1 Metabolismo e energia

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metabolismo e energia
AULA 1
BIOQUÍMICA 
MALU CARNEIRO 
MED30-UNIVASF
Quimiorganotróficos: necessitam oxidar substâncias orgânicas .
Substâncias oxidáveis utilizadas pelos seres humanos estão presentes nos
seus alimentos, sob a forma de carboidratos, lipídios e proteínas. 
Há também reservas endógenas de carboidratos e lipídios, que são oxidadas
nos intervalos entre as refeições.
Os organismos dependem do meio ambiente para obter energia e moléculas
precursoras
Perda de prótons e elétrons 
Átomos de carbono convertidos a CO2 .
Prótons e elétrons são recebidos por coenzimas (oxidadas) que se tornam
reduzidas . 
A reoxidação das coenzimas : transferência dos prótons e elétrons para o oxigênio
molecular , que se converte em água . 
Oxidação dos nutrientes
Energia derivada da oxidação é utilizada para sintetizar um composto rico em
energia, a adenosina trifosfato (ATP), a partir de adenosina difosfato (ADP) e
fosfato inorgânico. 
É a energia química do ATP a que será usada para promover os processos
biológicos que consomem energia. 
Para que a energia derivada da oxidação dos alimentos possa ser usada pelas
células, ela deve estar sob a forma de ATP.
Adenosina trifosfato (atp)
H+ + e- Coenzimas 
oxidadas
Coenzimas 
(H+ + e-) 
reduzidas 
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
CO2
O2+ ATP + Pi
ATP + água
Oxidação dos
nutrientes
ATP
Processos que
requerem
energia
ADP + Pi
Digeríveis: amido , sacarose , lactose , frutose e glicose 
A digestão converte os carboidratos maiores em
monossacarídeos, os quais podem ser absorvidos
para a corrente sanguínea.
Alimentos construtores 
Contém: carbono , hidrogênio , nitrogênio e oxigênio .
Alimentos energéticos 
São lipídeos compostos de triacilgliceróis ( 3 ácidos
graxos + 1 glicerol)
Carboidratos
Proteínas
Gorduras e óleos
substratos energéticos da dieta
a hidrólise de ATP libera energia como calor , que não pode ser aproveitado 
se o ATP participar , a reação será outra , com valor próprio de G
ligações não covalentes 
diminuição da atividade : diminuição da velocidade da reação
reversível : regulação das vias metabólicas 
ligação covalente irreversível
Funções do ATP
Função termodinâmica 
ATP não doa energia para a reação ocorrer porque:
Por isso, o ATP torna a reação exequível (viabiliza transformações)
Modula a atividade de enzimas 
Interage com enzimas alostéricas
Fosforilação de enzimas por transformação de grupo fosfato terminal
Neurotransmissão
reservas de substratos energéticos do corpo
Contém mais calorias por grama do que carboidrato ou proteína 
Tecidos adiposos não contêm muita água.
Músculo: energia para contração muscular 
Fígado: mantém níveis de glicose sanguínea entre as refeições
Apenas uma quantidade limitada pode ser degradada 
Função: enzimas, estrutural, movimento corporal
Gorduras
Principal reserva energética do corpo
Glicogênio
Quase todas as células, incluindo neurônios, mantêm um pequeno
suprimento de emergência de glicose como glicogênio.
Proteínas
Gasto diário de energia
é uma medida da energia necessária para manter a vida
kcal/dia
afetada por tamanho corporal , idade , sexo e outros fatores
TMB = massa x 24
Após a ingestão de alimento, a taxa metabólica aumenta devido à
energia necessária para digerir, absorver, distribui e armazenar
nutrientes.
Gasto diário energético = taxa metabólica basal (energia para manter o
metabolismo basal) + termogênese induzida da dieta (energia necessária
para processar o alimento que é ingerido) + atividade física
Taxa metabólica de repouso/basal
Termogênese induzida da dieta
Conteúdo calórico dos substratos energéticos
Carboidratos_______4kcal________1g
Gorduras___________9kcal________1g 
Proteínas __________4kcal________1g
Por que as gorduras têm mais energia
que os carboidratos?
As gorduras contêm muito menos
oxigênio do que há contido em
carboidratos ou proteínas. Portanto,
elas são mais reduzidas e liberam mais
energia quando oxidadas .
Todo e qualquer movimento que desempenhamos no cotidiano
Sedentário = 30% TMB
Exercício físico diário = 60%/70% da TMB
Ingestão de alimentos < GDE = perda de peso 
Ingestão de alimentos > GDE = ganho de peso
Atividade física
Cálculo da GDE
GDE = TMB + TID + AF
Perda e ganho de peso
Para manter o peso corporal, deve-se ficar em equilíbrio calórico, o que ocorre
se as quilocalorias nos alimentos são iguais ao GDE. 
Agilidade: controle enquanto acelera, desacelera e muda de
direção
Anaeróbico: criar resistência, força e massa muscular 
Aeróbico: níveis médios de intensidade e longos períodos
Exercício físico: qualquer atividade que mantém ou aumenta a
aptidão física em geral, e tem o objetivo de alcançar a saúde e
também a recreação ocorre de forma sistemática e regular.
Necessidades dietéticas
Nenhum carboidrato foi identificado como necessário na dieta, eles
podem ser sintetizados a partir de aminoácidos, e um tipo de carboidrato
pode ser convertido em outro.
Dietas com pouco carboidrato necessitam de grande ingesta de gordura
que está associada a vários problemas de saúde. 
Carboidratos
Perder peso X Emagrecer
Perder peso não significa emagrecer porque o processo de
emagrecimento é perder gordura e há meios de perder peso sem
queimar gordura.
São necessários na dieta, porque ácidos graxos com esses arranjos
particulares de ligações duplas não podem ser sintetizados.
Precursores de eicosanoides
Proteína animal X Proteína vegetal: a primeira é considera proteína de “alta
qualidade” porque contém todos os aminoácidos essenciais em quantidades
adequadas .
Não são digeríveis 
Polissacarídeos não amiláceos 
Celulose, pectina 
Não conseguimos metabolizar
Importância: não permite que gorduras e carboidratos sejam absorvidos em
grandes quantidades no organismo e auxiliam na liberação de hormônios da
saciedade 
As vitaminas são um grupo diverso de moléculas orgânicas necessárias em
pequenas quantidades na dieta para saúde, crescimento e sobrevivência.
São utilizadas para a síntese de coenzimas, moléculas orgânicas complexas
que auxiliam as enzimas na catálise de reações bioquímicas.
Também agem como hormônios
Ácidos graxos essenciais
Proteínas
Fibras alimentares
Vitaminas 
Vitamina A: protetora dos tecidos,
do aparelho respiratório e dos vasos
sanguíneos.
Vitamina B: atuam como coenzimas,
são ativadores do aproveitamento
dos nutrientes, são protetoras do
sistema nervoso e formadoras do
tecido sanguíneo.
Vitamina C: antioxidante celular,
renovadora celular, participa do
processo de cicatrização dos
tecidos.
Vitamina D: fixa o cálcio nos ossos.
Vitamina E: antioxidante celular,
protetora de glóbulos vermelhos.
Vitamina K: participa do mecanismo
de coagulação sanguínea.
Substâncias presentes na alimentação e que pode ter função tóxica no
organismo.
Não têm valor nutricional, não têm utilidade no corpo e podem ser danosos
se consumidos em quantidades excessivas.
Xenobióticos 
Processamento dos alimentos
Alimentos in natura: obtido diretamente de plantas ou de animal para
consumo sem que tenha sofrido qualquer alteração 
Alimentos minimamente processados: submetidos a algum processo, mas
que não envolvam agregação de substâncias ao alimento original, como
limpeza, moagem e pasteurização.
Alimentos processados: fabricados pela indústria com adição de sal, açúcar
ou outro produto que torne o alimento mais durável, palatável e atraente.
Alimentos ultraprocessados: formulações industriais, em geral, com pouca
ou nenhum alimento inteiro, sempre contém aditivos. 
Alimentos funcionais: é todo alimento que produz efeitos metabólicos
e/ou fisiológicos e/ou efeitos benéficos à saúde, quando consumidos
usualmente e acompanhados por hábitos saudáveis.
Alimentos prebióticos: são produtos cheios de bactérias saudáveis. 
Alimentos probióticos: Podem ser definidos como o alimento para as
bactérias da microbiota que devoram esses compostos e, a partir deles,
produzem substâncias benéficas à nossa saúde. 
Alimentos simbióticos: A nova classe oferece o pacote completo porque
aliaprobióticos e prebióticos num único item. 
Componentes
corporais
Reservas de
substratos
energéticos
Xenobióticos
Vitaminas,
minerais e água
Substratos
energéticos
Produtos de
excreção
Energia
Compostos nas células
Acetil CoA
Metabolismo
Carboidratos
se converte
Proteínas Lipídios
se converte se converte
ATP
Conjunto de reações com catalisadores específicos (enzimas) para
promover a conversão de moléculas mais simples em moléculas mais
complexas (síntese) ou degradação de moléculas ricas em energia em
moléculas pobres (quebra).
 anabolismo 
 catabolismo
Essa rede de reações químicas efetua todo o processo de obtenção,
armazenamento e utilização de energia. Essas reações se organizam em
vias metabólicas.
A degradação de carboidratos, lipídios e proteínas convergem para um
composto comum: acetil-CoA
exergônico
convergente
endergônico
divergente 
Catabolismo:
Anabolismo:
A síntese de proteínas é inviável na ausência do conjunto completo dos 20
aminoácidos, por isso carboidratos e lipídios não formam proteínas. Em
resumo, proteínas podem gerar carboidratos e ácidos graxos. Já os
carboidratos podem gerar ácidos graxos. Enquanto os lipídios não geram
outros macronutrientes.
O excesso de macronutrientes vai originar lipídios.
Por que carboidratos são vilões?
Por que são moléculas de rápida absorção. À medida que ocorre a digestão, a
absorção vai ocorrendo. Por isso, os carboidratos estão diretamente
relacionados à liberação de insulina que vai proporcionar um aumento de
atividades de biossíntese para armazenar o excesso de carboidratos em
glicogênio e para permitir que a glicose circulante entre dentro da célula e não
cause hiperglicemia. Além disso, são moléculas de fornecimento de energia
rápida, de fácil distribuição de energia.
O que é dieta cetogênica? 
A dieta cetogênica propõe reduzir bruscamente a quantidade de carboidratos
consumidos e aumentar consideravelmente o consumo de gorduras e elevar
um pouco a ingestão de proteínas. A dieta cetogênica contribui para o
emagrecimento porque reduz bruscamente o consumo de carboidratos. Isto
porque os carboidratos são a principal fonte de energia do organismo, já que
por meio deles é obtida a glicose. Quando isto é realizado o corpo precisa
retirar a energia de outras fontes. A segunda opção é a reserva de gordura que
o nosso corpo possui. Quando esta reserva de gordura é queimada, a pessoa
emagrece. No entanto, a quebra dos ácidos graxos, que ocorre no fígado
durante períodos de baixa ingestão de alimentos (jejum) ou dieta de restrição
de carboidratos, origina os corpos cetônicos. Essas substâncias são usadas
como fonte de energia no coração, no cérebro e no tecido muscular. Qualquer
produção destes compostos é chamada de cetogênese, e ela é necessária em
pequenas quantidades. Mas, quando corpos cetônicos se acumulam, é chamado
de cetose este estado normal (mas não necessariamente comum).Quando ainda
mais corpos cetônicos se acumulam de forma que o pH do corpo é baixado a
níveis ácidos perigosos, este estado é chamado de cetoacidose, o que é comum
no diabetes mellitus. Outrossim, há órgãos que necessitam exclusivamente de
glicose, portanto, numa restrição de carboidratos, vão usar aminoácidos na
gliconeogênese. Esses aminoácidos em excesso, vão se converter em lipídios e
a pessoa irá engordar. 
Outras situações onde há restrição de carboidratos, além de dietas 
restritivas: condições patológicas e jejum prolongado. 
correlações clínicas
Por que nós engordamos?
Relaciona-se a fatores psicológicos, genéticos e fatores hormonais.
Por que não fazer dietas restritivas?
Dietas restritivas podem gerar uma serie de consequências porque demandam
um favorecimento maior de determinado constituintes e há gorduras,
aminoácidos e carboidratos essenciais que só serão possíveis obter em uma
dieta variada. A escassez desses nutrientes essenciais pode gerar deficiências
nutricionais. Além disso, estão associadas a transtornos alimentares e
diminuem o metabolismo porque o corpo guarda energia para se proteger e
passa a gastar energia de forma lenta.