Regulacao Do Metabolismo

REGULAÇÃO DO METABOLISMO

MECANISMOS

Disponibilidade de Substratos e Produtos

Alteração da Atividade das Enzimas

- Regulação Alostérica

- Regulação por modificação Covalente (Hormonal)

Alteração da Concentração de Enzimas (Expressão

gênica )


Regulação Alostérica

Via Metabólica Enzima Chave Modulador

Glicólise Fosfofrutoquinase 1 - ATP,Citrato

+ AMP, F2,6P

Gliconeogênese Frutose1,6 bisPase - AMP, F2,6P

+ NT

Piruvato a Acetil-CoA Piruvato desidrogenase - Acetil-CoA, ATP,

NADH

+ NT

Ciclo de Krebs Isocitrato desidrogenase - NADH

+ ADP

Cadeia de Tr. de Elétrons NT (regulação pelo

nível de ADP)

NT = não tem

Regulação Alostérica

Via Metabólica Enzima Chave Modulador

Oxidação de Ác Graxos NT NT

Biossíntese de Ác Graxos Acetil-CoA carboxilase - Acil-CoA

+ Citrato

Degradação de Glicogênio Glicogênio fosforilase - ATP, G6P

(músculo) + AMP

Biossíntese de Glicogênio Glicogênio sintase - NT

(músculo) + G6P

Degradação de Aminoácidos Glutamato desidrogenase - GTP, ATP

+ GDP, ADP


Hormônios: Regulação por modificação Covalente (Fosforilação)

Via Metabólica Enzima Fosforilada Atividade

Degradação de Glicogênio Fosforilase quinase Ativa

Glicogênio fosforilase Ativa

Biossíntese de Glicogênio Glicogênio sintase Inativa

Piruvato a Acetil-CoA Piruvato desidrogenas Inativa

Lipólise (degradação de gorduras) Lipase Ativa

Lipogênese (síntese de gorduras) Acetil-CoA carboxilase Inativa

HORMÔNIOS

ADRENALINA (EPINEFRINA)

medula da supra-renal

liberada por estímulo nervoso (perigo, stress); exercício físico,

hipoglicemia e exposição a baixas temperaturas.

Promove a cascata do cAMP que leva à fosforilação de

enzimas

Efeitos: degradação do glicogênio muscular; degradação de

traicilgliceróis do tecido adiposo; etc

Promove EFEITOS DEGRADATIVOS

GLUCAGON

peptídio de 29 aminoácidos

células alfa das ilhotas de Langerhans do pâncreas

liberado por hipoglicemia

Promove a cascata do cAMP que leva à fosforilação de

enzimas

Efeitos: degradação do glicogênio; lipídios e proteínas

(principalmente no fígado e tecido adiposo)

EFEITOS DEGRADATIVOS

INSULINA

Proteína de 51aminoácidos, em duas cadeias, ligadas por

pontes S-S

células beta das ilhotas de Langerhans do pâncreas

liberada por hiperglicemia

Promove a entrada de glicose para dentro da célula

Diminui a glicose no sangue

REGULAÇÃO INTEGRADA DO METABOLISMO

Exemplos:

JEJUM, DIABETES E CÂNCER

JEJUM

REGULAÇÃO METABÓLICA

OBJETIVOS: Intensificação dos processos de degradação

das reservas (glicogênio e gorduras), visando obter Energia

e Glicose para o cérebro

Dados obtidos com voluntários submetidos a

Jejum prolongado

Homem

70 Kg 135 Kg

Triacilgliceróis 15 kg 80 kg

Proteínas 6 Kg 8 kg

Glicogênio 0,225 kg 0,23 kg

Equival Calóricos 166.000 kcal 785.000 kcal

(reservas)

INFORMAÇÕES

Em ambos os indivíduos a quantidade de glicogênio

e glicose circulante fornece energia para o

metabolismo basal POR MENOS DE UM DIA

A quantidade de triacilgliceróis do indivíduo de:

70 Kg é suficiente para sobreviver 70 dias

135 Kg é suficiente para sobreviver um ano

SEM COMER (mas não sem beber)

Estudos realizados com voluntários submetidos a jejum,

mostraram que:

Após 1 a 2 dias – a concentração do glicogênio do fígado cai

a 10% do valor inicial e assim permanece o resto do período de

jejum

O glicogênio do músculo também sofre decréscimo

A glicemia permanece em 80 mg/100 ml por cerca de 4

semanas ou pouco mais

A degradação de glicogênio permite a manutenção da

glicemia no início do jejum

Após esgotamento do glicogênio, começam a ser

degradados triacilgliceróis do tecido adiposo

A oxidação de triacilgliceróis é acompanhada por

aumento de corpos cetônicos no sangue

O indivíduo começa a perder peso pois está consumindo

a reserva de gordura

Corpos Cetônicos são compostos derivados do Acetil-CoA

TRÊS TIPOS

Lembrar:

Ciclo de Krebs

Ácidos Graxos

Glicose

Aminoácidos

Corpos Cetônicos

Lembrar:

Triacilglicerol

Glicerol

MAPA II – Vias metabólicas degradativas

Ciclo de

Krebs

Corpos Cetônicos

POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS

GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS

Acetil-CoA (2)

Oxaloacetato (4) Citrato (6)

Isocitrato (6)

Cetoglutarato (5)

Succinato (4)

Fumarato (4)

Malato (4)

GlyAlaSerCys

LeuIleLysPhe

GluAsp

Piruvato (3)

CO2

CO2

CO2

CO2

a

Fosfoenolpiruvato (3)

CO2

Uréia

Corpos Cetônicos são produzidos em pequenas quantidades por

pessoas sadias.

Os corpos cetônicos são produzidos pelo fígado.

Em situações especiais, como jejum prolongado e diabetes,

Corpos Cetônicos são produzidos porque há um

Excesso de degradação de triacilgliceróis,

Falta de intermediários do Ciclo de Krebs para oxidar todo o

Acetil-CoA formado

Nota: O Ciclo de Krebs funciona pouco pois há falta de

glicose

Lembrar:

Após alguns dias de jejum, a quantidade de Nitrogênio

excretado na urina AUMENTA.

Portanto, aumento da degradação de proteínas corporais

Por que começam a ser degradadas proteínas se a

reserva de gorduras ainda não foi esgotada ???

Porque o cérebro precisa de GLICOSE (utiliza 140 g/dia)

A glicose não pode ser sintetizada a partir de ácidos

graxos (Acetil-CoA) ou corpos cetônicos

Então deve ser sintetizada a partir de aminoácidos

glicogênicos


Ciclo de

Krebs

Corpos Cetônicos



Acetil-CoA (2)


Isocitrato (6)

Cetoglutarato (5)

Succinato (4)

Fumarato (4)

Malato (4)

GlyAlaSerCys

LeuIleLysPhe

GluAsp

Piruvato (3)

CO2

CO2

CO2

CO2

a


CO2

Uréia

Ordem de degradação de proteínas endógenas:

-Enzimas digestivas;

-Várias enzimas do fígado;

- Proteínas musculares

Nas primeiras semanas de jejum são consumidos 100 g de

proteína endógena por dia

O Balanço Energético (diferença entre a quantidade de N

ingerido e a quantidade de N excretado - uréia) passa a ser

negativo


Ciclo de

Krebs

Corpos Cetônicos



Acetil-CoA (2)


Isocitrato (6)

Cetoglutarato (5)

Succinato (4)

Fumarato (4)

Malato (4)

GlyAlaSerCys

LeuIleLysPhe

GluAsp

Piruvato (3)

CO2

CO2

CO2

CO2

a


CO2

Uréia

Ao final da 4a ou 6a semana de jejum, menos de 15 g de

proteína/dia são consumidos

Nesta altura, volta a ocorrer a degradação de gorduras

Pois o cérebro passa a utilizar corpos cetônicos para obter

energia (principalmente -hidroxibutirato).

Não há alteração da capacidade mental

Após terem se esgotado as reservas de gordura, o indivíduo

volta a utilizar proteínas para obter energia.

São degradadas proteínas musculares (ex coração) e o

indivíduo chegaria a óbito

A grande produção de corpos cetônicos (que têm caráter

ácido) leva a uma acidose, com significativa redução do

bicarbonato plasmático.

JEJUM

1- Degradação de glicogênio (não total)

2- Degradação de gorduras (parcial)

3- Aparecimento de corpos cetônicos

4- Degradação de proteínas endógenas (parcial)

5- Volta a degradação de gorduras

6- Aumento de corpos cetônicos e acidose

7- Cérebro passa a usar corpos cetônicos como fonte de

Energia

8- Volta a degradação de proteínas endógenas

9- Óbito

O quadro metabólico no diabetes assemelha-se ao

quadro do jejum

A deficiência na produção de insulina (ou falta de

receptores) leva a uma hiperglicemia e glicosúria

Desta forma, o indivíduo diabético apesar de ter elevado

nível de glicose no sangue, é como se estivesse em jejum

de glicose

DIABETES MELLITUS

Os níveis elevados de glicose no sangue, mantém as

células em hiperosmolaridade e acarretam sobrecarga

renal (muita sede)

A eliminação de glicose pela urina é acompanhada

por perda de grandes volumes de líquidos

levando à depleção de eletrólitos

No indivíduo com diabetes, oberva-se

Intensa lipólise e perda de peso (pelo menos no início)

(degrada lipídios para obter Energia a partir de Acetil-CoA

(via Ciclo de Krebs)

Intensa proteólise, com balanço nitrogenado negativo,

pois ele degrada proteínas endógenas para síntese de

glicose a partir de aminoácidos glicogênicos (a glicose é

necessária para o funcionamento do cérebro)

Intensa produção de corpos cetônicos e acidose

DIETA DO DR. ATKINS

Nesta dieta o quadro metabólico assemelha-se ao quadro

do jejum e do diabetes

A falta de glicose na dieta, determina a degradação de

gorduras (emagrecimento)

Aparecem corpos cetônicos e acidose

As proteínas da dieta são usadas para a síntese de

glicose

Metabolismo no Câncer

Células com transformação maligna apresentam um

crescimento e divisão celular acelerados

Alguns tipos de células produzem elevadas concentrações

de ácido lático em aerobiose.

Isto porque a via glicolítica é acelerada e produz piruvato

mais rapidamente do que a capacidade de oxidá-lo pelo Ciclo

de Krebs

O que aconteceu com o controle do metabolismo nessas

células?

Hipótese:

- A utilização de ATP nestas células é muito intensa

(crescimento acelerado)

- A fosforilação oxidativa (na mitocôndria) não

consegue repor esse ATP

- Isso levaria a uma carga energética baixa (Aumento

da [AMP])

- AMP estimularia a Fosfofrutoquinase acelerando a

glicólise

- Piruvato seria convertido em Lactato

Evidências que apoiam essa hipótese:

Algumas células tumorais captam muita glicose da

circulação e liberam muito lactato

A taxa de consumo de oxigênio de células tumorais é

MENOR que em células normais

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