P3 Digestão de proteínas, metabolismos de aminoácidos e ciclo da ureia Flashcards
Transminação
A primeira etapa na degradação da maioria dos aminoácidos é a transaminação, onde o grupo amino é transferido para um cetoácido, geralmente o a-cetoglutarato, formando glutamato. As enzimas que catalisam essas reações são as transaminases ou aminotransferases, que requerem a coenzima piridoxal fosfato (derivada da vitamina B6).
Desaminação Oxidativa
A desaminação é o processo pelo qual os grupos amino são retirados dos AAs, libertando amónia citotóxica livre: amónia → amónio → ureia ou ácido úrico através do ciclo da ureia no fígado.
O glutamato formado na transaminação sofre desami- nação oxidativa, uma reação catalisada pela glutamato desidrogenase, liberando amônia (NH3) e regenerando o a-cetoglutarato. A amônia é tóxica e deve ser rapidamente removida ou detoxificada.
Ciclo da Ureia
Série de reações que convertem amônia em ureia para excreção
Ciclo da ureia: Destino do Esqueleto de Carbono
Após a remoção do grupo amino, o esqueleto de carbono dos aminoácidos sofre diversas transformações. Dependendo do aminoácido, o esqueleto de carbono pode:
* Ser convertido em intermediários do ciclo de Krebs, como o succinil-CoA ou o fumarato, contribuindo para a produção de energia.
* Entrar na via da gliconeogênese, onde é convertido em glicose.
* Ser transformado em corpos cetônicos, que são utilizados como fonte de energia alternativa, especialmente pelo cérebro durante o jejum prolongado.
A importância dos aminoácidos cetogênicos e glicogênicos
reside na flexibilidade metabólica que proporcionam. Em estados de jejum, a gliconeogênese é crucial para manter os níveis de glicose no sangue, enquanto a produção de corpos cetônicos fornece energia para o cérebro, que normalmente depende de glicose
Aminoácidos Glicogênicos
Aminoácidos glicogênicos são aqueles que podem ser convertidos em intermediários da gliconeogênese, o processo de produção de glicose a partir de substratos não carboidratos. Esses intermediários incluem piruvato, oxaloacetato e intermediários do ciclo de Krebs. A capacidade de gerar glicose a partir desses aminoácidos é vital durante o jejum ou exercício prolongado, quando as reservas de glicogênio estão esgotadas.
Aminoácidos Cetogênicos
Aminoácidos cetogênicos são aqueles que dão origem a acetoacetato ou seus precursores, acetoacil-CoA e acil-CoA, que são corpos cetônicos. Os corpos cetônicos servem como uma fonte alternativa de energia, particularmente para o cérebro, durante períodos de baixa ingestão de carboidratos ou jejum prolongado. Apenas dois amino- ácidos são estritamente cetogênicos: leucina e lisina.
Aminoácidos que são Ambos Cetogênicos e Glicogênicos
Alguns aminoácidos podem ser convertidos tanto em substratos cetogênicos quanto glicogênicos. Isso significa que eles podem alimentar a produção de glicose e também contribuir para a síntese de corpos cetônicos. Exemplos incluem isoleucina, fenilalanina, tirosina e triptofano.
CICLO ALANINA-GLUTAMINA
O ciclo alanina-glutamina é um conjunto de reações bioquímicas que ocorre entre os tecidos periféricos, principalmente o músculo, e o fígado. Este ciclo é essencial para o transporte de nitrogênio e carbono no corpo e desempenha um papel crucial durante o catabolismo de aminoácidos, especialmente em estados de jejum ou estresse metabólico.
Função do Ciclo Alanina
No músculo esquelético, durante o exercício intenso ou jejum, as proteínas musculares são degradadas, e os aminoácidos resultantes são usados para a produção de energia. Um dos principais aminoácidos liberados é a alanina, que é formada pela transaminação do piruvato, um intermediário da glicólise, com o glutamato. A alanina transporta o grupo amino para o fígado, onde é convertida de volta em piruvato pela alanina aminotransferase (ALT). O grupo amino é então liberado como amônia e entra no ciclo da ureia, enquanto o piruvato pode ser utilizado na gliconeogênese para for- mar glicose. A glicose recém-formada pode então ser liberada na corrente sanguínea e usada como fonte de energia pelos músculos, criando um ciclo entre músculo e fígado conhecido como ciclo da alanina ou ciclo da glicose-alanina.
Função do Ciclo Glutamina
A glutamina é outro aminoácido significativo no transporte de nitrogênio. Nos tecidos periféricos, a glutamina é sintetizada a partir do glutamato e do amônia livre - um processo catalisado pela glutamina sintetase. A glutamina é então transportada para o fígado, onde é degradada pela glutaminase, liberando amônia para entrar no ciclo da ureia e glutamato, que pode ser utilizado para a síntese de outros aminoácidos ou para a produção de energia.
Importância do ciclo alanina-glutamina
No ciclo alanina-glutamina é especialmente importante durante o catabolismo proteico acelerado, como no jejum, inanição, ou trauma, onde o nitrogênio dos aminoácidos musculares precisa ser eficientemente remo- vido e a gliconeogênese hepática precisa ser sustentada. A regulação deste ciclo é influenciada por hormônios como a insulina, glucagon e cortisol, que respondem às necessidades energéticas do corpo e ao estado nutricional.
Alterações no ciclo alanina-glutamina
Alterações no ciclo alanina-glutamina podem ter implicações clínicas significativas. Por exemplo, em doenças hepáticas, a capacidade do fígado de remover amônia é comprometida, podendo levar à hiperamoniemia e encefalopatia hepática. Além disso, a glutamina é um nutriente chave na nutrição enteral e parenteral, especialmente em pacientes críticos, devido ao seu papel na manutenção da integridade intestinal e no suporte do sistema imunológico.
Etapas do Ciclo da Ureia
- Síntese de Carbamoil Fosfato: A amônia gerada pela degradação de aminoáci- dos é convertida em carbamoil fosfato pela enzima carbamoil fosfato sintetase I
(CPS1), no interior da mitocôndria. Esta etapa também requer bicarbonato e ATP. - Formação de Citrulina: O carbamoil fosfato então reage com ornitina para formar citrulina, em uma reação catalisada pela ornitina transcarbamilase. A citrulina é
transportada para o citosol. - Síntese de Argininosuccinato: No citosol, a citrulina se combina com aspartato (produzido a partir do oxaloacetato) para formar argininosuccinato, numa reação
catalisada pela argininosuccinato sintetase, consumindo mais uma molécula de ATP. - Cleavage de Argininosuccinato: A argininosuccinato é então clivada pela argini- nosuccinato liase, gerando arginina e fumarato. O fumarato pode ser convertido
em malato e posteriormente em oxaloacetato, que pode entrar no ciclo de Krebs ou ser usado na gliconeogênese. - Produção de Ureia: Finalmente, a arginina é hidrolisada pela arginase para pro- duzir ureia e regenerar ornitina, que entra novamente na mitocôndria para dar
continuidade ao ciclo.
Regulação do Ciclo da Ureia
A regulação do ciclo da ureia é complexa e é influenciada por vários fatores, incluindo a dieta (principalmente o conteúdo de proteína), hormônios (como a insulina e glucagon), e o estado metabólico do organismo. A disponibilidade de substratos, como amônia e aminoácidos, e a atividade das enzimas do ciclo também desempenham papéis im- portantes na regulação do ciclo.
