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GliconeogêneseMetabolismo dos aminoácidos

Ciclo da Uréia

GliconeogêneseMetabolismo dos aminoácidos

Ciclo da Uréia

Alexandre HavtAlexandre Havt

GliconeogêneseGliconeogênese

Gliconeogênese

� Definição� Via anabólica que ocorre no fígado e, excepcionalmente no córtex renal, que éresponsável pela síntese de glicose a partir de fontes que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol.

Fontes de Energia para as Células

+++Córtex renal

+++Músculo esquelético e cardíaco

++Tecido adiposo

++Fígado

+Mucosa intestinal

+Retina

+Medula renal

+Hemácias e leucócitos

++Cérebro

Corpos Cetônicos

Ácidos Graxos

Glicose

CompostosTecido

Fontes de Glicose

� Alimentação� Glicogenólise� Gliconeogênese

� Aminoácidos � Exceto leucina e lisina� Degradação endógena

� Lactato� Músculos � Células que não possuem mitocôndrias

� Glicerol� Hidrólise de triacilgliceróis

Órgãos e gliconeogênese

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Gliconeogênese versus Glicólise

� A gliconeogênese utiliza quase todas as enzimas da via oposta (glicólise) para a síntese de glicose com exceção paras as reações irreversíveis:

� Piruvato fosfoenolpiruvato

� Frutose 1,6-bifosfato frutose 6-fosfato

� Glicose 6-fosfato glicose

Alanina e Lactato à Piruvato

Alanina Piruvato

Alanina aminotransferase

α-Cetoglutarato Glutamato

Lactato + 2 NAD+

Lactato desidrogenase

Piruvato + 2 NADH+ + 2 H+

Reação irreversível 1

Lactato Piruvato

Alanina

Piruvato

CO2 + H2O + ATP

ADP +Pi + 2H+

Piruvatocarboxilase

Oxaloacetato

Oxaloacetato

GTP

GDP + CO2

Fosfoenolpiruvato

Mitocôndria

Fosfoenolpiruvatocarboxiquinase

Malato

Aspartato

Malato Aspartato

Reação irreversível 2

Frutose 1,6-bifosfato + H2O Frutose 6-fosfato + Pi

Frutose 1,6 bifosfatase

Frutose 1,6-bifosfato à Frutose 6-fosfato

Reação irreversível 3

Glicose 6-fosfato + H2O Glicose + Pi

Glicose 6-fosfatase

Glicose 6-fosfato à Glicose

Lactato

enolase

fosfogliceratomutase

fosfogliceratoquinase

Gliceraldeído3-fosfato desidrogenase aldolase

fosfoglicoseisomerase

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Balanço energético da Gliconeogênese

� Glicerol� Gasto de 2 ATP’s

2 Piruvato + 6 ATP + 6 H2O + 2 NADH Glicose + 6 ADP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2H+

Gliconeogênese

� A degradação protéica ocorre habitualmente� Manutenção da glicemia durante jejum noturno� Reserva de carboidratos é pequena� Mamíferos

� Ácidos graxos Glicose

� Acetil-CoA não se converte em piruvato� Ácidos graxos de número ímpar de carbonos degradados

� Propionil CoA + Acetil CoA

Sucinil-CoA Glicose

Controle da gliconeogênese

� Glicólise X Gliconeogênese� Controle exercido nas vias irreversíveis

� Piruvato fosfoenolpiruvato

� Frutose 1,6-bifosfato frutose 6-fosfato

� Glicose 6-fosfato glicose

Piruvato à fosfoenolpiruvato

Frutose 1,6-bifosfato à frutose 6-fosfato Glicose 6-fosfato à glicose

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Metabolismo de Aminoácidose Ciclo da Uréia

Renovação protéica

� Fonte de aminoácidos celular� Aminoácidos da dieta� Degradação protéica celular

� Meia vida protéica� Tempo onde 50% das proteínas sintetizadas serão degradadas

� Grande variação de meias vidas� Proteínas de alta taxa de renovação

� Hemoglobina� Proteínas musculares� Enzimas digestivas� Proteínas das células do trato gastrointestinal

Metabolismo dos aminoácidos

� Metabolismo complexo� Átomos de carbono� Nitrogênio

Cα H

COOH

R

H2N

AMINO

CARBOXILA

CADEIA

LATERAL

Destino dos aminoácidos da dieta

� Intestino Fígado

� Veia Porta-hepática

� Dieta normal 60 a 100 g de proteína

� Síntese protéica hepática e outros tecidos

� Excesso protéico

� Síntese de glicose para ser armazenado

� Síntese de triacilgliceróis

Destino dos aminoácidos da dieta

� Proteína muscular é clivada no jejum alimentar

� Parte é Parcialmente oxidados para gerar energia

� Parte é convertida em alanina e glutamina e liberadas

� Liberação na circulação

� Glutamina oxidada

� Linfócitos, intestino e rim

� Conversão de alguns carbonos e nitrogênio em alanina

� Alanina e outros aminoácidos são absorvidos pelo Fígado

� Carbonos glicose e corpos cetônicos gerar energia

� Nitrogênio uréia excretada pelos rins

Destino dos aminoácidos da dieta

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Destino dos aminoácidos da dieta Destino do nitrogênio dos aminoácidos

� Transaminação� Principal processo de remoção do nitrogênio dos aminoácidos

� α-cetoglutarato glutamato� Exceto lisina e treonina� Enzimas

� Transaminases ou aminotransferases� Agem na degradação e síntese

Remoção do Nitrogênio como Amônia

� Células do corpo e bactéria do intestino� Nitrogênio dos aminoácidos

� Amônia (NH3)� Íon amônio (NH4

+)

� pH fisiológico� Equilíbrio para formação de NH4

+

� NH3 atravessa as membranas� Liberado na urina para diminuir a acidez formando NH4

+

NH4+

pK = 9,3NH3 + H+

Fontes de NH4+ para o Ciclo da Uréia

Papel do Glutamato Papel da Alanina

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Papel da Glutamina Ciclo da Uréia

� Principal função

� Converter amônio, produto tóxico formado na

degradação dos aminoácidos, em uréia, com intuito de

ser excretado pelos rins.

� Fontes de NH4+ para formar a uréia

� Degradação de aminoácidos

� Aspartato

Ciclo da Uréia

Ciclo da Uréia

Controle do Ciclo da Uréia

� Quanto maior produção de NH4+ (substrato) maior

velocidade do ciclo

� Estímulo das enzimas do ciclo

� Dieta rica em proteína

� Síntese de glicose para armazenamento

� Jejum prolongado

� Degradação protéica para suprir gliconeogênese

� Menor degradação se o cérebro começa a usar corpos cetônicos

Síntese dos aminoácidos

� Dentre os 20 aminoácidos comuns

11 não essenciaissintetizados

GlicinaSerinaCisteínaAlanina

AsparaginaAspartato

Tirosina

GlutaminaGlutamatoProlinaArginina

9 são essenciais

TriptofanoTreonina

FenilalaninaMetioninaValina

IsoleucinaHistidinaLeucinaLisina

Síntese dos aminoácidos

� Aminoácidos não essenciais

� Fontes para outros compostos com nitrogênio

� Glicina porfirina e purina

� Glutamato síntese de neurotransmissores

� Aspartato síntese de purinas e pirimidinas

� 9 são sintetizados por glicose + fonte de nitrogênio

� 2 requerem aminoácidos essenciais

� Cisteína requer metionina

� Tirosina requer fenilalanina

purina

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Síntese dos aminoácidos

� Os carbonos de 10 aminoácidos derivados da glicose

� Intermediários da glicólise

� Intermediários do ciclo do ácido cítrico

� α-cetoglutarato

� Oxaloacetato

Glutamato ProlinaGlutamina Arginina

AspartatoAsparagina

Glicina SerinaAlanina Cisteína

Síntese dos aminoácidos

Degradação dos aminoácidos

� Em geral, vias de degradação são diferentes das

vias de biossíntese

� Permite controles independentes

� Via de geração de energia por NADH+

� Oxidação direta

� Oxidação no ciclo do ácido cítrico

� Conversão em glicose

� Formação de corpos cetônicos

Destino dos carbonos dos aminoácidos

� Fígado é o único órgão que apresenta todas as

ferramentas para a síntese e degradação dos

aminoácidos

� Dependência do estado fisiológico

� Jejum

� Carbonos geram glicose, corpos cetônicos e CO2

� Alimentado

� Intermediários do metabolismo em triacilgliceróis e glicogênio

Destino dos carbonos dos aminoácidos

� Os carbonos da degradação geram

� CO2

� Compostos que produzem glicose no fígado

� Piruvato

� α-cetoglutarato

� Succinil-CoA

� Fumarato

� Oxaloacetato

� Corpos cetônicos

� Acetoacetato

� Acetil CoA

Glicogênicos

Cetogênicos

Glicogênicos e Cetogênicos

LeucinaLisina

FenilalaninaIsoleucinaTirosinaTreoninaTriptofano

Alanina GlutamatoArginina GlutaminaAspartato HistidinaAsparagina MetioninaCisteína ProlinaGlicina Serina

Valina

CetogênicosGlicogênicos e Cetogênicos

Glicogênicos

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Degradação dos aminoácidos Degradação dos aminoácidos