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PublicouNatan Sebastião Azenha de Mendonça Alterado mais de 8 anos atrás
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Metabolismo de aminoácidos II: Gliconeogênese e Integração Metabólica
Bioquímica para Enfermagem – Bloco III Prof. Olavo Amaral Junho de 2010
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Revisando a última aula...
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Revisando a última aula...
- Moléculas com grupamento amina, grupamento carboxila e cadeia lateral.
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Revisando a última aula...
- Aminoácidos podem formar outros compostos
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Revisando a última aula...
- Para formar carboidratos e lipídeos, é necessário perder o grupo amina.
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Revisando a outra aula... - A transaminação e a desaminação possibilitam a remoção do grupo amina dos aminoácidos.
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Revisando a última aula...
- Fígado transforma o NH3 proveniente dos aminoácidos em uréia através do ciclo da uréia.
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Revisando a última aula...
- Aminoácidos como a alanina e a glutamina levam o nitrogênio para ser metabolizado pelo fígado.
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Revisando a última aula...
- Após a metabolização, uréia é excretada na urina, carregando o nitrogênio para fora do corpo.
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OK, mas... - Como vamos usar a cadeia carbonada dos aminoácidos (-cetoácidos) para fazer outros compostos? Glicose Lipídeos
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-cetoácidos - São os aminoácidos desprovidos de seu grupamento amina.
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-cetoácidos - Todos os -cetoácidos ou seus derivados são capazes de entrar no ciclo de Krebs.
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Metabolismo de aminoácidos
- Aminoácidos glicogênicos: formam compostos capazes de formar glicose (piruvato e intermediários do ciclo).
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Metabolismo de aminoácidos
- Aminoácidos cetogênicos: formam acetil-CoA, que não é capaz de formar glicose.
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Começando pela glicose...
- Como vamos usar este mecanismo para formar glicose?
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Gliconeogênese - Formação de glicose a partir de outras substâncias
Lactato Aminoácidos Glicose Glicerol
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Gliconeogênese - Como os aminoácidos glicogênicos saem do ciclo de Krebs para formar glicose?
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Gliconeogênese - Como os aminoácidos glicogênicos saem do ciclo de Krebs para formar glicose?
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Gliconeogênese - Para sair do ciclo de Krebs, intermediários tem de formar oxaloacetato e sair da mitocôndria.
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Mas... - O oxaloacetato não atravessa a membrana mitocondrial.
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Lançadeira de malato Oxaloacetato é convertido em malato na mitocôndria, oxidando um NADH em NAD+.
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Lançadeira de malato Malato é transportado para fora da mitocôndria e convertido em oxaloacetato novamente, gerando um NADH no citosol.
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Lançadeira de malato Serve não só para transportar oxaloacetato, mas também para levar NADH reduzido para o citosol, aonde ele será importante para a gliconeogênese.
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Já no citosol... Oxaloacetato é convertido em fosfoenolpiruvato pela ação da fosfoenolpiruvatocarboxiquinase (PEPCK) e consumindo GTP.
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Já no citosol... O mesmo caminho pode ser usado para formar o fosfoenolpiruvato a partir do piruvato, “revertendo” o passo final da glicólise.
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Mas... - A reação não é exatamente o oposto da glicólise!
- Enzimas diferentes. - Intermediário extra. - Gasto de energia é maior do que o ganho na glicólise.
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A glicólise ao contrário...
A partir do fosfoenolpiruvato, as mesmas enzimas da glicólise são capazes de fazer as reações ao contrário até transformá-lo em frutose 1,6-bifosfato.
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A glicólise ao contrário...
Como esta é a fase de “pagamento” da glicose, se formos na direção contrária vamos gastar ATP e NADH!
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E a energia? De onde vem o ATP e o NADH?
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E a energia? Oxidação de ácidos graxos e aminoácidos e ciclo de Krebs estão acontecendo na mitocôndria!
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Gliconeogênese Últimos dois passos da gliconeogênese não são o exato oposto da glicólise.
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Gliconeogênese Substratos e produtos são os mesmos.
Enzimas são diferentes. O ATP gasto na primeira fase da glicólise não é recuperado!
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Gliconeogênese E os outros substratos?
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Gliconeogênese Lactato pode formar piruvato no fígado, podendo se converter em oxaloacetato e entrar na gliconeogênese. Ciclo de Cori
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Gliconeogênese Glicerol pode ser convertido em DHAP, entrando mais adiante no processo.
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Gliconeogênese Assim, vários substratos convergem para a mesma via de gliconeogênese.
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Gliconeogênese Onde ocorre a gliconeogênese?
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Gliconeogênese Onde ocorre a gliconeogênese? Fígado Rim
Epitélio intestinal Fígado
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Gliconeogênese Fígado é o principal responsável por produzir glicose para os órgãos que necessitam dela. Rim Epitélio intestinal Fígado
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Em resumo... Gliconeogênese forma glicose a partir de piruvato/oxaloacetato.
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Em resumo... Gliconeogênese forma glicose a partir de piruvato/oxaloacetato. Neste sentido, ela é um processo oposto à glicólise.
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Em resumo... Gliconeogênese forma glicose a partir de piruvato/oxaloacetato. Neste sentido, ela é um processo oposto à glicólise. Três passos fundamentais são diferentes.
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Em resumo... Gliconeogênese forma glicose a partir de piruvato/oxaloacetato. Neste sentido, ela é um processo oposto à glicólise. Três passos fundamentais são diferentes. O gasto de ATP é maior do que o que o ganho obtido com a glicólise.
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Gliconeogênese vs. Glicólise
Se fossem simétricos, a gliconeogênese não ocorreria, pois o G total da via seria positivo. Os ATPs extras gastos em relação ao oposto da glicólise mantém a via energeticamente favorável.
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Gliconeogênese vs. Glicólise
Ambos os processos tem de ser regulados em conjunto! Caso contrário, teremos um ciclo fútil com gasto de energia.
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Gliconeogênese vs. Glicólise
Quais são os passos reguláveis das duas vias?
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Gliconeogênese vs. Glicólise
Quais são os passos reguláveis das duas vias? Passos irreversíveis, catalisados por enzimas diferentes nos dois processos!
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Regulação - Como ocorre a regulação?
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Regulação - Quando queremos que ocorra cada processo?
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Regulação - Depende do tecido...
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Regulação Fígado
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Regulação Fígado Glicólise: no estado alimentado.
Gliconeogênese: no jejum.
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Regulação Músculo
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Regulação Músculo Glicólise: - no estado alimentado.
durante exercício anaeróbico.
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Regulação Cérebro
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Regulação Cérebro Glicólise: sempre.
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Regulação Glicólise
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Regulação Glicólise Estado alimentado (todos os tecidos) Jejum
(somente em alguns) Glicose disponível Falta de ATP
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Regulação Glicólise Gliconeogênese Estado alimentado
(todos os tecidos) Jejum (somente em alguns) Glicose disponível Falta de ATP Gliconeogênese
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Regulação Glicólise Gliconeogênese Estado alimentado (no fígado)
(todos os tecidos) Jejum (somente em alguns) Glicose disponível Falta de ATP Gliconeogênese (no fígado) Jejum Substrato disponível ATP disponível
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Regulação Glicólise Gliconeogênese Estado alimentado (no fígado)
(todos os tecidos) Jejum (somente em alguns) Glicose disponível Falta de ATP Gliconeogênese (no fígado) Jejum Substrato disponível ATP disponível Insulina/Glucagon Disponibilidade de substrato Relação ATP/ADP
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Passos reguláveis Glicose 6-fosfato Glicose
Frutose 1,6-bisfosfato Frutose 6-fosfato Piruvato Fosfoenolpiruvato
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Passos reguláveis Piruvato Fosfoenolpiruvato
- Síntese da PEPCK é estimulada por glucagon e inibida por insulina.
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Passos reguláveis Piruvato Fosfoenolpiruvato
- Além disso, disponibilidade de acetil-CoA define se piruvato vai ser convertido em acetil-CoA ou oxaloacetato.
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Passos reguláveis Piruvato Fosfoenolpiruvato
- Piruvato quinase é inibida por glucagon no fígado, mas estimulada por epinefrina no músculo.
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Passos reguláveis Piruvato Fosfoenolpiruvato
- Nos outros tecidos, é regulada por concentração de substrato, produto e ATP.
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Passos reguláveis Frutose 1,6-bisfosfato Frutose 6-fosfato
- PFK-1 e FBPase-1 são reguladas pela concentração de ATP, ADP e AMP
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Passos reguláveis Frutose 1,6-bisfosfato Frutose 6-fosfato
- Frutose 2,6-bisfosfato estimula a glicólise e inibe a gliconeogênese por regulação alostérica
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Passos reguláveis Frutose 1,6-bisfosfato Frutose 6-fosfato
- Produção de frutose 2,6-bisfosfato é estimulada por insulina e inibida por glucagon.
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Passos reguláveis Glicose 6-fosfato Glicose
Hexoquinase é regulada pelos níveis de glicose (todas) e glicose-6-fosfato (exceto hexoquinase-IV).
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Passos reguláveis Glicose 6-fosfato Glicose
Síntese da hexoquinase é estimulada por insulina e demanda de energia ( ATP, AMP, contração muscular). Síntese da glicose-6-fosfatase é estimulada por glucagon.
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OK? Regulação em diversos passos, por vários fatores.
Mas todos eles fazem sentido, não?
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Outros destinos de aminoácidos
- No jejum, glicogênicos formarão glicose, mas os cetogênicos formarão corpos cetônicos.
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Outros destinos de aminoácidos
- Aminoácidos cetogênicos formam acetil-CoA. - Com os processos de síntese inibidos e o oxaloacetato indo para a gliconeogênese, acetil-CoA forma corpos cetônicos.
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Metabolismo de aminoácidos
- Em excesso na dieta, todos os aminoácidos podem acabar oxidados a CO2 ou transformados em ácidos graxos.
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Metabolismo de aminoácidos
- Cetogênicos formam acetil-CoA, que entra no ciclo de Krebs ou vai para a síntese de ácidos graxos.
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Metabolismo de aminoácidos
- Glicogênicos formam piruvato/oxaloacetato, que com a gliconeogênese inibida podem formar acetil-CoA.
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Vamos voltar à integração?
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Vamos voltar à integração?
- Com as vias metabólicas estudadas, podemos compreender melhor o processo como um todo.
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Estado alimentado
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Estado alimentado No fígado...
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Estado alimentado No fígado Aumento da captação de glicose.
Glicólise ativada (gliconeogênese inibida). Síntese de glicogênio ativada (glicogenólise inibida). Síntese de ácidos graxos a partir de acetil CoA ativada (beta-oxidação inibida). Exportação de lipídeos via VLDL.
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Estado alimentado No músculo...
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Estado alimentado No músculo Aumento da captação de glicose.
Utilização de ácidos graxos e glicose para energia. Glicólise ativada. Síntese de glicogênio ativada (glicogenólise inibida). Síntese de proteínas a partir de aminoácidos.
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Estado alimentado No tecido adiposo...
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Estado alimentado No tecido adiposo Captação de glicose.
Captação de ácidos graxos e triglicerídeos provindos da dieta (quilomícrons) e do fígado (VLDL). Síntese de ácidos graxos a partir de acetil-CoA. Síntese de triglicerídeos a partir de ácidos graxos.
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Estado alimentado No cérebro...
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Estado alimentado No cérebro Captação de glicose. Glicólise ativada.
Utilização de glicose como fonte de energia.
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Estado alimentado
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Estado de jejum
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Estado de jejum No fígado...
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Estado de jejum No fígado
Captação de aminoácidos, glicerol, lactato e outros substratos de gliconeogênese. Gliconeogênese ativada (glicólise inibida). Glicogenólise ativada (glicogênese inibida). Beta-oxidação de ácidos graxos ativada (síntese inibida). Síntese de corpos cetônicos a partir de acetil-CoA.
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Estado de jejum No músculo...
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Estado de jejum No músculo Diminuição da captação de glicose.
Beta-oxidação de ácidos graxos ativada. Glicólise ativada somente no exercício. Glicogenólise ativada somente no exercício. Degradação de proteínas para gliconeogênese.
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Estado de jejum No tecido adiposo...
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Estado de jejum No tecido adiposo
Hidrólise de triglicerídeos em ácidos graxos. Beta-oxidação de ácidos graxos ativada. Exportação de ácidos graxos para a corrente sanguínea.
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Estado de jejum No cérebro...
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Estado de jejum No cérebro Captação de glicose e corpos cetônicos.
Glicólise ativada. Utilização de glicose e corpos cetônicos como fonte de energia.
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Estado de jejum
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Manutenção da glicemia
- Como está a glicemia durante todo este processo?
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Manutenção da glicemia
- Glicemia se mantém estável, a partir de várias fontes. fed postabsorptive gluconeogenic prolonged 40 30 20 10 Exogenous (glucose from diet) glucose from gluconeogenesis (lactate + amino acids) Glucose Used g/hr glucose from gluconeogenesis glucose from liver glycogen HOURS DAYS
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Dúvidas?
103
Hora do descanso! - Voltaremos para o estudo dirigido...
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