Metabolismo do Músculo Esquelético

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A fisiologia do músculo esquelético
difere da do fígado em três aspectos
importantes:
1. o músculo usa seu glicogênio
armazenado somente para suas
próprias necessidades
2. quando passa do repouso para a
contração vigorosa o músculo
sofre mudanças muito grandes em
sua demanda por ATP, a qual é
suprida pela glicólise
3. o mundo não tem a maquinaria
enzimática para a
gliconeogênese
- Miócitos não tem receptores
para glucagon
- Enzima piruvatoquinase não é
fosforilada pela PKA, então a
glicólise não pode ser
interrompida quando a [cAMP]
estiver alta
- O receptor de glicose é o GLUT4
- No músculo está presente a
isoenzima hexocinase II
(predominante) e I, essas
enzimas tem alta afinidade por
glicose e aumentam sua
atividade muito rapidamente
quando ocorre a entrada de
glicose nos miócitos. Além
disso, são inibidas
alostericamente pelo seu
produto, a glicose-6-fosfato
- Uma vez comprometida com a
glicólise não há volta, no
músculo
Controle da Síntese do Glicogênio
Diferença entre hexocinase no
fígado e no músculo esquelético
- Além da insulina induzir
a glicogênese ela inibe a
glicogenólise pela
inibição da glicogênio
fosforilase
Na Via Glicolítica:
- Além de estimular a hexoquinase
para formar glicose-6-P, a
insulina estimula também a
fosfofrutoquinase-1 e a
piruvato quinase
- A fosfofrutoquinase sofre
modificação alostérica que é
ativada por AMP (situação com
muito gasto de ATP, então
precisa de mais glicólise) e é
inibida por ATP e citrato
(situação em que está
produzindo bastante moléculas
carreadoras de energia)
● No músculo esquelético a
piruvato quinase não é inibida
por fosforilação (apenas por
fatores alostéricos), no fígado
esta enzima seria inativada
pelo glucagon
- Com o piruvato na mitocôndria a
piruvato desidrogenase
(estimulada por insulina) gera
Acetil-CoA que entra no Ciclo
de Krebs para produção de ATP
- O músculo pode usar como fonte
energética para a produção de
Acetil-CoA, além do piruvato,
corpos cetônicos e ácidos
graxos (que sofrem beta
oxidação para formar
Acetil-CoA)
● A insulina no músculo
esquelético é capaz de
estimular a captação de
aminoácidos e inibir a
liberação destes para a
corrente sanguínea, portanto
atua aumentando a síntese
proteica e diminuindo a
degradação de proteínas
● O Turnover de proteínas é o
controle e balanço entre a
síntese e degradação de
proteínas que ocorre do músculo
Funções da proteólise intracelular
- Regulação do crescimento e da
diferenciação celular, apoptose
- Degradação das proteínas
anormais
- Fornecimento de aminoácidos
para a neoglicogênese
- Regulação das concentrações
enzimáticas
- Apresentação de antígenos de
superfície
- Ciclo celular
Sistemas proteolíticos
- Lisossomal/autofágico
- Dependente de Ca2+
- Dependente de
ATP-ubiquitina�proteassoma
- Independente de ATP (residual),
menos conhecido
1. Lisossomal
- Microfagia
- Macroautofagia
- Autofagia mediada por
chaperonas
- Endocitose
2. Sistema Dependente de Ca2+
- Proteases: calpaínas
- Localização: linhas Z dos
sarcômeros dissociando as
proteínas miofibrilares (actina
e miosina) para serem
degradadas
- Calpastatina: inibidor endógeno
3. Sistema Ubiquitina-Proteassoma
- Atrogina-1 e Murf-1 são
exemplos de proteínas E3 que só
existem em músculo esquelético,
elas são utilizadas como
marcadores de atrofia
- Estas proteínas E3 ligase são
reguladas pela via de
sinalização da insulina que
envolve AKT e FOXO, e são
importantes para o controle da
massa muscular
Para relembrar
- FOXO é responsável pela
transcrição de genes como
Atrogin e Murf, portanto na
presença de insulina quando o
FOXO é fosforilado por PKB e
marcado para degradação em
proteossomo, teremos menos
transcrição dessas moléculas
responsáveis pela proteólise,
mostrando mais uma vez a ação
anti�catabólica da insulina
Papel da AKT na regulação do
metabolismo proteico
- No músculo a adrenalina tem um
papel anabólico, diferente de
seu papel na glicólise e
lipólise
- O processo é ligação da
adrenalina ou noradrenalina no
receptor do tipo GPCR do
músculo, ativação de proteína G
e adenilato ciclase, aumento da
[cAMP] que libera as
subunidades catalíticas da PKA
que, por fim, reduz a
degradação das proteínas