aula 1 - introdução ao metabolismo (farmácia 2013)
TRANSCRIPT
Introdução ao Metabolismo
Profa. Dra. Maria Noêmia Martins de Lima
Sugestão de leitura complementar: Capítulo 26 (Conceitos Básicos na Regulação do Metabolismo de Substratos
Energéticos por Insulina, Glucagon e Outros Hormônios) In: SMITH, C.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica Médica Básica de
Marks: uma Abordagem Clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
O que é Bioquímica?
Bioquímica é a ciência que estuda os reações químicas que ocorrem
nos organismos vivos.
Estrutura das biomoléculas (carboidratos, lipídeos,
aminoácidos, etc...)
Síntese e degradação das biomoléculas
Disciplina de Bioquímica Estrutural
Disciplina de Bioquímica Metabólica
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
A Via Metabólica Comum
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Glicose Ácidos graxos
Aminoácidos
Carboidratos
Lipídeos
Proteínas
Moeda energética do organismo!
Ciclo de
Krebs
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
O que comermos em excesso, vai se transformar em glicogênio e gordura
(reservas energéticas)!
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Substratos Energéticos: Carboidratos
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Glicogênio (reserva energética)
Glicose
Substratos Energéticos: Carboidratos
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Glicose sanguínea
Principais locais de armazenamento do
glicogênio no organismo:
Fígado
Substratos Energéticos: Lipídeos
Principal local de armazenamento do
triacilglicerol no organismo: tecido adiposo
Substratos Energéticos: Proteínas
(não são tão importantes quanto os carboidratos e os lipídeos)
Principal local de “armazenamento” de
aminoácidos no organismo: tecido muscular esquelético
O metabolismo, a soma de todas as transformações químicas que ocorrem em uma célula, ou em um organismo, ocorre por meio de uma série de reações catalisadas por enzimas que constituem as vias metabólicas.
O metabolismo intermediário procura, não somente descrever a via metabólica percorrida individualmente pelas moléculas, mas também compreender suas inter-relações e os mecanismos que regulam o fluxo de metabólitos através das vias metabólicas.
Conceito de Metabolismo
www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map01100.html
De um modo geral, podemos dividir o metabolismo em:
Anabolismo
É a fase biossintética e consumidora de energia do metabolismo.
Catabolismo
É a fase degradativa e liberadora de energia do metabolismo.
Fonte: NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
Tipos de Vias Metabólicas
S B C D P
Substrato Inicial
Intermediários Metabólicos Produto Final
Tipos de Vias Metabólicas
B C
D E
Intermediários Metabólicos
Convergência e Divergência no Metabolismo Celular
O catabolismo é convergente, o anabolismo é divergente e o Ciclo de Krebs é uma via anfibólica.
via anfibólica
(possui reações catabólicas e anabólicas)
Fonte: NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
Regulação do Metabolismo
1. Retroalimentação (feedback)
2. Compartimentalização celular
3. Enzimas regulatórias (“marcapasso”)
1. Sistemas de Retroalimentação (feedback)
treonina
1
enzima 1
2
enzima 2
3
enzima 3
X
enzima 4
O produto final
bloqueia uma reação
inicial e impede que toda a série de reações aconteça.
Isoleucina
enzima 5
3
Catabolismo de Ácidos Graxos
Anabolismo de Ácidos Graxos
Núcleo
Citoplasma (compartimento A)
Catabolismo de Ácidos Graxos
Catabolismo de Ácidos Graxos
Mitocôndrias (compartimento B)
2. Compartimentalização Celular: reações opostas (síntese e degradação) podem ocorrer
em diferentes compartimentos celulares
peroxissomos
3. Enzimas Regulatórias (“marcapasso”)
As enzimas “marcapasso” controlam a velocidade das reações bioquímicas de uma determinada via metabólica, por terem a sua atividade regulada por diversos mecanismos:
3.1 modificação covalente (fosforilação/desfosforilação)
3.2 efetores alostéricos
3.3 repressão/ativação gênica
3.1 Fosforilação / Desfosforilação
Fonte: SMITH, C.S.; MARKS, A.D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma abordagem clínica. 2 ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Enzima fosforilada
Enzima desfosforilada
Exemplo: glicogênio fosforilase (está ativa quando fosforilada e inativa quando desfosforilada).
3.2 Efetores Alostéricos
As enzimas alostéricas são sensíveis a reguladores do metabolismo, porque, ao se ligarem a determinados metabólitos celulares, sua atividade sofre grandes alterações. Estes metabólitos são chamados de efetores alostéricos, podendo ser positivos (ou seja, aumentam a velocidade de reação enzimática) ou negativos (reduzem a velocidade da reação enzimática) de acordo com o seu efeito.
3.3 Repressão/Ativação Gênica
DNA
Gene que codifica para a enzima
RNAm
Transcrição
Tradução
Região regulatória
Enzima
Em um organismo multicelular, o balanço entre a disponibilidade de substrato energético e a
necessidade dos tecidos é ativado basicamente por três tipos de mensagens:
Principalmente glicose!
Os principais hormônios envolvidos no controle do metabolismo são:
Glucagon
Adrenalina
Cortisol
Insulina
Os hormônios vão operar através dos mecanismos de controle do metabolismo citados anteriormente:
ativação ou repressão da síntese de enzimas marcapasso, fosforilação, desfosforilação, etc...
Adrenalina e Cortisol
Observe como a variação nos níveis do substrato energético (glicose)
desencadeia a liberação dos hormônios que irão “corrigir” a glicemia.