METABOLISMO ENERGTICO integrao e regulao alimentado jejum catablitos urinrios Bioqumica Profa. Dra. Celene Fernandes Bernardes REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe 1 2 3 ESTGIOS DO CATABOLISMO 1 Hidrlise de molculas complexas endgenas em seus blocos constitutivos (processo semelhante ocorre na digesto de nutrientes) 2 Converso dos blocos constitutivos em acetil-CoA (ou outro intermedirio simples) As molculas bsicas constitutivas tambm podem ser absorvidas aps a digesto dos componentes da dieta3 Oxidao de acetil-CoA e fosforilao oxidativa sntese de ATP REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe ESTADO ABSORTIVO Perodo de 2 a 4 horas aps uma refeio normal Aumento plasmtico transitrio de: Glicose Aminocidos triglicerdeos (quilomicrons) Aumento na secreo de insulina Reduo na secreo de glucagon Anabolismo aumento na sntese de: glicognio (fgado e msculos) Triglicerdeos (tecido adiposo) Protenas (maioria das clulas) Catabolismo energia Secreo de insulina (clulas - iilhotas de Langerhans - pncreas) Estmulao aumento de glicose sangunea - aumento nos nveis plasmticos de aminocidos (arginina) -Hormnios gastrointestinais (colecistocinina, polipeptdeo inibitrio gstrico) liberados pelo intestino delgado aps a ingesto de alimentos Inibio -Escassez de combustveis da dieta -Perodos de estresse (febre, infeco, trauma, exerccio intenso) mecanismos mediados pela adrenalina REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe Secreo de glucagon (clulas - ilhotas de Langerhans - pncreas) Estmulao diminuio da glicose sangunea -aumento nos nveis plasmticos de aminocidos (impede a hipoglicemia em resposta secreo aumentada de insulina aps uma refeio rica em protenas) - nveis elevados de adrenalina plasmtica (produzida pela medula adrenal) ou noradrenalina (produzida pela inervao simptica do pncreas) Inibio - aumento de glicose e insulina no sangue REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe Efeitos metablicos da insulina Tecido adiposo e msculos aumento da captao de glicose devido aumento de disponibilidade deGLUT 4 Fgado e msculos aumento da sntese de glicognioFgado diminuio da glicogenlise e gliconeognese Tecido adiposo diminuio do nvel de cidos graxos circulantes por inibir a degradao de triglicerdeos Tecido adiposo aumento da sntese de triglicerdeos em decorrncia do aumento do transporte de glicose para o adipcito Estimula a entrada de aminocidos e a sntese de protenas na maioria das clulas. Efeitos metablicos do glucagon Tecido heptico - aumento na degradao do glicognio e da gliconeognese e consequente aumento da glicemia Tecido adiposo aumento da liplise e consequente liberao de cidos graxosFgado aumento da captao de cidos graxos e oxidao acetil-CoA. Posterior liberao de energia ou de corpos cetnicosFgado aumento da captao de aminocidos e consequente aumento da disponibilidade de esqueleto carbnico para a gliconeognese REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe Referncia Bioqumica - Marks Crebro e sistema nervoso requer 150g de glicose por dia Integrao metablica estado absortivo Integrao metablica estado absortivo Aps uma refeio rica em calorias, GLICOSE, CIDOS GRAXOS e AMINOCIDOS entram no fgado. A liberao de insulina em resposta a alta concentrao de glicose no plasma sanguneo, estimula a captao de glicose pelos tecidos. Parte da glicose exportada para o crebro para suprir a sua necessidade energtica. A glicose tambm absorvida pelos msculos e tecido adiposo. No fgado, o excesso de glicose oxidado a acetil-coA, que, posteriormente, via ciclo de Krebs e cadeia transportadora de eltrons,pode gerar ATP ou ser utilizado na sntese de glicognio e armazenado. Outra parte da glicose pode ser convertida em cido graxo para sntese de triglicerdeo (TAG), que so exportados para tecido adiposo e msculos. Excesso de aminocidos pode ser convertido em piruvato e acetil-CoA e ser utilizado na sntese de lipdeos. cidos graxos da dieta podem ser transferidos diretamente, via sistema linftico, do intestino para msculos e tecido adiposo. Referncia Bioqumica - Marks Integrao metablica estadobasal jejum noturno 12 hs Integrao metablica jejum O jejum inicia-se aps 2 a 4 horas depois da ingesto de dieta, quando os nveis de glicose retornam aos padres de normoglicemia (80 a 100mg/dL).Consequentemente diminui a secreo de insulina e estimula a de glucagon. Em reposta ocorre degradao de glicognio heptico e liberao de glicose no sangue. Se o jejum perdurar por um perodo de 12 horas, entra-se no estado basal ou ps absortivo. Neste perodo ocorre: -Manuteno da normoglicemia- dependente da degradao de glicognio (glicogenlise) heptico e liberao de glicose no plasma sanguneo -Glicose = principal substrato energtico para o crebro e o tecido neural e o nico substrato energtico para os eritrcitos -Gliconeognese = outra forma de obteno de glicose, partir de lactato, aminocidos e glicerol -Reserva de triglicerdeos do tecido adiposo principal fonte de energia durante o jejum, atravs da oxidao direta dos cidos graxos ou dos corpos cetnicos Jejum prolongado -Gliconeognese mecanismo mais importante para obteno de glicose -Crebro comea a utilizar tambm corpos cetnicos como fonte de energia, diminuindo a utilizao de glicose. Em consequncia, diminui a gliconeognese e a oxidao de aminocidos-Triglicerdeos do tecido adiposo principal fonte energticaatravs da oxidao de cidos graxos e de corpos cetnicosIntegrao metablica jejum prolongado REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul), LIPDEOS (laranja) EAMINOCIDOS (verde) NO FGADO ESTADO ABSORTIVO REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul) E LIPDEOS (laranja) NO TECIDO ADIPOSO ESTADO ABSORTIVO REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul) E AMINOCIDOS (verde) NO TECIDO MUSCULAR ESQUELTICO ESTADO ABSORTIVO REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul) NO ENCFALO ESTADO ABSORTIVO REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe INTEGRAO METABLICA CARBOIDRATOS (azul), LIPDEOS (laranja) AMINOCIDOS (verde) ESTADO ABSORTIVO FONTES METABLICAS ENERGTICAS (homem 70Kg) Lipdeos 15Kg = 135.000 Kcal glicerolgliconeognese glicose cidos graxos e corpos cetnicos Protenas 6 Kg = 24.000 Kcal aminocidos gliconeognese glicose aminocidos e corpos cetnicos Glicognio 0,2 Kg = 800 Kcal glicose REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul), LIPDEOS (laranja) E AMINOCIDOS (verde)NO FGADO JEJUM REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul) E LIPDEOS (laranja) NO TECIDO ADIPOSO JEJUM REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul), LIPDEOS (laranja) E AMINOCIDOS (verde)NO TECIDO MUSCULAR ESQUELTICO JEJUM REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe METABOLISMO DE CARBOIDRATOS (azul) E LIPDEOS (laranja) NO ENCFALO JEJUM REFERNCIA: Bioqumica Ilustrada - Champe INTEGRAO METABLICA CARBOIDRATOS (azul) LIPDEOS (laranja) AMINOCIDOS (verde) JEJUM Sntese de corpos cetnicos no fgado e utilizao nos tecidos perifricos - Em situao de jejum ou baixa concentrao de glicose plasmtica ocorre a sntese de corpos cetnicos no fgado, a partir do catabolismo de cidos graxos e aminocidos. Os corpos cetnicos so oxidados pelos tecidos extra-hepticos, resultando em energia atravs do ciclo de Krebs. Corpos cetnicos no plasma sanguneo = cetose Sntese de corpos cetnicos HO + H+ HO + H+ pK 3,5 pK 4,7 Formao de corpos cetnicos partir de acetil-CoA - Normalmente, a sntese de corpos cetnicos relativamente baixa. Quando acumula acetil-CoA (por exemplo no diabetes hiperglicmico ou em baixa concentrao de glicose) a enzima tiolase catalisa a condensao de 2 molculas de acetil-CoA formando acetoacetil-CoA, que, em seguida deriva os trs compostos denominados de corpos cetnicos (acetoacetato, acetona e -hidroxibutirato). As reaes de sntese de corpos cetnicos ocorrem na matriz de mitocndrias hepticas. O HMG-CoA tambm um intermedirio na sntese de esterol. No pH do plasma sanguneo, os corpos cetnicos dissociam, liberando H+ e podendo acarretar acidose metablica (cetoacidose) Catablitos urinrios resultantes do metabolismo de aminocidos e lipdeos catablitoOrigemConcentrao normal Corpos cetnicos (cetonria) Oxidao de cidos graxos e aminocidos TraosDecorrente de alta concentrao no sangue (cetose) uriaDegradao de aminocidos 15 a 30g/24hs urina Relacionada com a funo renal amniaDegradao de aminocidos 14 a 90 g/dLRelacionada com a funo heptica Alimentado normoglicemia pouca liberao de nitrognioJejum inicial nvel de glicose mantidopela gliconeognese partir do esqueleto carbnico dos aminocidos; em decorrncia, os nitrognios dos aminocidos so convertidos em uria. Jejum prolongado crebro utiliza corpos cetnicos originados de cidos graxos, poupando glicose e menor quantidade de protena muscular degrada para fornecer glicose atravs da gliconeognese; em decorrncia, diminui a excreo de nitrognio.