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Autor responsável: Uriel Assan uriel.assan@mailcity.com |
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INTRODUÇÃO |
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Anatomía
humana
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A maior parte da glicose catabolizada nos tecidos animais sofre o processo glicolítico e origina moléculas de piruvato. Por sua vez, a maior parte do piruvato é oxidada. Existe
uma via secundária que também participa deste processo. A via das pentoses, também chamada de via do fofogliconato produz
dois produtos especiais nos tecidos dos animais. Esta via é metabólica
e constituída por uma seqüência enzimática com várias etapas, começando
na glicose 6-fosfato, presente no início da glicólise, e levando a
produção do açúcar ribose, que é uma pentose. Este açúcar é
importante, pois é utilizado na síntese da molécula de ácidos nucléicos
indispensáveis na síntese de proteínas. Ao
longo dessa via ocorre também a redução da coenzima NADP para NADPH.
Em etapa posterior, o hidrogênio que reduz o NADP é cedido e utilizado
na síntese intracelular de lipídeos, sendo, portanto, a via das pentoses também importante para este processo. A
glicogenossíntese é o
processo pelo qual a glicose é polimerizada a glicogênio, que é
acumulado nas células em quantidades variáveis de acordo com o tipo
celular, funcionando aí como depósito de energia acessível à célula.
Em determinadas células, como nas do fígado e músculo, este processo
pode ser intenso e ocorrem extensos depósitos de glicogênio. O glicogênio
hepático que chega a 150g é degradado no intervalo das refeições
mantendo constante o nível de glicose no sangue ao mesmo tempo que
fornece este metabólito as outras células do organismo. O glicogênio
muscular, ao contrário, só forma glicose para a contração muscular. As
vias metabólicas citadas acima, ocorrem de modo geral na maioria das células,
havendo, porém, maior ênfase em determinadas vias, de acordo com a função
de cada tipo celular. Como
já foi dito, a glicose passa por um catabolismo glicólitico, o mesmo
acontece com os aminoácidos que passam por um processo de oxidação, através de uma pequena fração de energia provida pelo
homem. Depois da remoção dos grupos amino pela transaminação até o α-
cetoglutarato, os esqueletos carbônicos dos aminoácidos sofrem degradação
oxidativa em compostos que entram no ciclo do ácido cítrico para
oxidação a CO2 e H2O. Há cinco vias pelas quais os esqueletos carbônicos
dos aminoácidos entram no ciclo do ácido cítrico: via acetil-CoA,
via α-cetoglutarato,
via succinato, via fumarato, via
oxalacetato. Os aminoácidos que
entram na via da acetil-CoA, são
divididos em dois grupos. O primeiro ( alanina,
cisteína, glicina, serina e treonina ) produz acetil-CoA via
piruvato, e o segundo ( leucina,
lisina, tirosina, triptofano )
produz acetil-CoA via acetoacetil-CoA. Os aminoácidos prolina,
histidina, arginina, glutamina, e valina entram via
succinato; quatro átomos de carbono da fenilalanina e da tirosina
entram via fumarato e a aspargina e o ácido aspártico entram
via oxaloacetato. Vários defeitos genéticos humanos ocorrem nas
vias catabólicas dos aminoácidos. A fenilcetonúria
é particularmente séria e um defeito relativamente comum. Os
animais amonotélicos (peixes ósseos e girinos) excretam o nitrogênio
do grupo amino através de suas guelras como amônia, obtida pela hidrólise
da glutamina. Os animais ureotélicos(a maioria dos animais terrestres)
excretam o nitrogênio do grupo amino como uréia. A uréia é formada
no fígado pelo ciclo da uréia, descoberto por Hans Krebs. A arginina
é o percursor imediato da uréia, pela ação da arginase, que produz
uréia e ornitina. A arginina é ressintetizada a partir da ornitina
pela carbamoilação desta última até a citrulina as expensas do
carbamoil fosfato, seguido pela adição de um grupo amino a citrulina,
as expensas do aspartato. A ornitina é regenerada em cada volta do
ciclo. Os animais uricotélicos(pássaros, serpentes, lagartos) excretam
o nitrogênio do grupo amino numa forma semi-sólida, como ácido úrico,
um derivado das purinas. A formação da uréia, não-tóxica, e do ácido
úrico, sólido, tem um alto gasto de ATP. As
vias biossintetizantes que
levam aos aminoácidos são sujeitas à inibição alostérica pelo
produto final; a enzima reguladora geralmente é a primeira na seqüência.
Os aminoácidos são percursores de muitas outras moléculas
importantes. O
anel da porfirina das proteínas hemínicas é derivado da glicina e do
succinil-CoA. O sistema do anel purínico dos nucleotídeos purínicos é constituído passo-a-passo a partir do carbono 1 da 5-fosforribosilamina. Os aminoácidos fornecem todos os átomos de nitrogênio das purinas. O fechamento dos dois anéis garante a formação do núcleo das purinas. As
pirimidinas são formadas a
partir do ácido aspártico, CO2 e amônia. A ribose 5-fosfato é então
ligada produzindo os ribonucleotídeos das pirimidinas. As purinas livres são recuperadas e transformadas em nucleotídeos por uma via separada. A deficiência genética numa das enzimas de recuperação resulta na doença de Lesc Nyham, caracterizada por sintomas comportamentais bizarros. A gota, outra doença genética, resulta do acúmulo de cristais de ácido úrico nas articulações. Artigo
completo: “GAINING ON FAT”, do qual foi extraído uma parte, que
discute o armazenamento de glicogênio e sua utilização pelo corpo
humano, ressaltando a obesidade dependente de fatores genéticos, mais
fatores ambientais, como os hábitos alimentares e o acesso à comida. Artigo
completo “Gaining on Fat”, Scentifc American Agust 1996, do qual foi
extraído um tópico relativo ao armazenamento do glicogênio, discute a
razão do porque alguns indivíduos são obesos toda a vida, inferindo
uma hipótese que considera os genes determinantes de 80% ao fato de o
indivíduo ganhar peso com facilidade, adicionados aos fatores do
ambiente familiar; ou seja, se desde bebê foi acostumado a ingerir
alimentos calorícos; ou o tipo de comida de refrigeradores, hábito de
atividades esportivas etc... Quais
genes influenciam nossa alimentação, metabolismo, atividades físicas,
e como eles exercem esse poder permanece um mistério. Apesar dos
cientistas terem localizado versões de 5 genes no DNA humano, dos genes
que já foram identificados em animais, correlacionados diretamente com
o aumento de peso, os genes propriamente ditos não foram encontrados,
nestas pesquisas porém, os cientistas estabeleceram que devem haver múltiplos
genes que interagem e selecionam uma “suscetibilidade individual”,
para ganhar peso. Eventualmente esse genes poderiam ser encontrados, mas
o principal é saber como eles agem no corpo humano. Seguindo
a tradução do tópico do artigo: A
GORDURA NA BALANÇA. Em
uma conferência no ano passado, pesquisadores reviram a evidência e
julgaram que apesar da hipótese sob a suscetibilidade para ganhar peso
não ter sido descartada, existe mais um “mérito biológico” do que
evidências estabelecidas. A mais recente teoria afirma que nós
mantemos o peso, quando a nossa variação do metabolismo de feedback
mantém-se sintonizada com qualquer que seja a suscetibilidade genética
que carregamos. Mudanças
econômicas e culturais estão desarranjando este equilíbrio e
propelindo mais pessoas; aquelas com maiores fatores de riscos genéticos
para obesidade. Os
primeiros suspeitos são precedentes das gorduras que pingam dos hambúrguer,
as que amaciam os sorvetes e as que fritam carnes. Mas os bioquímicos
pelo menos estão resolvendo o porque destas gorduras serem ruins. Por
alguns anos, eles sabiam que as pessoas que alimentavam-se com refeições
altamente calóricas em gorduras, iriam consumir cerca da mesma
quantidade das que se alimentavam-se com uma refeição a base de muitos
carboidratos. Porque as gorduras têm mais calorias por mordida? Contudo
pessoas obesas tendem a consumir mais energia do que podem queimar; um
fenômeno conhecido como super consumo passivo. Uma razão para isto, de
acordo com o biopsicólogo John E. Blundell da Universidade de Lerds,
parece ser que o sistema de controle da fome e saciedade responde rápido
para as proteínas e carboidratos, mas vagarosamente para as gorduras, e
vagarosamente demais para parar o alto consumo de gorduras, antes que o
corpo já tenha muito. O sistema metabólico parece ser a favor de
carboidratos (os quais incluem açúcares e amido). Enfrente um prato de
massa e uma soda, e seu organismo irá acelerar a combustão dos
carboidratos; devore uma porção de torresmo e sua taxa de oxidação
de gorduras mal mover-se-á, aponta Jean Pierre Flatt, bioquímico da
Escola de Medicina da Universidade de Massachustehs. A
maioria das gorduras que chega é transportada para diretamente para o
estoque, e queimada depois, somente se a reserva de carboidratos cair
abaixo do limite, o qual varia de pessoa para pessoa. A uma outra
maneira de aumentar a taxa na qual a gordura é queimada, para obtenção
de energia: perder peso. Mais gordura no corpo, mais ácidos graxos
circulando na corrente sangüínea, o que é um impulso para a oxidação
das gorduras, para que seja eventualmente o “balanço de gordura”
seja alcançado, onde toda a gordura ingerida é consumida, e o peso
estabiliza. Muitos fatores genéticos e biológicos podem influenciar na
taxa de oxidação e podem afetar a sua sintonia com ambiente. Olestra
uma gordura artificial aprovada recentemente este ano, pelo Foof and
Drug Adminstration, pode mudar estas taxas. Olestra tem valor parecido
com uma gordura normal, mas não é digerível quando flui através do
corpo. Um estudo preliminar feito por George A. Bray, diretor executivo
da Penmington’s, sugere que o ingrediente cause um curto circuito no
consumo passivo exagerado. Por duas semanas, Bray substitui a gordura
natural em suas principais refeições por Olestra. “Não compensamos
comendo maior quantidade”, diz Bray, acrescentando que: “são necessários
estudos mais apurados”. O
balanço de gordura explica em parte porque o ajuste varia entre as
pessoas que comem gordura demasiadamente, algumas oxidam gordura
eficientemente para pesar normalmente, outras queimam muito pouco , até
que o excesso force que a taxa de oxidação suba. Mas o modelo não
explica sozinho porque alguns de nós não comem além do normal. Para
responder isto, Flatt propôs a “hipótese do glicogênio”. O
corpo humano pode estocar glicogênio por um suprimento diário de
carboidratos, na forma de glicogênio ou simplesmente amido. As reservas
de glicogênio funcionam como um tanque de combustível, nós
particularmente completamos o estoque com cada refeição, mas raramente
o lotamos. Na verdade, a diferença entre o “cheio e o vazio” parece
ser um caso de preferência individual, influenciado por fatores como
diversidade e paladar da comida a disposição, pressões sociais e hábitos
alimentares. Pessoas que contentam-se com baixas taxas de glicogênio ou
que freqüentemente reduzem o nível através de exercícios queimam
gordura mais rapidamente, do que aquelas que gostam de manter seus
tanques cheios, sugeriu Flatt.. Mas, ele acredita que o principal fator
que liga a estocagem de glicogênio com o apetite permanece ainda não
aprovada. Pesquisadores
precisam de mais evidências antes que possam provar esse ajuste de
pontos, essa sintonia entre vários fatores como correta. James
O. Hill, da Universidade do Colorado, no centro de pesquisas de Ciências
e Saúde começou coletando alguns dados críticos. Ele esta reunindo em
um registro as mais preciosas fontes na pesquisa de obesidade: pessoas têm
perdido grandes quantidades de peso e mantendo isto por vários anos sem
recaídas. Hill já tem identificados cerca de mil destes indivíduos e
começou a examinar uma grama de pistas biológicas para o sucesso
destes indivíduos. Infelizmente
no decorrer da explanação da regulação de peso, muito é deixado
para o controle voluntário, porque todos os ciclos metabólicos
envolvidos são governados
subconcientemente. A teoria da sintonia de ajustes de pontos até agora
não sugeriu mudanças drásticas no estilo de vida que pudessem
produzir no corpo a volta de um novo peso. Mas sem assistência, mudanças
radicais são o suficiente para fazer uma diferença evidente,
desconfortável e impraticável para milhões de seguidores de dieta que
tem tentado estratégias e falhado. ESTUDO
DIRIGIDO I 1-Qual
a diferença entre NADH e NADPH? Qual é o papel de cada uma destas moléculas? O
NADH é oxidado pela cadeia respiratória para gerar ATP, enquanto o
NADPH serve como doador de um hidrogênio e elétrons (serve como
cofator) nas biossínteses redutoras. O que destingue o NADH do NADPH é
o grupo fosforila no carbono 2 (C2) de uma das unidades de ribose do
NADPH. 2-Quando
o NADPH é formado? Mostre a equação da reação em que o NADPH
é formado. Na
via metabólica de pentose fosfato, composta por uma seqüência enzimática
composta por várias etapas, com início na glicose 6-P (também
presente na via glicolítica), leva a formação da ribose
concomitantemente o NADPH é gerado pela redução da coenzima NADP+
para NADPH, quando a glicose 6-P é oxidada a ribose 5-P. Glicose
6P+2 NADP+H2O
Ribose5P+2NADPH+2H+CO2. 3-Na
célula onde ocorre a via das pentoses? A
via das pentoses ocorre no citosol, parte solúvel do citoplasma. Em
vegetais, a via das pentoses ocorre a partir do CO2 na fotossíntese. 4-Como
a via das pentoses está relacionada com a glicólise? Por quais
enzimas? A
via das pentoses está relacionada com a glicólise pelas seguintes
enzimas: 5-Nas
reações de transferência de três carbonos, catalisadas pela
tanscetolase, quais os tipos de açúcar considerados receptores e
doadores? Receptores:
Aldose 6-Explique como na via das pentoses, a reação de epimerização é importante na obtenção do Gliceraldeido 3P. A
reação de epimerização é importante pois forma a Ribulose em seu epímero,
que servirá de substrato à reação com a transcetolase e, ocorrendo
posteriormente a formação de Gliceraldeido 3P através da reação do
epímero com outra pentose. Ribulose
5P-(fosfopentoseepimerase) ®Xilulose 5P 7-Quais
os produtos formados na primeira etapa da via das pentoses? A
primeira etapa da via das pentoses é a etapa oxidativa. Os produtos
formados são: Gliceraldeido 3P e Sedoheptulose 7P. 8-Na
via das pentoses quem determina o fluxo da glicose 6P? Quais as condições
que podem ser estudadas? É
determinado pela necessidades de NADPH e de Ribose 5P. As condições são: 9-Por
que a via das pentoses é muito mais ativa no tecido adiposo do que no
muscular? Porque
a missão da via das pentoses é gerar NADPH para as biossínteses
redutoras. No tecido adiposo são consumidas grandes quantidades de
NADPH na síntese redutora de ácidos graxos à partir da acetil CoA.
Experiências com marcações radioativas mostram que a atividade da via
das pentoses é muito baixo no músculo esquelético
e muito alta no tecido adiposo. 10-Explique
como a deficiência de glicose 6P desidrogenase causa a anemia hemolítica
induzida por drogas. A
via das pentoses é a única fonte de NADPH em hemácias pois elas não
têm mitocôndrias. A Deficiência de Glicose 6P desidrogenase causa hemólise
dos glóbulos vermelhos, pois diminui a quantidade de
glutatião reduzido que é
essencial para a manutenção normal das hemácias e manter a
hemoglobina no estado ferroso. 11-O
que significa gliconeogênese? Onde ocorre? A
gliconeogênese inclui todos os mecanismos e vias responsáveis pela
conversão de compostos aglicanos(não carboidratos ou não açúcares)
a glicose e glicogênio, ocorrendo no fígado(principal local) e córtex
do rim(menor quantidade). 12-Quais
os pontos de entrada para a gliconeogênese? Os
principais percursores não glicídios são: Lactato; Aminoácidos e
glicerol. 13-Quais
os percursores da glicose através da gliconeogênese? Lactato,
aminoácidos e glicerol. 14-Que
tipos de reações da glicólise devem ser contornadas na gliconeogênese? São
as reações irreversíveis da via: 15-Qual
é o tipo de controle utilizado pelo organismo para a atividade da
piruvato carboxilase? Qual é a reação que ela participa? A
atividade da piruvato descarboxilase depende da presença de acetil CoA,
que é uma enzima mitocondrial, enquanto que as demais enzimas da
gliconeogênese são citoplasmáticas. Sendo assim a ativação da
enzima pela acetil CoA é um importante mecanismo de controle fisiológico.
A enzima participa da gliconeogênese, fornecendo o oxalacetato à
partir do piruvato e regula o nível de intermediários do ciclo de
Krebs ( ciclo do ácido cítrico). Piruvato+CO2+ATP+H2O-(piruvato
carboxilase) ® Oxalacetato
Acetil CoA+ATP+P Os
cofatores necessários para a transaldose são produtos da reação da
transcetolase que tem como coenzima a tiamina di-P. Os produtos são:
Cetose de sete carbonos; aldose: gliceraldeido 3P. 17-Como
a dihidroxiacetona ativada é transportada pela transaldose? A
dihidroxiacetona ativada é transportada pela transaldose como uma base
de Schiff, que se forma entre a carbonila da cetose substrato e o
grupamento amina de uma lisina no centro ativo da enzima. 18-Qual
a importância da gliconeogênese? Através da gliconeogênese as necessidades de glicose no organismo são supridas à partir de fontes não glicídicas, em ocasiões de um período de maior jejum, ou durante períodos de exercícios intensos, onde as reservas de glicose disponíveis à partir do glicogênio não são suficientes. BIBLIOGRAFIA: |
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