oxidaÇÃo dos aminoÁcidos e produÇÃo de urÉia · aminas biológicas um dos principais...
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OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS E
PRODUÇÃO DE URÉIA
Doutoranda Lourdes Caruccio Hirschmann
Orientador: Gilberto D’Ávila Vargas
Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação em Veterinária
Disciplina de Doenças metabólicas
Carnívoros: obtém 90% de sua energia pela oxidação
dos aminoácidos após uma refeição
Herbívoros: ruminantes obtém apenas uma parte de
sua energia por oxidação dos aminoácidos pelos
microrganismos do rúmen
USO DOS AMINOÁCIDOS
Bactérias ruminais utilizam estes aminoácidos para
síntese de ácidos nucleicos das próprias bactérias e a
maior parte é fermentada produz AGV, CO2 e amônia
DA ONDE VEM OS AMINOÁCIDOS QUE VÃO SER
OXIDADOS?
Reciclagem das proteínas
(tempo de vida/quebra
normal de proteínas
celulares;
Dieta rica em proteínas,
aminoácidos ingeridos são
maiores que as
necessidades corporais, o
excedente é catabolizado
(não podem ser
armazenados);
Jejum prolongado e
diabetes mellitus
(carboidratos inacessíveis
ou não utilizados
adequadamente).
ESTRUTURA GERAL DOS AMINOÁCIDOS
Átomo do
carbono α
OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Amônia α- Cetoácidos
Ciclo da
uréia
Corpos
cetônicos
Glicose
Gliconeogênese
CO2
H2O
ATP
Biossíntese de
aminoácidos,
nucleotídeos e
aminas
biológicas
Um dos principais objetivos da oxidação dos aminoácidos é fornecer esqueletos de
carbono que servem para a síntese de glicose através da via da gliconeogênese
COMO OS AMINOÁCIDOS NÃO PODEM SER
ARMAZENADOS
Síntese de novas
proteínas
Oxidação – energia e
síntese de outras moléculas
Reação de transaminação
Transportados para outros tecidos
Excretado nos animais
Grupamento amino:
Transformados em intermediários do ciclo de Krebs –
energia ou síntese de outros compostos
Esqueleto carbônico:
PRODUTOS GERADOS A PARTIR DO ESQUELETO
CARBÔNICO DOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos glicogênicos formam intermediários do ciclo de Krebs (α- cetoglutarato, oxalacetato, succinil-CoA, fumarato)
Aminoácidos cetogênicos Acetil CoA
Aminoácidos glicogênicos e cetogênicos forma piruvato
GRUPAMENTO AMINO
Pode ser reutilizado (bases
nitrogenadas)
Pode ser excretado:
Formas de excreção do
nitrogênio (amônia, ácido úrico e
uréia)
Mamíferos eliminam mais uréia
ETAPAS PARA ELIMINAÇÃO DO GRUPO AMINO
Remoção do grupo amino do aminoácido
Transporte do grupo amino para o fígado
Entrada do grupo amino na mitocôndria
Preparação do nitrogênio para entrada no ciclo da
ureia
Ciclo da ureia
TRANSAMINAÇÃO E DESAMINAÇÃO
TRANSPORTE DE AMINÓACIDOS PARA FÍGADO
Aminoácidos hepáticos: Glutamato NH4+
Tecidos extra hepáticos: Glutamina – glutamato NH4+
No músculo: Alanina – glutamato NH4+
TRANSAMINAÇÃO
Aminoácido sofre uma transaminação: transfere o grupamento amina para α-cetoglutarato transforma em glutamato (aminoácido)
Enzima: aminotransferase
Coenzima: Pirodoxal Fosfato (derivada da Vitamina B6)
+ Transportador intermediário do grupo amina
+ Firmemente ligado as aminotransferases
DESAMINAÇÃO
Glutamato transportado
do citosol para interior da
mitocôndria
Sofre o processo de
desaminação glutamato
doa o grupamento amina
Reação catalisada pela enzima glutamato desidrogenase
(GDH) – matriz mitocondrial
Reversível
Específica para glutamato
Coenzimas NAD+/ NADP+
Enzima alostérica regulada
pelo nível energético da
célula (ADP)
DESAMINAÇÃO
Glutamato sofre uma
desidrogenação
Através do cofator NAD/NADP
Originando o NADH/NADPH
Reação hidrolisada, entra uma
água, doa o grupo amina e forma
o alfa-cetoglutarato
Enzima: Glutamato desidrogenase
Controle da reação:
ADP estimula a reação de
desaminação, é importante pra
formação do α-cetoglutarato, entrar
no CK e produzir energia
ATP estimula a reação reversa age na enzima glutamato
desidrogenase e transforma α-cetoglutarato de volta a glutamato
TRANSPORTE DE AMÔNIA NA FORMA DE
GLUTAMINA
Nos tecidos o excesso de
amônia é combinado com o
glutamato formando a
glutamina
Glutamina: é um glutamato
que recebeu um segundo
grupamento amina
A glutamina entra no fígado e a
enzima glutaminase libera o
íon NH4+ que entra na
mitocôndria
CICLO DA ALANINA O MUSCULO UTILIZA A ALANINA
PARA TRANSPORTAR AMÔNIA
No citosol dos hepatócitos a ALT
transfere o grupamento amino da
alanina para o a α-cetoglutarato
restaurando piruvato e glutamato
Principal reservatório de proteínas
liberam aminoácidos
Transaminação: glutamato transfere o
grupo amina para o piruvato – forma
alanina – restaura alfa cetoglutarato
Enzima: alaninotransferase
Piruvato – gliconeogênese
Glutamato – ciclo da uréia
CICLO DA UREIA NA MITOCÔNDRIA
CONTROLE DA REAÇÃO
Carbamoil sintetase I
Primeira enzima da via
Enzima alostérica
Enzima mitocondrial
Essencial para síntese da uréia
Aumento na [] de amônia = aumenta a enzima
RELAÇÃO CICLO DA UREIA E CK
DEFICIÊNCIAS DAS ENZIMAS DO CICLO DA UREIA
Pessoas com doença genética em qualquer
uma das enzimas da via acumula amônia
Assim a amônia não pode ser convertida em
ureia
Muita amônia concentrada no sangue (pH alto)
causa alcalose metabólica pode levar a
morte
Edema cerebral porque amônia atrai água
RUMINANTES
Tem suas
particularidades:
Ruminantes não absorvem a
proteína inteira
As bactérias do rúmen quebram
as ligações e libera os
peptídeos, aminoácidos
Bactérias ruminais utilizam
estes aminoácidos para síntese
de ácidos nucleicos e outros
aminoácidos que necessitam
Outra parte é
fermentada produz
amônia, AGV e CO2
RUMINANTES
Degradação da proteína
da dieta, mediada pela
atividade proteolítica
dos microrganismos do
rúmen
Proteína da dieta Aminoácidos Proteases
microbianas
Metabolismo do nitrogênio no rúmen:
Síntese de proteína
microbiana (Pmic) no rúmen
ESQUEMA GERAL DA DIGESTÃO DOS COMPOSTOS
NITROGENADOS NOS RUMINANTES
Forrageiras: nitratos, aminas, amidas,
Ácidos nucléicos e aminoácidos Grãos cereais e
oleaginosas
BALANÇO ENERGÉTICO NEGATIVO
Vacas altamente produtoras
Degradação de aminoácidos
São desaminados
Cadeia carbônica Nitrogênio
Ciclo de krebs Ciclo da uréia
Gliconeogênese
Glicose fonte de energia
INTOXICAÇÃO POR AMÔNIA
Quando a produção de amônia ultrapassa a
capacidade de conversão em uréia pelo fígado
Excesso de amônia na circulação pode ocorrer
sinais clínicos em poucos minutos
Salivação, tremores, apatia...
Sempre adaptar aos poucos os animais ao
consumo de ureia.
OBRIGADO PELA ATENÇÃO!!!
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