OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA

Fontes exógenas Fontes endógenas (cerca de 70 g/dia) Pool de aminoácidos Síntese de aminoácidos não essenciais Fontes exógenas (cerca de 70 g/dia) Proteínas da dieta Digestão e absorção Excesso de aminoácidos (0,9 a 1,0 g/dia) Excreção renal Amônia Uréia Transaminação Desaminação -cetoácidos Glicose, corpos cetônicos Acetil-CoA, ciclo dos ácidos Cítricos CO2 + H2O + ATP Proteínas teciduais Síntese e degradação Constituintes nitrogenados não protéicos purinas, pirimidinas, colina, creatina, porfirinas, adrenalina, neurotransmissores, melanina Conversão

Metabolismo de aa no período abortivo: síntese de proteínas e catabolismo do excedente

Metabolismo no jejum prolongado: maior mobilização de proteínas teciduais

Estresses fisiológicos resultantes de lesão, cirurgia, infecções, doenças crônicas, câncer, aids, etc. resultam em aumento do catabolismo de proteínas (ação de hormônios e mediadores inflamatórios) corticóides 

Fontes exógenas Fontes endógenas (cerca de 70 g/dia) Pool de aminoácidos Síntese de aminoácidos não essenciais Fontes exógenas (cerca de 70 g/dia) Proteínas da dieta Digestão e absorção Excesso de aminoácidos (0,9 a 1,0 g/dia) Excreção renal Amônia Uréia Transaminação Desaminação -cetoácidos Glicose, corpos cetônicos Acetil-CoA, ciclo dos ácidos Cítricos CO2 + H2O + ATP Proteínas teciduais Síntese e degradação Constituintes nitrogenados não protéicos purinas, pirimidinas, colina, creatina, porfirinas, adrenalinas, tiroxina, melanina, etc Conversão

20 tipos diferentes OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COO- C H R +H3N NH4 + amônia -cetoácidos COO- O C 20 tipos diferentes R CO2 + H2O Corpos cetônicos O C NH2 H2N Uréia glicose

Catabolismo de aminoácidos no fígado Transaminação Desaminação oxidativa Uréia, amônia

AMINOTRANSFERASES (vários tecidos) -cetoácido1 + aminoácido1 aminoácido2 + -cetoácido2 -cetoglutarato + aminoácido1 glutamato + -cetoácido2 OK9UYH -cetoglutarato + aspartato glutamato + oxaloacetato AST: aspartato aminotransferase -cetoglutarato + alanina glutamato + piruvato ALT: alanina aminotransferase

Aspartato aminotransferase Piridoxal-fosfato: grupo prostético das aminotransferases Piridoxina Vit B6 Aspartato aminotransferase PLP

Mecanismo de reação das aminotransferases

Desaminação oxidativa Reação catalisada pela glutamato desidrogenase Enzima mitocondrial Libera amônia livre nos tecidos Amônia é altamente tóxica e não deve ser liberada na circulação

OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS glicose Corpos cetônicos COO- C H R +H3N aminoácidos O -cetoácidos CO2 + H2O NH4 + amônia NH2 H2N Uréia Ocorre em vários tecidos Fígado, músculos, rins, cérebro, tecido adiposo,intestino, etc Ocorre exclusivamente no fígado

Alanina e glutamina são formas de transporte de amônia dos tecidos para o fígado URÉIA

Glutaminase no fígado e rins converte glutamina em gutamato + amônia Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente sanguínea 1. GLUTAMINA Síntese de glutamina em vários tecidos, incluindo o cérebro Glutaminase no fígado e rins converte glutamina em gutamato + amônia

-cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato (ALT) Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente sanguínea 2. ALANINA -cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato (ALT) Ciclo glicose-alanina Na contração muscular vigorosa é ativada a liberação de piruvato e lactato, da glicólise e amônia dos aminoácidos. A amônia e o piruvato formam alanina que no fígado é reconvertido em glicose

Doença hepática leva a um comprometimento na degradação de aminoácidos e na síntese de uréia: a amônia e aminoácidos aromáticos acumulam nos tecidos e no sangue A captação elevada de aa aromáticos pelo cérebro aumenta a síntese de neurotrans- missores levando a alterações neurológicas

Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: estado comatoso Mecanismos? Depleção do ATP celular NH4+ ativa a glutamina sintetase Colabora para a redução no nível celular de ATP  NH4+ ativa a glutamato desidrogenase Remoção de -cetoglutarato e NADH compromete o ciclo dos ácidos cítricos e a geração de ATP

Mecanismos? A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: estado comatoso Mecanismos? 2. Interferência na síntese de neurotransmissores NH4+ ativa a glutamina sintetase e inibe a glutaminase Reduz o nível de glutamato que atua como um potente neurotransmissor excitatório mediando um grande número de funções cognitivas. Consequência: letargia e falta de direção GABA (-aminobutirato), sintetizado a partir de glutamato um importante neurotransmissor inibitório

Síntese da uréia O C Aspartato NH4+ H2N NH2 HCO3- CO2

junto com o bicarbonato Carbamoil fosfato sintetase (mit) A AMÔNIA produzida é imediatamente usada junto com o bicarbonato (CO2 do ciclo dos ácidos cítricos) para formar carbamoilfosfato Carbamoil fosfato sintetase (mit) Enzima reguladora

LIGAÇÃO ENTRE O CICLO DA URÉIA E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO

Síntese da uréia 1) Ornitina transcarbamoilase 2) Argininasuccinato sintetase 3) Argininasuccinato liase 4) Arginase

A uréia e a creatinina são filtrados no rim Na insuficiência renal a uréia e a creatinina se elevam no sangue: provocam desordens neurorógicas

20 tipos diferentes OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COO- C H R +H3N NH4 + amônia -cetoácidos COO- C R O 20 tipos diferentes CO2 + H2O Corpos cetônicos O C NH2 H2N Uréia glicose

DESTINO DOS ESQUELETOS DE CARBONO

10 aminoácidos são degradados a Acetil CoA

Degradação do triptofano, lisina, fenilalanina, tirosina, leucina e isoleucina

Catabolismo dos aminoácidos de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina) ocorre em tecidos extrahepáticos Não ocorre no fígado devido à ausência de aminotransferases específicas

AMINOÁCIDOS GLICOGÊNICOS E CETOGÊNICOS

Cofatores enzimáticos exercem um papel importante no catabolismo de aminoácidos

Desordens genéticas que afetam o catabolismo de aminoácidos

Defeito na síntese de fenilalanina hidroxilase ou FENILCETONÚRIA (PKU) Defeito na síntese de fenilalanina hidroxilase ou Na diidrobiopterina redutase Acúmulo de fenilalanina e fenilpiruvato levam a retardamento mental

várias outras enzimas! MARCADORES DE INJÚRIA CELULAR Aspartato aminotransferase AST Transaminase glutâmico-oxalacética TGO Alanina aminotransferase ALT Transaminase glutamato-piruvato TGP Fosfatase alcalina (marcador de colestase; pouco específico) -Glutamiltransferase GT (marcador de doença hepatobiliar: sensível mas pouco específico) Creatina fosfoquinase CPK (marcador de dano no músculo cardíaco) Lactato desidrogenase (vários tecidos: identificação de isoenzimas) várias outras enzimas!

Determinação de atividade enzimática para o diagnóstico clínico HEPATITE AGUDA Dano celular em órgãos pode levar a um aumento enzimas específicas no soro Interferência no metabo- lismo celular  o potencial energético e com isso afeta a integridade das estruturas de membranas Destruição e morte celular

Valores típicos de AST e ALT em doenças hepáticas 10 30 100 300 1.000 3.000 10.000 U por L Injúria tóxica ou isquêmica Hepatite aguda viral Hepatite alcóolica Hepatite crônica Cirrose Normal