Metabolismo em condições fisiológicas e patológicas
Rubrica: fisiologia.
conjunto de transformações, num organismo vivo, pelas quais passam as substâncias que o constituem: reações de síntese (anabolismo) e reações de desassimilação (catabolismo) que liberam energia
Tudo isso é metabolismo
Meio externo Digestão Absorção
Já no meio interno... Captação Utilização
Excreção
Vias metabólicas
Outra maneira de dizer a mesma coisa...
Fígado e seu papel central
Papel homeostático – regulatório Papel na digestão dos Alimentos
(Sais Biliares) Responsável pela manutenção de
níveisséricos de nutrientes (Glicose)
Lesão hepática Alterações metabólicas
(ver próximo slide)
Doença hepática
Glicose no Fígado. Glicose, Futose e
galactose que entra no fígado é fosforilada pela glicoquinase produzindo
glicose-6-fosfato(molécula central)
A glicose-6-fosfato pode:
1) Ser desfosforilada pela glicose-6-fosfatase e produzir glicose livre para repor a glicose sanguínea.
2) Ser convertida em glicogênio hepático (glicogênese).
3) Ser oxidada para produção de energia via glicólise e ciclo do ácido cítrico (ATP!).
4) Ser degradada em acetil-coA para síntese de lipídios e transporte para outros tecidos em lipoproteínas sanguíneas
Aminoácidos no fígado Precursores da síntese
de proteínas nos hepatócitos.
São utilizados na biossíntese das proteínas plasmáticas.
Podem passar do fígado para o sangue e daí para outros órgãos.
Podem ser usados na biossíntese de nucleotídeos, hormônios e outros compostos nitrogenados.
Síntese de proteínas corporais
300 - 400 g/dia
Proteína Corporal Proteínas da dieta
Síntese de compostos
nitrogenados30 g/dia
Uréia
CO2 + H2O
Corpos CetônicosÁcidos Graxos
GlicoseGlicogênio
POOL DE AMINOÁCIDOS
Grupo AminoCadeia Carbonada
20 a 30 %
A amônia liberada na degradação dos aminoácidos é convertida pelos hepatócitos no produto de excreção, a uréia.
Fígado
Rim
NH3 URÉIA(EXCREÇÃO)
Lipídios no Fígado. Oxidação para produção de energia.
Excesso de acetil coA pode ser convertido em corpos cetônicos
Parte do acetil coA resultante poder ser utilizado na biossíntese de colesterol (biossíntese de membranas, precursor de hormônios, transporte e sais biliares).
Ácidos graxos podem ser convertidos em fosfolipídios e triglicerídeos e transportados nas lipoproteínas plasmáticas.
Parte dos ácidos graxos pode ser transportada ligada a albumina para o coração e os músculos esqueléticos – energia.
Metabolismo no Estado Alimentado
(absortivo)
Estado alimentado
Disposição de glicose, aminoácidos e gordura por vários tecidos no estado bem alimentado. Quilomícrons (bolinhas grandes cinza-claras) são convertidos em quilomícrons remanescentes (bolinhas pretas) pela ação de lipoproteína lipase no tecido adiposo e no músculo esquelético.
ESTADO ABSORTIVO
Período de 2 a 4 horas após ingestão de refeição normal.
Ocorre: aumento da glicose, aminoácidos e triglicérides no sangue.
O pâncreas responde à elevação de glicose e aminoácidos com liberação de insulina e redução de glucagon = ANABOLISMO.
Neste período, praticamente todos os tecidos usam glicose como combustível.
Efeitos principais da INSULINA
Estimula a captação de glicose pelas células.
Estimula o armazenamento de glicogênio hepático e muscular (glicogênese).
Estimula o armazenamento de “aminoácidos” e ácidos graxos.
Metabolismo no Estado Absortivo.
TECIDO ADIPOSO
Grande sensibilidade à insulina. Aumenta influxo de glicose.
• Glicólise aumentada – produzir glicerol fosfato para a síntese de triglicerídeos (TGs).
• Gliconeogênese diminuída.
• Aumenta a síntese de triglicerídeos (armazenamento).
Metabolismo no Estado Absortivo.
FÍGADO
Fígado retém 60% da glicose que entra pelo sistema porta. Não influenciado pela insulina.
Síntese de glicogênio.
Excesso de glicose será armazenado no tecido adiposo na forma de triglicerídeos.
Gliconeogênese diminuída.
Que órgãos não dependem da insulina?
Metabolismo no Estado Absortivo.
Metabolismo dos carboidratos no fígado
Fígado – Recebe uma mistura de monossacarídeos livres provenientes da digestão de carboidratos.
Cerca de 2/3 da glicose livre que chega ao fígado, entram em suas células e são fosforiladas e glicose-6-fosfato (hexoquinase).
Restante passa do fígado para a circulação sistêmica.
frutose e galactose fosforilados no fígado a glicose-6-fosfato.
A maior parte é transformada em glicogênio.
Metabolismo no Estado Absortivo.
TECIDO MUSCULAR
Captação aumentada de glicose para utilização.
Síntese aumentada de glicogênio: depletado como resultado da atividade muscular ou jejum.
Captação aumentada de aminoácidos ramificados : Leucina isoleucina e valina usadas principalmente no músculo para síntese protéica ou energia.
METABOLISMO NO JEJUM
No jejum é liberado o glucagon que tem ação antagônica à ação da insulina:
Estimula a mobilização dos depósitos de aminoácidos e ácidos graxos.
Estimula a glicogenólise.
Estimula a gliconeogênese.
METABOLISMO NO JEJUM
Carboidratos e gorduras são mobilizados de suas reservas.
Proteína não tem reserva. Para utilizá-la algum tecido ou enzima será prejudicada ( Ex: intestino, músculo)
Somente 2/3 da proteína corporal podem ser degradadas sem comprometimento fatal das funções vitais.
METABOLISMO NO JEJUM
FÍGADO
• Metabolismo de carboidratos: Degradação de glicogênio
• Oxidação aumentada de ácidos graxos.
• No jejum prolongado pode ocorrer a síntese de corpos cetônicos, favorecida pelo excesso de acetil CoA além da capacidade do ciclo de Krebs.
METABOLISMO NO JEJUM
CORPOS CETÔNICOS (CCs)
Derivados lipídicos – acetoacetato e b-Hidroxibutirato Únicos substratos
lipídicos solúveis circulantes
Podem ser utilizados como substrato energético por praticamente todos os tecidos (momentos de privação de carboidratos).
METABOLISMO NO JEJUM
Glicose
OxaloacetatoHOOCCOCH2COO
H
+ Acetil-CoaCH3COSCoA
Ciclo de
Krebs
Corpos
cetônicos
X
Glicose
OxaloacetatoHOOCCOCH2COO
H
+ Acetil-CoaCH3COSCoA
X
Triglicerídeos
Ác. Graxos (+ Glicerol)
Jejum/Dieta
-
Ciclo de Krebs
Corpos cetônicos
X
• Acetil + Acetil = corpos cetônicos (CCs)
• CCs podem dimimuir o pH dos fluidos biológicos (cetoacidose).
• São excretados na urina em combinação com uma base (íon sódio).
• Concentração sérica de corpos cetônicos em indivíduos saudáveis é muito baixa.
Lipólise no Tecido Adiposo
Triglicerídeos
ácidos graxos livres.
Glicerol (gliconeogênese)
TECIDO ADIPOSO
Degradação de triglicerídios e liberação de ácidos graxos.
Captação diminuída de ácidos graxos.
METABOLISMO NO JEJUM
Tecido Muscular.
No músculo esses AGs são liberados e transportados de forma ativa para o interior.
Ácidos Graxos - Oxidação para produção de energia
Degradação de proteínas musculares em aminoácidos.
Proteínas
Alanina
Glicose
Catabolismo
Gliconeogênese
METABOLISMO NO JEJUM
Exercício ~ Jejum
Captação muscular de glicose independente de insulina
Diabéticos!
Exercício - Jejum
Diabetes
Câncer
Como tratar o câncer dietoterapicamente?
FIGURA 22.24Inter-relações metabólicas de tecidos em vários estados nutricionais, hormonais e de doença. (e) Câncer.
Alcoolismo
ENCÉFALO Consome 20% do
oxigênio corporal em repouso.
Prioridade de energia. Usa exclusivamente glicose como fonte de energia. Não contém depósito de glicogênio – Dependente da glicose do sangue.
Ácidos graxos não atravessam eficientemente barreira hemato-encefálica = TG não contribui como fonte de energia e nem deposita neste órgão.
Diencefálo
Mesencéfalo
Ponte
Bulbo
Cerebelo
Medula
Telencéfalo
HIPOTÁLAMO
O alto comando da hierarquia das funções viscerais
Conexões do HipotálamoMuitas aferênciasMuitas eferências
Local de integração e processamento
Regulação do SNARegulação do sistema endócrino
Regulação da Ingestão de alimentosRegulação da Ingestão de água
Regulação da diureseTermorregulação
Regulação do comportamento emocional
Regulação do comportamento sexualControle do sono e vigília
FUNÇÕES INTEGRATIVAS DO HIPOTÁLAMO
Por que o nível de açúcar afeta primeiramente o cérebro?
R: Combustível...
Hipotálamo – Um pouco mais
Apenas para quem quiser conhecer mais a fundo.
-
Esse neurônio tem a ação de inibir “Centro da Fome”
PROCURA & INGESTÃO
DE ALIMENTO
O tempo todo esse neurônio estimula o comportamento de
procurar e ingerir alimento
“CENTRO DA FOME”
-
Esse neurônio INIBE o neurônio inibitório, portanto, ESTIMULA a ingestão de alimento
-
Sensor FOME
+
Esse neurônio ESTIMULA o neurônio inibitório, portanto, INIBE a ingestão de
alimento
Sensor SACIEDADE
NUCLEO ARQUEADO NUCLEO PARAVENTRICULAR NUCLEO LATERAL
HIPOTÁLAMO
-“CENTRO DA FOME”
-
-
Sensor para a FOME
+Sensor para a SACIEDADE
Grelina, Sabor do alimento
Leptina, Insulina e CCK
Leptna, Insulina, CCK
GABA, NPY e AgRP
Melanocortina
Grelina
Núcleo Paraventricular (PVN): inibe o Núcleo lateral (“Centro da Fome”) promovendo o estado de saciedade.Se o PVN estiver inibido pelo GABA, NPY e AgRP, o efeito inibitorio é removido no nucleo Lateral e estimula a ingestão de alimento. Como ocorre inibição simultânea dos neurônios da saciedade, facilita ainda mais a procura pelo alimento.
Assim, o PVN realiza a somação (balanço) de sinais dos neurônios aferentes do Núcleo arqueado e determina o nível de atividade do Núcleo Lateral fazendo com que o individuo procure ou não o alimento.
ARC PVN HL
Resumindo e indo um pouco
além
ENERGIA NO JEJUM Catabolismo
caracterizado pela degradação de nutrientes
Há necessidade de manter os níveis plasmáticos de glicose para cérebro e de degradar ácidos graxos para energia da maioria dos tecidos
Ocorre redução de insulina e aumento de glucagon
Combustíveis no Homem de 70 kg:
Gordura: 15 kg ou 135000 kcal
Proteínas 6 kg ou 24000 kcal
Glicogênio 0,2 kg ou 800 kcal.
A LEPTINA Produzida no tecido
adiposo
Estimula saciedade no HIPOTÁLAMO
Inibe a produção de peptídeos que estimulam a ingestão alimentar
Estimula gasto energético (via simpático)
Resumindo...
Nutrogenética/Nutrogenômica
Determinar os mecanismos pelos quais os alimentos e seus compostos individuais modulam os processos que ocorrem no organismo humano
Futuro = Comparar o padrão genético e nutricional do indivíduo a partir do seu nascimento = maior longevidade
Um exemplo real...
1. A presença do alelo APOE*2 é capaz de reduzir pela metade o risco de desenvolvimento de dislipidemia.
2. O alelo APOE*3 e o APOE*4 aumentam o risco para desenvolvimento de dislipidemia, sendo que o alelo APOE*3 aumenta o risco em 2,99 vezes e o alelo APOE*4 em 2,016 vezes, na população estudada.
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