BIOQUIMICA - Digestão de proteína; absorção e metabolismo de aminoácidos e ciclo da ureia

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Digestão de proteína; absorção e metabolismo de aminoácidos e ciclo da ureia 
 
 Os aminoácidos podem vir: 
-Das proteínas ingeridas pela dieta (proteínas exógenas) 
-Síntese de aminoácidos não essenciais; 
-Proteínas endógenas (da degradação e síntese das proteínas do nosso corpo, temos uma renovação de 400g de 
proteína por dia) 
 
Pra que precisamos dos aminoácidos? 
-Para sintetizar as proteínas para o nosso corpo; caso você use o aminoácido pra fazer a proteína e ainda sobre, 
ele: 
-Pode ser usado para sintetizar outras moléculas como compostos nitrogenados não proteicos; 
-Pode ser separado na cadeia carbônica e no grupo amino para a síntese de aminoácidos endógenos (não 
essenciais), ou essa cadeia carbônica pode ser usada pra gerar energia ou ainda para virar moléculas de reserva 
como glicose, glicogênio, ácidos graxos e lipídeos; já o grupo amino pode ser usado pra gerar amônia e a partir 
dessa amônia fazer a síntese de aminas e bases nitrogenados ou gerar ureia (um produto de excreção ) 
 
EM JEJUM 
➢ Os aminoácidos não estarão vindo da dieta alimentar, assim a célula consegue os aminoácidos dos 
próprios organismos (proteínas endógenas) 
➢ Há menor síntese de aminoácidos não essenciais e proteínas pois há menos matéria prima; 
➢ Pq precisamos de aminoácidos em jejum? Eles vão ser utilizados para fornecer energia, mas esses 
aminoácidos vão vir principalmente das proteínas endógenas já que vai haver pouca síntese dos não 
essenciais e poucos compostos nitrogenados não proteicos, assim as proteínas são degradas em 
aminoácido > a cadeia carbonada do aminoácido fornece energia (vamos estar gastando proteína da massa 
muscular esquelética). Ainda, essa cadeia carbonada pode ser transformada em glicose e corpos 
cetonicos para também obter energia; o grupo amino > vira amonia da mesma forma > a maior parte vira 
ureia 
 
 
DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS: 
 A digestão de proteína ocorre uma vez que a proteína é uma macromolécula que deve ser transformada em uma 
menor, o aminoácido; quando a proteína é digerida > polipeptideos > dipeptideos e tripeptideos > aminoácidos livres 
(uma proteína gera inúmeras moléculas de aminoácidos) 
 
➢ A digestão ocorre no estomago e intestino 
➢ A digestão de proteínas da dieta alimentar consiste em hidrólise de ligações peptídicas catalisada por 
enzimas proteolíticas do trato gastrointestinal de animais monogástricos 
➢ De modo geral > a pepsina (no estomago) > gera polipeptídeos e aminoácidos > a Tripsina, Quimotripsina, 
Elastase, Carboxipeptidase no intestino > gera oligopeptídeos e aminoácidos > aminopeptidases; di e tri 
peptidases > geram os aminoácidos livres 
 
ETAPA 1 – Estomago: 
Proteínas da dieta > essa proteína no estomago faz um estímulo físico para a mucosa gástrica liberar GASTRINA 
na luz intestinal > essa gastrina estimula a produção de HCl e Pepsinogênio > o pepsinogênio em meio ácido se 
transforma na pepsina (sua forma ativa) > conforme a pepsina é gerada ela envia um feedback positivo para que 
o pepsinogênio seja transformado mais rápido em pepsina > a pepsina faz a primeira degradação da proteína em 
polipeptídios > esses polipeptídios vão para o intestino 
 
ETAPA 2 – Intestino: 
No intestino superior chega os polipeptídios e alguns aminoácidos que foram liberados na etapa superior > esses 
estimulam a secreção de colicistoquinina e secretina: 
• a secretina estimula a produção de bicarbonato na luz intestinal para acertar o ph do bolo alimentar que 
acabou de passar pelo estomago, ainda a secretina estimula a produção de peptidases intestinais que 
agem na célula da mucosa intestinal; 
• a colicistoquimima estimula a secreção de zimogênios pancreáticos (enzimas não ativas > tripsinogênio, 
quimotripsinogenio, próelastase, pró carboxipeptidase), ainda faz com que haja a liberação da 
enteropeptidase, essa enteropeptidase converte o tripsinogênio em tripsina (ativa), essa tripsina começa 
a degradar a proteína e ao mesmo tempo ativa os outro zimogênios para a forma ativa > quimiotripsina, 
elastase, carboxipeptidase A e B (todas essas enzimas possibilitam a digestão do polipeptídio e cada uma 
tem uma especificidade para ligações peptídicas entre alguns aminoácidos específicos) 
 
ETAPA III - Mucosa intestinal: 
➢ Aonde ocorre a degradação de dipeptídeos e tripeptídeos 
➢ Esses dipeptideos e tripeptideos conseguem entrar nos enterócitos da mucosa intestinal por meio de 
transportadores – esse processo de entrada nos enterócitos é chamada de absorção, os transportadores 
são o PepT1 e HPT1 - dentro da célula há peptidases que conseguem transformar esses dipeptideo e 
tripeptideos em aminoácidos > a maior parte da proteína é, portanto, convertida em aminoácidos > também 
por transportadores os aminoácidos saem da célula e chegam no sangue e interstício 
➢ O transporte desse aminoácido pode ser por dois formas (simporte com sódio e uniporte por meio de uma 
proteína transportadora – esses dois mecanismos são observados em diferentes células do nosso corpo 
– as proteínas transportadoras são variadas, algumas precisam de sódio para fazer um simporte, e outras 
fazem o uniporte, ademais, elas são especificas para cada aminoácido e se expressam em determinados 
tecidos 
 
HOMEOSTASE DE AMINOÁCIDOS NAS CÉLULAS DE MAMÍFEROS: 
➢ Esse equilíbrio de aminoácidos é feito por meio dos transportadores proteicos que permitem que os 
aminoácidos entrem e saiam das células: 
* Transporte ativo de aminoácidos > vinculados ao gradiente eletroquímico do Na+, o sódio com carga positiva 
muda o potencial de membrana da célula e permite que os aminoácidos entrem na célula > responsável pelo 
acumulo de aminoácidos no citoplasma da célula 
* Transportadores harmonizadores > eles trocam um aminoácido por outro, garantindo que a depleção, ou seja, a 
falta de um aminoácido em particular seja evitada. Eles equilibram os aminoácidos. Assim, se está faltando um 
AA mas tem outro em grande quantidade, esses transportadores retiram esse que está em grande quantidade 
permitindo a entrada de outro 
➢ Assim, a concentração de aminoácidos em cada célula depende das características funcionais dela, assim, 
esses transportadores regulam isso. Desse modo, no cérebro tem mais aminoácidos que vão ser usados 
para síntese de neurotransmissores e, no fígado, por exemplo, tem mais aminoácidos que vão ser usados 
para sintetizar albumina, entre outros. 
 
FUNÇÕES DOS AMINOÁCIDOS ABSORVIDOS: 
➢ Síntese de proteínas endógenas 
➢ Síntese de compostos nitrogenados não proteicos – nucleotídeos, hormônios, creatina e 
neurotransmissores > anabolismo 
➢ Catabolismo de aminoácidos – divide o AA no radical amino e no esqueleto carbônico, podem ser juntados 
e formar um novo aminoácido endógeno como também podem se manter separados > amino pode virar 
amônia, ureia e ácido úrico; já o esqueleto carbônico em jejum vai ser usado para gerar energia, de modo 
diretamente, ou pela síntese de glicose e corpos cetonicos que também irão gerar energia; já no estado 
alimentado o esqueleto carbônico advindo dos aminoácidos vai ser transformado em glicose, glicogênio, 
ácidos graxos e reserva de lipídeos 
 
PROCESSOS CELULARES ENVOLVIDOS NA HOMEOSTASE DE AA QUANDO ALIMENTADO: 
MÉTODOS> 
➢ Há um constante processo de degradação e síntese para a manutenção desse equilíbrio, assim há 
renovação de 400g de proteína/dia além da eliminação de 100g N/dia (esse nitrogênio eliminado vem da 
amônia, pois quando a proteína se degrada em aminoácidos e esses são catabolizados, apenas o esqueleto 
carbônico é usado, a amônia vai ser eliminada de diversas formas por meio dos compostos nitrogenados, 
assim perdemos 100g de nitrogênio por dia) 
➢ Mecanismos de degradação de proteínas endógenas > nos lisossomos por proteases catepsinas e no 
citoplasma pelo sistema ubiquitina-proteassoma 
➢ Aminoácidos essenciais e não essenciais resultantes da degradação de proteínas são utilizados para a 
biossíntesede novas proteínas 
➢ Perda parcial de proteínas devido principalmente à oxidação (ciclo de Krebs) de aminoácidos nas 
mitocôndrias (para obtenção de energia) que é compensada pela absorção de aminoácidos ou biossíntese, 
➢ Ou seja, nem todo AA que foi gerado pela degradação vai ser transformado em proteína, por isso é 
necessário a ingestão 
➢ Todo esse processo de equilíbrio aminoácido- proteína é regulado pelo complexo m TORC1 ativo 
 
COMO OCORRE: 
➢ Após a ingestão de alimentos os hormônios gastrointestinais digerem as proteínas > liberam AA 
➢ Esses aa são absorvidos pelas células por meio de transportadores 
➢ O pool de aa plasmáticos aumenta 
➢ Em decorrência, ocorre estimulo da liberação de insulina pelo pâncreas 
➢ A insulina estimula o transporte de aa para o músculo e a síntese de proteínas 
➢ Os aa restantes são metabolizados em diferentes tecidos 
➢ Os aminoácidos nos tecidos são catabolizados e os grupos amino são transportados na forma de glutamina 
para o fígado converter a amônia em ureia 
➢ O aumento de aa ativará a sinalização pelo mTORC1 para INIBIR A FOME 
 
PROCESSOS CELULAR ENVOLVIDOS NA HOMEOSTADE DE AA QUANDO EM DEPLEÇÃO: 
Depleção > falta de aminoácidos, principalmente em jejum 
MÉTODOS: 
➢ Nesses casos vai haver mais degradação do que ressíntese, aumenta essa degradação por meio de 
autofagia> 
➢ Reduz a biossíntese de proteínas 
➢ Estímulo da biossíntese de aminoácidos não essenciais (aquele que não ingerimos) 
➢ Estimulo da importação de aminoácidos essenciais 
➢ Inibição do metabolismo oxidativo (deixa de usar aa como fonte de energia) 
➢ Complexo mTORC1 é inativado 
 
COMO OCORRE: 
➢ Diminuí a ingestão e digestão de proteínas 
➢ Diminui a absorção de aa 
➢ Diminui a concentração de aa plasmáticos 
➢ Reduz a oxidação de aa 
➢ Aumenta a degradação de proteína muscular para repor o conjunto de aa > o hormônio cortisol estimula 
isso 
➢ A alanina é liberada do musculo para transportar o grupo amino pelo plasma 
➢ A alanina tbm é utilizada para a síntese hepática de glicose, essa alanina pode ser convertida em glicose 
pela via da gliconeogênese estimulada pelo glucagon 
➢ A restrição de aminoácidos ativará a sinalização de GCN2 para aumentar a fome 
 
CATABOLISMO DE AMINOACIDOS: 
 
 
 
> Enzimas transaminares e aminotransferases: 
 
• Como ocorre a separação da amonia do aminoácido > o aminoácido reage com o alfa-cetoglutarato e essa 
enzima faz uma transferência entre esses compostos gerando alfaceto ácido (esqueleto carbônico) e 
glutamato (esse glutamato é um aa) > esse glutamato vai para uma segunda reação aonde ele volta a ser 
alfa cetoglutarato e nessa reação o NH4+ é liberado 
 
 AA + alfa cetoglutarato >>>> aminotransferase >>>> alfa cetoacido + glutamato 
 Alanina + alfa cetoglutarato >>> alanina aminotransferase (ALT) >>>> piruvato + glutamato 
 
• Essas enzimas aminotransferases recebem o nome especifico do aminoácido > alanina aminotransferase 
(ALT); aspartato aminotransferase (AST); ademais, essas enzimas são dependentes de um cofator, a 
vitamina B6; 
• Essas enzimas (ALT e AST) são marcadores de lesão de membranas celulares > quando elas aumentam no 
sangue quer dizer que houve uma lesão na célula de maneira que essas enzimas que estavam dentro 
delas foi liberada; isso indica principalmente lesões de membranas de hepatócitos como nos casos de 
hepatite aguda ou superinfecção pelo vírus da hepatite D 
 
DESTINO DO ESQUELETO CARBONICO: 
- Aminoácidos específicos como a arginina, glutamina, histidina e prolina > transformam-se em glutamato e por 
uma via metabólica especifica viram alfa cetoglutarato que participa do ciclo de Krebs podendo fornecer energia; 
ademais, no ciclo de Krebs ainda podem ser transformados em glicose (esses são denominados aminoácidos 
glicogenicos pq se transformam em glicose) 
- Outros aminoácidos como leucina, tirosina, lanina entram por outra via metabólica e também vão para o ciclo 
de Krebs gerando energia, mas eles não se transformam em glicose e sim em corpos cetonicos, são os 
aminoácidos cetogenicos; 
- No final, o esqueleto carbônico dos aa por vias metabólicas diferentes podem gerar energia diretamente pelo 
ciclo de Krebs, ou indiretamente pelos corpos cetonicos e glicose 
 
DESTINO DA AMONIA – toxidez do íon amônio 
-A amônia tem que sair da célula e chegar ao fígado para ser convertido em ureia, entretanto, a amônia no sangue 
é ruim para o organismo pois ela predomina na forma de NH4+ > esse NH4+ é permeável pelas membranas 
celulares e pode entrar nas células, lá ela reage com o alfa cetoglutarato, um intermediário do ciclo de Krebs e 
pode diminuir a produção de energia 
-A amônia também é permeável á barreira hematoencefálica > pode chegar nas células do sistema nervoso > vai 
faltar energia para as células do cérebro (isso em condições de hiperamonia) 
- Para que essas situações não ocorram, a amônia tem que ser transportada na forma de glutamina, que não é 
toxica no sangue, assim antes de sair da célula a amônia reage com glutamato > glutamina > vai para o sangue > 
no fígado a reação é invertida e, em condições normais, a amônia é liberada e convertida em ureia; outra forma, 
que ocorre nos músculos, é o transporte de amônia como alanina até chegar no fígado; essa alanina chegando lá 
ainda consegue ser transformada em glicose que pode voltar para o musculo (duas coisas positivas) por meio da 
gliconeogenese 
- A partir desse ciclo de glicose- alanina, quando estamos em jejum conseguimos manter certa normoglicemia, 
pois a alanina que está transportando o glutamato, que é a forma de transporte de amônia liberada pelo 
catabolismo de aminoácido, chega ao fígado e participa da via da gliconeogênese produzindo glicose que é 
liberada para o sangue 
 
ORIGEM E DESTINO DA AMONIA NO FÍGADO: 
- O amino pode chegar no fígado direto pela ingestão de proteína, ou pela alanina vinda do musculo, ou na forma 
de glutamina advinda do músculo e de outros tecidos > essa amina vai ser convertida em ureia por meio do ciclo 
da ureia, esse ciclo da ureia vai ser um ciclo de detoxicação da amônia 
- CICLO DA UREIA > a amônia chega na célula do fígado > reage com bicarbonato e ATP e forma Carbamonilfostato 
dentro da mitocôndria > essa molécula reage com ornitina > forma citrolina > citrolina sai da mitocôndria > no 
citoplasma reage com ATP , depois reage com outra molécula > forma a molécula argininasuccinato > separa em 
fumarato e arginina > formação da ureia