, com densidades diferentes. Os lipídeoas da dieta são empacotados 
em quilomicra: a maior parte do seu conteúdo em triacilgliceróis é liberada pela 
lípase lipoproteica nos tecidos adiposo e muscular, durante o transporte ao longo 
dos capilares. Os quilomicra remanescentes (contendo na maior parte proteínas 
e colesterol) são captados pelo fígado. Os lipídeoas endógenos e o colesterol do 
fígado são transportados para os tecidos adiposo e muscular pela VLDL. A extração 
dos lipídeos da VLDL (acompanhada pela perda de parte das apolipoproteínas) 
converte, gradualmente, parte da VLDL em LDL, que transporta o colesterol 
para os tecidos extra-hepáticos ou de volta para o fígado. O fígado capta LDL, 
remanescentes da VLDL (chamadasdelipoproteínas de densidade intermediária, ou 
IDLS) e os remanescentes de quilomicra por endocitose mediada por receptor. O 
excesso de colesterol nostecidos extra-hepáticos é transportado de volta ao fígago 
como HDL. No fígado, parte do colesterol é convertida em sais biliares. (b) Amostras 
de plasmas sanguíneo coletadas depois de um período de jejum (à esquerda) e após 
uma refeição rica em gorduras (à direita). Os quilomicra formados após uma refeição 
gordurosa dão ao plasma uma aparência leitosa.
34
CAPÍTULO 2
Metabolismo de lipídeos
As células que obtêm energia da oxidação de AG podem obter esses mesmos AG a partir de três 
fontes: 
1. Gorduras presentes na alimentação.2. Gorduras armazenadas nas células na forma de gotículas gordurosas. 
3. Gorduras recém-sintetizadas em um órgão para ser exportada para outro. 
Alguns organismos utilizam as três fontes em várias circunstâncias, enquanto outros obtêm AG 
de apenas uma ou duas dessas fontes. Os seres humanos, por exemplo, obtêm gorduras mediante 
a ingestão delas na alimentação, mobilizam gorduras armazenadas em tecido especializado 
(tecido adiposo), e, no fígado, convertem os carboidratos em excesso da alimentação em gorduras, 
exportando-as para outros tecidos. Os TG fornecem mais da metade das necessidades energéticas 
de alguns órgãos, particularmente o fígado, o coração e o músculo esquelético em repouso. 
Lipólise
Os adipócitos sintetizam e armazenam TG. Os TG armazenados podem ser hidrolisados em 
monoglicerideos, ácidos graxos e gliceróis que são utilizados para síntese de PL e glicolipidios e 
fonte de energia. Durante o catabolismo dos AG (beta-oxidação), os AG são ativados a acetil-CoA, 
transportados pela membrana interna mitocodrial e degradados na matriz mitocondrial numa 
sequência de 4 reações. O FADH2 e NADH formados na beta-oxidação transferem seus elétrons 
para o oxigênio pela cadeia de transporte de elétrons, enquanto o acetil-CoA entra no Ciclo de Krebs. 
Etapas químicas da oxidação dos AG nas mitocôndrias: 
1. Oxidação dos AG de cadeia longa em fragmentos de dois carbonos, na forma de 
acetil-CoA; 
2. Oxidação do acetil-CoA em CO2,por meio do Ciclo de Krebs; 
3. Transferência de elétrons dos transportadores de elétrons reduzidos para a cadeia 
respiratória mitocondrial (Figura 18).
35
METABOLISMO DE LIPÍDEOS │ UNIDADE III
Figura 18. Etapas da oxidação de ácidos graxos. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de 
Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
Ciclo do ácido 
cítrico
NADH, FADH
2
CH
3
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
CH
2
 
 
C O
 
 O–
16CO
2
64e–
8 Acetil-CoA
b-Oxidação
Etapa 1
+ P
i
Cadeia respiratória 
(transferência de elétrons)
ei
2H+ +
1
O
22
H
2
O
ADP ATP
Etapa 3
Etapa 2
e-
Corpos cetônicos
Durante a oxidação dos AG no fígado dos seres humanos, o acetil-CoA formado pode entrar no Ciclo 
de Krebs, ou pode ser convertido nos chamados corpos cetônicos (acetoacetato, beta-hidroxibutirato 
e acetona) que são exportados para outros tecidos por meio da circulação sanguínea. A acetona, 
produzida em menores quantidades que os outros corpos cetônicos, é exalada. O acetoacetato e o 
beta-hidroxibutirato são transportados pelo sangue para os tecidos extra-hepáticos, como músculos 
esquelético, cardíaco e córtex renal, onde eles são oxidados por meio da via do Ciclo de Krebs para 
36
UNIDADE III │ METABOLISMO DE LIPÍDEOS
fornecer a maior parte da energia requerida por esses mesmos tecidos. O encéfalo, que normalmente 
utiliza apenas a glicose como combustível, em condições de fome, quando a glicose não está disponível, 
pode adaptar-se para usar o acetoacetato ou o beta-hidroxibutirato na obtenção de energia.
A disponibilidade de oxaloacetato para iniciar a entrada do acetil-CoA no Ciclo de Krebs é o principal 
fator determinante da via metabólica que será tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria hepática. 
Em algumas circunstâncias (como o jejum), as moléculas de oxaloacetato são retiradas do Ciclo de 
Krebs e empregadas na síntese de moléculas de glicose (gliconeogênese). Quando a concentração 
de oxaloacetato está muito baixa, pouco acetil-CoA entra no Ciclo de Krebs e, assim, a formação de 
corpos cetônicos é favorecida. A superprodução de corpos cetônicos pode ocorrer em condições de 
jejum severo ou de diabetes não controlado por tratamento. O aumento nos níveis sanguíneos do 
acetoacetato e beta-hidroxilbutirato diminui o pH do sangue, provocando uma condição conhecida 
como acidose. Uma acidose extrema pode provocar o coma e, em não raros casos, a morte. Os 
corpos cetônicos no sangue e na urina de diabéticos não-tratados podem atingir níveis muito altos; 
esta condição é conhecida como cetose. Em pessoas com dietas de conteúdo calórico muito baixo, 
as gorduras armazenadas no tecido adiposo tornam-se a maior fonte de energia. Os níveis de corpos 
cetônicos no sangue e na urina dessas pessoas devem ser acompanhados para evitar os perigos da 
ocorrência de acidose e Cetose (Figura 19). 
Figura 19. Formação de corpos cetônicos e exportação a partir do fígado. As condições que promovem 
gliconeogênese (diabetes não tratado, redução na ingestão de alimento) desaceleram o Ciclo de Krebs e 
aumentam a conversão de acetil-CoA em acetoacetato. A coenzima A liberada permite a beta-oxidação de 
ácidos graxos. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
Gotículas de lipídeos
Hepatocito
Acetoacetato, D-b-
hidroxibutirato, acetona
CoA
formação de 
corpos cetônicos
Ácidos 
graxos
b-oxidação
Oxaloacetato
gliconeogênese
Glicose
Acetil-CoA
Glicose exportada coo 
combustível para o 
cérebro e outros tecidos
Acetoacetato e D-b-
hidroxibutirato, exportados 
como fonte de energia 
para o coração, o músculo 
esquelético o rim e o cérebro
ciclo 
do ácido 
cítrico
37
METABOLISMO DE LIPÍDEOS │ UNIDADE III
Lipogênese 
Alguns AG podem ser sintetizados a partir de acetil-CoA proveniente de carboidratos e de 
aminoácidos pela ação da enzima acido graxo sintetase. A síntese de novos AG e sua incorporação 
no tecido adiposo é realizada por vias similares às encontradas no fígado. 
Quando a dieta contém uma quantidade de AG maior que aquela imediatamente necessária como 
combustível, eles são convertidos em TG no fígado e estes são agrupados com apolipoproteínas 
específicas em VLDLs. Estas VLDLs são transportadas pelo sangue do fígado até o tecido adiposo, 
onde os TG são absorvidos e armazenados como gotículas lipídicas no interior dos adipócitos. Os 
processos de lipólise e lipogênese estão resumidos na tabela 12 e figura 20.
Tabela 12. Processo de Lipólise
Processo Descrição
Catabolismo lipídico (lipólise)
TG são hidrolisados a glicerol que entram na via glicolítica e AG que são catabolizados pela beta-oxidação 
em acetil-CoA que entram no ciclo de Krebs para produzir ATP.
Anabolismo lipídico (lipogênese)
Síntese de lipídeos a partir da condensação de moléculas de acetil-CoA e redução a AG e esterificação 
de AG para formar TG.
Figura 20. Regulação da síntese e degradação de ácidos graxos. Duas enzimas são essenciais na 
coordenação do metabolismo de AG: a acetil-CoA-carboxilase (ACC) que é a primeira enzima da síntese 
dos AG e a carnitina aciltransferase I que limita o transporte de AG para dentro da matriz mitocondrial para a 
beta-oxidação. Princípios de bioquímica. Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 
2010.unidade
Mitocôndria
Acil graxo-CoA
 
Carnitina-acil 
transferase I
 
Carnitina-
acil graxo
b-Oxidação de 
ácidos graxos
Síntese de 
ácidos graxos
 
múltiplos 
passos
Ácidos graxos
glicólise, complexo da 
piruvato-desidrogenase
Carboidrato 
da dieta
Glicose 
Glicose alta 
no sangue
1
 Insulina
2
 
fosfatase
Glicose baixa 
no sangue
 Glucagon
 
5
PKA
P
ACC
Inativa 6
ACC
3
Acetil-CoA Malonil-CoA
7
FADH
2
NADH
8
b-oxidação
Carnitina-
acil graxo
Carnitina
Acetil-CoA
Acil graxo-CoA
CoASH
4
P
i
38
UNIDADE IV
INTEGRAÇÃO METABÓLICA: 
INTER-RELAÇÃO ENTRE 
O METABOLISMO DE 
CARBOIDRATOS, LIPÍDEOS E 
PROTEÍNAS
O estado alimentado e o jejum são referenciados como estado absortivo e pós-absortivo, 
respectivamente. O estado absortivo refere-se ao momento durante o qual os nutrientes ingeridos 
são absorvidos a partir do trato gastrintestinal, ao passo que durante o estado pós-absortivo a 
energia deve ser suprida pelas reservas do próprio organismo. As vias metabólicas são controladas 
de forma coordenada pelos hormônios glucagon e insulina. Células pancreáticas especializadassão responsáveis pela produção destes hormônios que atuam de forma oposta, ou seja, no estado 
alimentado os efeitos da insulina se sobrepõem ao do glucagon, enquanto no jejum ocorre o inverso 
(Figura 21). Contudo, ambos estão presentes no organismo, sendo que a relação da concentração 
entre eles determinará qual ação é predominante, e sua secreção é estimulada, dentre outros fatores, 
pela disponibilidade de nutrientes energéticos. 
Figura 21. Relação entre insulina e glucagon e seus efeitos durante os estados alimentado e jejum. Silversthorn, D. 
U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 5ª Ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.
 Oxidação da glicose
 Síntese de glicogênio
 Síntese de gorduras
 Síntese de proteínas
Glucagon
Insulina
a) Estado alimentado: insulina predomina
 Glicogenólise
 Gliconeogênese
 Cetogênese
Gluca
gon
Insuli
na
b) Estado de jejum: glucagon predomina
39
CAPÍTULO 1
Estado absortivo = alimentado
No estado alimentado, altas concentrações de glicose e aminoácidos advindos da dieta chegam ao 
fígado. As moléculas de glicose são internalizadas pelos hepatócitos com ajuda do transportador 
de glicose tipo 2 (GLUT-2), que eficientemente permite que a concentração de glicose na célula 
hepática seja semelhante à encontrada no sangue. No entanto, a utilização de glicose pela célula só 
é possível após a fosforilação desta molécula. No hepatócito, a enzima que catalisa esta reação, a 
glicoquinase, tem baixa afinidade pela glicose, sendo necessárias altas concentrações de glicose para 
sua fosforilação. Isso é possível devido à capacidade do fígado em utilizar preferencialmente ácidos 
graxos e aminoácidos como fonte energética. Ainda que a insulina não influencie a captura de glicose 
pelos hepatócitos, ela possui papel importe no uso deste substrato pelas células hepáticas. Uma 
grande concentração de glicose aliada à presença significativa de insulina estimulará a glicogênese, 
que será importante no fornecimento de substrato energético durante períodos iniciais de jejum. 
Após ser internalizada pelo fígado, a glicose pode seguir a via glicolítica e posteriormente o Ciclo de 
Krebs, onde ocorrerá a oxidação e formação da maior parte de ATP; pode seguir a via das pentoses; 
ou a via da glicogênese, que formará um polissacarídeo de reserva energética (glicogênio), liberado 
durante períodos de restrição alimentar. A produção deste carboidrato ocorre em quantidade 
relativamente pequena e, após saturação e estimulo insulínico, o excesso é convertido em AG após 
formação de um composto intermediário chamado acetil-CoA.
Durante a alimentação, boa parte dos aminoácidos que chegam ao fígado são retidos e não 
alcançam a circulação sistêmica. No período pós-prandial, a alta concentração de aminoácidos 
permite que o fígado extraia quantidade significativa de energia por meio de sua oxidação, além 
de poder metabolizá-los da seguinte maneira: entram na via das proteínas, para a síntese proteica; 
os aminoácidos sofrem desaminação, entram na via metabólica dos carboidratos para formação de 
glicose ou glicogênio; e lipídeos, para a síntese de ácidos graxos e corpos cetônicos.
Os AG são esterificados juntos a uma molécula de glicerol para a formação de TG. Por sua vez, estes são 
liberados na corrente sanguínea como VLDL, que sofrerão hidrólise pela Lipase Lipoproteica (LPL) 
presente nos capilares do tecido adiposo, liberando AG e glicerol para posterior armazenamento 
neste tecido. 
Além do fígado, o músculo esquelético e o tecido adiposo também contribuem para a regulação do 
metabolismo energético. Estes tecidos, principalmente o tecido adiposo, são capazes de armazenar 
grandes quantidades de substrato energético, que serão utilizados no período pós-absortivo.
O transporte de glicose no músculo esquelético é realizado pelo transportador de glicose tipo 4 (GLUT-
4), que são dependentes de insulina. A glicose pode sofre oxidação para produção de energia ou ser 
armazenada como glicogênio. Já os aminoácidos que o fígado não capturou são usados para a síntese 
proteica no músculo esquelético. As proteínas são degradas de forma contínua e os aminoácidos 
provenientes deste processo são acrescentados a um pool intracelular. Ao mesmo tempo, novas 
proteínas são sintetizadas, apanhando aminoácidos deste mesmo pool. Durante a alimentação, 
40
UNIDADE IV │ INTEGRAÇÃO METABÓLICA: INTER-RELAÇÃO ENTRE O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS, LIPÍDEOS E PROTEÍNAS
a quantidade de aminoácidos armazenados é grande devido a sua absorção. Adicionalmente, a 
quantidade de aminoácidos que saem dos depósitos para o metabolismo oxidativo é pequena, 
devido à alta disponibilidade de glicose para a oxidação. Por isso, grande quantidade de aminoácidos 
é direcionada à produção de novas proteínas. Desse modo, a taxa de síntese se sobrepõe à taxa de 
degradação e os aminoácidos são estocados como proteína muscular. No tecido adiposo, durante 
o período absortivo, a glicose pode ser transformada em glicerol que se unirá a AG para formar 
TG, armazenados temporariamente neste tecido. Os AG constituintes dos TG podem ser oriundos 
de duas fontes: da lipogênese a partir da glicose no próprio tecido adiposo ou da captação de 
quilomícrons e VLDL. 
A grande quantidade de glicose sanguínea originada da absorção intestinal durante o estado 
absortivo é a fonte energética imediata para a maioria dos tecidos, inclusive o sistema nervoso 
central. A glicose é usada pela via da glicólise. Esta é a primeira etapa de oxidação, seguido pelo Ciclo 
de Krebs, de onde se completa a oxidação, sendo a principal via metabólica de geração energética 
no organismo.
Concomitantemente, no fígado e no músculo esquelético há a formação de estoques de glicogênio 
e, no tecido adiposo há síntese de TG. Sendo assim, o estado absortivo tem como característica 
o armazenamento de substrato energético, que será utilizados durante a restrição alimentar. Ao 
mesmo tempo, existe elevado uso imediato de glicose como fonte energética. Desse modo, a alta 
concentração sérica de glicose observada logo após a alimentação é momentânea, atingindo seus 
valores basais conforme sua captação tecidual.
As relações metabólicas entre os tecidos durante o período absortivo estão apresentadas na figura 22.
Figura 22. Representação do metabolismo energético durante o estado absortivo. Princípios de bioquímica. 
Nelson D.L.; Cox M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Sarvier, 2010.
41
INTEGRAÇÃO METABÓLICA: INTER-RELAÇÃO ENTRE O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS, LIPÍDEOS E PROTEÍNAS │ UNIDADE IV
O estado bem-alimentado: o fígado lipogênico. Imediatamente após uma refeição 
rica em calorias, a glicose, os ácidos graxos e os aminoácidos entram no fígado. A 
insulina, liberada em respota à alta concentração sanguínea de glicose, estimula 
a captação do açúcar pelos tecidos. Parte da glicose é exportada para o encéfalo 
para suas necessidades energéticas e parte para os tecidos adiposo e muscular. No 
fígado, o excesso de glicose é oxidado a acetil -CoA, que é usada na síntese de ácidos 
graxos que são exportados como triacilgliceróis em VLDLs para os tecidos adiposo 
e muscular. O NADPH necessário para a síntese de lipídeos é obtido pela oxidação 
da glicose na via das pentoses-fosfato. O excesso de aminoácidos é convertido em 
piruvato e acetil-CoA, que também são usados para a síntese de lipídeos. As gorduras 
da dieta de deslocam na forma de quilomicra, via sistema linfático, do intestino para 
o músculo e o tecido adiposo.
42
CAPÍTULO 2
Estado pós-absortivo
Durante o estado pós-absortivo o fígado é a primeira fonte de glicose. Nessa fase, quando houver 
preponderância do glucagon sobre a insulina, glicogênio estocado neste órgão é degradado para 
liberar glicose no sangue, processo chamado de glicogenólise O glicogênio é capaz de suprir 
a necessidade energética do organismo por cerca de 4-5 horas apenas. Por isso, o fígado tem a 
capacidade de produzir glicose por meio de um processo chamado gliconeogênese. 
A gliconeogênese