BIOQUMICA

Integrao de MetabolismoA estratgia bsica do metabolismo formar ATP

O ATP a moeda corrente universal de energia.A hidrlise de uma molcula de ATP produz um fator de energia de aproximadamente 108.

O ATP gerado pela oxidao de molculas alimentares, como glicose, cidos graxos e aminocidos.

O intermedirio comum na maioria dessas oxidaes a ACETIL CoA.

Temas Recorrentes da Regulao MetablicaNVEIS ENZIMTICOS.As quantidades das enzimas, bem como suas atividades, so controladas. As velocidades de sntese e degradao de algumas enzimas reguladoras esto sujeitas a fatores hormonais.COMPARTIMENTAO.Os padres metablicos das clulas eucariticas so nitidamente afetados pela presena de compartimentosAlguns processos dependem delas estarem no citossol ou na mitocndria.Integrao do MetabolismoAs vias biossintticas e degradativas so quase sempre diferentes.As vias para a sntese (cidos graxos) diferente daquela da degradao.A separao permite s vias biossintticas e degradativas serem termodinamicamente favorveis constantemente.A via biossinttica torna-se exergnica pelo acoplamento de uma quantidade suficiente de ATP.O ponto essencial que a velocidade das vias metablicas dirigida mais pelas atividades das enzimas-chave do que por ao da massa.A separao das vias biossinttica e degradativa contribui grandemente para a eficcia do controle metablico.

Temas Recorrentes da Regulao MetablicaESPECIALIZAO METABLICA DOS RGOS.A regulao em eucariontes superiores profundamente afetada e aumentada pela existncia de rgos com diferentes papis metablicosPrincipais Vias Metablicas e Locais de ControleGLICLISE.Ocorre no citossol.Converte glicose em duas molculas de piruvato.Produz 4 ATPs mas consome DOIS.Produz 2 NADH.A GLICLISE SERVE PARA 2 PROPSITOSDegradar glicose para gerar ATP.Proporcionar esqueletos de carbonados para biossntese.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleGLICLISEA fosfofrutocinase o mais importante ponto de controle.Um alto nvel de ATP inibe a fosfotrutocinase. Esse efeito inibitrio aumentado pelo citrato e revertido pelo AMP.No fgado, o mais importante regulador da atividade da fosfofrutocinase a frutose 2,6-bifosfato.Quando o nvel de glicose do sangue baixo, uma cascata disparada pelo glucagon leva a uma ativao desta fosfatase e a inibao desta cinase no fgado. A diminuio resultante do nvel de Frutose 2,6-bifosfato leva uma desativao da fosfofrutocinase e desse modo reduzida a velocidade da gliclise.

Principais Vias Metablicas e Locais de ControleCICLO DO CIDO CTRICOOcorre no interior da mitocndria.A maioria dos alimentos entram no ciclo de Krebs como acetil CoA.A oxidao completa de uma unidade acetila gera um GTP, trs NADH e um FADH2.O NADH e o FADH2 s so oxidados se o ADP for simultaneamente fosforilado a ATP esse firme acoplamento, denominado controle respiratrio, garante que a velocidade do ciclo do cido ctrico corresponda necessidade de ATP.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleA fartura de ATP diminui as atividades de trs enzimasCiclo citrato cinaseIsocitrato desidrogenaseAlfa-cetoglutarato.O ciclo do cido ctrico fornece intermedirios para biossntese, como succinil CoA para a formao de porfirinas.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleVIA PENTOSE-FOSFATOOcorre no citossol.Gera NADPH para biossntese redutiva.Forma ribose 5 fosfato para a sntese de nucleotdeos.A desidrogenao da glicose 6 fosfato a etapa reguladora.Essa via controlada pelo nvel de NADP+, o aceptor de eltrons.A biossnte redutiva e a gliclise podem ocorrer simultaneamente em alta taxa.

Principais Vias Metablicas e Locais de ControleGLICONEOGNESE.A glicose pode ser sintetizada pelo fgado e pelos rins a partir de precursores no glicdicos, como lactato, glicerol e aminocidos.O principal ponto de entrada dessa via o piruvato, que carboxilado a oxaloacetato na mitocndria.O oxaloacetato descarboxilado e fosforilado no citossol para formar fosfoenolpiruvato.Gliconeognese e gliclise so geral reciprocamente reguladas de modo que uma via inativa quando a outra est altamente ativa.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleGLICONEOGNESE.O AMP inibe e o citrato ativa a frutose 1,6 bifosfatase uma enzima-chave da gliconeognese, enquanto essas molculas tm efeitos opostos sobre a fosfofrutocinase, a enzima marcapasso da gliclise.A Frutose 2,6 bifosfato tambm coordena esses processo por inibir a frutose 1,6 bifosfatase.Quando a glicose est abundante, o alto nvel de Frutose 2,6 bifosfato inibe a gliconeognese e ativa a glicose.

Principais Vias Metablicas e Locais de ControleSNTESE E DEGRADAO GLICOGNIO.O glicognio um depsito energtico prontamente mobilizvel de glicose.O intermedirio ativo na sua sntese UDP-glicose, que formada a partir de glicose-1-fosfato e UTP.A glicognio sintase catalisa a transferncia da glicose da UDP-glicose a uma hidroxila terminal de uma cadeia em crescimento.A fosforilase catalisa a clivagem do glicognio pelo ortofosfato para dar glicose-1-fosfato.A sntese e degradao so controladas coordenadamente por uma amplificao em cascata disparada por um hormnio de modo que a sintase inativa quando a fosforilase ativa, e vice-versa.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleSNTESE E DEGRADAO CIDOS GRAXOSOs cidos graxos so sintetizados no citossol pela adio de unidades de 2 Carbonos a uma cadeia em crescimento sobre um carreador protico de acilas.Malonil CoA, o intermedirio ativo, formado pela carboxilao do acetil CoAO citrato no citossol estimula a acetil CoA carboxilase, a enzima que catalisa a etapa reguladora.Quando o ATP e o acetil CoA so abundantes, o nvel de citrato aumenta, o que acelera a velocidade de sntese de cidos graxos.Principais Vias Metablicas e Locais de ControleOs cidos graxos so degradados a acetil CoA na matriz mitocondrial por beta-oxidao.A acetil-CoA entra no ciclo do cido ctrico se o suprimento de oxaloacetato for suficiente.Como alternativa, o acetil CoA pode originar corpos cetnicos.A velocidade de degradao de cidos graxos est tambm acoplada necessidade em ATP.

Junes-Chave: Glicose-6-Fosfato, Piruvato e Acetil CoA

Junes-Chave: Glicose-6-Fosfato, Piruvato e Acetil CoA

Entrada de Corpos Cetnicos no Ciclo do cido Ctrico no Crebro

Perfil Metablico dos Principais rgos

Perfil Metablico dos Principais rgos

Nvel de Glicose no Sangue Tamponado pelo Fgado

Via Metablica para a Glicose-6-Fosfato no Fgado

Metabolismo dos Aminocidos no Fgado

Metabolismo dos cidos Graxos no Fgado

Integrao MetablicaCiclo jejum-alimentaoAlteraes no metabolismoEntendimento das relaes entre as vias metablicas

Entrada varivel de combustveisArmazenamentode combustveisDemanda metablica varivelADPATPuriaIntegrao MetablicaEstados metablicosNecessidades dirias de energiaCalorias dos alimentosReservas energticas em humanosViso geral do metabolismoNveis de substratos e hormnios no sangueHomeostase da glicoseInteraes TeciduaisMetabolismoEstado AbsortivoEstado de jejumEstado de realimentaoMecanismos de regulao do metabolismo

Resumo

Estados MetablicosEstado absortivode 2 a 4 horas aps refeioEstado ps-absortivo 4 a 12 horas aps refeioEstado de jejuminicial - 12 a 48 horasprolongado - de 2 a 10 diasInanio - acima de 10 dias sem ingesto calricaEstado de realimentaoAdaptaes metablicas situaes distintasESCASSEZABUNDNCIANUTRIENTESASPECTOS BIOQUMICOS RELEVANTES NA REGULAO DOSPROCESSOS METABLICOS REGULAO DOSPROCESSOS METABLICOS

COMPARTIMENTALIZAOCELULARMUDANAS NA ATIVIDADE DE ENZIMAS

VARIAO NA CONCENTRAO DE COENZIMAS MODIFICAO COVALENTE DE PROTENASINTERVENO HORMONALALTERAO NA EXPRESSO GNICA DE ENZIMASNecessidades dirias de energia para adultos ENERGIA DIRIA = TMB + AtividadeTMB Taxa Metablica Basal= peso(Kg) x 25 kcalTMB = 25kcal/kg/dia

Atividade:Leve = 0,3 x TMBModerada = 0,4 x TMBPesada = 0,5 x TMB Necessidade total de energia Necessidades dirias de energia para adultosIndivduo adulto atividade moderada70 Kgx25 kcal= 1750 kcalTMB0,4x1750 kcal= 700 kcalAtividade

Necessidade total = 1750 + 700 = 2450 kcal

Calorias Metablicas Derivadas dos Alimentos Classe Kcal por grama Glicdios4 Lipdios9 Protenas4 Etanol 7Reservas Energticas de um Homem AdultoTecidoComposto armazenadoQuantidade (kg)% peso corporalEnergia (kcal)FgadoGlicognio0,070 0,150*>> Protena INSULINA E GLUCAGONINSULINA Elevadas concentraes de GLICOSE - Estimula a secreo de INSULINASeguem efeitos da Insulina :

Captao de GLI (msculo) Captao de GLI (fgado) Sntese de GLIcognio (em ambos) Degradao de Glicognio (ambos) Gliclise, produo de Acetil-CoA Sntese de c. Graxos (fgado) Sntese de TAG (Tec adiposo)GLUCAGON Inibe a liberao da Insulina Estimula a liberao de GLI para o sangueSeguem efeitos gerados pelo Glucagon:

Degradao do Glicognio (fgado) Sntese do Glicognio (fgado) Gliclise (fgado) Gliconeognese (fgado) Mobilizao de cido graxo (tecido adiposo)Diabetes mellitusDeficincia na formao ou na ao da INSULINA

Diabete do Tipo I: Dependente de InsulinaDiabete tipo II: No-dependente de Insulina (obesidade)Glicosria Acmulo de Acetil-CoA - Acmulo de corpos cetnicos :Acetoacetato -------------- Acetona (Voltil)