Metabolismo

Prévia do material em texto

METABOLISMO E PRODUÇÃO DE CALOR
METABOLISMO DEFINIÇÃO: conjunto de todos os processos bioquímicos implicados na manutenção da vida de um ser.
CATABOLISMO: degradação de nutrientes acompanhado pela LIBERAÇÃO DE ENERGIA (produção de energia)
ANABOLISMO: biossíntese onde a energia requerida é obtida através da quebra do ATP liberado no catabolismo. (Nutrientes remanescentes -> armazenamento)
GLICOSE -> GLICOGÊNIO -> GORDURA
ÁCIDOS GRAXOS -> GORGURA
AMINOÁCIDOS ->GLICOSE -> GORDURA
REGULAÇÃO DO METABOLISMO: hormônios, neurotransmissores e a disponibilidade de nutrientes.
METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS: 
· Glicose representa a maioria dos açucares simples que resultam da digestão dos carboidratos de uma dieta
· A glicose absorvida pelas células epiteliais do trato gastrointestinal passa a corrente sanguínea, elevando o nível glicêmico no plasma. Este é um importante sinal para que as células beta do pâncreas endócrino produzam insulina. Este hormônio ajuda a controlar a concentração de glicose no plasma sanguíneo, uma vez que ele estimula a captação de glicose por diferentes tecidos.
· No fígado, a insulina não estimula diretamente o transporte de glicose para o interior das células hepáticas, uma vez que os transportadores de glicose ali presentes não são sensíveis ao hormônio. No entanto, a insulina estimula o aparato enzimático das células hepáticas responsáveis pela síntese de glicogênio e lipídeos. Dessa forma, não so a glicose é constantemente removida do plasma, como também é transformada em moléculas mais complexas.
· Numa situação de hipoglicemia, estas moléculas (principalmente o glicogênio) podem ser novamente revertidas em glicose, mantendo-se assim a glicemia plasmática constante.
· No tecido adiposo, a insulina aumenta a captação de glicose pelas células, além de incrementar a produção de triglicerídeos a partir da oxidação da glicose
· Nos músculos, a insulina estimula a passagem de glicose ao interior da fibra muscular, onde ela é armazenada na forma de glicogênio 
· GLICOSE -> GLICOGÊNIO -> GORDURA 
· OBS: GLICOSE -> ENERGIA
· GLICÓLISE: oxidação da glicose a piruvato e lactato 
· GLICONEOGÊNESE: formação de glicose a partir de substratos não glicídicos (AMINOÁCIDOS, LACTATO, PIRUVATO, GLICEROL). Estado de jejum, diabéticos e exercícios. A glicose também pode ser sintetizada a partir de frutose e galactose. OCORRE NO FÍGADO E RIM
· Obs: lactato produzido nos músculos após o exercício (ciclo de cori) é usado na gliconeogênese
· GLICOGÊNESE: síntese de glicogênio a partir da glicose. GLICOGÊNIO -> FÍGADO E MÚSCULO. 
· Glicogênio muscular -> combustível de reserva para a síntese de ATP. 
· Glicogênio hepático -> glicose reserva para a manutenção da glicemia
· GLICOGENÓLISE: desdobramento do glicogênio, QUEBRA dele (GLICOSE -> FÍGADO) (PIRUVATO E LACTATO -> MÚSCULO)
· Insulina é hipoglicemiante -> níveis altos de glicose no sangue -> absorção do excesso de glicose pelas células -> níveis de glicose sanguínea adequados
· Efeitos da insulina: aumento da taxa de utilização da glicose para oxidação, glicogênese e lipogênese, Difusão facilitada de glicose para as células musculares e adiposas, Armazenamento de glicose como glicogênio no fígado e células musculares e adiposas, Armazenamento de glicose como glicogênio no fígado e células musculares, Aumento da captura de glicose pelas células adiposas e do fígado para conversão em gordura
· Glucagon é hiperglicemiante) -> níveis baixos de glicose no sangue -> glicogenólise e gliconeogênese -> níveis glicêmicos normais 
· Efeitos do glucagon: Aumento da glicogenólise e gliconeogênese, Diminuição da liberação de insulina pelo pâncreas, Aumento da absorção da glicose pelo intestino, Aumento da mobilização de gordura para produção de energia 
· Obs: glucagon, adrenalina, glicocorticoides, tiroxina e GH são hormônios HIPERGLICEMIANTES
METABOLISMO DOS LIPÍDEOS
· Os lipídeos da dieta, absorvidos pelas células intestinais, são transportados aos tecidos por lipoproteínas plasmáticas. Os triglicerídeos são os lipídeos mais abundantes na dieta e é também a forma de armazenamento de todo o excesso de nutrientes (incluindo carboidratos, proteínas e os próprios lipídeos)
· Devido a sua insolubilidade em soluções aquosas, os lipídeos corporais são geralmente compartimentalizados, como no caso dos lipídeos associados à membrana ou de gotículas de triacilgliceróis nos adipócitos, ou transportados no plasma em associação com proteínas, como nas partículas de lipoproteínas. Os lipídeos são a principal fonte de energia para o corpo, e também fornecem a barreira hidrofóbica que permite a partição dos conteúdos aquosos das células e de estruturas subcelulares.
· Os ácidos graxos presentes na dieta estimulam a secreção do hormônio GIP (peptídeo inibidor gástrico) pelas células endócrinas do intestino delgado. O GIP estimula o pâncreas a secretar insulina, o qual aumenta a captação de lipoproteínas plasmáticas carregadas com diferentes lipídeos pelo fígado e tecido adiposo, além de síntese de triacilgliceróis
· O fígado tem papel importante no metabolismo de lipídeos. Ele é responsável não só pela síntese de triacilcliceróis, como também de diferentes ácidos graxos, fosfolipideos e colesterol. O fígado é o principal responsável pela utilização de ácidos graxos para obtenção de energia quando a disponibilidade de glicose é baixa.
· Quantidades elevados de ácidos graxos no plasma, em especial no jejum. Ácidos graxos livres podem ser oxidados por muitos tecidos - especialmente fígado e músculo - para produzir energia.
· Em humanos, a síntese dos ácidos graxos ocorre principalmente no fígado e nas glândulas mamárias em lactação e, em menor extensão, no tecido adiposo.
· TRIGLICERÍDEOS -> ÁCIDOS GRAXOS + GLICEROL (CATABOLISMO)
· ÁCIDOS GRAXOS -> ACETIL COA -> CICLO DE KREBS
· GLICEROL -> GLICOSE 
· TRIGLICERÍDEOS -> ADIPÓCITOS (ARMAZENAGEM) 
· LIPÓLISE: degradação de triglicerídeo (forma de reserva)
· Trigligerídeo -> diglicerídeo + monoglicerídeo (quebra do triglicerídeo é estimulado pelo LHS, que é o hormônio lipase sensível, ativado na presença de hormônios hiperglicemiantes, como adrenalina, glucagon e glicocorticoides)
· Diglicerídeo - > ácidos graxos (LIPASE PANCREÁTICA FAZ ISSO)
· Estimulo para a lipólise: jejum (baixa disponibilidade de glicose na célula) e estresse emocional (ativador de adrenalina)
· Oxidação dos ácidos graxos (beta oxidação): quebra das moléculas em 2 carbonos, ACETIL COA com liberação de energia 
· Tecidos que não utilizam beta oxidação: os eritrócitos não possuem mitocôndrias, logo não podem oxidar ácidos graxos via beta oxidação
· O cérebro não utiliza os ácidos graxos como combustível energético, pois estes não passam com eficiência a barreira hemato-encefálica. Ainda são necessários mais estudos para comprovar seus benefícios em todas essas áreas,
· o uso da dieta cetogênica sem indicação médica, de maneira indiscriminada e sem acompanhamento por equipe multidisciplinar especializada, pode trazer sérios riscos à saúde. A curto prazo, ela pode levar à desidratação, à hipoglicemia (diminuição da quantidade normal de açúcar no sangue). “A médio e longo prazos, podem ocorrer dislipidemia (excesso de gordura no sangue), esteatose hepática (acúmulo de gordura nas células do fígado, o que pode levar à cirrose), cálculo renal e alterações metabólicas, como elevação de ácido úrico e hipocalcemia (falta de cálcio no sangue)”, alerta.
· 
· A oxidação dos ácidos graxos é dependente de cartinina, pois esta solubiliza o ácido graxo para passar na membrana
· Síntese de ácidos graxos: processo contrário da degradação, junta as moléculas de acetil coa e forma ácidos graxos
· Tecido adiposo armazena ácidos graxos da dieta ou provenientes do fígado em TRIACILGLICERÓIS
· O tecido adiposo exporta ácidos graxos e glicerol para o sangue em estado de jejum.
· Lipases hidrolisam triacilgliceróis em resposta ao glucagon ou epinefrina, são desligadas pela insulina
· Tecido adiposo: O armazenamento de ácidos graxos no tecido adiposo durante o jejum encontra-se paralisado,porém a degradação dos triacilgliceróis, que constituem o tecido adiposo, está aumentada. Os produtos da quebra de triacilglicerol são ácidos graxos e glicerol. Enquanto os primeiros são liberados no sangue e transportados para diversos tecidos servindo como fonte de energia, o último é usado pelo fígado para produzir glicogênio através da
· CORPOS CETÔNICOS: A mitocôndria do fígado tem a capacidade de converter acetii-CoA proveniente da beta-oxidação de ácidos graxos em corpos cetônicos. Esses são produzidos no fígado durante períodos em que a quantidade de acetii-CoA excede a capacidade oxidativa do fígado; e 3} são usados pelos tecidos extra-hepáticos, como os músculos esquelético e cardíaco e o córtex renal, em quantidade proporcional a sua concentração no sangue. Mesmo o cérebro pode usar corpos cetônicos como fonte de energia, se os níveis sangüíneos aumentarem suficientemente
METABOLISMO DAS PROTEÍNAS
· As proteínas degradadas no processo digestivo resultam em aminoácidos, que são absorvidos pelas células epiteliais do intestino delgado, transportados para a corrente sanguínea e distribuídos aos diversos tecidos. Os aminoácidos são fundamentais na síntese proteica e são precursores de todos os compostos nitrogenados não proteicos, como bases nitrogenadas dos nucleotídeos, e as aminas e seus derivados, como histamina e a adrenalina.
· A elevação do nível plasmático de aminoácidos, assim como de glicose, estimula as células beta do pâncreas endócrino a secretar insulina. Este hormônio estimula a captação de aminoácidos pelo musculo e pelo fígado, além de ativar o aparato enzimático responsável pela síntese de proteínas.
· O fígado é também o órgão mais importante na desaminação dos aminoácidos, etapa preliminar na sua interconversão nos diversos aminoácidos não essenciais e oxigenação. Neste processo, ocorre a síntese de uréia, a qual é excretada na urina. 
· Proteínas plasmáticas são sintetizadas exclusivamente no fígado. Como resultado destas atividades, o fígado é capaz de controlar os níveis plasmáticos de uréia e de proteínas.
· Catabolismo de Aminoácidos: formação de intermediários do Ciclo de Krebs (ác. oxalacético, ác. -cetoglutárico, fumarato), piruvato, acetil CoA, aceto-acetato excreção dos produtos residuais sob forma de uréia, creatinina e ácido úrico Síntese de proteínas
MÚSCULO ESQUELÉTICO 
· Sintetiza e armazena glicogênio para consumo interno 
· Não exportam glicose, mas exportam lactato e alanina
· Proteínas servem como armazenamento de energia
· Músculos não tem receptores de glucagon mas possuem receptores de epinefrina
PRODUÇÃO DE CALOR – CONSEQUÊNCIA DO METABOLISMO 
· O metabolismo corporal significa a totalidade das reações químicas em todas as células do organismo. Reações químicas envolvem a transferência de um tipo de energia para outro. Toda vez que isso acontece, há uma perda de energia e essa perda é dissipada na forma de calor
· A constante síntese de proteína consome energia na forma de ATP, enquanto os processos degradativos liberam energia que se dissipa na forma de calor.
· Podemos considerar portanto que a maior parte da energia consumida pelo organismo é transferida em calor. Porem apesar disso, os seres humanos conseguem manter a temperatura corporal dentro de certo intervalo.
REGULAÇÃO DAS VIAS METABÓLICAS:
1. HORMONAL
a. ADRENALINA: estimula a quebra do glicogênio 
b. INSULINA: inibe a quebra do glicogênio 
2. CONTROLE DA CONCENTRAÇÃO DE UMA DADA ENZIMA
a. Aumento ou diminuição da concentração celular de acordo com a necessidade
CADEIA RESPIRATÓRIA OU FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
· Processo pelo qual as células obtém energia, na forma de ATP, a partir da reação controlada do hidrogênio com o oxigênio para formar água
PERÍODO ABSORTIVO: níveis altos de glicose, relação glucagon/insulina alta
PERÍODO PÓS ABSORTIVO (JEJUM): Níveis de glicose baixos, relação insulina/glucagon baixa
JEJUM (período sem se alimentar de 6h) obs: jejum prolongado >72h
· No jejum o glucagon e cortisol, hormônio indicador de stress, atuam quase sem contraposição da insulina
· Aminoácidos vindo de proteínas musculares são a principal fonte de esqueletos de carbono no início do jejum
· A excreção de nitrogênio e a síntese de glicose estão altos
· A degradação intensa de ácidos graxos no fígado sem a degradação de carboidratos leva ao acúmulo de Acetil CoA -> formação de corpos cetônicos
· Quase todos os tecidos passam a usar corpos cetônicos, menos o cérebro e hemácias. Depois de um jejum prolongado, o cérebro passa a usar corpos cetônicos
· O uso prolongado de corpos cetônicos leva a uma cetoacidose pois estes compostos têm caráter ácido
· Quando o corpo passa a usar corpos cetônicos, a proteólise diminui, preservando as proteínas musculares até as reservas de ácidos graxos se esgotarem
DIABETES: hiperglicemia como fator comum 
1. Diabetes tipo I: incapacidade de produzir insulina -> jovens e crianças 
1. Diabetes tipo II: resistência à insulina e secreção insuficiente de insulina - Diabetes tipo II está bastante associada à obesidade
Com a capacidade de absorver glicose alterada, o organismo age como se estivesse em jejum -> lipólise, proteólise, produção de corpos cetônicos ativados. A eliminação da glicose não absorvida exige uma imensa quantidade de água -> desidratação -> sede é um diagnóstico
As gorduras são estocadas no tecido adiposo e constituem cerca de 85% das fontes de energia do corpo, as proteínas compõem em torno de 14% e os carboidratos (açúcares) somente 1%.
A fim de gerar energia o organismo precisa degradar os carboidratos e transformá-los em glicose, bem como quebrar as proteínas em subunidades chamadas aminoácidos e reduzir as gorduras a ácidos graxos. Glicose, aminoácidos e ácidos graxos são substratos usados pelas células do corpo como combustível para realizar tarefas necessárias a sobrevivência do organismo. 
A insulina diminui a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos graxos do sangue, enquanto o glucagon promove um aumento dos mesmos; ao mesmo tempo em que a insulina aumenta a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos graxos no fígado, músculos e tecido adiposo respectivamente, enquanto o glucagon determina uma redução desses.
Assim, na tentativa de fornecer glicose ao cérebro e aos outros tecidos que dessa dependem e abastecer outros tecidos de corpos cetônicos advindos dos ácidos graxos, acontece uma troca de substratos entre o fígado, os músculos, o tecido adiposo e o cérebro