MATERIAL METABOLISMO

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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Módulo de Metabolismo 
 
Tutoria 1 
Objetivos: 
1. Elucidar a morfofisiologia do sistema digestório. 
GUYTON- O trato alimentar abastece o corpo com suprimento contínuo de 
água, eletrólitos, vitaminas e nutrientes. Isso requer (1) movimentação do 
alimento pelo trato alimentar; (2) secreção de soluções digestivas e 
digestão dos alimentos; (3) absorção de água, diversos eletrólitos, 
vitaminas e produtos da digestão; (4) circulação de sangue pelos órgãos 
gastrointestinais para transporte das substâncias absorvidas; (5) controle 
de todas essas funções pelos sistemas nervoso e hormonal locais. Cada 
parte está adaptada às suas funções específicas: algumas para a simples 
passagem do alimento, como o esôfago; outras para o armazenamento 
temporário do alimento, como o estômago; e outras para digestão e 
absorção, como o intestino delgado. 
O músculo liso do trato gastrointestinal é excitado por atividade elétrica 
intrínseca, contínua e lenta, nas membranas das fibras musculares. Essa 
atividade consiste em dois tipos básicos de ondas elétricas: (1) ondas lentas; 
e (2) potenciais em espícula. Além disso, a voltagem do potencial de 
repouso da membrana do músculo liso gastrointestinal pode ser feita para 
variar em diferentes níveis, o que também pode ter efeitos importantes no 
controle da atividade motora do trato gastrointestinal. 
Ondas Lentas. A maioria das contrações gastrointestinais ocorre 
ritmicamente, e o ritmo é determinado, em grande parte, pela frequência 
das chamadas “ondas lentas” do potencial da membrana do músculo liso. 
Não se conhece, exatamente, a causa das ondas lentas, mas elas parecem 
ser ocasionadas por interações complexas entre as células do músculo liso 
e células especializadas, denominadas células intersticiais de Cajal, que 
supostamente atuam como marca-passos elétricos das células do músculo 
liso. Essas células intersticiais formam rede entre si e interpõem-se nas 
camadas do músculo liso com contatos do tipo sináptico com as células do 
músculo liso. Os potenciais de membrana das células intersticiais de Cajal 
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passam por mudanças cíclicas, devido a canais iônicos específicos que, 
periodicamente, abrem-se, permitindo correntes de influxo (marca-passo) 
e que, assim, podem gerar atividade de onda lenta. As ondas lentas 
geralmente não causam, por si sós, contração muscular, na maior parte do 
trato gastrointestinal, exceto talvez no estômago. Mas basicamente 
estimulam o disparo intermitente de potenciais em espícula e estes, de 
fato, provocam a contração muscular. 
Potenciais em Espícula. Os potenciais em espícula são verdadeiros 
potenciais de ação. Ocorrem, automaticamente, quando o potencial de 
repouso da membrana do músculo liso gastrointestinal fica mais positivo 
do que cerca de −40 milivolts (o potencial de repouso normal da membrana, 
nas fibras do músculo liso do intestino, é entre −50 e −60 milivolts). Quanto 
maior o potencial da onda lenta, maior a frequência dos potenciais em 
espícula. Os potenciais em espícula no músculo gastrointestinal têm 
duração 10 a 40 vezes maior que os potenciais de ação nas grandes fibras 
nervosas. Cada potencial de ação gastrointestinal dura até 10 a 20 
milissegundos. Outra diferença importante entre os potenciais de ação do 
músculo liso gastrointestinal e os das fibras nervosas é o modo como são 
gerados. Nas fibras nervosas, os potenciais de ação são causados quase 
inteiramente pela rápida entrada de íons sódio pelos canais de sódio, para 
o interior das fibras. Nas fibras do músculo liso gastrointestinal, os canais 
responsáveis pelos potenciais de ação são diferentes; eles permitem que 
quantidade particularmente grande de íons cálcio entre junto com 
quantidades menores de íons sódio e, portanto, são denominados canais 
para cálcio-sódio. Esses canais se abrem e fecham com mais lentidão que 
os rápidos canais para sódio das grandes fibras nervosas. A lenta cinética de 
abertura e fechamento dos canais para cálcio-sódio é responsável pela 
longa duração dos potenciais de ação. A movimentação de quantidade de 
íons cálcio para o interior da fibra muscular durante o potencial de ação 
tem papel especial na contração das fibras musculares intestinais, como 
discutiremos em breve. 
O trato gastrointestinal tem um sistema nervoso próprio, denominado 
sistema nervoso entérico, localizado inteiramente na parede intestinal, 
começando no esôfago e se estendendo até o ânus. O número de neurônios 
nesse sistema entérico é de aproximadamente 100 milhões, quase a mesma 
quantidade existente em toda a medula espinal. Esse sistema nervoso 
entérico, bastante desenvolvido, é especialmente importante no controle 
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dos movimentos e da secreção gastrointestinal. O sistema nervoso entérico 
é composto basicamente por dois plexos, o plexo externo, disposto entre 
as camadas musculares longitudinal e circular, denominado plexo 
mioentérico ou plexo de Auerbach; e (2) plexo interno, denominado plexo 
submucoso ou plexo de Meissner, localizado na submucosa. O plexo 
mioentérico controla quase todos os movimentos gastrointestinais, e o 
plexo submucoso controla basicamente a secreção gastrointestinal e o 
fluxo sanguíneo local. 
DIFERENÇAS ENTRE OS PLEXOS MIOENTÉRICO E SUBMUCOSO 
O plexo mioentérico consiste, em sua maior parte, na cadeia linear de 
muitos neurônios interconectados que se estende por todo o comprimento 
do trato gastrointestinal. Como o plexo mioentérico se estende por toda a 
parede intestinal localizada entre as camadas longitudinal e circular do 
músculo liso intestinal, ele participa, sobretudo, no controle da atividade 
muscular por todo o intestino. Quando esse plexo é estimulado, seus 
principais efeitos são (1) aumento da contração tônica ou “tônus” da 
parede intestinal; (2) aumento da intensidade das contrações rítmicas; (3) 
ligeiro aumento no ritmo da contração; (4) aumento na velocidade de 
condução das ondas excitatórias, ao longo da parede do intestino, 
causando o movimento mais rápido das ondas peristálticas intestinais. O 
plexo mioentérico não deve ser considerado inteiramente excitatório, 
porque alguns de seus neurônios são inibitórios; nestes, os terminais de 
suas fibras secretam transmissor inibitório, possivelmente o polipeptídio 
intestinal vasoativo ou algum outro peptídeo inibitório. Os sinais inibitórios 
resultantes são especialmente úteis para a inibição dos músculos de alguns 
dos esfíncteres intestinais, que impedem a movimentação do alimento 
pelos segmentos sucessivos do trato gastrointestinal, como o esfíncter 
pilórico, que controla o esvaziamento do estômago para o duodeno, e o 
esfíncter da valva ileocecal, que controla o esvaziamento do intestino 
delgado para o ceco. Em contraste com o plexo mioentérico, o plexo 
submucoso está basicamente envolvido com a função de controle na 
parede interna de cada diminuto segmento do intestino. Por exemplo, 
muitos sinais sensoriais se originam do epitélio gastrointestinal e são 
integrados no plexo submucoso, para ajudar a controlar a secreção 
intestinal local, a absorção local e a contração local do músculo submucoso, 
que causa graus variados de dobramento da mucosa gastrointestinal. 
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TIPOS DE NEUROTRANSMISSORES SECRETADOS POR NEURÔNIOS 
ENTÉRICOS 
Na tentativa de melhor entender as múltiplas funções do sistema nervoso 
entérico gastrointestinal, pesquisadores identificaram uma dúzia ou mais 
de diferentes substâncias neurotransmissoras que são liberadas pelos 
terminais nervosos de diferentes tipos de neurônios entéricos, entre eles: 
(1) acetilcolina, (2) norepinefrina; (3) trifosfato de adenosina; (4) 
serotonina; (5) dopamina; (6) colecistocinina; (7) substância P; (8) 
polipeptídeo intestinal vasoativo; (9) somatostatina; (10) leuencefalina;(11) metencefalina; e (12) bombesina. As funções específicas de muitas 
delas ainda não estão suficientemente bem entendidas para justificar uma 
discussão das características além do destaque dos seguintes pontos. A 
acetilcolina, na maioria das vezes, excita a atividade gastrointestinal. A 
norepinefrina quase sempre inibe a atividade gastrointestinal, o que 
também é verdadeiro para a epinefrina, que chega ao trato 
gastrointestinal principalmente pelo sangue, depois de ser secretada na 
circulação pela medula adrenal. As outras substâncias 
neurotransmissoras, mencionadas antes, são mistura de agentes 
excitatórios e inibitórios. 
TORTORA- O sistema Digestório é constituído por um grupo de órgãos que 
decompõem o alimento que ingerimos em moléculas menores, que pode 
ser utilizada pelas células do corpo. O sistema digestório é constituído de 
dois grupos de órgãos: o tubo gastrointestinal e os órgãos acessórios da 
digestão. O tubo gastrointestinal (GI) ou canal alimentar é um tubo 
continuo que se estende da boca até o ânus através das cavidades torácica 
e abdominopélvica. Os órgãos do tubo GI compreende a boca, a faringe, o 
esôfago, o estômago, o intestino delgado e o intestino grosso. O 
comprimento do tubo GI é variável. Mede cerca de 5 a 7 metros no 
indivíduo vivo, quando os músculos ao longo da parede dos órgãos do tubo 
GI encontra-se em um estado de tônus (contração sustentada). É mais 
longo no cadáver (cerca de 7 a 9 metros), devido à perda do tônus muscular 
depois da morte. Os órgãos acessórios da digestão incluem os dentes, a 
língua, as glândulas salivares, o fígado, a vesícula biliar e o pâncreas. 
• Dentes: ajuda na decomposição mecânica do alimento; 
• Língua: auxilia na mastigação e na deglutição; 
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• Os outros órgãos acessórios da digestão nunca entram em contato 
direto com o alimento. Esses órgãos produzem ou armazenam 
secreções que fluem para o tubo GI por meio de ductos e que 
auxiliam na decomposição química do alimento. 
O trato GI contém o alimento do momento em que é ingerido até que seja 
digerido e absorvido ou eliminado. As contrações musculares na parede do 
trato GI decompõem mecanicamente o alimento, misturando-o 
vigorosamente e empurrando-o ao longo do trato, do esôfago até o ânus. 
As contrações também ajudam a dissolver os alimentos, misturando-os com 
os líquidos secretados no trato. As enzimas secretadas pelos órgãos 
acessórios da digestão e as células que revestem o trato decompõem o 
alimento quimicamente. 
O sistema digestório, de uma forma geral, realiza seis processos básicos: 
1.Ingestão. Este processo compreende a introdução de alimentos e líquidos 
na boca (comer). 
2. Secreção. Todos os dias, as células no interior das paredes do trato GI e 
dos órgãos acessórios da digestão secretam um total de aproximadamente 
7 litros de água, ácido, tampões e enzimas no lume (espaço interior) do 
trato. 
3. Mistura e propulsão. A contração e o relaxamento alternados do 
músculo liso nas paredes do trato GI misturam o alimento e as secreções, 
empurrando-os em direção ao ânus. Essa capacidade do trato GI de 
misturar e mover material ao longo de sua extensão é denominada 
motilidade. 
4. Digestão. Processos químicos e mecânicos decompõem o alimento 
ingerido em partículas menores. Na digestão mecânica, os dentes cortam e 
trituram o alimento antes de ser deglutido e, em seguida, os músculos lisos 
do estômago e intestino delgado misturam vigorosamente o alimento. 
Como resultado, as moléculas de alimento são dissolvidas e 
completamente misturadas com as enzimas digestivas. Na digestão 
química, grandes moléculas de carboidrato, lipídio, proteína e ácido 
nucleico, presentes no alimento, são fragmentadas em moléculas menores, 
por hidrólise. As enzimas digestivas produzidas pelas glândulas salivares, 
língua, estômago, pâncreas e intestino delgado catalisam essas reações 
catabólicas. Umas poucas substâncias presentes no alimento são 
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absorvidas sem digestão química, incluindo vitaminas, íons, colesterol e 
água. 
5. Absorção. A entrada de líquidos, íons e produtos da digestão secretados 
e ingeridos nas células epiteliais que revestem o lume do trato GI é 
chamada de absorção. As substâncias absorvidas passam para o sangue ou 
linfa e circulam por todo o corpo para as células. 
6. Defecação. Resíduos, substâncias indigeríveis, bactérias, células 
desprendidas do revestimento do trato GI e materiais digeridos que não 
foram absorvidos no processo pelo trato digestivo deixam o corpo através 
do ânus, em um processo chamado de defecação. O material eliminado é 
chamado de fezes. 
2. Explicar o metabolismo dos carboidratos (classificação dos 
carboidratos, enzimas, regulação neuroendócrina). 
Segundo o Lehninger, metabolismo é o “Conjunto de reações orgânicas que 
os organismos vivos realizam para obter energia e para sintetizar as 
substâncias de que necessitam”. O metabolismo pode ser dividido em dois 
tipos: O Catabolismo que degrada moléculas complexas para fornecer 
moléculas simples e energia; e o Anabolismo onde se sintetizam moléculas 
complexas a partir de moléculas simples com gasto de energia. 
Carboidratos são poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas, ou 
substâncias que geram esses compostos quando hidrolisadas. Muitos 
carboidratos têm a fórmula empírica (CH2O)n; alguns também contêm 
nitrogênio, fósforo ou enxofre. 
A glicose desempenha um papel central em todos os metabolismos. Ela é o 
substrato energético universal para células humanas e a fonte de carbono 
para a síntese de muitos outros compostos. Todos os tipos de células 
humanas a utilizam para obter energia. A excreção de insulina e glucagon 
pelo pâncreas auxilia o uso e o armazenamento da glicose pelo organismo. 
Outros carboidratos da dieta (principalmente frutose e galactose) são 
convertidos em glicose ou em intermediários do metabolismo da glicose. A 
glicose é um precursor para a síntese de uma série de outros carboidratos 
requeridos para a produção de compostos especializados, como a lactose, 
antígenos da superfície das células, nucleotídeos ou glicosaminoglicanos, e 
é o precursor fundamental de compostos que não pertencem à classe dos 
carboidratos; ela pode ser convertida em lipídeo (incluindo ácidos graxos, 
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colesterol e hormônio esteróide), aminoácidos e ácidos nucleicos. Em 
humanos, somente aqueles compostos que são sintetizados a partir de 
vitaminas, aminoácidos essenciais e ácidos graxos essenciais não podem ser 
sintetizados a partir da glicose. Mais de 40% das calorias na dieta típica nos 
Estados Unidos são obtidos do amido, da sacarose e da lactose. Esses 
carboidratos da dieta são convertidos em glicose, galactose e frutose no 
trato digestivo. Os monossacarídeos são absorvidos pelo intestino, entram 
no sangue e são distribuídos aos tecidos onde são metabolizados. Após a 
glicose ser transportada para dentro das células, ela é fosforilada pela 
hexocinase para formar glicose-6-fosfato, a qual pode, então, entrar em 
diversas rotas metabólicas. As três rotas que são comuns a todos os tipos 
de células são a glicólise, a rota da pentose-fosfato e a síntese de glicogênio. 
Nos tecidos, a frutose e a galactose são convertidas em intermediários do 
metabolismo da glicose. Dessa forma, o destino desses monossacarídeos 
equipara-se ao da glicose. O principal destino da glicose-6-fosfato é a 
oxidação via rota de glicólise que promove uma porção de ATP para todos 
os tipos de células. Células que não possuem mitocôndria não podem oxidar 
outros substratos energéticos, elas produzem ATP a partir da glicólise 
anaeróbica (a conversão de glicose em ácido láctico). As que contêm 
mitocôndria oxidam glicose a CO2 e H2O via glicólise e ciclo TCA. Alguns 
tecidos, como o cérebro, dependem da oxidação da glicose em CO2e H2O 
a energia, porque eles têm uma capacidade limitada para utilizar outros 
substratos energéticos. A glicose produz os intermediários da glicólise e do 
ciclo TCA utilizados para a síntese de aminoácidos e o glicerol e os ácidos 
graxos constituintes dos triacilgliceróis. Outro importante destino da 
glicose-6-fosfato é a oxidação via rota da pentose-fosfato, que produz 
NADPH. Os equivalentes redutores de NADPH são usados para reações 
biossintéticas e para a prevenção de danos oxidativos das células. Nessa 
rota, a glicose é oxidativamente descarboxilada a monossacarídeos com 5 
carbonos (pentoses), os quais podem reentrar na via glicolítica e, também, 
ser usados para a síntese de nucleotídeos. Existem também reações não-
oxidativas, as quais provocam a interconversão de monossacarídeos com 6 
e 5 carbonos. 
Todas as células utilizam freqüentemente trifosfato de adenosina (ATP) e 
requerem um constante suplemento de substrato energético para prover 
energia para geração de ATP. A insulina e o glucagon são os dois principais 
hormônios que regulam a mobilização e o armazenamento desse substrato 
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energético. A função deles é assegurar que as células tenham uma 
constante fonte de glicose, ácidos graxos e aminoácidos para geração de 
ATP e para manutenção da célula (Figura 26.1). Devido ao fato de a maioria 
dos tecidos ser parcial ou totalmente dependente de glicose para geração 
de ATP e para produção de precursores de outras rotas metabólicas, a 
insulina e o glucagon mantêm a concentração sangüínea de glicose entre 
cerca de 80 a 100 mg/dL (90 mg/dL é o mesmo que 5 mM), embora o 
consumo de carboidrato varie consideravelmente durante o curso do dia. A 
manutenção da concentração sangüínea de glicose constante (glicose 
homeostase) requer que esses dois hormônios regulem o metabolismo de 
carboidratos, lipídeos e aminoácidos de acordo com as necessidades e 
capacidades próprias de cada tecido. Basicamente, os componentes da 
dieta são, com exceção daqueles com necessidade imediata, armazenados, 
e, quando ocorre a demanda, o substrato energético apropriado é 
mobilizado. Por exemplo, quando o consumo de glicose pela dieta não está 
disponível em quantidade sufi ciente para que todos os tecidos a utilizem, 
ácidos graxos são mobilizados e tornam-se disponíveis como substrato 
energético para serem utilizados pelo músculo esquelético, e o fígado pode 
convertê-los em corpos cetônicos a serem utilizados pelo cérebro. Ácidos 
graxos são fontes de reserva de glicose a ser utilizada pelo cérebro e por 
outros tecidos dependentes de glicose (como as células vermelhas do 
sangue). A concentração de insulina e glucagon no sangue regula a 
mobilização e o armazenamento de substrato energético (Figura 26.2). A 
insulina é liberada em resposta à ingestão de carboidratos, promove a 
utilização de glicose como substrato energético e seu armazenamento 
como gordura e glicogênio. Ela é também, o principal hormônio anabólico 
do organismo. Além disso, promove o aumento da síntese de proteínas e o 
crescimento celular, em adição ao armazenamento de substrato 
energético. A concentração de insulina sangüínea diminui quando a glicose 
é captada pelos tecidos e é utilizada. O glucagon, o principal hormônio 
contra-regulatório da insulina, está diminuído em resposta a uma refeição 
com carboidratos e tem sua concentração elevada no jejum. Sua 
concentração no sangue sinaliza a abstinência da glicose e promove a 
produção de glicose via glicogenólise (degradação do glicogênio) e 
gliconeogênese (síntese de glicose a partir do aminoácido e de outros 
precursores não-carboidratos). O aumento da concentração de glucagon 
em relação a insulina também estimula a mobilização dos ácidos graxos dos 
tecidos adiposos. A epinefrina (hormônio de fuga ou luta) e o cortisol (um 
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glicocorticóide liberado do córtex adrenal em resposta ao jejum ou estresse 
crônico) têm efeitos opostos aos da insulina no metabolismo de substratos 
energéticos. Esses dois hormônios são, portanto, também considerados 
hormônios contra-regulatórios da insulina. A insulina e o glucagon são 
hormônios polipeptídeos sintetizados como pró-hormônios nas células e, 
respectivamente, nas ilhotas de Langerhans no pâncreas. 
Existem três classes principais de carboidratos: monossacarídeos, 
dissacarídeos e polissacarídeos (a palavra “sacarídeo” é derivada do grego 
sakcharon, que significa “açúcar”). Os monossacarídeos, ou açúcares 
simples, são constituídos por uma única unidade poli-hidroxicetona ou poli-
hidroxialdeído. O monossacarídeo mais abundante na natureza é o açúcar 
de 6 carbonos D-glicose, algumas vezes chamado de dextrose. 
Monossacarídeos de quatro ou mais carbonos tendem a formar estruturas 
cíclicas. Os oligossacarídeos consistem em cadeias curtas de unidades de 
monossacarídeos, ou resíduos, unidas por ligações características 
chamadas de ligações glicosídicas. Os mais abundantes são os 
dissacarídeos, com duas unidades de monossacarídeos. Um dissacarídeo 
típico é a sacarose (açúcar de cana), constituído pelos açúcares de seis 
carbonos D-glicose e D-frutose. Todos os monossacarídeos e dissacarídeos 
comuns têm nomes terminados com o sufixo “-ose”. Em células, a maioria 
dos oligossacarídeos constituídos por três ou mais unidades não ocorre 
como moléculas livres, mas sim ligada a moléculas que não são açúcares 
(lipídeos ou proteínas), formando glicoconjugados. Os polissacarídeos são 
polímeros de açúcar que contêm mais de 20 unidades de monossacarídeo; 
alguns têm centenas ou milhares de unidades. Alguns polissacarídeos, 
como a celulose, têm cadeias lineares; outros, como o glicogênio, são 
ramificados. Ambos são formados por unidades repetidas de D-glicose, mas 
diferem no tipo de ligação glicosídica e, em consequência, têm 
propriedades e funções biológicas notavelmente diferentes. 
Os açúcares (também chamados de sacarídeos) são compostos que contêm 
um grupo aldeído ou cetona e dois ou mais grupos hidroxila. Os 
monossacarídeos geralmente contêm alguns carbonos quirais e, assim, 
existem em várias formas estereoquímicas, as quais podem ser 
representadas no papel como projeções de Fischer. Epímeros são açúcares 
que diferem na configuração de apenas um átomo de carbono. Os 
monossacarídeos comumente formam hemiacetais ou hemicetais internos, 
nos quais o grupo aldeído ou cetona se une a um grupo hidroxila da mesma 
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molécula, criando uma estrutura cíclica; isso pode ser representado como 
uma fórmula em perspectiva de Haworth. O átomo de carbono 
originalmente localizado no grupo aldeído ou cetona (o carbono 
anomérico) pode assumir uma de duas configurações, a e b, 
interconversíveis por mutarrotação. Na forma linear do monossacarídeo, 
em equilíbrio com as formas cíclicas, o carbono anomérico é facilmente 
oxidável, tornando o composto um açúcar redutor. Um grupo hidroxila de 
um monossacarídeo pode ser adicionado ao carbono anomérico de um 
segundo monossacarídeo, formando um acetal chamado de glicosídeo. 
Nesse dissacarídeo, a ligação glicosídica protege o carbono anomérico de 
oxidação, tornando-o um açúcar não redutor. Oligossacarídeos são 
polímeros curtos, com alguns monossacarídeos unidos por ligações 
glicosídicas. Em uma das extremidades da cadeia, a extremidade redutora, 
está uma unidade de monossacarídeo com seu carbono anomérico não 
envolvido em uma ligação glicosídica. A nomenclatura comum para di ou 
oligossacarídeos especifica a ordem das unidades de monossacarídeos, a 
configuração de cada carbono anomérico e os átomos de carbono 
participantes da(s) ligação(ões) glicosídica(s). 
ENZIMAS 
Enzimas são proteínas que agem como catalisadores, compostos que 
aumentam a velocidade das reações químicas. Os catalisadores enzimáticos 
se ligam a reagentes (substratos), convertem-nosem produtos e liberam os 
produtos. Embora as enzimas possam ser modificadas durante sua 
participação nessa seqüência de reação, elas retornam a sua forma original 
no final. Além de aumentarem a velocidade de reações, as enzimas 
fornecem um meio de regular a velocidade das vias metabólicas no corpo. 
Este capítulo descreve as propriedades das enzimas que permitem que elas 
funcionem como catalisadores. O próximo capítulo explica os mecanismos 
de regulação das enzimas. Sítios de ligação de enzimas: Uma enzima se liga 
aos substratos da reação e os converte em produtos. Os substratos são 
ligados a sítios de ligação específicos para o substrato na enzima por 
interações com resíduos de aminoácidos da enzima. A geometria espacial 
necessária para todas as interações entre o substrato e a enzima torna cada 
enzima seletiva para seu substrato e garante que apenas os produtos 
específicos sejam formados. Sítio catalítico ativo: Os sítios de ligação do 
substrato se localizam no sítio catalítico ativo da enzima, a região da enzima 
onde a reação ocorre. Dentro do sítio catalítico, os grupos funcionais 
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fornecidos por coenzimas, metais fortemente ligados e, evidentemente, 
resíduos de aminoácidos da enzima participam da catálise. Energia de 
ativação e estado transitório: Os grupos funcionais no sítio catalítico da 
enzima ativam os substratos e diminuem a energia necessária para formar 
o estágio intermediário de alta energia da reação, conhecido como 
complexo do estado transitório. Algumas estratégias catalíticas 
empregadas pelas enzimas, como catálise ácido-base geral, formação de 
intermediários covalentes e estabilização do estado transitório, são 
ilustradas pela quimotripsina. Características de pH e temperatura: As 
enzimas têm um espectro de pH funcional determinado pelos pKas dos 
grupos funcionais no sítio ativo e as interações necessárias para a estrutura 
tridimensional. Aumentos de temperatura não-desnaturantes aumentam a 
velocidade da reação. Mecanismo com base em inibidores. A efetividade de 
muitos fármacos e toxinas depende de sua habilidade de inibir uma enzima. 
Os inibidores mais fortes são inibidores covalentes, compostos que formam 
ligações covalentes com o grupo reativo no sítio ativo da enzima, ou 
análogos do estado transitório que mimetizam o complexo de estado 
transitório. Nomes de enzimas: A maioria dos nomes de enzimas termina 
em “ase”. As enzimas em geral têm um nome comum e uma classificação 
sistemática que inclui um nome e um número da Comissão de Enzimas (EC, 
do inglês Enzyne Commissin). 
As enzimas, em geral, fornecem controle de velocidade, especificidade e 
regulação para as reações no corpo. Elas geralmente são proteínas que 
agem como catalisadores, compostos que aumentam a velocidade das 
reações químicas. As reações catalisadas por enzimas têm três etapas 
básicas: 
(1) ligação de substrato: E + S ↔ ES 
(2) conversão do substrato ligado em produto ligado: ES ↔ EP 
(3) liberação do produto: EP ↔ E + P 
Uma enzima, ao se ligar aos substratos da reação, catalisa e coloca os 
substratos juntos na orientação correta para reagirem. A enzima, então, 
participa na formação e quebra de ligações necessárias para a formação dos 
produtos, libera os produtos e retorna a seu estado original uma vez que a 
reação esteja completa. As enzimas não inventam novas reações; elas 
simplesmente fazem as reações ocorrerem mais rápido. 
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No corpo, milhares de enzimas diferentes são reguladas para realizar suas 
funções individuais sem a perda de componentes da dieta. Assim, com 
alterações em estado fisiológico, horário da alimentação, ambiente, dieta 
ou idade, as velocidades de algumas enzimas podem aumentar e de outras 
diminuir. Neste capítulo, serão descritos os mecanismos para a regulação 
da atividade de enzimas e as estratégias empregadas para regular as vias 
metabólicas nas quais elas estão. Regulação corresponde à função. As 
alterações na velocidade de uma rota metabólica ocorrem porque pelo 
menos uma enzima naquela via, a enzima regulatória, foi ativada ou inibida, 
ou a quantidade de enzima foi aumentada ou diminuída. As enzimas 
regulatórias em geral catalisam a etapa limitante de velocidade, ou mais 
lenta, na via, de tal modo que um aumento ou uma diminuição de sua 
velocidade altera a velocidade de toda a rota (Figura 9.1). Os mecanismos 
utilizados para regular a enzima limitante de velocidade em uma rota 
refletem a função da via. Concentração do substrato. A velocidade de todas 
as enzimas é dependente da concentração de substrato. As enzimas exibem 
cinética de saturação; sua velocidade aumenta com o aumento da 
concentração do substrato [S], mas elas atingem uma velocidade máxima 
(Vmáx) quando estão saturadas com substrato. Para muitas, a equação de 
Michaelis-Menten descreve a relação entre vi (a velocidade inicial da 
reação), [S], Vmáx e Km (a concentração do substrato na qual vi= 1/2 Vmáx). 
Inibição reversível. As enzimas são reversivelmente inibidas por análogos 
estruturais e produtos. Esses inibidores são classifi cados como 
competitivo, não-competitivo ou incompetitivo, dependendo de seu efeito 
na formação do complexo enzima-substrato. Enzimas alostéricas. 
Ativadores ou inibidores alostéricos são compostos que se ligam a outros 
sítios, e não no sítio catalítico ativo, e regulam a enzima por alterações 
conformacionais afetando o sítio catalítico. Modificação covalente. A 
atividade da enzima também pode ser regulada por uma modificação 
covalente, como a fosforilação de um resíduo de serina, treonina ou tirosina 
por uma proteína-quinase. Interações proteína-proteína. A atividade da 
enzima pode ser modulada por ligação reversível de uma proteína 
moduladora, como Ca2+-calmodulina. As proteínas G monoméricas 
(proteínas ligadoras de GTP) ativam proteínas-alvo por ligação reversível. 
Quebra de zimogênio. Algumas enzimas são sintetizadas como precursores 
inativos, chamados de zimogênios, que são ativados pela proteólise (p. ex., 
a enzima digestiva quimotripsina). Alterações na concentração da enzima. 
A concentração pode ser regulada por alterações na velocidade de síntese 
13 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
de uma enzima (p. ex., indução de transcrição gênica) ou na velocidade de 
degradação. Regulação das vias metabólicas. Os mecanismos regulatórios 
para a enzima limitante de velocidade de uma rota sempre refletem a 
função da rota em um tecido particular. Na regulação por feedback 
(retroalimentação), o produto final de uma rota direta ou indiretamente 
controla sua própria velocidade de síntese; na regulação por feedforward 
(ântero-alimentação), o substrato controla a velocidade da via. As vias 
biossintéticas e de degradação são controladas por regulações diferentes, 
mas complementares. As vias também são reguladas por 
compartimentalização de enzimas. 
REGULAÇÃO NEUROENDOCRINA 
 O sistema endócrino, em conjunto com o sistema nervoso, regula e 
controla todas as funções de nosso organismo. Só para citar alguns poucos 
exemplos, o sistema endócrino atua no crescimento de tecidos, no 
equilíbrio hídrico do corpo, na reprodução e no metabolismo de 
carboidratos. Ele é formado por uma série de glândulas, chamadas de 
glândulas endócrinas. As glândulas endócrinas secretam os hormônios, 
substâncias que são lançadas na corrente sanguínea, atingindo as células 
dos diversos tecidos do corpo humano. Os hormônios podem estimular ou 
inibir as funções metabólicas. Cada hormônio atua apenas sobre algumas 
células específicas, são as chamadas células-alvo. Alguns hormônios 
também atuam em conjunto ou em oposição a outros. As principais 
glândulas endócrinas humanas são: a pineal, a hipófise, a tireoide, as 
paratireoides, as suprarrenais, o pâncreas, os ovários (nas mulheres) e os 
testículos (nos homens). 
O pâncreas é umaglândula mista localizada na região abdominal. Ele é 
chamado de glândula mista pelo fato de possuir tanto funções endócrinas 
quanto exócrinas. A função endócrina é realizada por diversos conjuntos de 
células chamadas de ilhotas de Langerhans. Dois dos principais hormônios 
produzidos pelas ilhotas de Langerhans são a insulina e o glucagon, ambos 
relacionados ao controle da concentração de glicose no sangue. A insulina 
estimula a absorção da glicose presente no sangue e o seu armazenamento 
no fígado, na forma de glicogênio. Já o glucagon estimula o aumento da 
concentração de glicose no sangue e a quebra do glicogênio. A deficiência 
de insulina provoca uma doença conhecida como diabete melito. A baixa 
concentração de insulina dificulta a absorção de glicose, afetando o 
14 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
metabolismo celular e, consequentemente, provocando um aumento dessa 
substância no sangue. 
3. Entender o transporte, absorção e eliminação dos carboidratos. 
Nos mamíferos, o transporte transmembranar de glicose e outros açúcares 
é levado a cabo por duas famílias de proteínas transportadoras: uma, 
formada por transportadores ativos, que requerem o consumo de ATP e 
dependentes do íon sódio (SGLT), e outra, formada por transportadores de 
glicose por difusão facilitada (GLUT), que não requerem energia 
transportando a glicose a favor do seu gradiente de concentração. Através 
destes transportadores, o gradiente eletroquímico do íon sódio gerado pela 
bomba de sódio e potássio (ATPase-Na+/K+) é utilizado para transportar a 
glicose contra o seu gradiente de concentração (transporte ativo 
secundário). Destes transportadores transmembranares, o SGLT1 é 
proeminentemente expresso no epitélio do intestino delgado (duodeno, 
jejuno e íleo). Quanto ao outro mecanismo de transporte, engloba uma 
família de catorze membros de transportadores facilitados de glicose 
(GLUT1-GLUT14, genes da família SLC2) independentes do sódio, que 
utilizam o gradiente de concentração da glicose, ou de outros 
monossacarídeos, para realizar a sua função de transporte. 
ABSORÇÃO INTESTINAL DE GLICOSE: MODELO CLÁSSICO E MODELO DO 
GLUT2 APICAL: 
Absorção intestinal de glicose, esta é captada ativamente do lúmen 
intestinal para o interior do enterócito pelo SGLT1, localizado na membrana 
apical). O SGLT1 possui um local de ligação ao sódio, e é essa ligação que 
induz uma alteração conformacional no transportador, tornando-o 
acessível à glicose. Desse modo, por cada molécula de glicose transportada, 
dois iões sódio, cujo gradiente transmembranar é gerado pela ATPase-
Na+/K+ localizada na membrana basolateral, são transportados na mesma 
direção. Depois, a glicose acumulada é libertada passivamente do 
enterócito para a circulação sanguínea através de duas vias distintas: a) 
uma, maioritária, que envolve o GLUT2 e outra b) por transporte 
envolvendo vesículas intracelulares, que requer fosforilação da glicose a 
glicose-6-fosfato, transferência da glicose-6-fosfato para o retículo 
endoplasmático e posterior libertação da glicose livre (desfosforilada) para 
a corrente sanguínea. Simultaneamente, durante o transporte intestinal de 
glicose via SGLT1, outras moléculas são também transportadas com vista a 
manter a osmolaridade do conteúdo absorvido: a) dois aníons, o cloreto e 
o bicarbonato, acompanham, por uma via distinta do SGLT1, o transporte 
15 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
de sódio com vista a manter a eletro neutralidade, e b) água (funcionando 
o SGLT1 como um canal específico de transporte de água – aquaporina). O 
SGLT1 transporta glicose e galactose com afinidades semelhantes e 
elevadas mas com capacidade de transporte baixa, sendo a sua atividade 
inibida pela floridzina. Relativamente ao GLUT2, trata-se de um 
transportador de glicose por difusão facilitada, independente do sódio, com 
baixa afinidade e alta capacidade de transporte de glicose, e que para além 
da glicose transporta também a frutose, a galactose e a manose. Ao nível 
da membrana apical, várias evidências demonstraram a existência de um 
segundo mecanismo de transporte de glicose, para além daquele via SGLT1, 
que poderá corresponder a: a) transportador de por difusão facilitada com 
baixa afinidade e alta capacidade, não dependente do sódio e insensível à 
floridzina (1,4-6); b) um transportador activo, com alta afinidade e baixa 
capacidade e sensível à floridzina, ou seja, um segundo SGLT (SGLT2, SGLT3, 
SGLT4, SGLT5 ou SGLT6, ou até um novo SGLT1, nSGLT1). Esta hipótese foi 
recentemente reforçada com a identificação do GLUT2 ao nível da 
membrana apical intestinal. De acordo com a hipótese do GLUT2 apical, 
alguns minutos após a glicose ser transportada pelo SGLT1, ocorre um 
rápido recrutamento e inserção de transportadores GLUT2, provenientes 
de vesículas intracelulares localizadas nas imediações da membrana, na 
membrana apical, e um aumento da atividade intrínseca dos GLUT2 já 
existentes na membrana. Este mecanismo de transporte cooperativo entre 
o SGLT1 e o GLUT2 opera somente quando estão presentes altas 
concentrações de glicose no lúmen intestinal, ou seja, durante a digestão 
de uma refeição rica em glicídios, promovendo desse modo uma absorção 
facilitada de glicose várias vezes superior àquela proporcionada só pelo 
SGLT1 Pelo contrário, antes de uma refeição, quando os níveis de glicose 
luminais são baixos, a presença de GLUT2 na membrana apical é reduzida 
(bem como a sua atividade intrínseca) e o GLUT2 basolateral opera na 
direção oposta, fornecendo glicose da corrente sanguínea para o 
enterócito, o que contribui para o equilíbrio energético do mesmo Em 
suma, podemos verificar que o SGLT1, além da função de transportador de 
glicose, funciona igualmente como um sensor de glicose, controlando a 
inserção membranar do GLUT2 após ingestão de uma refeição. Depois, à 
medida que a glicose é absorvida e a sua concentração no lúmen intestinal 
diminui, todo o sistema de sinalização é revertido, permitindo que o GLUT2 
seja maioritariamente inativado e removido da membrana apical, 
regressando-se à situação pré-prandial inicial. 
Liberação de Energia dos Alimentos e o Conceito de "Energia Livre" 
16 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Todos os alimentos energéticos —carboidratos, gorduras e proteínas —
podem ser oxidados nas células e, durante esse processo, grande 
quantidade de energia é liberada. A energia que os processos fisiológicos 
celulares necessitam não consiste em calor e, sim, em energia para os 
movimentos mecânicos para concentrar solutos no caso da secreção 
glandular e para efetuar outras funções celulares. "Energia Livre”. A 
quantidade de energia liberada pela oxidação completa de um alimento é 
chamada energia livre de oxidação dos alimentos. 
O Trifosfato de Adenosina É a "Moeda de Energia” do Corpo 
O trifosfato de adenosina (ATP) é o elo essencial entre as funções que 
utilizam energia e as funções que produzem energia no organismo. Por esse 
motivo, o ATP foi chamado de moeda de energia do organismo, e pode ser 
obtida e consumida repetidamente. A energia derivada da oxidação dos 
carboidratos, proteínas e das gorduras é usada para converter o difosfato 
de adenosina (ADP) em ATP que é, então, consumido pelas diversas reações 
do corpo, necessárias para (1) transporte ativo das moléculas através das 
membranas; (2) contração dos músculos e desempenho do trabalho 
mecânico; (3) diversas reações sintéticas que criam hormônios, membranas 
celulares e muitas outras moléculas essenciais do organismo; (4) condução 
de impulsos nervosos; (5) divisão celular e crescimento; e (6) muitas outras 
funções fisiológicas que são necessárias para manter e propagar a vida. O 
ATP é composto químico lábil presente em todas as células. O ATP é uma 
combinação de adenina, ribose e três radicais fosfato. A quantidade de 
energia livre em cada um desses elos de alta energia por mol de ATP é cerca 
de 7.300calorias sob as condições-padrão e cerca de 12.000 caloriassob as 
condições usuais de temperatura e concentrações dos reagentes no corpo. 
Consequentemente, no organismo, a remoção de cada um dos dois últimos 
radicais fosfato libera em torno de 12.000 calorias de energia. Após a perda 
de um radical fosfato do ATP, o composto se torna ADP e, após perder o 
segundo radical fosfato, se torna monofosfato de adenosina(AMP). ATP 
está presente em toda parte no citoplasma e no nucleoplasma de todas as 
células e, essencialmente, todos os mecanismos fisiológicos que requerem 
energia para o seu funcionamento a obtêm diretamente do ATP (ou de um 
outro composto de alta energia similar —trifosfato de gua-nosina [GTP]). 
Por sua vez, o alimento nas células é gradativamente oxidado e a energia 
liberada é usada para formar novo ATP, mantendo assim, sempre reserva 
dessa substância. Todas estas transferências de energia ocorrem por meio 
de reações acopladas. 
 
Papel Central da Glicose no Metabolismo dos Carboidratos 
17 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
os produtos finais da digestão dos carboidratos, no aparelho digestório, são 
quase que só glicose, frutose e galactose —com a glicose representando, 
em média, cerca de 80%. Após absorção a partir do trato intestinal, grande 
parte da frutose e quase toda galactose são rapidamente convertidas em 
glicose no fígado. Consequentemente, existe pouca frutose ou galactose no 
sangue circulante. A glicose, assim, passa a ser a via final comum para o 
transporte de quase todos os carboidratos para as células. Além do mais, a 
dinâmica das reações é tal que quando o fígado libera os monossacarídeos 
de volta para o sangue, o produto final é quase inteiramente glicose. Logo, 
a glicose-6-fosfato pode ser degradada em glicose e fosfato, e a glicose 
pode então ser transportada de volta para o sangue, através das 
membranas das células hepáticas. 
Transporte da Glicose através da Membrana Celular 
Antes que a glicose possa ser utilizada pelas células dos tecidos do corpo, 
ela deve ser transportada, através da membrana, para o citoplasma celular. 
No entanto, a glicose não pode se difundir facilmente pelos poros da 
membrana celular porque o peso molecular máximo das partículas, com 
difusão imediata, se situa em torno de 100 e a glicose apresenta peso 
molecular de 180. Permeando a matriz lipídica da membrana celular existe 
grande quantidade de moléculas de proteínas carreadoras, que podem se 
ligar à glicose. A glicose, nessa forma ligada, pode ser transportada, pelo 
carreador, de um lado para o outro da membrana, quando é então liberada. 
O transporte de glicose através das membranas da maioria das células é 
bem diferente do que ocorre através da membrana gastrointestinal ou 
através do epitélio dos túbulos renais. Nestes dois casos, a glicose é 
transportada pelo mecanismo de cotransporte ativo de sódio e glicose, em 
que o transporte ativo do sódio fornece energia para absorver a glicose 
contra diferença de concentração. 
 
Facilitação do Transporte da Glicose pela Insulina 
A intensidade do transporte da glicose, assim como o transporte de outros 
monossacarídeos, aumenta muito devido à insulina. Quando o pâncreas 
secreta grandes quantidades de insulina, o transporte de glicose na maioria 
das células, aumenta por 10 ou mais vezes, relativamente ao valor medido 
na ausência de secreção da insulina. 
Logo após sua entrada nas células, a glicose se liga a um radical fosfato. Essa 
fosforilação é promovida principalmente, pela enzima glicocinaseno fígado 
e pela hexocinase na maioria das outras células. A fosforilação da glicose é 
quase inteiramente irreversível, exceto nas células hepáticas, nas células do 
epitélio tubular renal e do epitélio intestinal; nessas células existe outra 
18 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
enzima, a glicose fosfatase que quando é ativada é capaz de reverter a 
reação. Na maioria dos tecidos do corpo, a fosforilação tem como finalidade 
mantera glicose no interior das células. 
O Glicogênio É Armazenado no Fígado e nos Músculos 
Depois de sua captação para o interior da célula, a glicose pode ser usada, 
imediatamente, para liberar energia ou pode ser armazenada sob a forma 
de glicogênio, que é um grande polímero da glicose. Todas as células 
docorpo são capazes de armazenar, pelo menos, algum glicogênio, mas 
algumas células são capazes de armazená-lo em grande quantidade, 
especialmente as células hepáticas. Essa conversão dos monossacarídeos 
em composto precipitado de elevado peso molecular (glicogênio) 
possibilita armazenar grandes quantidades de carboidratos, sem alterar 
significativamente a pressão osmótica dos líquidos intracelulares. 
Concentrações elevadas de monossacarídeos solúveis de baixo peso 
molecular, alterariam as relações osmóticas entre os líquidos intra e 
extracelulares. 
Glicogênese —Formação de Glicogênio 
A glicose-6-fosfato pode se tornar glicose-1-fosfato-, esta, por sua vez, é 
convertida em uridinadifosfatoglicose que, finalmente, é convertida em 
glicogênio. São necessárias diversas enzimas específicas para promover 
essas conversões e qualquer monossacarídeo capaz de ser convertido em 
glicose, pode entrar nestas reações. Alguns compostos menores, inclusive 
o ácido lático, glicerol, ácido pirúvico e alguns aminoácidos desaminados, 
também podem ser convertidos em glicose ou em compostos muito 
próximos e, em seguida, em glicogênio. 
Glicogenólise —Quebra do Glicogênio Armazenado 
Glicogenólise significa a ruptura do glicogênio celular armazenado para 
formar, novamente, glicose nas células. A glicose pode então ser utilizada 
de modo a fornecer energia. A glicogenólise não ocorre pela reversão das 
mesmas reações químicas que formam o glicogênio; ao contrário, cada 
molécula de glicose sucessiva, em cada ramo do polímero de glicogênio, se 
divide por meio de fosforilação catalisada pela enzima fosforilase. 
Ativação da Fosforilase pela Epinefrina ou pelo Glucagon. 
Dois hormônios, a epinefrinae o glucagon,são capazes de ativar a fosforilase 
e, assim, causar glicogenólise rápida. 
A epinefrina é liberada pela medula da glândula adrenal, quando o sistema 
nervoso simpático é estimulado. Consequentemente, uma das funções do 
sistema nervoso simpático é a de aumentar a disponibilidade da glicose 
para o metabolismo energético rápido. O glucagon é o hormônio secretado 
pelas células alfa do pâncreas, quando a concentração sérica da glicose está 
19 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
excessivamente baixa. Ele estimula a formação do AMP cíclico, 
principalmente pelas células hepáticas que, por sua vez, promove a 
conversão do glicogênio hepático em glicose e sua liberação para o sangue, 
elevando desse modo a concentração sanguínea de glicose. 
Glicólise—Clivagem da Glicose para Formar Ácido Pirúvico 
O modo mais importante de liberar energia da molécula de glicose é 
iniciado pela glicólise. Os produtos finais da glicólise são então oxidados 
para fornecer energia. Glicólise significa a divisão da molécula de glicose de 
modo a formar duas moléculas de ácido pirúvico. 
Conversão do Ácido Pirúvico em Acetil Coenzima A 
O próximo estágio na degradação da glicose é a conversão, em duas etapas, 
das duas moléculas de ácido pirúvico em duas moléculas de acetil coenzima 
A(acetil -CoA). A partir dessa reação, pode-se ver que duas moléculas de 
dióxido de carbono e quatro átomos de hidrogênio são liberados dessa 
reação, enquanto as porções restantes das duas moléculas de ácido 
pirúvico se associam à coenzima A, um derivado da vitamina ácido 
pantotênico, para formar duas moléculas de acetil-CoA. Nessa conversão, 
não se forma ATP, mas até seis moléculas de ATP são formadas, quando os 
quatro átomos de hidrogênio liberados são posteriormente oxidados. 
 
Romero, Carla Eduarda Machado; Zanesco, Angelina. O papel dos 
hormônios leptina e grelina na gênese da obesidade. Rev. 
Nutr. vol.19 no.1 Campinas, 2006. 
 
A leptina é um pepitídeo que desempenha importante papel na regulação 
da ingestão alimentar e no gasto energético,gerando um aumento na 
queima de energia e diminuindo a ingestão alimentar. Além dos avanços 
no estudo da célula adiposa, um novo hormôrnio relacionado ao 
metabolismo foi descoberto recentemente, a grelina. A grelina é um 
peptídeo produzido nas células do estômago, e está diretamente envolvida 
na regulação do balanço energético a curto prazo. A leptina reduz o apetite 
a partir da inibição da formação de neuropeptídeos relacionados ao apetite, 
como o neuropeptídeo Y, e também do aumento da expressão de 
neuropeptídeos anorexígenos (hormônio estimulante de a-melanócito (a-
MSH), hormônio liberador de corticotropina (CRH) e substâncias 
sintetizadas em resposta à anfetamina e cocaína. Assim, altos níveis de 
leptina reduzem a ingestão alimentar enquanto que baixos níveis induzem 
hiperfagia. Isso é comprovado em animais de laboratório obesos que 
20 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
apresentam baixos níveis de leptina ou total deficiência. No entanto, 
indivíduos obesos apresentam elevados níveis plasmáticos de leptina, cerca 
de cinco vezes mais que aqueles encontrados em sujeitos magros. As 
mulheres possuem maior concentração plasmática de leptina que os 
homens. 
A grelina é um novo hormônio gastrointestinal identificado no estômago do 
rato, em 1999. O nome grelina significa crescimento. Ghre (grow hormone 
release) descreve uma das principais funções desse peptídeo, responsável 
pelo aumento da secreção do hormônio do crescimento (GH). A grelina é 
composta de 28 aminoácidos com uma modificação octanóica no seu grupo 
hidroxil sobre a serina 3, que é essencial para o desempenho de sua função 
liberadora de GH. Ela foi, primeiramente, isolada da mucosa oxíntica do 
estômago, sendo produzida, predominantemente, pelas células Gr do trato 
gastrointestinal. É também produzida em menores quantidades no sistema 
nervoso central, rins, placenta e coração. A grelina está diretamente 
envolvida na regulação a curto prazo do balanço energético. Níveis 
circulantes de grelina encontram-se aumentados durante jejum prolongado 
e em estados de hipoglicemia, e têm sua concentração diminuída após a 
refeição ou administração intravenosa de glicose. 
 
Em um artigo da newslab, eles afirmam que a grelina, vai possuir um efeito 
contrário ao da leptina. 
Entre os peptídeos que fazem essa regulação estão 
os orexígenos (estimulam o apetite) e os anorexígenos (inibem o apetite). 
As rotas metabólicas são maneiras diferentes de reações bioquímicas que 
as moléculas sofrem, para que possam realizar sua função no organismo. 
Ocorrem no citoplasma e na mitocôndria das células. 
As vias metabólicas mais importantes são: 
Glicólise- oxidação da glicose, afim de obter ATP; 
Ciclo de Krebs- oxidação da acetil-coA a fim de obter energia; 
Fosforilação oxidativa- eliminação dos elétrons libertados na oxidação da 
glicose e da acetil-CoA. 
21 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
A insulina estimula a entrada de glicose no musculo, a síntese de 
glicogênio e a síntese de glicogênio e a síntese de triacilglicerideos pelo 
tecido adiposo inibem a degradação do glicogênio e a gliconeogenese. O 
glucagon é produzido pelo pâncreas quando os níveis de glicose no sangue 
baixam muito, e tem efeitos contrários aos da insulina. 
 
O glicogênio é encontrado no musculo, fígado e rins. 
Degradação do glicogênio 
- enzima desramificadora 
-glicogênio fosforilase 
-fosfoglicomutase. 
Destinos da glicose 
- para animais a glicose é armazenada sobre forma de glicogênio, nos 
vegetais amido e sacarose. 
O metabolismo energético é definido como o conjunto de reações químicas 
que se processam no organismo. Essas reações liberam energia que 
permitem o funcionamento do nosso corpo. O conjunto de reações que 
permitem a formação de moléculas de maior complexidade é denominado 
reações de síntese ou anabolismo. Quando as reações se processam na 
decomposição das estruturas mais complexas em novas mais simples são 
conhecidas como reações de degradação ou catabolismo. Temos como 
exemplo de catabolismo o processo da digestão, quando as moléculas são 
degradadas em substâncias menores absorvíveis; e como exemplo de 
anabolismo a união de aminoácidos para a formação de proteínas, como a 
melanina. A liberação da energia presente em moléculas orgânicas, como a 
glicose, por exemplo, acontece por meio da oxidação aeróbica. Nesse 
processo de degradação se formam água e gás carbônico, liberando energia 
para as atividades celulares. Durante esse processo ocorrem transferências 
de elétrons entre as substâncias participantes, através de reações de 
oxirredução. Assim, enquanto uma substância ganha elétrons durante a 
reação (redução), outra substância ganha elétrons (oxidação) durante a 
mesma reação. 
Essa geração de energia permite a existência e o funcionamento de nosso 
organismo. 
 
22 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
respiração celular é o processo pelo qual a energia química de moléculas 
de “comida” é libertada e parcialmente captada sob a forma de ATP. 
Os hidratos de carbono, gorduras, proteínas e podem ser utilizados como 
combustíveis na respiração celular, mas a glucose é mais vulgarmente 
utilizada como um exemplo para examinar as reações e as vias envolvidas. 
Podemos dividir a respiração celular em três processos 
metabólicos: glicólise, o ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. 
Cada um destes ocorre numa região específica da célula: 
1. Glicólise ocorre no citosol. 
2. O ciclo de Krebs tem lugar na matriz da mitocôndria. 
3. Fosforilação oxidativa por meio da cadeia de transporte elétron é 
realizado na membrana mitocondrial interna. 
Na ausência de oxigênio, a respiração é constituída por duas vias 
metabólicas: glicólise e de fermentação. Ambos ocorrem no citosol. 
A respiração celular refere-se ao caminho bioquímico pelo qual as células 
liberam energia a partir das ligações químicas de moléculas dos alimentos 
e fornecem a energia para os processos essenciais da vida. 
Todas as células vivas devem realizar a respiração celular. 
Ele pode ser a respiração aeróbica, na presença de oxigênio ou de 
respiração anaeróbia. 
A energia é obtida dos nutrientes dos alimentos, como a glicose, as 
proteínas e os carboidratos. Para começo de conversa, energia não é 
nenhuma molécula: é a capacidade que nosso corpo tem de realizar 
trabalho, ou seja, fazer força ou provocar deslocamentos. 
Fechamento da intermediaria 
Objetivo 1: explicar a importância da mitocôndria no processo de 
produção de energia. 
De acordo com Lima, as mitocôndrias são organelas citoplasmáticas 
presentes nas células humanas que possuem uma forma cilíndrica rígida e 
alongada, são ramificadas, filamentosas, com um diâmetro de 0,5 a 1µm e 
são formadas por estruturas complexas (variando assim de forma e de 
tamanho), com duas membranas altamente especializadas, uma externa e 
outra interna. Possuem o espaço intermembranal e o espaço interno da 
matriz onde estão presentes o DNA mitocondrial, os ribossomos 
mitocondriais, os RNAs e várias enzimas. Essas organelas têm funções 
23 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
essenciais nas células humanas como: a produção de energia (ATP) para as 
atividades do organismo, atuação na morte celular por apoptose, produção 
de calor e contribuição genética a partir do DNA mitocondrial. A grande 
síntese de energia e o metabolismo para o oxigênio das células 
eucarióticas, são possíveis através desta importante organela. 
De acordo com Guyton, as mitocôndrias, são chamadas “casa de força” da 
célula. Sem elas, as células seriam incapazes de extrair energia suficiente 
dos nutrientes e essencialmente todas as funções celulares cessariam. 
Sendo assim, as mitocôndrias estão concentradas nas porções da célula 
responsáveis pela maior parte do seu metabolismo energético. Além disso, 
a cavidade interna da mitocôndria é preenchida por uma matriz que contém 
grandes quantidades de enzimas dissolvidas, necessáriaspara a extração de 
energia dos nutrientes. Essas enzimas operam em associação às enzimas 
oxidativas nas cristas, oxidando os nutrientes, formando, desse modo, 
dióxido de carbono e água e, ao mesmo tempo, liberando energia. A 
energia liberada é usada para sintetizar a substância de “alta energia”, 
chamada trifosfato de adenosina (ATP). O ATP é, então, transportado para 
fora da mitocôndria e se difunde pela célula para liberar sua própria energia 
onde ela for necessária para realizar as funções celulares. As mitocôndrias 
são autorreplicantes. De fato, a mitocôndria contém DNA similar ao 
encontrado no núcleo da célula. 
Objetivo 2: descrever a importância do oxigênio no metabolismo. 
De acordo com o Silverthorn, as vias metabólicas que rendem a maior 
quantidade de ATP são as que requerem oxigênio – as vias aeróbias, ou 
oxidativas. As vias anaeróbias, que são as que não precisam de oxigênio, 
também produzem moléculas de ATP, mas em quantidades menores. O 
menor rendimento de ATP das vias anaeróbias significa que a maioria dos 
animais (incluindo os seres humanos) é incapaz de sobreviver por longos 
períodos apenas com o metabolismo anaeróbio. 
As vias aeróbias para produção de ATP são um bom exemplo de 
compartimentalização dentro das células. As enzimas da glicólise estão 
localizadas no citosol, e as enzimas do ciclo do ácido cítrico estão nas 
mitocôndrias. Dentro da mitocôndria, a concentração de íons H no 
compartimento intemembrana armazena a energia necessária para formar 
a ligação do ATP. Contudo, o que acontece a uma célula cujo suprimento de 
oxigênio não pode manter o ritmo com a sua demanda de ATP, como muitas 
24 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
vezes acontece durante o exercício extenuante? Nesse caso, o metabolismo 
da glicose muda de aeróbio para o metabolismo anaeróbio, a partir de 
piruvato. No metabolismo da glicose anaeróbia, o piruvato é convertido 
em lactato, em vez de ser transportado para a mitocôndria. O piruvato é 
um ponto de intersecção das vias metabólicas, como as cidades centrais em 
um mapa rodoviário. Dependendo da necessidade de uma célula e do 
conteúdo de oxigênio, o piruvato pode ser levado ao ciclo do ácido cítrico 
ou para a produção de lactato até que o oxigênio aumente. A baixa 
eficiência do metabolismo anaeróbio limita bastante a sua utilidade na 
maioria das células dos vertebrados, cuja demanda de energia metabólica 
é maior do que o metabolismo anaeróbio pode fornecer. Algumas células, 
como as células do músculo em exercício, podem tolerar o metabolismo 
anaeróbio por um período limitado de tempo. Eventualmente, no entanto, 
elas precisam voltar ao metabolismo aeróbio. 
RESUMINHO DA BAHIA: O metabolismo catabólico pode ser dividido 
também em relação à presença de oxigênio (metabolismo aeróbio) e na 
ausência de oxigênio (metabolismo anaeróbio). O metabolismo aeróbico 
refere-se às reações catabólicas geradoras de energia nas quais o oxigênio 
funciona como um aceitador final de elétrons na cadeia respiratória e se 
combina com o hidrogênio para formar água. A presença de oxigênio no 
“final da linha” determina em grande parte a capacidade para a produção 
de ATP. No metabolismo anaeróbio não há formação de água a partir do 
oxigênio durante a oxidação de combustíveis metabólicos. 
Objetivo 3: diferenciar os processos anabólicos e catabólicos. 
De acordo com Silverthon, o metabolismo refere-se a todas as reações 
químicas que ocorrem em um organismo. Essas reações (1) extraem energia 
das biomoléculas dos nutrientes (como proteínas, carboidratos e lipídeos) 
e (2) sintetizam ou degradam moléculas. O metabolismo frequentemente é 
dividido em catabolismo, reações que liberam energia através da 
degradação de biomoléculas grandes, e anabolismo, reações consumidoras 
de energia que resultam na síntese de biomoléculas grandes. As reações 
anabólicas e catabólicas ocorrem simultaneamente nas células por todo o 
corpo, de modo que, em qualquer momento, algumas biomoléculas estão 
sendo sintetizadas, ao passo que outras estão sendo degradadas. A energia 
liberada ou armazenada nas ligações químicas das biomoléculas durante o 
metabolismo é geralmente medida em quilocalorias (kcal). Uma 
25 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
quilocaloria é a quantidade de energia necessária para elevar a 
temperatura de 1 litro de água em 1 grau Celsius. Uma quilocaloria é o 
mesmo que uma Caloria, com C maiúsculo, usada para quantificar o 
conteúdo de energia do alimento. Uma quilocaloria também é igual a 1.000 
calorias (c minúsculo). Muita da energia liberada durante o catabolismo é 
armazenada em ligações fosfato de alta energia do ATP ou em elétrons de 
alta energia do NADH, FADH2 ou NADPH. As reações anabólicas, então, 
transferem energia desses transportadores temporários para as ligações 
covalentes das biomoléculas. O metabolismo é uma rede extremamente 
coordenada de reações químicas, na qual as atividades que ocorrem em 
uma célula em um dado momento são adaptadas às necessidades da célula. 
Cada passo em uma rota metabólica é uma reação enzimática diferente, e 
as reações de uma rota metabólica acontecem em sequência. 
De acordo, com a aula da professora google (tom de ironia), O Metabolismo 
celular é o conjunto de reações químicas que acontecem nas células dos 
organismos vivos, para que estes transformem a energia, conservem sua 
identidade e se reproduzam. Todas as formas de vida (desde as algas 
unicelulares até os mamíferos) dependem da realização simultânea de 
centenas de reações metabólicas, reguladas com absoluta precisão. 
Existem dois grandes processos metabólicos: anabolismo ou biossíntese e 
catabolismo. 
Anabolismo. São os processos biossintéticos a partir de moléculas 
precursoras simples e pequenas. As vias anabólicas são processos 
endergônicos e redutivos que necessitam de fornecimento de energia. O 
anabolismo, ou metabolismo construtivo, é o conjunto das reações de 
síntese necessárias para o crescimento de novas células e a manutenção de 
todos os tecidos. 
Catabolismo. São os processos de degradação das moléculas orgânicas 
nutrientes e dos constituintes celulares que são convertidos em produtos 
mais simples com a liberação de energia. As vias catabólicas são processos 
exergônicos e oxidativos. O catabolismo, ou metabolismo oxidativo é um 
processo contínuo, centrado na produção da energia necessária para a 
realização de todas as atividades físicas externas e internas. O catabolismo 
engloba também a manutenção da temperatura corporal. Esse processo 
catabólico implica na quebra de moléculas químicas complexas em 
substâncias mais simples, que constituem os produtos excretados pelo 
26 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
corpo. A excreção dos produtos do metabolismo é feita por diferentes 
órgãos como os rins, o intestino, os pulmões e a pele. As principais fontes 
de energia metabólica são os carboidratos, lipídios (gorduras) e proteínas, 
produtos de alto conteúdo energético ingerido pelos animais, para os quais 
constituem a única fonte energética e de compostos químicos para a 
construção de células. Estes compostos seguem rotas metabólicas 
diferentes, que têm como finalidade produzir compostos finais específicos 
e essenciais para a vida. 
Objetivo 4: elucidar os processos da via metabólica. = FALTA 
GLICOGENOLISE 
GLICÓLISE 
Glicólise—Clivagem da Glicose para Formar Ácido Pirúvico 
O modo mais importante de liberar energia da molécula de glicose é 
iniciado pela glicólise. Os produtos finais da glicólise são então oxidados 
para fornecer energia. Glicólise significa a divisão da molécula de glicose de 
modo a formar duas moléculas de ácido pirúvico. 
A glicólise ocorre mediante 10 reações químicas sucessivas. Cada etapa é 
catalisada, pelo menos, por enzima proteica específica. Observe que a 
glicose é primeiro convertida em frutose-1,6-difosfato e depois, é 
fracionada em duas moléculascom três átomos de carbonos, o 
gliceraldeído-3-fosfato, e cada uma delas é então convertida por mais cinco 
etapas adicionais em ácido pirúvico. 
Formação de ATP Durante a Glicólise. Apesar das diversas reações químicas 
nas séries glicolíticas, apenas pequena uma porção da energia livre na 
molécula de glicose é liberada na maioria das etapas. Entretanto, entre os 
estágios do ácido 1,3-difosfoglicérico e o ácido 3-fosfoglicérico e de novo, 
nos estágios do ácido fosfoeno-lpirúvico e do ácido pirúvico, a quantidade 
de energia liberada é superior a 12.000 por mol, a quantidade necessária 
para formar o ATP, e as reações são acopladas de tal maneira que é formado 
ATP. Assim, o total de 4 moles de ATP é formado para cada mol de frutose-
1,6-difosfato, que se divide em ácido pirúvico. Mesmo assim, 2 moles de 
ATP são necessários para fosfo-rilar a glicose original, de modo a formar a 
frutose-l,6-difos-fato, antes de ser possível iniciar a glicólise. Portanto, o 
ganho líquido em moléculas de ATP em todo o processo glicolítico é apenas 
2 moles para cada mol de glicose utilizada. Isso corresponde a 24.000 
calorias de energia transferida para o ATP, mas durante a glicólise, o total 
de 56.000 calorias de energia foi perdido da glicose original, dando a 
27 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
eficiência global para a formação de ATP, de apenas de 43%. Os restantes 
57% de energia se perdem sob a forma de calor. 
GLICÓLISE 
Etapa I. A primeira reação da glicólise é a conversão de glicose a glicose 
6fosfato. 
A glicose 6fosfato, ao contrário da glicose, é incapaz de atravessar a 
membrana plasmática, o que garante a sua permanência dentro das células. 
A fosforilação da glicose a partir de glicose e fosfato inorgânico é uma 
reação inviável, por ter ΔGo′ positivo (Capítulo 4). Por isto, os organismos 
utilizam outra reação, que tem ΔGo′ negativo, e na qual o ATP é o doador 
de grupo fosfato. Esta reação é irreversível e catalisada por hexoquinases. 
As hexoquinases compõem uma família de enzimas ubíquas, que atuam 
sobre diversas hexoses. Nos tecidos de vertebrados, são encontradas 
quatro isoenzimas de hexoquinases, denominadas I a IV, que diferem por 
suas propriedades catalíticas, reguladoras, pela distribuição tecidual e 
localização intracelular. A hexoquinase IV é a isoenzima predominante em 
hepatócitos e células β do pâncreas; É comumente chamada de 
glicoquinase, embora não seja específica para glicose, podendo atuar com 
menor afinidade sobre outras hexoses. Segue-se a isomerização da glicose 
6fosfato a frutose 6fosfato, por ação da fosfoglicoisomerase, e nova 
fosforilação, análoga à anterior, também utilizando ATP e também 
irreversível, catalisada pela fosfofrutoquinase 1 (6fosfofruto1quinase). 
Forma-se, então, uma hexose com dois grupos fosfato: a frutose 
1,6bisfosfato1. 
Etapa II. A frutose 1,6bisfosfato é clivada em duas trioses isômeras, 
dihidroxiacetona fosfato e gliceraldeído 3fosfato, por ação da aldolase. O 
gliceraldeído 3fosfato é o substrato da próxima enzima da via glicolítica, 
mas as duas trioses fosforiladas são interconvertidas por ação da triose 
fosfato isomerase. A conversão de dihidroxiacetona fosfato em 
gliceraldeído 3fosfato possibilita que uma molécula de glicose (C6) seja 
convertida em duas moléculas de gliceraldeído-3fosfato (2 × C3). Da reação 
da triose fosfato isomerase em diante, a via tem todos os seus 
intermediários duplicados e todos os carbonos da glicose são convertidos 
em piruvato. A clivagem de frutose 1,6bisfosfato e a isomerização de 
dihidroxiacetona fosfato em gliceraldeído 3fosfato são reações com ΔGo′ 
positivo. Isto significa que, nos respectivos equilíbrios, predominam frutose 
1,6bisfosfato e dihidroxiacetona fosfato, respectivamente. Apesar disto, as 
duas reações processam-se no sentido da formação de gliceraldeído 
3fosfato, porque a retirada contínua deste composto pelas reações 
28 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
subsequentes torna negativo o sinal de ΔG′ das duas reações com ΔGo′ 
positivo. 
Etapa III. As duas moléculas de gliceraldeído-3fosfato obtidas por 
fosforilação à custa de 2 ATP são oxidadas e novamente fosforiladas, agora 
por fosfato inorgânico, formando duas moléculas de 1,3bisfosfoglicerato. 
Este composto é um anidrido misto de um ácido carboxílico e o ácido 
fosfórico, um anidrido carboxílicofosfórico, que é um composto rico em 
energia.Trata-se de uma reação de oxidação redução/ fosforilação 
complexa, catalisada pela gliceraldeído 3fosfato desidrogenase. Para 
facilitar a compreensão, a reação pode ser desmembrada em duas reações 
parciais: 
1.oxidação do aldeído (gliceraldeído 3fosfato) a ácido carboxílico, com 
redução de NAD+a NADH, que é termodinamicamente favorável 
2. ligação do ácido carboxílico com o ácido fosfórico (HPO42– a pH 7,4), 
formando um anidrido carboxílicofosfórico, que é endergônica. 
Etapa IV. Compreende dois eventos de fosforilação de ADP a ATP por 
compostos com alto potencial de transferência do grupo fosforila: 
1,3bisfosfoglicerato e fosfoenolpiruvato. No primeiro, na reação catalisada 
pela fosfoglicerato quinase, o grupo fosfato da ligação anidrido carboxílico 
fosfóricodo 1,3bisfosfoglicerato, uma ligação rica em energia, é transferido 
ao ADP, produzindo ATP. O segundo evento de síntese de ATP depende da 
conversão de uma ligação éster fosfato em uma ligação fosfoenol, rica em 
energia. Esta conversão iniciasse com a transferência intramolecular do 
grupo éster fosfato do 3fosfoglicerato, do carbono 3 para o carbono 2, 
catalisada pela fosfoglicerato mutase3. O processo envolve a formação 
intermediária de um composto bifosforilado, o 2,3bisfosfoglicerato, 
originado por doação de um grupo fosfato da própria enzima ao substrato. 
Em seguida, a enolase promove a desidratação do 2fosfoglicerato, 
originando o fosfoenolpiruvato. A formação deste composto rico em 
energia possibilita a síntese de ATP na reação subsequente, irreversível, 
catalisada pela piruvato quinase. 
FERMENTAÇÃO LÁTICA 
Na fermentação lática, como acontece nas reações com participação de 
NAD+, o piruvato recebe dois elétrons e um próton do NADH e um próton 
do meio, reduzindo-se a lactato. Este é o processo utilizado por diversos 
microrganismos e por determinadas células e tecidos de mamíferos: 
hemácias, espermatozoides, medula renal, músculos esqueléticos etc. 
29 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Quando os músculos esqueléticos realizam contração vigorosa, o oxigênio 
trazido pela circulação torna-se insuficiente para promover a oxidação da 
grande quantidade de NADH resultante do trabalho muscular e as fibras 
musculares ficam submetidas a uma anaerobiose relativa. A oxidação do 
NADH pelo piruvato gera o lactato caracteristicamente produzido por 
músculos em esforço intenso, permitindo que, pela regeneração do NAD+, 
a glicólise possa prosseguir, formando ATP. Nas situações de atividade 
muscular extenuante, costumasse afirmar, erroneamente, que é produzido 
ácido lático, que ao dissociar-se, causaria acidose (aumento da quantidade 
plasmática de prótons) — a reação da lactato desidrogenase forma lactato 
e não ácido lático e a formação de lactato consome prótons e não os 
produz. A acidose decorre do transporte conjunto (simporte) de lactato e 
prótons para o plasma; Os prótons originam-se da intensa hidrólise de ATP, 
vigente nessa situação. Somando a equação de conversão de glicose a 
piruvato à de conversão de piruvato a lactato obtém-se a equação geral da 
fermentação lática. 
CONVERSÃO DE PIRUVATO A ACETIL-COA 
Em condições aeróbias, o primeiro passo para a oxidação total do piruvato 
é a sua conversão a acetil-CoA. Nas células eucarióticas, o piruvato é 
transportado do citosol para a mitocôndria, onde é transformado em acetil-
CoA, conectando a glicólise e o ciclo de Krebs. O piruvato deixa de ser o 
aceptor dos elétrons do NADH produzido pela glicólise e está coenzima é 
oxidada pelo oxigênio, o aceptor final de elétrons no metabolismo aeróbio, 
porum processo indireto. O processo é irreversível e consiste na 
transferência do grupo acetila, proveniente da descarboxilação do piruvato, 
para a coenzima A. Esta coenzima tem justamente a função de carregadora 
de grupos acila, aos quais se liga por seu grupo sulfidrila terminal, 
estabelecendo uma ligação tioéster rica em energia. A oxidação de piruvato 
a acetil-CoA é um exemplo notável da utilização de vitaminas no 
metabolismo. Esta única transformação não pode ser realizada sem o 
concurso de quatro vitaminas. A primeira etapa é a descarboxilação do 
piruvato e a ligação do grupo hidroxietila ao TPP, catalisada pela piruvato 
desidrogenase. Esta mesma enzima é responsável pela oxidação do grupo 
hidroxietila a acetila e sua transferência à forma oxidada (forma dissulfeto) 
do ácido lipoico, que se reduz a ácido acetillipoico. 
A próxima enzima do complexo, a dihidrolipoil transacetilase, transfere o 
grupo acetila para a coenzima A, formando acetil-CoA e a forma dissulfidrila 
do ácido lipoico. Esta forma reduzida do ácido lipoico é oxidada pela 
terceira enzima, a dihidrolipoil desidrogenase, uma flavoproteína contendo 
30 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
FAD, que recebe os prótons e elétrons e os transfere finalmente para o 
NAD+, que incorpora um próton e dois elétrons. O NADH formado é 
oxidado na cadeia de transporte de elétrons. 
Uma só partícula do complexo piruvato desidrogenase é maior do que um 
ribossomo e consiste na união, por ligações não covalentes, de dezenas de 
moléculas de cada uma das três enzimas componentes do complexo. A 
associação das enzimas permite que essa reação complexa ocorra rápida e 
coordenadamente. Fazem parte ainda da partícula várias moléculas de 
enzimas reguladoras. 
Ciclo de Krebs 
O ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos 
inicia-se com a condensação de acetil-CoA e oxaloacetato, formando 
citrato, uma reação catalisada pela citrato sintase1. O citrato é isomerizado 
a isocitrato, com a formação de um intermediário, o cisaconitato, por ação 
da aconitase. A aconitase, nos mamíferos, ocorre como duas isoenzimas, 
uma mitocondrial, que participa do ciclo de Krebs, e outra citoplasmática. 
O centro ativo das aconitases inclui um centro ferroenxofre (essencial para 
a catálise). Quando há baixa disponibilidade de ferro, a isoenzima 
citoplasmática perde o centro ferroenxofre e a atividade de aconitase: a 
apoproteína resultante exibe uma função diferente, a capacidade de ligar-
se a RNA, regulando a síntese de proteínas envolvidas no metabolismo do 
ferro. A aconitase é um exemplo clássico de contradição do dogma: um 
gene → uma proteína → uma função. A isocitrato desidrogenase promove 
a oxidação de isocitrato a αcetoglutarato, com redução de NAD+ e liberação 
de CO2. No citosol e nas mitocôndrias das células de eucariotos, existem 
isoenzimas da isocitrato desidrogenase que utilizam NADP+ como coenzima 
e cuja função seria realmente produzir NADPH, um importante agente 
redutor utilizado em processos celulares antioxidantes e em sínteses 
redutoras. O αcetoglutarato é transformado em succinil-CoA, graças à 
atuação do complexo αcetoglutarato desidrogenase, semelhante ao 
complexo piruvato desidrogenase quanto à estrutura e ao mecanismo de 
reação. Trata-se, em ambos os casos, da descarboxilação oxidativa de um 
αcetoácido (piruvato ou αcetoglutarato) e ligação do grupo remanescente 
(acetila ou succinila) à coenzima A, formando um tioéster (rico em energia), 
com participação de TPP, ácido lipoico, FAD e NAD+, que é reduzido a 
NADH. A seguir, succinil-CoA é convertida a succinato, acoplada à síntese 
de outro composto rico em energia, um nucleosídio trifosfato (NTP) a partir 
de um nucleosídio difosfato (NDP) e Pi; A reação é catalisada pela succinil-
CoA sintetase (ou succinatoCoA ligase). Existem várias isoenzimas da 
31 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
succinil-CoA sintetase que diferem quanto aos organismos onde são 
expressas e quanto à especificidade para os nucleotídeos sobre os quais 
atuam: permitem a formação de ATP a partir de ADP e Pi ou de GTP 
(guanosina trifosfato a partir de GDP (guanosina difosfato) e Pi. A succinil-
CoA sintetase encontrada em plantas origina ATP; Nas bactérias, 
dependendo da espécie considerada, pode-se formar ATP ou GTP, ou 
ambos; Em mamíferos, incluindo os seres humanos, as duas isoenzimas são 
expressas e as suas quantidades relativas variam segundo o tecido. O GTP 
pode ser utilizado em reações dele dependentes, ou pode transferir um 
grupo fosfato ao ADP, produzindo ATP, por ação da nucleosídio difosfato 
quinase. A próxima reação é catalisada pela única enzima do ciclo de Krebs 
que é parte integrante da membrana interna da mitocôndria; As demais 
estão em forma solúvel na matriz mitocondrial. Trata-se de uma 
flavoproteína, a succinato desidrogenase, também denominada succinato 
ubiquinona oxidação redução ou Complexo II da cadeia respiratória. Na 
primeira etapa da reação, o succinato é oxidado a fumarato e o FAD é 
reduzido a FADH2. FAD, diferentemente de NAD+, ligase covalentemente à 
enzima, consistindo em um grupo prostético. Os elétrons e prótons do 
FADH2 são transferidos para a ubiquinona ou coenzima Q (CoQ), este sim, 
um composto que se difunde livremente na bicamada lipídica da membrana 
interna da mitocôndria. Ainda assim, considerasse FADH2 como um 
produto do ciclo de Krebs, e de outras vias metabólicas que incluem 
flavoproteínas, para viabilizar o cômputo da quantidade de ATP sintetizado 
a partir de coenzimas reduzidas. 
O fumarato é hidratado a malato pela fumarase. A malato desidrogenase 
oxida o malato a oxaloacetato, reduzindo NAD+ e fechando o ciclo. Como o 
oxaloacetato é sempre regenerado ao final de cada volta, o ciclo de Krebs 
pode oxidar acetil-CoA continuamente, sem gasto efetivo de oxaloacetato. 
Em paralelo a esta oxidação são reduzidos 3 NAD+ e 1 FAD. Observa-se, pela 
descrição das reações que o compõem, que o ciclo de Krebs é uma via 
eminentemente oxidativa para a acetil-CoA: os átomos de carbono do seu 
grupo acetila são estequiometricamente convertidos a CO2. Esta oxidação 
tem consequências fundamentais para o metabolismo de mamíferos. Como 
a degradação de ácidos graxos gera unicamente acetil-CoA, que é 
completamente oxidada no ciclo de Krebs, os ácidos graxos são convertidos 
totalmente a CO2. Em razão desta conversão, os ácidos graxos não podem 
gerar glicose. A maioria das reações do ciclo de Krebs é reversível, mas o 
sentido do ciclo é determinado pela irreversibilidade das reações 
catalisadas pela citrato sintase e pela αcetoglutarato desidrogenase. Esta 
32 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
última reação mantém baixas as concentrações de αcetoglutarato e, 
indiretamente, de isocitrato. Assim, apesar de o equilíbrio da reação 
catalisada pela aconitase favorecer acentuadamente a formação de citrato, 
este composto não se acumula na mitocôndria enquanto se processar a 
oxidação de isocitrato. 
GLICONEOGÊNESE 
A gliconeogênese, o processo pelo qual glicose é sintetizada a partir de 
precursores não-carboidratos, ocorre principalmente no fígado sob 
condições de jejum. Sob condições mais extremas de jejum prolongado, o 
córtex renal também pode produzir glicose. Na maior parte, a glicose 
produzida no córtex renal é utilizada na medula renal, mas uma parte pode 
entrar na corrente sanguínea. Iniciando com piruvato, a maioria das etapas 
da gliconeogênese é simplesmente o reverso daquelas da glicólise. De fato, 
essas rotas diferem apenas em três pontos. As enzimas envolvidas em 
catalisar essas etapas são reguladas de tal modo que glicólise ou 
gliconeogênese predomina, dependendo das condições fisiológicas. A 
maioria das etapas da gliconeogênese utiliza as mesmas enzimas que 
catalisam o processo de glicólise. O fluxo de carbono, é claro, ocorre na 
direção inversa. Três sequências de reações diferem das etapas 
correspondentes na glicólise. Elas envolvem a conversãode piruvato a 
fosfoenolpiruvato (PEP) e as reações que removem fosfato da frutose-1,6-
bisfosfato para formar frutose-6-fosfato e da glicose-6-fosfato para 
formar glicose A conversão de piruvato a PEP é catalisada durante a 
gliconeogênese por uma série de enzimas em vez de uma única enzima 
utilizada para a glicólise. Cada uma das reações que remove fostato da 
frutose-1,6-fosfato e da glicose- 6-fosfato utiliza uma única enzima que 
difere das enzimas correspondentes da glicólise. Embora fosfato seja 
adicionado durante a glicólise por quinases, as quais utilizam trifosfato de 
adenosina (ATP), ele é removido durante a gliconeogênese por fosfatases 
que liberam Pi por reações de hidrólise. 
1. CONVERSÃO DE PIRUVATO A FOSFOENOLPIRUVATO 
 
2.CONVERSÃO DE FOSFOENOLPIRUVATO A FRUTOSE-1,6 BISFOSFATO 
3. CONVERSÃO DE FRUTOSE-1,6-BISFOSFATO A FRUTOSE 
4. CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO A GLICOSE 
 
Cadeia de Transporte de transporte de elétrons mitocondrial 
33 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Modelo quimiosmótico da síntese de ATP. O modelo quimiosmótico 
explica como a energia do transporte de elétrons para o O2 é transformada 
em ligação rica em energia, anidridofosfórica, do ATP (ver Figura 21.1). 
Basicamente, a cadeia de transporte de elétrons contém três grandes 
complexos de proteínas (I, III e IV) integrais da membrana interna da 
mitocôndria. Quando elétrons passam através desses complexos em uma 
série de reações de oxirredução, prótons são transferidos da matriz 
mitocondrial para o lado citosólico da membrana interna da mitocôndria. O 
bombeamento de prótons produz um gradiente eletroquímico (Δp) através 
da membrana composto pelo potencial de membrana e pelo gradiente de 
prótons. A ATPsintase contém um poro para prótons através da membrana 
interna da mitocôndria e uma “cabeça” que sobressai para a matriz. À 
medida que prótons são conduzidos para a matriz através do poro, eles 
alteram a conformação da cabeça, a qual libera ATP de um sítio e catalisa a 
formação de ATP a partir de ADP e Pi em outro sítio. 
Deficiências do transporte de elétrons. Nas células, a transferência 
completa de elétrons de NADH e FAD (2H) através da cadeia para o O2 é 
necessária para a produção de ATP. A interrupção da transferência em 
qualquer um dos complexos pode ter consequências patológicas. Fadiga 
pode resultar de anemia por deficiência de ferro, a qual diminui Fe para os 
centros Fe-S e citocromos. A citocromo c1-oxidase, a qual contém o sítio 
de ligação do O2, é inibida por cianeto. O DNA mitocondrial (mtDNA), o 
qual é herdado da mãe, codifica algumas das subunidades dos complexos 
da cadeia de transporte de elétrons e ATP-sintase. As doenças de Oxphos 
(fosforilação oxidativa) são causadas por mutações no DNA nuclear ou no 
mtDNA que diminuem a capacidade mitocondrial de fosforilação oxidativa. 
Regulação da fosforilação oxidativa. A velocidade da cadeia de transporte 
de elétrons é acoplada à velocidade de síntese de ATP pelo gradiente 
eletroquímico transmembrana. Quando o ATP é utilizado por processos que 
requerem energia e os níveis de ADP se elevam, a entrada de prótons 
através do poro da ATP-sintase produz mais ATP, e a cadeia de transporte 
de elétrons responde para restaurar o Δp. No desacoplamento, os prótons 
retornam para a matriz por um mecanismo que os desvia do poro da ATP-
sintase, e energia é liberada como calor. Dissipação de prótons, 
desacopladores químicos e proteínas desacopladoras reguladas 
aumentam a taxa metabólica humana e a produção de calor. Mitocôndria 
e morte celular. Embora a fosforilação oxidativa seja um processo 
mitocondrial, a maioria da utilização de ATP ocorre fora da mitocôndria. O 
ATP sintetizado pela fosforilação oxidativa é ativamente transportado da 
matriz para o espaço intermembranas pela adenina-nucleotídeo-
34 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
translocase (ANT). As porinas formam canais de ânions voltagem-
dependentes (VDAC, do inglês voltage-dependent anion channels) através 
da membrana externa da mitocôndria para a difusão de H2O, metabólitos 
de ATP e outros íons. Sob certos tipos de estresse, ANT, VDAC e outras 
proteínas formam canais abertos não-específicos conhecidos como poro de 
permeabilidade transitória mitocondrial. Esse poro está associado a 
eventos que levam rapidamente à morte celular necrótica. 
TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRON DE NADH PARA O2 
Na cadeia de transporte de elétrons, os elétrons doados por NADH ou FAD 
(2H) são passados seqüencialmente através de uma série de carreadores de 
elétrons que estão localizados na membrana interna da mitocôndria. Cada 
um dos componentes da cadeia de transporte de elétrons é oxidado à 
medida que recebe um elétron e, então, reduzido quando passa os elétrons 
para o próximo membro da cadeia. Do NADH, os elétrons são transferidos 
seqüencialmente através de NADH-desidrogenase (complexo I), CoQ 
(coenzima Q), o complexo citocromo b-c1 (complexo III), citocromo c e 
finalmente citocromo c-oxidase (complexo IV). A NADH-desidrogenase, o 
complexo citocromob-c1 e a citocromo c-oxidase são, cada um, complexos 
de múltiplas subunidades de proteínas integrais da membrana interna da 
mitocôndria. A CoQ é uma quinona lipossolúvel que não é ligada à proteína 
e está livre para difundir na membrana lipídica. Ela transporta elétrons do 
complexo I para o complexo III e é uma parte intrínseca da bomba de 
prótons para cada um desses complexos. O citocromo c é uma pequena 
proteína no espaço da membrana interna que transfere elétrons do 
complexo b-c1 para a citocromo-oxidase. O complexo terminal, citocromo 
c-oxidase, contém o sítio de ligação para o O2. Quando o O2 recebe elétrons 
da cadeia, ele é reduzido a H2O 
Tutoria 2 
1. COMPREENDER A MORFOFISIOLOGIA DO SISTEMA MUSCULAR 
ESQUELÉTICO (ORGANIZAÇÃO, CARACTERÍSTICAS DAS MIFRIBILAS, 
SARCÔMERO, CONTRAÇÃO E CONTROLE NERVOSO); 
De acordo com o Guyton, O Sarcolema é a Membrana Delgada que Reveste 
a Fibra Muscular Esquelética. O sarcolema é a membrana celular da fibra 
muscular. Ele consiste em verdadeira membrana celular, chamada 
membrana plasmática, e com revestimento de fina camada de material 
polissacarídeo contendo muitas fibrilas colágenas delgadas. Em cada 
extremidade da fibra muscular, essa camada superficial do sarcolema 
35 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
funde-se com uma fibra do tendão. As fibras do tendão, por sua vez, se 
agrupam em feixes para formar os tendões dos músculos que depois ligam 
os músculos aos ossos. Miofibrilas são Compostas por Filamentos de Actina 
e de Miosina. Cada fibra muscular contém centenas a milhares de 
Miofibrilas. Cada miofibrila é composta por cerca de 1.500 filamentos de 
miosina adjacentes e por 3.000 filamentos de actina, longas moléculas de 
proteínas polimerizadas responsáveis pelas contrações reais musculares. O 
disco Z, composto por proteína filamentosa diferente dos filamentos de 
actina e miosina cruza transversalmente toda a miofibrila e igualmente de 
forma transversa de miofibrila para miofibrila, conectando as miofibrilas 
umas às outras, por toda fibra muscular. Por essa razão, a fibra muscular, 
em sua espessura, apresenta faixas claras e escuras, como o fazem as 
miofibrilas individuais. Essas faixas dão aos músculos esqueléticos e 
cardíacos sua aparência estriada. O segmento da miofibrila (ou de toda a 
fibra muscular) situado entre dois discos Z sucessivos é referido como 
sarcômero. Moléculas Filamentosas de Titina mantêm os Filamentos de 
Miosina em seus Lugares. O posicionamento lado a lado dos filamentos de 
miosina e actina é mantido por meio de um grande número de moléculas 
filamentares da proteína chamada titina. Cada molécula de titina tem peso 
molecular de cerca de 3 milhões, o que faz dela a maior molécula de 
proteína no corpo. Também por ser filamentar é muito flexível. Essa 
flexibilidade das moléculas de titina atua como arcabouço, que mantém os 
filamentos de miosina e actina em seus lugares, de modo quea maquinaria 
contrátil possa entrar em ação. Uma extremidade da molécula de titina é 
elástica, estando fixada ao disco Z, atuando como mola e variando seu 
comprimento conforme o sarcômero contrai e relaxa. A outra parte da 
molécula de titina a ancora nos filamentos grossos de miosina. A própria 
molécula de titina também parece servir como molde para a formação 
inicial de partes dos filamentos contráteis do sarcômero, em especial para 
os filamentos de miosina. O Sarcoplasma é o Líquido Intracelular entre as 
Miofibrilas. As inúmeras miofibrilas de cada fibra muscular ficam em 
suspensão, lado a lado, na fibra muscular. Os espaços entre as miofibrilas 
são preenchidos pelo líquido intracelular conhecido como sarcoplasma, 
contendo grande quantidade de potássio, magnésio e fosfato, além de 
múltiplas enzimas proteicas. Também está presente nessa substância um 
número imenso de mitocôndrias, situadas paralelas às miofibrilas. Essas 
mitocôndrias fornecem às miofibrilas, que se contraem, grande quantidade 
de energia, na forma de trifosfato de adenosina (ATP), formada pelas 
36 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
mitocôndrias. O Retículo Sarcoplasmático é o Retículo Endoplasmático 
Especializado do Músculo Esquelético. Também no sarcoplasma, 
circundando as miofibrilas de cada fibra muscular, existe retículo extenso, 
referido como retículo sarcoplasmático. Esse retículo tem organização 
especial que é extremamente importante para regular o armazenamento, 
a liberação e a recaptação de cálcio e, portanto, a contração muscular. Os 
tipos de fibras musculares com contração muito rápida apresentam 
retículos sarcoplasmáticos especialmente muito extensos. 
De acordo com o Guyton, em relação a contração muscular. 
O início e a execução da contração muscular ocorrem nas seguintes etapas: 
1. Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas 
fibras musculares. 
2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da substância 
neurotransmissora acetilcolina. 
3. A acetilcolina age em área local da membrana da fibra muscular para 
abrir múltiplos canais de cátion, “regulados pela acetilcolina”, por meio de 
moléculas de proteína que flutuam na membrana. 
4. A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a difusão de 
grande quantidade de íons sódio para o lado interno da membrana das 
fibras musculares. Essa ação causa despolarização local que, por sua vez, 
produz a abertura de canais de sódio, dependentes da voltagem, que 
desencadeia o potencial de ação na membrana. 
5. O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular, 
do mesmo modo como o potencial de ação cursa pela membrana das fibras 
nervosas. 
6. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte 
da eletricidade do potencial de ação flui pelo centro da fibra muscular. Aí, 
ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons 
cálcio armazenados nesse retículo. 
7. Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de miosina e 
actina, fazendo com que deslizem ao lado um do outro, que é o processo 
contrátil. 
37 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
8. Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o 
retículo sarcoplasmático pela bomba de Ca++ da membrana, onde 
permanecem armazenados até que novo potencial de ação muscular se 
inicie; essa remoção dos íons cálcio das miofibrilas faz com que a contração 
muscular cesse. 
 
Quando o músculo se contrai contra uma carga, ele realiza trabalho. Isso 
significa que a energia é transferida do músculo para a carga externa, par 
levantar um objeto até a maior altura ou para superar a resistência ao 
movimento. Em termos matemáticos, o trabalho é definido pela seguinte 
equação: T = C × D na qual T é o rendimento do trabalho, C é a carga, e D é 
a distância do movimento contra a carga. A energia necessária para se 
realizar trabalho é derivada de reações químicas nas células musculares 
durante a contração, conforme descrito nas próximas seções. 
TRÊS FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR 
A maior parte de energia necessária para a contração muscular é utilizada 
para ativar o mecanismo de ir para diante (walk-along), pelo qual as pontes 
cruzadas puxam os filamentos de actina, mas pequenas quantidades são 
necessárias para (1) o bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o 
retículo sarcoplasmático quando cessa a contração; e (2) o bombeamento 
dos íons sódio e potássio, através da membrana da fibra muscular, para 
manter o ambiente iônico apropriado para a propagação do potencial de 
ação das fibras musculares. A concentração de ATP na fibra muscular em 
torno de 4 milimolar é suficiente para manter a contração total por, no 
máximo, 1 a 2 segundos. O ATP é clivado para formar ADP, o que transfere 
a energia das moléculas de ATP para o mecanismo da contração da fibra 
muscular. Então, o ADP é refosforilado para formar novo ATP, em outra 
fração de segundo, permitindo que o músculo continue sua contração. 
Existem muitas fontes de energia para essa refosforilação. A primeira fonte 
de energia, que é utilizada para reconstituir o ATP, é a substância 
fosfocreatina, que transporta uma ligação fosfato de alta energia similar às 
ligações do ATP. As ligações fosfato de alta energia da fosfocreatina têm 
teor de energia livre pouco maior que cada ligação do ATP. Assim, a 
fosfocreatina é clivada instantaneamente, e sua energia liberada causa a 
ligação de novo íon fosfato ao ADP, para reconstituir o ATP. Entretanto, a 
quantidade total de fosfocreatina na fibra muscular é também pequena —
38 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
apenas cerca de cinco vezes maior que a quantidade de ATP. Por isso, a 
energia combinada do ATP armazenado e da fosfocreatina, no músculo, é 
capaz de manter a contração muscular máxima por apenas 5 a 8 segundos. 
A segunda fonte importante de energia, que é utilizada para reconstituir o 
ATP e a fosfocreatina, é a “glicólise” do glicogênio previamente armazenado 
nas células musculares. O rápido desdobramento enzimático do glicogênio 
a ácidos pirúvico e lático libera energia que é utilizada para converter o ADP 
em ATP; o ATP pode, então, ser utilizado diretamente para energizar 
contrações musculares adicionais e também para reconstituir as reservas 
de fosfocreatina. A importância desse mecanismo de glicólise é dupla. 
Primeiro, as reações glicolíticas podem ocorrer mesmo na ausência de 
oxigênio, de modo que a contração muscular pode ser mantida por muitos 
segundos e, muitas vezes, por mais do que 1 minuto, mesmo quando o 
oxigênio liberado pelo sangue não estiver disponível. Segundo a velocidade 
de formação do ATP pelo processo glicolítico é cerca de 2,5 vezes mais 
rápida do que a formação do ATP, em resposta à reação dos nutrientes 
celulares com o oxigênio. Entretanto, como muitos produtos finais da 
glicólise se acumulam nas células musculares, a glicólise perde também sua 
capacidade de sustentar a contração muscular máxima após 1 minuto. A 
terceira e última fonte de energia é o metabolismo oxidativo, o que significa 
combinar o oxigênio com os produtos finais da glicólise e com vários outros 
nutrientes celulares, para liberar ATP. Mais de 95% de toda a energia, usada 
pelos músculos para a contração mantida por longo tempo, são derivados 
do metabolismo oxidativo. Os nutrientes alimentares consumidos são 
carboidratos, gorduras e proteínas. Para a atividade muscular máxima 
extremamente longa — por período de várias horas —, a maior proporção 
de energia, de longe, vem da gordura, mas, por período de 2 a 4 horas, a 
metade da energia vem dos carboidratos armazenados. Além disso, a 
importância dos diferentes mecanismos de liberação de energia, durante o 
desempenho de diversos esportes. 
Muitas características da contração muscular podem ser demonstradas 
pela produção de um abalo muscular (muscletwitch). Este pode ser 
produzido por meio da excitação elétrica instantânea do nervo muscular ou 
por breve estímulo elétrico, originando contração breve e abrupta que dura 
fração de segundo. Em uma Tensão Constante as Contrações Isométricas 
não Encurtam o Músculo, enquanto as Contrações Isotônicas Encurtam o 
Músculo. A contração muscular é dita isométrica quando o músculo não 
39 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
encurta durante contração, e isotônica quando encurta, mas sua tensão 
permanece constante por toda a contração. No sistema isométrico, o 
músculo se contrai contra um transdutor de força sem que ocorra 
encurtamento do músculo. No sistema isotônico, o músculo se encurta 
contra carga fixa, que se ilustra na parte superior da figura, onde se pode 
observar o músculo levantando peso. As características das contrações 
isotônicas dependem da carga contra a qual o músculo se contrai, além da 
inércia da carga. Entretanto, o sistema isométrico registra as variações da 
força da própria contração muscular independentemente da inércia da 
carga. Por isso, o sistema isométrico é comumente mais utilizado quando 
se comparam as características funcionais dos diferentes tipos de músculo. 
Cada músculo do corpo é composto por mistura das chamadas fibras 
musculares rápidas e lentas, além das fibras com diferentes gradações 
entre esses dois extremos. Os músculos que reagem rapidamente, como o 
tibial anterior, são compostos, em sua maior parte, por fibras “rápidas” com 
apenas pequeno número da variedade lenta. Inversamente, músculos que 
respondem lentamente, mas com contração prolongada, como o sóleo, são 
compostos, na maior parte, por fibras “lentas”. As diferenças entre esses 
dois tipos de fibras são descritas nas seções seguintes. 
Fibras Lentas (Tipo 1, Músculo Vermelho). As características das fibras 
lentas são as seguintes: 
1. As fibras são menores que as fibras rápidas. 
2. As fibras lentas são também inervadas por fibras nervosas menores. 
3. Comparadas às fibras rápidas, as fibras lentas têm um sistema de 
vascularização mais extenso e mais capilares, para suprir quantidades 
extras de oxigênio. 
4. As fibras lentas têm números muito elevados de mitocôndrias, também 
para dar suporte aos altos níveis de metabolismo oxidativo. 
5. As fibras lentas contêm grande quantidade de mioglobina, proteína que 
contém ferro, semelhante à hemoglobina nas hemácias. A mioglobina se 
combina com o oxigênio e o armazena até que ele seja necessário, o qual 
acelera também, notavelmente, o transporte de oxigênio para as 
mitocôndrias. A mioglobina dá ao músculo lento sua aparência 
avermelhada e o nome de músculo vermelho. 
40 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Fibras Rápidas (Tipo 2, Músculo Branco). As características das fibras 
rápidas são: 
1. As fibras rápidas são grandes para obter uma grande força de contração. 
2. Existe um retículo sarcoplasmático muito extenso, para a rápida liberação 
dos íons cálcio com o objetivo de desencadear a contração. 
3. Estão presentes grandes quantidades de enzimas glicolíticas, para a 
rápida liberação de energia pelo processo glicolítico. 
4. As fibras rápidas têm um suprimento de sangue menos extenso que as 
fibras lentas, porque o metabolismo oxidativo tem importância secundária. 
5. As fibras rápidas têm menor número de mitocôndrias que as fibras lentas, 
também porque o metabolismo oxidativo é secundário. Ao déficit de 
mioglobina vermelha no músculo rápido damos o nome de músculo branco. 
Tônus do Músculo Esquelético. Mesmo quando os músculos estão em 
repouso, em geral eles ainda apresentam certa tensão. Essa tensão é 
conhecida como tônus muscular. Como normalmente a fibra muscular 
esquelética não se contrai sem que ocorra um potencial de ação para 
estimulá-la, o tônus do músculo esquelético resulta inteiramente de baixa 
frequência de impulsos nervosos vindos da medula espinal. Esses impulsos 
nervosos, por sua vez, são controlados, em parte, por sinais transmitidos 
pelo cérebro para o motoneurônio anterior da medula espinal, e, em parte, 
por sinais originados nos fusos musculares, localizados no próprio músculo. 
 
2. ELUCIDAR O METABOLISMO CELULAR DO MUSCULO ESQUELÉTICO 
EM CONDIÇOES AERÓBICAS E NÃO AERÓBICAS (GLICÓLISE, 
PRODUÇÃO DE LACTATO, GLICOGENÓLISE, ATPCP); 
ANITA MARZZOCO A quantidade de ATP disponível em músculos 
esqueléticos só é capaz de sustentar 1 a 2 segundos de contração intensa. 
Um reservatório adicional de energia é constituído por creatina fosfato, 
presente em concentrações 3 a 5 vezes maiores do que as de ATP. A 
creatina fosfato é produzida nos períodos de repouso, por fosforilação de 
creatina à custa de ATP, catalisada pela creatina quinase. A reação é 
prontamente reversível e, durante a atividade muscular, processa-se no 
sentido da regeneração de ATP, para sustentar a contração. A creatina é 
sintetizada a partir de arginina, glicina e Sadenosilmetionina. A creatina 
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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
fosfato, lenta e espontaneamente, é convertida a creatinina, que não tem 
nenhum destino metabólico, sendo liberada na circulação e eliminada na 
urina. Como a quantidade excretada por dia em um indivíduo hígido é 
constante, por ser proporcional à massa muscular, a dosagem de creatinina 
na urina constitui um indicador sensível da função renal. ATP e creatina 
fosfato constituem o suprimento imediato de energia para o trabalho 
muscular, suficiente para esforços máximos e pouco duradouros, de 5 a 8 
segundos. Trata-se de um processo estritamente anaeróbio, fornecendo a 
maior parte da energia para o desempenho de atividades como corrida de 
100 m rasos, natação por 25 m, levantamento de peso, saque no tênis, salto 
em altura, chute no futebol etc. A continuidade do trabalho muscular 
exigirá energia derivada de outras fontes. O próximo suprimento é a glicose, 
proveniente da circulação e do glicogênio muscular. No exercício, a entrada 
do açúcar nas células musculares é promovida pela proteína quinase 
dependente de AMP (AMPK) e a degradação do glicogênio, estimulada pela 
mesma liberação de Ca2+ que desencadeia a contração, e ainda por 
adrenalina e AMP, que têm seus níveis aumentados. A glicose 6fosfato 
resultante de fosforilação da glicose sanguínea e da degradação do 
glicogênio é metabolizada pela glicólise, que também está ativada 
produzindo ATP para sustentar a contração muscular. A via glicolítica é 
inicialmente anaeróbia, com produção de lactato, já que a reserva muscular 
de oxigênio (ligado à mioglobina) é pequena e a oferta de oxigênio pela 
circulação não aumenta de forma imediata e proporcional à demanda 
muscular de ATP. De fato, quando um músculo passa do repouso para o 
exercício intenso, o aporte de oxigênio aumenta 25 vezes, enquanto a 
quantidade de ATP hidrolisado chega a ser 120 vezes maior. Nenhum outro 
tecido apresenta variações tão grandes e abruptas no gasto de ATP. A 
degradação anaeróbia da glicose constitui uma alternativa imediata para a 
hipóxia relativa no início de um esforço extenuante, mas não pode 
continuar indefinidamente, sendo capaz de sustentar exercícios intensos 
com duração de 1 a 2 min. É a fonte principal de energia para corridas de 
200, 400 ou 1.000 m rasos, natação de 100 a 200 m, corridas intermitentes 
(arrancadas) no futebol etc. À medida que os sistemas respiratório e 
circulatório são ativados e o suprimento de oxigênio cresce, a contribuição 
da glicólise anaeróbia para o fornecimento de energia para a contração vai 
sendo substituída pela oxidação aeróbia, completa, da glicose. 
Paralelamente, o fornecimento de ácidos graxos para o sistema muscular 
aumenta, em virtude da ação da adrenalina sobre o tecido adiposo. A 
oxidação dos ácidos graxos assume importância crescente, à medida que a 
atividade física se prolonga e a reserva de glicogênio diminui. Acima de 2 a 
42 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
3 min de esforço vigoroso, o trabalho muscular contínuoé feito, 
principalmente, à custa de ATP obtido por oxidação aeróbia dos substratos 
disponíveis. Incluem-se aqui, as corridas de 1.500 m ou mais, ciclismo e 
esqui competitivos, maratona etc. 
Utilização de Substrato Energético Durante o Exercício 
A velocidade de utilização de ATP no músculo esquelético durante o 
exercício pode ser até 100 vezes maior do que aquela em repouso. Assim, 
as rotas de oxidação de substratos energéticos devem ser rapidamente 
ativadas durante o exercício para responder a uma demanda muito maior 
de ATP. O ATP e o fosfato de creatina podem ser esgotados rapidamente se 
não forem continuamente regenerados. A síntese de ATP ocorre pela 
glicólise (aeróbica ou anaeróbica) e pela fosforilação oxidativa (que requer 
o suprimento constante de oxigênio). A glicólise anaeróbica é 
especialmente importante como fonte de ATP em três condições. A 
primeira é durante o período inicial do exercício, antes do aumento do fluxo 
sanguíneo estimulado pelo exercício e do começo da oferta de substratos e 
oxigênio, permitindo que o processo aeróbico ocorra. A segunda condição 
na qual a glicólise anaeróbica é importante é no exercício realizado por 
músculos contendo predominantemente fibras musculares glicolíticas de 
contração rápida, pois essas fibras possuem baixa capacidade oxidativa e 
geram a maioria do seu ATP pela glicólise. A terceira condição é durante a 
atividade extenuante, quando a necessidade de ATP excede a capacidade 
oxidativa do tecido e a demanda aumentada de ATP é satisfeita pela 
glicólise anaeróbica. 
1. GLICÓLISE ANAERÓBICA NO INÍCIO DO EXERCÍCIO 
Durante o repouso, a maioria do ATP requerido por todos os tipos de fibras 
musculares é obtida do metabolismo aeróbico. Entretanto, assim que o 
exercício começa, a demanda de ATP aumenta. Se não fosse regenerada, a 
quantidade de ATP presente no músculo esquelético poderia sustentar o 
exercício por apenas 1,2 segundo, e a de fosfocreatina, por apenas 9 
segundos. O suprimento de sangue para o músculo em exercício demora 
mais de 1 minuto para aumentar de forma significativa devido à 
vasodilatação, e, portanto, o metabolismo oxidativo da glicose e de ácidos 
graxos vindos do sangue não pode aumentar rapidamente no início do 
exercício. Assim, nos primeiros minutos do exercício, a conversão de 
glicogênio em lactato fornece uma porção considerável do requerimento 
de ATP. 
43 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
2. GLICÓLISE ANAERÓBICA NA FIBRA GLICOLÍTICA DE CONTRAÇÃO 
RÁPIDA TIPO IIB 
Embora os seres humanos não possuam nenhum músculo que contenha 
apenas esse tipo de fibra muscular, muitos animais o possuem. Exemplos 
disso são os músculos abdominais do peixe e o músculo peitoral de aves de 
caça (carne branca de peru). Esses músculos se contraem de forma vigorosa 
e rápida (a contração rápida se refere ao tempo de pico de tensão), mas 
apenas por períodos curtos. Assim, eles são usados em atividades como o 
vôo nos pássaros e o sprinting e levantamento de peso em seres humanos. 
Em tais músculos, a capacidade glicolítica é alta, pois as enzimas da glicólise 
estão presentes em grandes quantidades (assim, a Vmáx [velocidade 
máxima] global é grande). Os níveis de hexoquinase, entretanto, são baixos, 
e, assim, pouca glicose circulante é utilizada. Os níveis baixos de 
hexoquinase nas fibras glicolíticas de contração rápida previnem que o 
músculo drene a glicose sangüínea para satisfazer sua alta demanda por 
ATP, evitando, assim, a hipoglicemia. A glicose-6-fosfato, formada a partir 
da glicogenólise, inibe ainda mais a hexoquinase. Os tecidos contam com os 
estoques de substratos energéticos endógenos (glicogênio e fosfato de 
creatina) para gerar ATP, seguindo a rota da degradação do glicogênio a 
glicose-1-fosfato, a conversão da glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato e o 
metabolismo da glicose-6-fosfato a lactato. Assim, a glicólise anaeróbica é 
a principal fonte de ATP durante o exercício nessas fibras musculares. 
3. GLICÓLISE ANAERÓBICA A PARTIR DE GLICOGÊNIO 
A glicogenólise e a glicólise durante o exercício são ativadas conjuntamente, 
pois tanto a PFK-1 (a enzima limitante da glicólise) quanto a glicogênio-
fosforilase b (a forma inibida da glicogênio-fosforilase) são alostericamente 
ativadas por AMP. O AMP é um ativador ideal, pois sua concentração 
normalmente é mantida baixa pelo equilíbrio da adenilato-quinase [2 ADP 
↔ AMP + ATP] (também chamada de mioquinase no músculo). Assim, 
sempre que os níveis de ATP diminuem levemente, a concentração de AMP 
aumenta muitas vezes. Começando com uma molécula de glicose-6-fosfato 
derivada da glicogenólise, três moléculas de ATP são produzidas na glicólise 
anaeróbica comparadas com 32 a 34 na glicólise aeróbica. Para compensar 
a baixa produção de ATP da glicólise anaeróbica, as fibras glicolíticas, de 
contração rápida possuem um conteúdo muito maior de enzimas 
glicolíticas e a velocidade de utilização da glicose-6-fosfato é mais de 12 
vezes mais rápida do que nas fibras de contração lenta. A fadiga muscular 
durante o exercício em geral resulta da diminuição do pH do tecido para 
cerca de 6,4. O metabolismo aeróbico, assim como o anaeróbico, diminui o 
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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
pH, e tanto a diminuição do pH quanto a produção de lactato podem causar 
dor. A fadiga metabólica também pode ocorrer quando o glicogênio 
muscular for esgotado. Os estoques de glicogênio muscular são consumidos 
em menos de 2 minutos de exercício anaeróbico. Na realização de flexões, 
isso pode ser provado. Os músculos utilizados em flexões, um exercício de 
alta força, são principalmente as fibras glicolíticas de contração rápida. 
Contando o tempo desde o início das flexões, não importa quão bem 
treinado o indivíduo esteja, o indivíduo provavelmente não conseguirá 
fazer flexões por mais de 2 minutos. Além disso, sentirá dor assim que o pH 
do músculo diminuir conforme a produção de lactato continua. A regulação 
do metabolismo do glicogênio muscular é complexa. Deve-se lembrar que 
a degradação de glicogênio no músculo não é sensível ao glucagon (os 
músculos não possuem receptores de glucagon), e, assim, há mudanças 
muito pequenas nos estoques de glicogênio muscular durante o jejum 
noturno ou de longa duração se o indivíduo permanecer em repouso. A 
glicogênio-sintase é inibida durante o exercício, mas pode ser ativada no 
músculo em repouso pela liberação de insulina após uma refeição rica em 
carboidratos. Ao contrário da forma hepática da glicogênio-fosforilase, a 
isoenzima muscular contém um sítio alostérico para ligação de AMP. 
Quando o AMP se liga na glicogênio-fosforilase b muscular, a enzima é 
ativada mesmo que não esteja fosforilada. Então, assim que o músculo 
começa a trabalhar e a miosina-ATPase hidrolisa os estoques existentes de 
ATP a ADP, o AMP começará a se acumular (devido à reação da 
mioquinase), e a degradação do glicogênio será aumentada. A ativação da 
glicogênio-fosforilase b muscular é ainda mais aumentada pela liberação de 
Ca2+ do retículo sarcoplasmático, que ocorre quando os músculos são 
estimulados a se contraírem. O aumento do Ca2+ sarcoplasmático também 
leva à ativação alostérica da glicogênio- fosforilase-quinase (pela ligação à 
subunidade calmodulina da enzima), que fosforila a glicogênio-fosforilase b 
muscular, ativando-a plenamente. Finalmente, durante o exercício intenso, 
a liberação de adrenalina estimula a ativação da adenilato-ciclase nas 
células musculares, ativando, assim, a proteína-quinase AMPc-dependente. 
A proteína-quinase A fosforila e ativa plenamente a glicogênio fosforilase-
quinase de tal forma que pode ocorrer uma ativação persistente da 
glicogênio-fosforilase muscular. O sinal hormonal é mais lento do que os 
eventos de ativação iniciais desencadeados por AMP e cálcio. 
4. GLICÓLISE ANAERÓBICA DURANTE O EXERCÍCIO DE ALTA INTENSIDADE 
Assim que o exercício começa, a cadeia transportadora de elétrons, o ciclo 
do TCA e a oxidação de ácidos graxos são ativados pelo aumentode ADP e 
pela diminuição de ATP. A piruvato-desidrogenase permanece em seu 
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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
estado não-fosforilado ativo enquanto o NADH puder ser reoxidado na 
cadeia transportadora de elétrons e a acetil-CoA puder entrar no ciclo do 
TCA. Entretanto, mesmo que o metabolismo mitocondrial esteja 
trabalhando em sua capacidade máxima, é necessário ATP adicional para o 
exercício muito vigoroso de alta intensidade. Quando isso ocorre, o ATP não 
é produzido de forma sufi cientemente rápida para satisfazer as 
necessidades do músculo, e o AMP começa a se acumular. O aumento dos 
níveis de AMP ativa a PFK-1 e a glicogenólise, fornecendo, assim, o ATP 
adicional a partir da glicólise anaeróbica (o piruvato adicional produzido, 
em vez de entrar na mitocôndria, é convertido em lactato, de modo que a 
glicólise possa continuar). Assim, sob essas condições, a maioria do piruvato 
formado pela glicólise entra no ciclo do TCA, enquanto o restante é 
reduzido a lactato para regenerar NAD+ para a sua utilização contínua na 
glicólise. 
5. DESTINO DO LACTATO LIBERADO DURANTE O EXERCÍCIO 
O lactato que é liberado pelo músculo esquelético durante o exercício pode 
ser utilizado pelos músculos esqueléticos em repouso ou pelo coração, um 
músculo com uma grande quantidade de mitocôndrias e uma capacidade 
oxidativa muito alta. Em tais músculos, a razão NADH/NAD+ será menor do 
que a dos músculos esqueléticos em exercício, e a reação da lactato-
desidrogenase acontecerá na direção da formação do piruvato. O piruvato 
gerado é, então, convertido em acetil-CoA e oxidado no ciclo do TCA, 
produzindo energia pela fosforilação oxidativa. O segundo destino 
potencial do lactato é o s eu retorno ao fígado, pelo ciclo de Cori, onde será 
convertido em glicose. 
 
3. DESCREVER AS TEORIAS DA FADIGA MUSCULAR; 
De acordo com o Guyton, contrações musculares fortes, perdurando por 
período prolongado, levam ao bem conhecido estado de fadiga muscular. 
Estudos em atletas mostraram que a fadiga muscular aumenta em 
proporção quase direta com a intensidade da depleção do glicogênio 
muscular. Assim, os efeitos da fadiga surgem, em grande parte, da 
incapacidade contrátil e do processo metabólico das fibras musculares de 
continuar a manter a mesma quantidade de trabalho. Entretanto, 
experimentos mostraram que também a transmissão dos sinais nervosos 
pela junção neuromuscular, pode diminuir pelo menos por pequena 
quantidade, após intensa e prolongada atividade muscular e, desse modo, 
46 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
diminuir a contração muscular. A interrupção do fluxo sanguíneo, durante 
a contração do músculo, leva à fadiga muscular quase total em 1 a 2 
minutos, devido à perda do suprimento de nutrientes, especialmente de 
oxigênio. 
De acordo com Silva e colaboradores, A fadiga muscular (FM), definida 
como qualquer redução na capacidade do sistema neuromuscular de gerar 
força, é um fenômeno comum em esportes de resistência e é uma 
experiência usual nas atividades diárias. O início da atividade muscular 
voluntária envolve muitos processos que começam com o controle cortical 
no cérebro e terminam com a formação das pontes cruzadas dentro da fibra 
muscular. A fadiga muscular pode, portanto, ocorrer como resultado da 
falha de qualquer um dos processos envolvidos na contração muscular. 
Historicamente, os fatores potenciais envolvidos no desenvolvimento da 
fadiga dividem-se em duas categorias: fatores centrais, os quais devem 
causar a fadiga pelo distúrbio na transmissão neuromuscular entre o SNC e 
a membrana muscular, e fatores periféricos, que levariam a uma alteração 
dentro do músculo. Outra característica da fadiga é o fato dela ser 
dependente da tarefa, isto é, variam bastante suas causas e seu 
comportamento de acordo com a forma pela qual é induzida. A fadiga 
muscular é considerada fator que predispõe a ocorrência de lesões, tal 
como a entorse de tornozelo. Na maioria dos casos em que ocorre esse tipo 
de lesão, o mecanismo causador é um movimento de inversão do tornozelo. 
Os responsáveis por impedir esse estresse nocivo à articulação são as 
estruturas que restringem estaticamente (fáscia, cápsula, ligamento) e 
dinamicamente (músculos) a articulação. Os músculos fibulares curto e 
longo são as primeiras e mais importantes estruturas musculares que 
atuam na prevenção desse tipo de entorse. 
De acordo com Ascensão e colaboradores, a fadiga muscular tem-se 
revelado como um dos tópicos centrais na investigação em fisiologia do 
exercício. Uma das principais características do sistema neuromuscular é a 
sua capacidade adaptativa crónica, uma vez que quando sujeito a um 
estímulo como a imobilização, o treino ou perante o efeito do 
envelhecimento, pode adaptar-se às exigências funcionais. Da mesma 
forma, consegue adaptar-se a alterações agudas, tais como as associadas 
ao exercício prolongado ou intenso, sendo uma das mais conhecidas o 
fenómeno habitualmente referido como fadiga muscular. A incapacidade 
do músculo esquelético gerar elevados níveis de força muscular ou manter 
esses níveis no tempo designa-se por fadiga neuromuscular. Relativamente 
47 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
à definição do conceito de fadiga, importa salientar a diversidade de 
trabalhos que, embora intitulados e expressamente associados à fadiga, se 
afastam claramente do conceito clássico de fadiga, ou seja, da incapacidade 
de produzir e manter um determinado nível de força ou potência 
musculares durante a realização do exercício. De facto, alguns autores têm 
associado o termo “fadiga” a inúmeras manifestações de incapacidade 
funcional evidenciadas quer durante o exercício (máximo ou sub- -máximo), 
quer com carácter retardado relativamente à realização do mesmo. Deste 
modo, ao longo desta revisão utilizaremos está designação de forma 
indiscriminada, não só para nos referirmos aos estudos claramente 
relacionados com o conceito tradicional de fadiga expresso, mas também a 
outras formas de manifestação da mesma. Adicionalmente, as 
manifestações da fadiga têm sido associadas ao declínio da força muscular 
gerada durante e após exercícios submáximos e máximos, à incapacidade 
de manter uma determinada intensidade de exercício no tempo, à 
diminuição da velocidade de contracção e ao aumento do tempo de 
relaxamento musculares. A fadiga tem sido, igualmente, sugerida como um 
mecanismo de protecção contra possíveis efeitos deletérios da integridade 
da fibra muscular esquelética. De facto, a fadiga muscular pode resultar de 
alterações da homeostasia no próprio músculo esquelético, ou seja, o 
resultado do decréscimo da força contráctil independentemente da 
velocidade de condução do impulso neural, habitualmente designada de 
fadiga com origem predominantemente periférica. Pode também ser o 
resultado de alterações do input neural que chega ao músculo, traduzida 
por uma redução progressiva da velocidade e frequência de condução do 
impulso voluntário aos motoneurónios durante o exercício, normalmente 
denominada de fadiga com origem predominantemente central. 
Adicionalmente, importa salientar que a fadiga muscular depende do tipo, 
duração e intensidade do exercício, da tipologia de fibras musculares 
recrutadas, do nível de treino do sujeito e das condições ambientais de 
realização do exercício. As alterações do pH, da temperatura e do fluxo 
sanguíneo, a acumulação de produtos do metabolismo celular, 
particularmente dos resultantes da hidrólise do ATP (ADP, AMP, IMP, Pi , 
amónia), a perda da homeostasia do ion Ca2+, o papel da cinética de alguns 
ions nos meios intra e extra-celulares nomeadamente, o K+, Na+, Cl- , 
Mg2+, a lesão muscular, principalmente a induzida pelo exercício com 
predominância de contracções excêntricas e o stress oxidativo têm sido 
algumas das causas sugeridas para a fadiga muscular. 
pH, fosfato, lactato e fadiga muscular 
48 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Outro dos factores habitualmente discutidocomo possível agente de fadiga 
é a acidose metabólica induzida pelo exercício, com especial destaque para 
a resultante do exercício de curta duração e de alta intensidade. A maioria 
dos efeitos do ácido láctico no desenvolvimento da fadiga muscular resulta 
do aumento da concentração de iões H+ e consequente diminuição do pH, 
decorrente da rápida dissociação do ácido láctico. Contudo, apesar da 
fadiga ser muitas vezes associada ao decréscimo do pH, a literatura é 
controversa relativamente à existência de uma relação directa entre a 
diminuição do pH intracelular e a diminuição da força muscular, assim como 
da influência dos íons lactato e H+ per se na fadiga muscular. Efetivamente, 
têm sido realizados alguns estudos para determinar a influência do 
aumento das concentrações, quer de H+ quer de lactato, na funcionalidade 
dos diversos processos e estruturas celulares implicadas na contração 
muscular e, consequentemente, no desenvolvimento da força. Balog e Fitts, 
não encontraram uma relação clara de causa-efeito entre os baixos valores 
de pH intracelulares e a despolarização dos túbulos T durante a fadiga de 
fibras musculares de anfíbios. Por outro lado, Hargreaves et al. atribuíram 
ao H+, entre outros agentes (CP, funcionalidade do retículo), a causa da 
fadiga muscular num exercício intermitente de intensidade elevada. 
Bangsbo et al. referem que a diminuição do pH não se apresenta como a 
única causa da fadiga em exercícios de intensidade elevada e curta duração, 
atribuindo à acumulação de K+ intersticial um importante papel no 
desenvolvimento da fadiga. Efetivamente, modelos e metodologias 
experimentais distintos utilizados nos diferentes estudos parecem justificar 
a diversidade dos resultados obtidos. Diversos estudos referem que a fadiga 
muscular se correlaciona melhor com a concentração de H2PO4 - (forma 
protonada do Pi) do que com o pH, sendo sugerido que a influência do H+ 
no decréscimo da produção de força se poderá dever ao consequente 
aumento das concentrações de H2PO4. A utilização de técnicas de 
ressonância magnética nuclear tem permitido estudar in vivo a relação 
entre as alterações metabólicas musculares e o declínio da força durante o 
exercício, ou seja, a fadiga muscular. Através da utilização das referidas 
técnicas, Degroot et al. verificaram correlações de 0.76, 0.82, 0.84 entre a 
força máxima de contração voluntária e as concentrações musculares de 
H+, Pi e H2PO4, respectivamente. Deste modo, embora considerando o H+ 
como um importante mediador da fadiga muscular, os autores atribuíram 
ao Pi e ao H2PO4 - as causas principais da redução da força. Cooke e Pate 
verificaram uma diminuição da tensão máxima isométrica das fibras 
49 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
musculares isoladas como resultado do aumento das concentrações de Pi, 
bem como da variação da forma diprotonada do Pi em função do pH (7.0 e 
6.2). Por outro lado, resultados de estudos in vivo suportam a hipótese de, 
durante a fadiga, o Pi poder ser um importante modelador endógeno da 
libertação de Ca2+ pelos canais do RS no músculo esquelético. 
Continuação da síntese do obj 1, do problema 2 
Síntese do objetivo 1 
Os músculos esqueléticos são classificados como músculos estriados, 
devido ao padrão alternado de bandas claras e escuras observado na 
microscopia óptica. Os músculos esqueléticos, em geral, são descritos como 
músculos de contração voluntária. Os músculos esqueléticos podem 
contrair-se independentemente do controle consciente. Os músculos 
esqueléticos são singulares, pois contraem apenas em resposta ao sinal 
proveniente de um neurônio motor somático. Além disso, a contração não 
é influenciada diretamente por hormônios. Os músculos esqueléticos 
constituem a maior parte da musculatura corporal e equivalem a cerca de 
40% do peso corporal total. Eles são responsáveis pelo posicionamento e o 
movimento do esqueleto, como seu próprio nome sugere. Em geral, os 
músculos esqueléticos estão ligados aos ossos pelos tendões, estruturas 
constituídas por colágeno. A inserção é a porção mais distal ou mais móvel 
do músculo. Quando os ossos fixados a um músculo estão conectados por 
uma articulação móvel, a contração muscular movimenta o esqueleto. Um 
músculo é chamado de flexor se a porção central dos ossos conectados se 
aproximam quando o músculo contrai, e o movimento é chamado de 
flexão. Se os ossos se afastam quando o músculo contrai, o músculo é 
chamado de extensor, e o movimento associado é chamado de extensão. A 
maioria das articulações do corpo necessita de músculos flexores e 
extensores, pois a contração de um desses músculos pode puxar um osso 
em uma direção, mas é incapaz de empurrá-lo na direção oposta. Os pares 
de músculos extensores e flexores são denominados músculos 
antagonistas, pois exercem efeitos opostos. Os músculos antagonistas 
movem os ossos em direções opostas. A contração muscular é capaz de 
puxar um osso, mas não é capaz de o empurrar. Um músculo esquelético é 
um conjunto de células musculares, ou fibras musculares. Cada fibra 
muscular esquelética é uma célula longa e cilíndrica, que pode possuir até 
várias centenas de núcleos distribuídos próximos da superfície da fibra. As 
50 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
fibras musculares esqueléticas estão entre as maiores células do corpo e se 
originam da fusão de muitas células musculares embrionárias. A membrana 
plasmática de uma fibra muscular é chamada de sarcolema, e o citoplasma 
é chamado de sarcoplasma. As principais estruturas intracelulares dos 
músculos estriados são as miofibrilas, que são feixes extremamente 
organizados de proteínas contráteis e elásticas envolvidas no processo de 
contração. Os músculos esqueléticos também contêm um extenso retículo 
sarcoplasmático (RS). O retículo sarcoplasmático é um retículo 
endoplasmático modificado que envolve cada miofibrila e é formado por 
túbulos longitudinais com porções terminais alargados, chamadas de 
cisternas terminais. O retículo sarcoplasmático concentra e sequestra Ca2 
com o auxílio de uma Ca2-ATPase presente na membrana do RS. A liberação 
de cálcio do RS produz um sinal de cálcio que desempenha um papel-chave 
na contração de todos os tipos de músculo. Os túbulos T permitem que os 
potenciais de ação se movam rapidamente da superfície para o interior da 
fibra muscular, de forma a alcançar as cisternas terminais quase 
simultaneamente. Sem os túbulos T, os potenciais de ação alcançariam o 
centro da fibra somente pela condução do potencial de ação pelo citosol, 
um processo mais lento e menos direto, que retardaria o tempo de resposta 
da fibra muscular. O citosol entre as miofibrilas contém muitos grânulos de 
glicogênio e mitocôndrias. O glicogênio, a forma de armazenamento da 
glicose encontrada nos animais, é uma reserva energética. A mitocôndria 
contém as enzimas necessárias para a fosforilação oxidativa da glicose e de 
outras biomoléculas, sendo a organela responsável pela produção da maior 
parte de ATP necessário para a contração muscular. Cada fibra muscular 
contém milhares de miofibrilas que ocupam a maior parte do volume 
intracelular, deixando pouco espaço para o citosol e as organelas. Cada 
miofibrila é composta por diversos tipos de proteínas organizadas em 
estruturas contráteis repetidas, chamadas de sarcômeros. As proteínas das 
miofibrilas incluem a proteína motora miosina, que forma os filamentos 
grossos; os microfilamentos de actina, que formam os filamentos finos; as 
proteínas reguladoras tropomiosina e troponina; e duas proteínas 
acessórias gigantes, a titina e a nebulina. A miosina é uma proteína motora 
com capacidade de produzir movimento. Há várias isoformas de miosina 
em diferentes tipos de músculo, as quais influenciam a velocidade de 
contração do músculo. Cada molécula de miosina é composta de cadeias 
proteicas que se entrelaçam, formando uma longa caudae um par de 
cabeças A cauda do filamento grosso assemelha-se a um bastão de 
51 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
consistência rígida, mas as projeções que formam as cabeças da miosina 
possuem uma região elástica em dobradiça (móvel), no ponto onde as 
cabeças se unem à cauda. A região em dobradiça permite o movimento das 
cabeças em torno do ponto de fixação. Cada cabeça de miosina possui duas 
cadeias proteicas: uma cadeia pesada e uma cadeia leve, menor. A cadeia 
pesada é o domínio motor capaz de ligar o ATP e utilizar a energia da ligação 
fosfato de alta energia do ATP para gerar movimento. Como o domínio 
motor funciona como uma enzima, ele é considerado uma miosina-ATPase. 
A cadeia pesada também contém um sítio de ligação para a actina. No 
músculo esquelético, cerca de 250 moléculas de miosina unem-se para 
formar um filamento grosso. Cada filamento grosso está organizado de 
modo que as cabeças da miosina fiquem agrupadas nas extremidades do 
filamento e a região central seja formada por um feixe de caudas da 
miosina. A actina é a proteína que forma os filamentos finos da fibra 
muscular. Uma molécula isolada de actina é uma proteína globular (actina 
G). Normalmente, várias moléculas de actina G polimerizam para formar 
cadeias longas ou filamentos, chamados de actina F. No músculo 
esquelético, dois polímeros de actina F enrolam-se um no outro, como um 
colar de contas duplo, para formar os filamentos finos da miofibrila. Na 
maior parte do tempo, os filamentos grossos e finos de cada miofibrila, 
dispostos em paralelo, estão conectados por ligações cruzadas de miosina, 
as quais atravessam o espaço entre os filamentos. Cada molécula de actina 
G tem um único sítio de ligação à miosina. Cada cabeça da miosina tem um 
sítio de ligação à actina e um sítio de ligação ao ATP. As ligações cruzadas 
formam-se quando as cabeças de miosina dos filamentos grossos se ligam 
à actina dos filamentos finos. As ligações cruzadas têm dois estados: um 
estado de baixa energia (músculos relaxados) e um estado de alta energia 
(contração muscular). Visto ao microscópio óptico, o arranjo dos filamentos 
grossos e finos em uma miofibrila gera um padrão repetido de bandas claras 
e escuras alternadas. Uma única repetição do padrão forma um sarcômero, 
a unidade contrátil da miofibrila. Cada sarcômero é constituído pelos 
seguintes elementos: 
1. Discos Z. Um sarcômero é formado por dois discos Z e pelos filamentos 
encontrados entre eles. Os discos Z são estruturas proteicas em ziguezague 
que servem como pontos de ancoragem para os filamentos finos. A 
abreviação Z provém de zwischen, a palavra do alemão para “entre”. 2. 
Banda I. É a banda de coloração mais clara do sarcômero e representa uma 
52 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
região ocupada apenas pelos filamentos finos. A abreviação I vem de 
isotrópico, uma descrição dos primeiros microscopistas, indicando que a 
região reflete a luz de maneira uniforme ao microscópio de polarização. Um 
disco Z atravessa o centro de cada banda I, de modo que cada metade de 
uma banda I pertence a um sarcômero diferente. 
3. Banda A. É a banda mais escura do sarcômero e engloba todo o 
comprimento de um filamento grosso. Nas porções laterais da banda A, os 
filamentos grossos e finos estão sobrepostos. O centro da banda A é 
ocupado apenas por filamentos grossos. A abreviação A vem de 
anisotrópico, indicando que as proteínas dessa região desviam a luz de 
modo irregular. 
4. Zona H. Essa região central da banda A é mais clara do que as porções 
laterais da banda A, uma vez que a zona H é ocupada apenas por filamentos 
grossos. O H vem de helles, a palavra alemã para “claro”. 
5. Linha M. Essa banda representa as proteínas que formam o sítio de 
ancoragem dos filamentos grossos (equivalente ao disco Z para os 
filamentos finos). Cada linha M divide uma banda A ao meio. M é a 
abreviação para mittel, a palavra alemã para “meio”. Em um arranjo 
tridimensional, as moléculas de actina e de miosina formam uma treliça de 
filamentos finos e grossos dispostos em paralelo e sobrepostos. Os 
filamentos são mantidos no lugar por suas ligações às proteínas do disco Z 
(filamentos finos) e da linha M (filamentos grossos). Em uma secção 
transversal, observa-se que cada filamento fino está cercado por três 
filamentos grossos; cada filamento grosso está circundado por seis 
filamentos finos. O alinhamento adequado dos filamentos dentro de um 
sarcômero é assegurado por duas proteínas: titina e nebulina. A titina é 
uma molécula elástica muito grande, sendo a maior proteína conhecida, 
composta por mais de 25 mil aminoácidos. Uma única molécula de titina se 
estende desde um disco Z até a linha M vizinha. Para ter uma ideia do 
tamanho da titina, imagine que uma molécula de titina é um pedaço de uma 
corda muito grossa, com cerca de 2,4 metros de comprimento, usada para 
amarrar navios aos ancoradouros. Para efeitos de comparação, uma única 
molécula de actina teria o comprimento e o peso semelhantes a um único 
cílio das suas pálpebras. A titina tem duas funções: (1) estabilizar a posição 
dos filamentos contráteis e (2) fazer os músculos estirados retornarem ao 
seu comprimento de repouso, o que ocorre devido à sua elasticidade. A 
53 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
titina é auxiliada pela nebulina, uma proteína gigante não elástica que 
acompanha os filamentos finos e se prende ao disco Z. A nebulina auxilia no 
alinhamento dos filamentos de actina do sarcômero. 
A contração muscular gera força 
A contração muscular é um processo extraordinário que permite a geração 
de força para mover ou resistir a uma carga. Em fisiologia muscular, a força 
produzida pela contração muscular é chamada de tensão muscular. A carga 
é o peso ou a força que se opõe à contração. A contração, a geração de 
tensão pelo músculo, é um processo ativo que necessita de energia 
fornecida pelo ATP. O relaxamento é a liberação da tensão que foi 
produzida durante a contração. 
1. Os eventos que ocorrem na junção neuromuscular convertem um sinal 
químico (a acetilcolina liberada pelo neurônio motor somático) em um sinal 
elétrico na fibra muscular. 
2. O acoplamento excitação-contração (E-C) é o processo pelo qual os 
potenciais de ação musculares produzem um sinal de cálcio, o qual, por sua 
vez, ativa o ciclo de contração-relaxamento. 
3. No nível molecular, o ciclo de contração-relaxamento é explicado pela 
teoria dos filamentos deslizantes da contração muscular. Nos músculos 
intactos, um único ciclo de contração-relaxamento é chamado de abalo 
muscular. 
A fadiga tem várias causas 
A fadiga descreve uma condição reversível na qual um músculo é incapaz 
de produzir ou sustentar a potência esperada. A fadiga é muito variável. Ela 
é influenciada pela intensidade e pela duração da atividade contrátil, pelo 
fato de a fibra muscular estar usando o metabolismo aeróbio ou anaeróbio, 
pela composição do músculo e pelo nível de condicionamento do indivíduo. 
Os fatores que têm sido propostos como exercendo um papel crucial na 
fadiga estão associados aos mecanismos de fadiga central, originados no 
sistema nervoso central, e de fadiga periférica, que se originam em 
qualquer local entre a junção neuromuscular e os elementos contráteis do 
músculo. A maior parte das evidências experimentais sugere que a fadiga 
muscular surge de uma falha no processo de excitação-contração da fibra 
muscular, mais do que de uma falha nos neurônios de controle ou na 
transmissão neuromuscular. A fadiga central inclui sensações subjetivas de 
54 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
cansaço e um desejo de cessar a atividade. Vários estudos têm mostrado 
que esse tipo de fadiga psicológica precede a fadiga fisiológica que ocorre 
nos músculos e, portanto, pode ser um mecanismo de proteção. O baixo pH 
decorrente da produção de ácido durante a metabolização do ATP é 
mencionadofrequentemente como uma possível causa de fadiga, e há 
algumas evidências de que a acidose possa influenciar a sensação de fadiga 
percebida pelo cérebro. Entretanto, mecanismos homeostáticos de 
equilíbrio do pH mantêm o pH do sangue em níveis normais até que o 
esforço esteja próximo do máximo; portanto, o pH como um fator 
envolvido na fadiga central provavelmente só se aplique em casos de 
esforço máximo. As causas neurais da fadiga podem surgir tanto de falhas 
de comunicação na junção neuromuscular quanto de falhas dos neurônios 
de comando do SNC. Por exemplo, se a ACh não for sintetizada no terminal 
axonal rápido o suficiente para responder à taxa de disparo do neurônio, a 
liberação do neurotransmissor na sinapse diminuirá. Consequentemente, o 
potencial da placa motora do músculo não atingirá o limiar necessário para 
disparar um potencial de ação na fibra muscular, resultando em falha na 
contração. Esse tipo de fadiga está associado a algumas doenças 
neuromusculares, mas provavelmente não seja um fator importante 
durante o exercício normal. A fadiga que ocorre dentro da fibra muscular 
(fadiga periférica) pode ocorrer em diferentes pontos. No exercício 
submáximo prolongado, a fadiga está associada à depleção das reservas de 
glicogênio muscular. Como a maioria dos estudos mostra que a falta de ATP 
não é um fator limitante, a falta de glicogênio pode afetar outros aspectos 
da contração, como a liberação de Ca2do retículo sarcoplasmático. A causa 
da fadiga no esforço máximo de curta duração parece ser diferente. Uma 
das teorias baseia-se no aumento dos níveis de fosfato inorgânico (Pi) 
produzido quando o ATP e a fosfocreatina são utilizados como fonte de 
energia na fibra muscular. Concentrações citoplasmáticas elevadas de Pi 
podem deixar mais lenta a liberação do Pi a partir da miosina e, assim, 
alterar o movimento de força. Outra teoria sugere que os níveis elevados 
de fosfato diminuem a liberação de Ca2, pois o fosfato se combina com o 
cálcio, formando fosfato de cálcio. Alguns pesquisadores acreditam que 
alterações na liberação de Ca2do retículo sarcoplasmático exerçam um 
papel fundamental na fadiga. Os desequilíbrios iônicos também têm sido 
implicados na fadiga. Durante um exercício de intensidade máxima, o íon 
Kdeixa a fibra muscular a cada contração e, como resultado, as 
concentrações de Kaumentam no líquido extracelular dos túbulos T. 
55 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
A alteração no Kmodifica o potencial de membrana da fibra muscular. 
Alterações na atividade da Na-K-ATPase também podem estar envolvidas. 
Em suma, a fadiga muscular é um fenômeno complexo, com múltiplas 
causas que interagem umas com as outras. 
Abertura do problema 3 – METABOLISMO 
 
1. Compreender as causas e consequências da dislipidemia. 
 
De acordo com o livro de endócrino, existem vários distúrbios lipídicos que 
podem ocorrer tanto como formas primárias como secundárias a outras 
doenças. As dislipidemias primárias associam-se a superprodução e/ou 
remoção deficiente de lipoproteínas; esta última pode decorrer de 
anormalidades na própria lipoproteína ou no seu receptor. Já as formas 
mais comuns, as dislipidemias secundárias, estão classicamente associadas 
a uma ou mais doença de base ou ao seu tratamento. Uma vez identificada 
a causa da hipercolesterolemia, são necessárias estratificação do paciente 
e definição de sua meta de tratamento. É interessante observar que o ano 
de 2013 foi caracterizado pela publicação de diferentes diretrizes para o 
manejo das dislipidemias. Embora cada uma dessas diretrizes tivesse uma 
recomendação específica, todas apontavam para um tratamento mais 
agressivo dos pacientes com dislipidemia, visando principalmente à 
redução significativa das doenças cardiovasculares (DCV). 
LER CARTILHA DA ANVISA......De acordo com a ANVISA, A dislipidemia é 
definida como distúrbio que altera os níveis séricos dos lipídeos (gorduras). 
A dislipidemia CAUSA alterações dos níveis séricos dos lipídeos. As 
alterações do perfil lipídico podem incluir colesterol total alto, triglicerídeos 
(TG) alto, colesterol de lipoproteína de alta densidade baixo (HDL-c) e níveis 
elevados de colesterol de lipoproteína de baixa densidade (LDL-c). Em 
consequência, a dislipidemia é considerada como um dos principais 
determinantes da ocorrência de doenças cardiovasculares (DCV) e 
cerebrovasculares, dentre elas aterosclerose (espessamento e perda da 
elasticidade das paredes das artérias), infarto agudo do miocárdio, doença 
isquêmica do coração (diminuição da irrigação sanguínea no coração) e AVC 
(derrame). De acordo com o tipo de alteração dos níveis séricos de lipídeos, 
a dislipidemia é classificada como: hipercolesterolemia isolada, 
56 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
hipertrigliceridemia isolada, hiperlipidemia mista e HDL-C baixo. Os níveis 
de lipídios na corrente sanguínea estão associados ao hábito de praticar 
exercícios, de ingerir bebidas alcoólicas, carboidratos e gorduras. Além 
disso, o índice de massa corpórea e idade influenciam as taxas de gordura 
sérica. A atividade física aeróbica regular, como corrida e caminhada, 
constitui medida auxiliar para o controle da dislipidemia. 
2. Elucidar o processo de síndrome metabólica. 
De acordo com o livro de endocrinologia, síndrome metabólica (SM) é um 
termo que se usa para definir uma entidade que congrega um grupo de 
fatores de risco, entre os quais estão obesidade visceral, intolerância à 
glicose ou diabetes, hipertensão arterial e dislipidemia, tendo a resistência 
à insulina como provável fator central na sua fisiopatologia. Em 2002, o 
National Cholesterol Education Program’s Adult Treatment Panel III Report 
(ATP III) estabeleceu a doença cardiovascular e o diabetes mellitus tipo 2 
(DM2) como as principais consequências clínicas da SM. Além disso, 
indivíduos com SM são mais suscetíveis a outras condições, como síndrome 
dos ovários policísticos, esteatose hepática e sobrecarga hepática de ferro, 
asma, cálculos biliares, gota, distúrbios do sono e algumas formas de câncer 
como carcinoma hepatocelular e colangiocarcinoma. A causa da SM é 
multifatorial, sendo resultante de influências ambientais e genéticas. A 
prevalência da SM varia de acordo com a idade, o sexo, a origem étnica e a 
definição usada para o seu diagnóstico. A SM vem crescendo devido ao 
aumento global da obesidade, do sedentarismo e do envelhecimento da 
população, resultando em maior risco de doença cardiovascular e diabetes 
tipo 2. Estima-se que aproximadamente 20% a 40% dos adultos na maioria 
dos países apresentem-se com SM. De fato, pacientes com SM têm de 1,5 
a 3 vezes mais risco de desenvolver doença cardiovascular e 5 vezes mais 
risco de desenvolver DM2. O aumento do peso corpóreo é o maior fator de 
risco para a síndrome metabólica. Além de idade, etnia e peso, outros 
fatores associados ao aumento do risco de desenvolver SM, vistos no 
NHANES III, incluem: pós-menopausa, tabagismo, dieta rica em 
carboidratos, sedentarismo. Em 2009, essa classificação tornou-se uma das 
definições mais aceitas mundialmente, pois aplica o conceito de que a 
presença de gordura visceral é o fator essencial e determinante de todos os 
outros componentes da SM. Ela inova também, pois estratifica a medida da 
circunferência abdominal por etnia, incorpora os níveis de glicemia acima 
de 100 mg/dL como anormais e inclui também a presença de tratamento 
57 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
para as condições associadas. O critério diagnóstico utilizado nessa 
definição é obesidade central, definida conforme aspectos étnicos: 
• Em homens: circunferência abdominal acima de 94 cm em europeus; 
acima de 90 cm em sul-americanos, chineses e sul-asiáticos; acima de 
85 cm em japoneses. 
• Em mulheres: acima de 80 cm em europeias, sul-americanas, 
chinesas e sul-asiáticas; e acima de 90 cm em japonesas. 
A obesidadedeve estar associada a pelo menos 2 dos seguintes critérios: 
triglicerídios acima de 150 mg/dL ou tratamento específico para 
dislipidemia, colesterol de lipoproteínas de alta densidade (HDL) baixo (em 
homens: menor que 40 mg/dL e em mulheres: menor que 50 mg/dL), 
pressão arterial acima de 130 × 85 mmHg ou tratamento específico para 
hipertensão, glicemia de jejum acima de 100 mg/dL ou tratamento 
específico para diabetes. 
 
Problema 3 – intermediaria I 
1. Elucidar a síntese e o mecanismo dos hormônios pancreáticos. 
De acordo com o Guyton, ele vai nos dizer que o pâncreas, além de suas 
funções digestivas, secreta dois hormônios importantes, insulina e 
glucagon, cruciais para a regulação normal do metabolismo da glicose, dos 
lipídios e das proteínas. 
Anatomia e Fisiologia do Pâncreas 
O pâncreas é formado por dois tipos principais de tecido, os ácinos, que 
secretam o suco digestivo no duodeno; e as ilhotas de Langherans, que 
secretam insulina e glucagon diretamente no sangue. As ilhotas contêm 
três tipos celulares principais, as células alfa, beta e delta, distinguidas entre 
si, devido às suas características morfológicas e de coloração. As células 
beta, que constituem aproximadamente 60% de todas as células das 
ilhotas, são encontradas sobretudo no centro de cada ilhota e secretam 
insulina e amilina. As células alfa, em torno de 25% do total, secretam 
glucagon. E as células delta, cerca de 10% do total, secretam somatostatina. 
As inter-relações estreitas entre esses tipos celulares nas ilhotas de 
Langherans possibilitam a comunicação intercelular e o controle direto da 
secreção de alguns dos hormônios por outros hormônios. Por exemplo, a 
58 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
insulina inibe a secreção de glucagon, a amilina inibe a secreção de insulina, 
e a somatostatina inibe a secreção tanto de insulina como de glucagon. 
De acordo com o Silverthorn, A razão entre insulina e glucagon regular o 
metabolismo. 
Como visto, a insulina e o glucagon atuam de forma antagonista para 
manter a concentração de glicose plasmática dentro de uma faixa aceitável. 
Ambos os hormônios estão presentes no sangue na maior parte do tempo. 
É a proporção entre os dois 
hormônios que determina qual 
hormônio predomina. No 
estado alimentado, quando o 
corpo está absorvendo os 
nutrientes, a insulina é o 
hormônio dominante, e o 
organismo entra em estado 
anabólico (FIG. 22.14a). A 
ingestão de glicose é utilizada 
como fonte de energia e todo e 
qualquer excesso será estocado 
como glicogênio e gordura no 
corpo. Os aminoácidos vão 
primeiro para a síntese 
proteica. No estado de jejum, as 
reações metabólicas previnem 
a queda da concentração da 
glicose plasmática 
(hipoglicemia). Quando o 
glucagon predomina, o fígado 
usa glicogênio e intermediários 
não glicídicos para sintetizar glicose 
para liberação no sangue (Fig. 22.14b). 
 
QUÍMICA E SÍNTESE DA INSULINA 
A insulina é uma proteína pequena. A 
insulina humana, é formada por duas 
59 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
cadeias de aminoácidos, conectadas por meio de ligações dissulfeto. 
Quando as duas cadeias de aminoácidos se separam, a atividade funcional 
da molécula de insulina desaparece. A insulina é sintetizada nas células beta 
pelo modo usual como as proteínas são sintetizadas, começando com a 
tradução do RNAm da insulina por meio dos ribossomos ligados ao retículo 
endoplasmático para formar uma pré-proinsulina. Essa pré-proinsulina 
inicial sendo então clivada no retículo endoplasmático, para formar a 
proinsulina, e consiste em três cadeias de peptídeos, A, B e C. A maior parte 
da proinsulina é novamente clivada no aparelho de Golgi, para formar 
insulina composta pelas cadeias A e B, conectadas por ligações dissulfeto e 
peptídeo cadeia C, denominado peptídeo conector (peptídeo C). A insulina 
e o peptídeo C são revestidos nos grânulos secretores e secretados em 
quantidades equimolares. Aproximadamente 5% a 10% do produto final 
secretado se encontram ainda sob a forma de proinsulina. A proinsulina e 
o peptídeo C não têm, virtualmente, atividade insulínica. Porém, o peptídeo 
C se liga à estrutura da membrana, mais provavelmente um receptor da 
membrana acoplado à proteína G e elícita a ativação de, ao menos, dois 
sistemas enzimáticos, sódio-potássio adenosina trifosfatase e óxido nítrico 
sintetase endotelial. Apesar de ambas as enzimas terem múltiplas funções 
fisiológicas, a importância do peptídeo C na regulação dessas enzimas ainda 
é incerta. 
Pacientes com diabetes do tipo 1, incapazes de produzir insulina, têm 
normalmente níveis substancialmente diminuídos de peptídeo C. Quando a 
insulina é secretada na corrente sanguínea, ela circula quase inteiramente 
em sua forma livre. Com exceção da porção da insulina que se liga aos 
receptores nas células-alvo, o restante é degradado pela enzima insulinase, 
em sua maior parte no fígado e em menor quantidade nos rins e músculos 
e, menos ainda, na maioria dos outros tecidos. 
MECANISMOS DA SECREÇÃO DE INSULINA 
 
60 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
A Figura 79-7 mostra os 
mecanismos celulares 
básicos da secreção de 
insulina pelas células 
betapancreáticas, em 
resposta ao aumento da 
concentração da glicose 
sanguínea, que é o 
controlador primário da 
secreção de insulina. As 
células beta contêm um grande número de transportadores de glicose, que 
permitem influxo de glicose proporcional à concentração plasmática na 
faixa fisiológica. Uma vez nas células, a glicose é fosforilada pela glicocinase 
em glicose-6-fosfato. Essa fosforilação parece ser a etapa limitante para o 
metabolismo da glicose nas células beta e é considerada como o principal 
mecanismo sensor de glicose e de ajuste da quantidade de insulina 
secretada, em relação aos níveis de glicose plasmática. A glicose-6-fosfato 
é, subsequentemente, oxidada, de modo a formar trifosfato de adenosina 
(ATP), que inibe os canais de potássio sensíveis ao ATP da célula. Alguns 
hormônios, como o glucagon e o peptídeo insulinotrópico dependente de 
glicose (peptídeo inibidor gástrico) e a acetilcolina, elevam os níveis de 
cálcio intracelular por outras vias de sinalização e aumentam o efeito da 
glicose, embora eles não apresentem efeitos importantes na secreção da 
insulina, na ausência de glicose. Outros hormônios, incluindo a 
somatostatina e a norepinefrina (por meio da ativação de receptores a-
adrenérgicos), inibem a exocitose da insulina. 
 
O GLUCAGON E SUAS FUNÇÕES 
61 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
O glucagon, que é hormônio 
secretado pelas células alfa das 
ilhotas de Langherans quando a 
concentração da glicose 
sanguínea cai, tem diversas 
funções que são 
diametralmente opostas às da 
insulina. A mais importante 
dessas funções é aumentar a 
concentração da glicose 
sanguínea, efeito que é oposto 
ao da insulina. À semelhança da 
insulina, o glucagon é grande 
polipeptídeo e é composto por 
uma cadeia de 29 aminoácidos. 
Por esse motivo, o glucagon é 
também chamado hormônio 
hiperglicêmico. Os principais 
efeitos do glucagon no metabolismo da glicose são (1) a quebra do 
glicogênio hepático (glicogenólise); e (2) o aumento da gliconeogênese no 
fígado. Esses dois efeitos elevam, enormemente, a disponibilidade da 
glicose para os outros órgãos do organismo. 
O mecanismo de amplificação é muito utilizado pelo organismo para 
controlar muitos, se não a maioria, dos sistemas metabólicos celulares, 
causando, frequentemente, amplificação de até um milhão de vezes na 
resposta. Esse mecanismo explica como apenas uns poucos microgramas 
de glucagon podem fazer com que o nível de glicose sanguínea duplique ou 
aumente ainda mais, dentro de uns poucos minutos. 
Talvez o efeito mais importante é que o glucagon ativa a lipase das células 
adiposas, disponibilizando quantidades aumentadas de ácidos graxos paraos sistemas de energia do organismo. O glucagon também inibe o 
armazenamento de triglicerídeos no fígado, o que impede esse órgão de 
remover os ácidos graxos do sangue; isso também ajuda na disponibilização 
de quantidades adicionais de ácidos graxos para outros tecidos do 
organismo. O glucagon em concentrações elevadas também (1) aumenta a 
força do coração; (2) aumenta o fluxo do sangue para alguns tecidos, 
especialmente os rins; (3) aumenta a secreção de bile; e (4) inibe a secreção 
62 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
de ácido gástrico. Efeito benéfico do 
glucagon é que ele impede a redução 
da glicose sanguínea. 
2. Explicar o mecanismo de ação, 
liberação e resistência à 
insulina. Silverthorn 
Fatores que Influenciam a Ação da 
Insulina 
 
1. Peso corporal: que determina 30% 
da ação da insulina em indivíduos 
normais. 
2. Condicionamento físico 
3. Peso ao nascimento 
4. Tipo de fibra muscular predominante: pacientes com RI apresentam uma 
relação de fibras musculares brancas/vermelhas maior do que os normais, 
podendo explicar a redução do VO2max acima indicado. 
5. Hormônios: globulina ligadora dos hormônios sexuais (SHBG - sex 
hormone-binding globulin) e testosterona. 
6. Densidade capilar e fluxo no músculo esquelético 
7. Dieta 
8. Idade 
9. Hereditariedade. 
LIBERAÇÃO DA INSULINA: A insulina persiste armazenada até que algum 
estímulo promova sua exocitose, sendo o principal a concentração de 
glicose no interstício. A fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato leva à 
geração de acetil-coenzima A (Acetil CoA) e trifosfato de adenosina (ATP) 
no ciclo de Krebs. O aumento da relação ATP/ADP promove o fechamento 
dos canais de potássio (K+) ATP-dependentes, reduzindo o efluxo de K+. 
Com o fechamento dos canais de cálcio, a ocorrerá a despolarização da 
membrana. Isso acarretará na abertura dos canais de cálcio. O acumulo de 
cálcio dentro da membrana fará com que ocorra a exocitose dos grânulos 
de insulina, culminando na sua liberação. Outros fatores que também 
modulam a liberação da insulina incluem aminoácidos, ácidos graxos livres 
(AGL), hormônios e neuropeptídios. Os AGL parecem ter efeitos mínimos 
na célula β. A elevação aguda dos níveis séricos de AGL induz 
adequadamente uma resposta compensatória na secreção de insulina, o 
que não é observado em exposições crônicas e no diabetes melittus tipo 2 
(DM 2). 
63 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
 
O sistema nervoso autônomo, com suas fibras simpáticas e 
parassimpáticas, inerva as ilhotas pancreáticas. A secreção de insulina é 
estimulada pelas fibras vagais, enquanto sua inibição se dá pelas fibras 
simpáticas. 
Resistência à insulina 
De acordo com Guyton, O desenvolvimento da resistência à insulina e do 
metabolismo alterado da glicose é geralmente um processo gradual, 
começando com excesso de ganho de peso e obesidade. Os mecanismos 
que relacionam a obesidade à resistência insulínica, no entanto, ainda não 
estão bem esclarecidos. Alguns estudos sugerem que pode haver menos 
receptores de insulina, especialmente no músculo esquelético, no fígado e 
no tecido adiposo, nos indivíduos obesos do que nos de peso normal. 
Entretanto, a maior parte da resistência à insulina parece ser provocada por 
anormalidades nas vias de sinalização que ligam a ativação do receptor a 
diversos efeitos celulares. Alteração da sinalização da insulina parece estar 
intimamente relacionada aos efeitos tóxicos do acúmulo dos lipídios nos 
tecidos, como o músculo esquelético e fígado, em consequência do ganho 
excessivo de peso. A resistência insulínica faz parte de uma cascata de 
distúrbios que frequentemente é chamada “síndrome metabólica”. A 
resistência à insulina é a causa primária do aumento da concentração da 
glicose no sangue. 
Outros Fatores Capazes de Provocar Resistência Insulínica e Diabetes Tipo 
2. 
Embora a maioria dos pacientes portadores de diabetes tipo 2 esteja com 
excesso de peso ou apresente acúmulo substancial de gordura visceral, 
grave resistência à insulina e diabetes tipo 2 também podem ocorrer como 
resultado de outras condições genéticas ou adquiridas que prejudicam a 
sinalização da insulina nos tecidos periféricos. A síndrome do ovário 
policístico (PCOS), por exemplo, está associada aos aumentos acentuados 
da produção de androgênios ovarianos e resistência à insulina. A formação 
excessiva de glicocorticoides (síndrome de Cushing) ou de hormônio do 
crescimento (acromegalia) também diminui a sensibilidade de diversos 
tecidos aos efeitos metabólicos da insulina e pode levar ao 
desenvolvimento de diabetes melito. As causas genéticas da obesidade e 
da resistência insulínica, se forem bastante graves, também podem dar 
origem ao diabetes tipo 2, assim como a muitas outras características da 
síndrome metabólica, incluindo a doença cardiovascular. 
 
64 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
3. Diferenciar a patogênese dos tipos de diabetes mellitus e suas 
características. GUYTON. 
A diabetes tipo 1 é associada com pessoas subnutridas e a tipo 2 a 
obesidade. A diabetes mais prevalente é a do tipo 2. Em relação a pré 
disposição genética a tipo 1 apresenta uma predisposição moderada 
enquanto a 2 é muito forte. O defeito ou deficiência na diabetes tipo 1 é na 
produção da insulina, onde as células beta são destruídas e 
consequentemente a redução na produção da insulina, enquanto na tipo 2 
é a incapacidade das células de produzir quantidades apropriadas de 
insulina; resistência à insulina dos tecidos periféricos. 
Distúrbios metabólicos observados na diabetes tipo I e na diabetes tipo 2: 
O tipo 1 ocorre devido a uma falta de produção da insulina. Em 
contrapartida temos uma excessiva produção do glucagon. O glucagon, vai 
agir no tecido hepático, adiposo e muscular. O glucagon é um hormônio 
catabólico. Como o diabético tipo I não produz insulina, ele não consegue 
promover a entrada de glicose nos tecidos periféricos, fazendo com que a 
glicose se acumule. Ele vai quebrar gordura já que a glicemia está alta mas 
os tecidos não conseguem utilizar essa glicose, utilizando dos ácidos graxos 
para captar energia. Os ácidos graxos também irão se acumular no plasma 
sanguíneo, parte vai até o fígado e serão convertidos em corpos cetônicos 
que também irão se acumular. Parte desses ácidos graxos que chegam ao 
fígado serão convertidos em VLDL e em triacilgliceróis que também 
aumentaram no diabético tipo 1. 
Tudo isso é causado porque o paciente diabético tipo 1 vai produzir 
anticorpos que irão degradar alguma parte do metabolismo da insulina. Há 
também o anticorpo ICA (que são anticorpos anti- ilhotas de Langherans 
que irão destruir as células beta pancreática). 
O diabetes tipo 2 há produção de insulina, porem ela não consegue agir nos 
tecidos periféricos, gerando o acumulo de glicose que não consegue entrar 
no tecido adiposo nem no muscular. A insulina é um hormônio anabólico, 
que sintetiza glicogênio a partir da glicose que chega no fígado, sintetizará 
gordura, a partir da glicose que chega no fígado e essa gordura será usada 
para produzir VLDL o que gerara acumulo dele e de triacilglicerol. Neste 
caso não há acumulo de corpos cetônicos nem destruição de gordura ou 
proteínas musculares pois esse seria ocasionado pelo glucagon e como há 
insulina o glucagon é inibido. 
As causas da diabetes tipo 2 são relacionadas a resistência à insulina. Há 
alterações pré-receptor, que é uma alteração da insulina que é uma insulina 
mutante que não consegue fosforilar e, portanto, o GLUT-4 para que ele 
seja translocado para a superfície celular. Outra causa é o aumento de 
65 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
hormônios contra-reguladores, que são hormônios que inibem a ação da 
insulina, como o cortisol, a catecolaminas, o hormônio do crescimento e o 
glucagon. Além disso, também temos alterações pré-receptor com a 
produção de anticorpos que irão destruir a insulina e, portanto, reduzirão 
os níveis de insulina no diabético. 
 
DIABETES MELLITUSTIPO 1 
É um distúrbio crônico caracterizado pelo comprometimento do 
metabolismo da glicose e de outros substratos produtores de energia, 
assim como pelo desenvolvimento tardio de complicações vasculares e 
neuropáticas. 
 
DEFEITOS METABÓLICOS NO DIABETES 
1.HIPERGLICEMIA DO JEJUM: Tanto no diabetes do tipo um quanto no do 
tipo dois, a hiperglicemia de jejum resulta principalmente de um aumento 
inadequado da produção hepática de glicose. A deficiência insulínica no 
diabetes do tipo um também acarreta a hipersecreção de hormônio do 
crescimento, o que acentua, ainda mais, a superprodução de glicose. 
2. HIPERGLICEMIA PÓS-PRANDIAL: Sob circunstâncias normais, a insulina 
aumenta os níveis de glicose-6-fosfato no músculo; essa elevação está 
acentuadamente atenuada no diabetes, significando que o bloqueio na 
síntese do glicogênio e no metabolismo da glicose precedem à formação da 
glicose-6-fosfato e, portanto, é mediado ao nível do transporte da glicose 
(GLUT 4). 
3. ÁCIDOS GRAXOS LIVRES: Além da hiperglicemia, os níveis de ácidos 
graxos livres de jejum também se encontram elevados no diabetes devido 
à mobilização acelerada dos depósitos adiposos. 
4. HIPERAMINOACIDEMIA: Além da remoção desordenada de glicose, os 
pacientes com diabetes do tipo um podem, igualmente, exibir defeitos na 
utilização das proteínas e gorduras ingeridas. Na ausência da elevação 
normal da insulina, a ingestão da refeição pode produzir 
hiperaminocidemia, devido à incapacidade de estimular a captação líquida 
de aminoácidos pelo músculo, e hipertrigliceridemia. 
 
DIABETES MELLITUS TIPO 2 
O diabetes tipo 2 é responsável pela maioria do diabetes encontrado na 
prática clínica. Os pacientes mantêm certa capacidade de secreção de 
insulina; contudo, seus níveis insulínicos são baixos em relação a suas 
concentrações de glicose ambientais e magnitude da resistência à insulina. 
Os pacientes de tipo 2 não são dependentes de insulina para a 
66 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
sobrevivência imediata e raramente desenvolvem cetose, a não ser sob 
condições de grande estresse físico. As características clínicas do diabetes 
tipo 2 podem ser insidiosas; os sintomas clássicos podem ser leves. Fadiga, 
fraqueza, tontura, visão embaçada e outras queixas inespecíficas podem 
dominar o quadro clínico e podem ser tolerados por muitos anos antes da 
busca de atenção médica. Além disso, se o grau de hiperglicemia for 
insuficiente para produzir quaisquer sintomas o diagnóstico só pode ser 
feito após o desenvolvimento de complicações vasculares ou neuropáticas. 
PATOGÊNESE 
1. SECREÇÃO DE INSULINA: Depois que o diabetes tipo 2 se manifesta, os 
níveis de insulina cm jejum geralmente parecem normais ou elevados, 
mesmo sendo relativamente baixos em razão do grau de hiperglicemia 
coexistente. À medida que a doença progride e a hiperglicemia se torna 
mais grave, com o tempo, os níveis basais de insulina não conseguem se 
manter, podendo até diminuir. 
2. RESISTÊNCIA À INSULINA: Estudos iniciais de resistência à insulina 
focalizaram-se cm defeitos do receptor insulínico. A mutação do gene do 
receptor insulínico pode produzir leprechaunismo, caracterizado por grave 
retardo de crescimento, extrema resistência à insulina e morte precoce na 
fase de lactação. 
3. CITOCINAS E HORMÔNIOS DERIVADOS DE ADIPÓCITOS 
4. GLICOTOXICIDADE E LIPOTOXICIDADE: A hiperglicemia por si só 
prejudica a resposta das células beta à glicose e promove resistência à 
insulina. Como no caso da glicotoxicidade, a reversão da lipotoxicidade 
pode melhorar rapidamente o controle metabólico facilitando os 
resultados terapêuticos favoráveis. 
4. Compreender o mecanismo de ação dos medicamentos 
hipoglicemiantes. 
De acordo com o Guyton, o tratamento efetivo do diabetes melito tipo 1 
requer administração de insulina suficiente, de modo que o paciente possa 
ter metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas tão normal quanto for 
possível. A insulina é disponível em diversas formulações. A insulina 
“regular” apresenta duração de ação que vai de 3 a 8 horas, enquanto 
outras formas de insulina são absorvidas lentamente no local da injeção e, 
consequentemente, apresentam efeitos que duram de 10 a 48 horas. 
Usualmente, o paciente portador da forma grave do diabetes tipo 1 recebe 
uma só dose de uma das insulinas com ação prolongada a cada dia, de modo 
a aumentar o metabolismo global dos carboidratos durante o dia. Então, 
67 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
quantidades adicionais de insulina regular são administradas durante o dia, 
nos momentos em que o nível da glicose sanguínea costuma subir muito, 
por exemplo, nas refeições. Assim, cada paciente recebe padrão de 
tratamento individualizado. No passado, a insulina usada para o tratamento 
era extraída do pâncreas de animais. No entanto, a insulina produzida pelo 
processo do DNA recombinante se tornou mais amplamente utilizada 
porque alguns pacientes desenvolvem imunidade e sensibilização contra a 
insulina animal, limitando, assim, sua eficácia. Nas pessoas portadoras de 
diabetes tipo 2, dieta e exercícios são, geralmente, recomendados na 
tentativa de induzir a perda de peso e reverter a resistência à insulina. Se 
essa estratégia falhar, podem ser administrados medicamentos para elevar 
a sensibilidade à insulina ou para estimular o aumento da produção da 
insulina pelo pâncreas, como indicado anteriormente. Contudo, em muitas 
pessoas, deve-se empregar insulina exógena para regular a glicose 
sanguínea. 
Relação Entre o Tratamento e a Arteriosclerose. 
Os pacientes diabéticos, principalmente devido a seus altos níveis de 
colesterol e outros lipídios circulantes, desenvolvem aterosclerose, 
arteriosclerose, doença coronariana grave e múltiplas lesões 
microcirculatórias bem mais facilmente do que as pessoas saudáveis. Na 
verdade, os pacientes portadores de diabetes mal controlado durante a 
infância apresentam risco de morte pela doença no início da idade adulta. 
O tratamento apropriado ao paciente que se encontra em choque 
hipoglicêmico ou em coma é a administração intravenosa imediata de 
grande quantidade de glicose. Isso, em geral, traz o paciente de volta do 
choque dentro de 1 minuto ou um pouco mais. A administração de glucagon 
(ou, com menos eficácia, de epinefrina) também pode causar glicogenólise 
no fígado e, consequentemente, aumentar o nível sanguíneo da glicose de 
modo extremamente rápido. Se o tratamento não for prontamente 
administrado, é frequente ocorrer lesão permanente nas células neuronais 
do sistema nervoso central. 
68 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
 
 
 
INTERMEDIÁRIA II DO PROBLEMA 3 – METABOLISMO 
1. ELUCIDAR A MORFOFISIOLOGIA DA GLÂNDULA TIREODIDE 
(PRODUÇÃO E LIBERAÇÃO DOS HORMÔNIOS DA TIREÓIDE). 
De acordo com Guyton, A tireoide, localizada imediatamente abaixo da 
laringe e ocupando as regiões laterais e anterior da traqueia, é uma das 
maiores glândulas endócrinas, normalmente pesando de 15 a 20 gramas 
em adultos. Essa glândula secreta dois hormônios principais, a tiroxina e a 
tri-iodotironina, usualmente chamados T4 e T3, respectivamente. Ambos 
aumentam intensamente o metabolismo do organismo. A ausência 
completa de secreção tireoidiana, em geral, faz com que o metabolismo 
basal caia para 40% a 50% do normal, e o excesso extremo de secreção 
pode aumentá-lo de 60% a 100%. A secreção tireoidiana é controlada, 
principalmente, pelo hormônio tireoestimulante (TSH), secretado pela 
hipófise anterior. A tireoide também secreta calcitonina, hormônio 
importante para o metabolismo do cálcio. Cerca de 93% dos hormônios 
metabolicamente ativos, secretados pela tireoide, consistem em tiroxina, e 
7% são tri-iodotironina. Entretanto, quase toda a tiroxina é, por fim, 
convertida em tri-iodotironina nos tecidos, de modo que ambas são 
funcionalmente importantes. As funções desses dois hormônios são 
69 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújoqualitativamente iguais, mas diferem na velocidade e na intensidade de 
ação. A tri-iodotironina é cerca de quatro vezes mais potente que a tiroxina, 
mas está presente no sangue em menor quantidade e persiste por um 
tempo muito curto. 
ANATOMIA E FISIOLOGIA DA TIREOIDE 
Como se mostra na Figura 77-1, a tireoide é composta por grande número 
de folículos fechados (de 100 a 300 micrômetros de diâmetro), que estão 
cheios de uma substância secretora, chamada coloide, e revestidos por 
células epiteliais cuboides, que secretam seus produtos para o interior dos 
folículos. O coloide é constituído, em sua maior parte, pela grande 
glicoproteína tireoglobulina, cuja molécula contém os hormônios 
tireoidianos. Uma vez que a secreção chega aos folículos, deve ser 
reabsorvida, através do epitélio folicular, para o sangue, a fim de poder 
realizar sua função no corpo. O fluxo sanguíneo tireoidiano é cerca de cinco 
vezes maior que o peso da glândula a cada minuto, fluxo maior do que 
qualquer outra área do corpo, com a possível exceção do córtex adrenal. A 
tireoide contém também células C, que secretam calcitonina, um hormônio 
que contribui para a regulação da concentração plasmática de íons cálcio. 
 
 
O IODO É NECESSÁRIO 
PARA A FORMAÇÃO DE 
TIROXINA (PRODUÇÃ0) 
Para formar quantidades 
normais de tiroxina, é 
necessária a ingestão de 
cerca de 50 miligramas de 
iodo na forma de iodeto a 
cada ano. Para prevenir a 
deficiência de iodo, o sal 
comum de cozinha é 
suplementado com cerca 
de uma parte de iodeto de 
sódio. 
70 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Destino dos Iodetos Ingeridos. 
Os iodetos ingeridos por via oral são absorvidos pelo trato gastrointestinal 
para o sangue aproximadamente do mesmo modo que o cloreto. Nas 
condições normais, a maior parte do iodeto é rapidamente excretada pelos 
rins, mas por volta de um quinto é seletivamente removido do sangue 
circulante pelas células da tireoide e usado para a síntese dos hormônios 
tireoidianos. 
BOMBA DE IODETO — O SIMPORTE DE SÓDIOIODETO (CAPTAÇÃO DE 
IODETO) 
O primeiro estágio de formação dos hormônios tireoidianos, ilustrado na 
Figura 77-2, é o transporte de iodeto do sangue para as células e folículos 
glandulares da tireoide. A membrana basal das células tireoidianas tem a 
capacidade específica de bombear, ativamente, iodeto para o interior da 
célula. Esse bombeamento é realizado pela ação de simporte de sódio-
iodeto, que cotransporta um íon iodeto, junto com dois íons sódio, através 
da membrana basolateral (plasma), para a célula. A energia para 
transportar iodeto contra o gradiente de concentração vem da bomba de 
sódio-potássio adenosina trifosfatase (ATPase), que bombeia sódio para 
fora da célula, instituindo, desse modo, baixa concentração de sódio 
intracelular e gradiente de difusão facilitada para dentro da célula. Esse 
processo de concentração do iodeto na célula é chamado captação de 
iodeto. Na 
glândula normal, 
a concentração 
de iodeto, gerada 
pela bomba, é 
cerca de 30 vezes 
maior que a do 
sangue. Quando 
a atividade da 
tireoide atinge 
seu máximo, essa 
concentração 
pode se elevar 
para até 250 
vezes. A captação 
71 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
de iodeto pela tireoide é influenciada por diversos fatores, dos quais o mais 
importante é o TSH; esse hormônio estimula a atividade da bomba de 
iodeto nas células tireoidianas, enquanto a hipofisectomia a reduz de 
forma considerável. O iodeto é transportado para fora das células da 
tireoide pela membrana apical para o folículo, por meio de molécula 
contratransportadora de íons cloreto-iodeto, chamada pendrina. As células 
epiteliais da tireoide podem também secretar tiroglobulina para o folículo 
que contém aminoácidos de tirosina a que o iodo vai se ligar. As células da 
tireoide são típicas células glandulares secretoras de proteínas, como 
ilustrado na Figura 77-2. O retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi 
sintetizam e secretam para os folículos uma grande glicoproteína chamada 
tireoglobulina, com peso molecular de cerca de 335.000. Cada molécula de 
tireoglobulina contém cerca de 70 aminoácidos tirosina, que são os 
principais substratos que se combinam com o iodo para formar os 
hormônios tireoidianos. Assim, eles se formam no interior da molécula de 
tireoglobulina. Isto é, os hormônios tiroxina e tri-iodotironina são formados 
a partir dos aminoácidos tirosina e formam parte da molécula de 
tireoglobulina durante a síntese dos hormônios tireoidianos, até mesmo 
enquanto estão armazenados no coloide folicular. 
Oxidação do Íon Iodeto. 
O primeiro estágio essencial à formação dos hormônios tireoidianos é a 
conversão dos íons iodeto para a forma oxidada de iodo, ou iodo nascente 
(I0) ou I3−, que, então, é capaz de se combinar diretamente com o 
aminoácido tirosina. Essa oxidação da tirosina é promovida pela enzima 
peroxidase, acompanhada de peróxido de hidrogênio, os quais constituem 
potente sistema capaz de oxidar iodetos. A peroxidase localiza-se na 
membrana apical da célula ou ligada a ela, produzindo, assim, o iodo 
oxidado, exatamente no ponto da célula em que a molécula de 
tireoglobulina surge, vinda do aparelho de Golgi e através da membrana 
celular, sendo armazenada no coloide da tireoide. Quando o sistema da 
peroxidase é bloqueado ou quando está hereditariamente ausente das 
células, a formação de hormônios tireoidianos cai para zero. 
Iodização da Tirosina e Formação dos Hormônios Tireoidianos — 
“Organificação” da Tireoglobulina. 
A ligação do iodo com a molécula de tireoglobulina é chamada 
Organificação da tireoglobulina. O iodo oxidado, até mesmo na forma 
72 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
molecular, liga-se diretamente, embora de forma muito lenta, ao 
aminoácido tirosina. Nas células da tireoide, entretanto, o iodo oxidado 
está associado à enzima peroxidase tireoidiana (Figura 77-2), que reduz a 
duração desse processo para segundos ou minutos. Por isso, no intervalo 
de tempo em que a molécula de tireoglobulina leva para ser liberada pelo 
aparelho de Golgi, ou para ser secretada pela membrana apical da célula 
para o folículo, o iodo se liga a cerca de um sexto de seus aminoácidos 
tirosina. A Figura 77-3 mostra os estágios sucessivos de iodização da tirosina 
e a formação final dos dois hormônios tireoidianos importantes, a tiroxina 
e a triiodotironina. A tirosina é, inicialmente, iodada para monoiodotirosina 
e, então, para di-iodotirosina. Então, nos minutos, horas, ou mesmo dias 
seguintes, cada vez mais resíduos de iodotirosina se acoplam uns aos 
outros. O principal produto hormonal da reação de acoplamento é a 
molécula tiroxina (T4), formada quando duas moléculas de di-iodotirosina 
se unem; a tiroxina permanece como parte da molécula de tireoglobulina. 
Outra possibilidade é o acoplamento de uma molécula de monoiodotirosina 
com uma de di-iodotirosina, formando a tri-iodotironina (T3), que 
representa cerca de 1/15 do total de hormônios. Pequenas quantidades de 
T3 reverso (RT3) são formadas pelo acoplamento de di-iodotirosina com 
monoiodotirosina, mas RT3 não parece ter significância funcional em 
humanos. 
LIBERAÇÃO DE TIROXINA E TRI-IODOTIRONINA PELA GLÂNDULA TIREOIDE 
73 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
A maior parte da tireoglobulina não é liberada para a circulação; sendo 
necessário clivar a tiroxina e a tri-iodotironina da molécula de 
tireoglobulina; em seguida, ambos esses hormônios livres são liberados. 
Esse processo ocorre da seguinte forma: a superfície apical das células da 
tireoide emite pseudópodos, que cercam pequenas porções do coloide, 
formando vesículas pinocíticas que penetram pelo ápice da célula. Então, 
lisossomos no citoplasma celular imediatamente se fundem com as 
vesículas para formar vesículas digestivas que contêm as enzimas digestivas 
dos lisossomos misturadas com o coloide. Múltiplas proteasesentre as 
enzimas digerem as moléculas de tireoglobulina e liberam tiroxina e tri-
iodotironina, em sua forma livre, que se difundem pela base da célula 
tireoidiana para os capilares adjacentes. Assim, os hormônios tireoidianos 
são liberados no sangue. Parte da tireoglobulina do coloide entra na célula 
tireoidiana por endocitose, depois de se ligar à megalina, uma proteína 
localizada na membrana luminal das células. Em seguida, o complexo 
megalina-tireoglobulina é transportado através da célula por transcitose 
até a membrana basolateral, 
onde uma parte da megalina 
permanece unida à 
tireoglobulina e é liberada no 
sangue capilar. Cerca de três 
quartos da tirosina iodada na 
tireoglobulina nunca se torna 
hormônio, permanecendo 
como monoiodotirosina e di-
iodotirosina. Durante a digestão 
da molécula de tireoglobulina 
para provocar a liberação de 
tiroxina e tri-iodotironina, essas 
tirosinas iodadas também são 
liberadas das moléculas de 
tireoglobulina. Entretanto, não 
são secretadas para o sangue. 
Ao contrário, seu iodo é clivado 
pela enzima deiodinase, que 
disponibiliza praticamente todo 
o iodo para a reciclagem na glândula e a formação de novas moléculas de 
hormônios tireoidianos. Na ausência congênita da deiodinase, muitas 
74 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
pessoas podem apresentar deficiência de iodo devido à falha desse 
processo de reciclagem. Taxa Diária da Secreção de Tiroxina e Tri-
iodotironina. Cerca de 93% dos hormônios secretados pela tireoide são 
formados por tiroxina e apenas 7% por tri-iodotironina. Entretanto, após 
poucos dias, cerca da metade da tiroxina é lentamente desiodada, 
formando mais tri-iodotironina. Portanto, o hormônio finalmente 
transportado e utilizado pelos tecidos consiste, em sua maior parte, em tri-
iodotironina, perfazendo o total de 35 
microgramas diários desse hormônio. 
FUNÇÕES FISIOLÓGICAS DOS 
HORMÔNIOS TIREOIDIANOS 
O efeito geral dos hormônios tireoidianos 
consiste em ativar a transcrição nuclear 
de grande número de genes (Figura 77-5). 
No entanto, em praticamente todas as 
células do organismo é sintetizado grande 
número de enzimas, proteínas 
estruturais, transporte de proteínas e 
outras substâncias. O resultado final é o 
aumento generalizado da atividade 
funcional de todo o organismo. Proteínas, 
produzindo, assim, a resposta celular ao 
hormônio tireoidiano. São demonstradas 
as ações dos hormônios tireoidianos nas 
células de diferentes sistemas. Na+-K+-
ATPase, adenosina trifosfatase de sódio-
potássio; mRNA, ácido ribonucleico 
mensageiro; SNC, sistema nervoso 
central; TMB, taxa metabólica basal. 
 
2. DESCREVER A AÇÃO DOS HORMÔNIOS TIREOIDIANOS. 
De acordo com o Silverthorn, os hormônios da tireoide, produzidos pela 
glândula tireoide, a qual tem o formato de uma borboleta e se localiza no 
pescoço, comportam-se como hormônios esteroides, com receptores 
intracelulares que ativam genes. Os hormônios tireoidianos são uma 
combinação de duas moléculas de tirosina com átomos de iodo. Apesar do 
75 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
precursor comum, os dois grupos de hormônios derivados da tirosina têm 
pouco em comum. As catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e 
dopamina) são neuro-hormônios que se ligam a receptores na membrana 
das células, assim como ocorre com os hormônios peptídicos. O hormônio 
da paratireoide (PTH), que controla a homeostasia do cálcio, é um exemplo 
de um hormônio que utiliza um reflexo endócrino simples. O PTH é 
secretado por quatro pequenas glândulas paratireoides no pescoço. As 
células da glândula paratireoide monitoram a concentração de Ca2no 
plasma com a ajuda de receptores de Ca2 acoplados à proteína G em suas 
membranas. Quando um certo número de receptores estão ligados ao Ca2, 
a secreção de PTH é inibida. Se a concentração de Ca2diminui abaixo de um 
certo nível e poucos receptores de Ca2 estão ligados, a inibição cessa e as 
células paratireoides secretam PTH (FIG. 7.7a). O hormônio da paratireoide 
é transportado através do sangue para agir nos ossos, rins e intestino, 
iniciando respostas que aumentam a concentração de Ca2 no plasma. O 
aumento na concentração plasmática de Ca2 é um sinal de 
retroalimentação negativa, que desliga o reflexo e finaliza a liberação do 
PTH. 
A Ação dos Hormônios Tireoidianos Tem Início Lento e Longa Duração. 
Após a injeção de grande quantidade de tiroxina no ser humano, 
praticamente não se detectam efeitos no metabolismo por 2 a 3 dias, o que 
demonstra seu longo período de latência, antes do início da atividade da 
tiroxina. Uma vez que a atividade se inicia, ela aumenta progressivamente, 
até atingir um máximo em 10 a 12 dias, como mostrado na Figura 77-4. 
Depois disso, declina com uma meia-vida de cerca de 15 dias. Parte da 
atividade 
persiste por 6 
semanas a 2 
meses. As 
ações da tri-
iodotironina 
são cerca de 
quatro vezes 
mais rápidas 
que as da tiroxina, com período de latência de apenas 6 a 12 horas e 
atividade celular máxima ocorrendo de 2 a 3 dias. A maior parte da latência 
e o prolongado período de ação desses hormônios devem-se a suas ligações 
76 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
com proteínas, tanto no plasma quanto nas células, seguidas por sua lenta 
liberação. Entretanto, veremos a seguir que parte do período de latência 
também resulta do modo como esses hormônios realizam suas funções nas 
células. 
OS HORMÔNIOS TIREOIDIANOS AUMENTAM A ATIVIDADE METABÓLICA 
CELULAR 
Os hormônios tireoidianos aumentam a atividade metabólica de quase 
todos os tecidos corporais. O metabolismo basal pode aumentar de 60% a 
100% acima do normal, quando é secretada grande quantidade de 
hormônios. A velocidade de utilização dos alimentos para a produção de 
energia é muito acelerada. Embora a velocidade da síntese proteica seja 
aumentada, a velocidade do seu catabolismo também se eleva, 
simultaneamente. A velocidade de crescimento de pessoas jovens também 
tem grande aumento. Os processos mentais são estimulados, bem como a 
atividade da maior parte das demais glândulas endócrinas. Os Hormônios 
Tireoidianos Aumentam o Número e a Atividade das Mitocôndrias. Quando 
o animal recebe tiroxina ou triiodotironina, as mitocôndrias, em suas 
células, aumentam em tamanho e em número. Além disso, a superfície total 
da membrana das mitocôndrias aumenta de modo quase diretamente 
proporcional ao aumento do metabolismo do animal. Portanto, uma das 
principais funções da tiroxina pode ser, simplesmente, aumentar o número 
e a atividade das mitocôndrias, o que, por sua vez, aumenta a formação de 
trifosfato de adenosina para fornecer energia para as funções celulares. 
Entretanto, o aumento do número e da atividade das mitocôndrias poderia 
ser o resultado da maior atividade celular, assim como sua causa. Os 
Hormônios Tireoidianos Aumentam o Transporte Ativo de Íons através das 
Membranas Celulares. Uma das enzimas, cuja atividade aumenta em 
resposta ao hormônio tireoidiano, é a Na+-K+-ATPase. Por sua vez, esse 
aumento da atividade potencializa o transporte de íons sódio e potássio 
através das membranas celulares de alguns tecidos. Como esse processo 
utiliza energia e aumenta a quantidade de calor produzido pelo organismo, 
foi sugerido que esse pode ser um dos mecanismos pelos quais o hormônio 
tireoidiano aumenta o metabolismo corporal. De fato, o hormônio 
tireoidiano também torna as membranas celulares da maioria das células 
mais permeáveis a íons sódio, o que aumenta a ativação da bomba de sódio 
e a produção de calor. 
77 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
EFEITO DO HORMÔNIO TIREOIDIANO NO CRESCIMENTO 
O hormônio tireoidiano provoca efeitos gerais e específicos no 
crescimento. Em humanos, o efeito do hormônio tireoidiano no 
crescimento se manifesta principalmente em crianças. Nas que apresentam 
hipotireoidismo, o crescimento torna-se muito retardado.Já nas com 
hipertireoidismo, frequentemente ocorre crescimento esquelético 
excessivo, tornando a criança consideravelmente alta em idade precoce. 
Entretanto, os ossos também maturam com mais velocidade, e as epífises 
se fecham precocemente, de modo que a duração do crescimento e a altura 
final do adulto podem ser reduzidas. Um importante efeito do hormônio 
tireoidiano é promover o crescimento e desenvolvimento do cérebro 
durante a vida fetal e nos primeiros anos de vida pós-natal. Se o feto não 
secretar quantidade suficiente de hormônio tireoidiano, o crescimento e a 
maturação do cérebro, antes e após o nascimento, são muito retardados, e 
o cérebro permanece menor que o normal. Sem o tratamento específico 
dentro de dias ou semanas após o nascimento, a criança que não tem a 
glândula tireoide permanece mentalmente deficiente para o resto da vida. 
Isso será discutido, com mais detalhes, adiante, neste Capítulo. 
EFEITOS DO HORMÔNIO TIREOIDIANO NAS FUNÇÕES CORPORAIS 
ESPECÍFICAS 
Estimulação do Metabolismo de Carboidratos. 
O hormônio tireoidiano estimula quase todos os aspectos do metabolismo 
de carboidratos, incluindo a captação rápida de glicose pelas células, o 
aumento da glicólise, da gliconeogênese, da absorção pelo trato 
gastrointestinal e, até mesmo, da secreção de insulina, com seus efeitos 
secundários resultantes no metabolismo de carboidratos. Provavelmente, 
todos esses efeitos resultam do aumento geral das enzimas metabólicas 
celulares, causado pelo hormônio tireoidiano. 
Estimulação do Metabolismo das Gorduras. 
Praticamente, todos os aspectos do metabolismo de lipídios são 
estimulados sob a influência do hormônio tireoidiano. De forma particular, 
os lipídios são rapidamente mobilizados a partir do tecido adiposo, o que 
reduz os acúmulos de gordura no organismo de modo mais acentuado que 
os de qualquer outro elemento tecidual. A mobilização dos lipídios do 
78 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
tecido adiposo também 
aumenta a concentração de 
ácidos graxos livres no plasma 
e acelera, de forma acentuada, 
sua oxidação pelas células. 
Efeito nas Gorduras 
Plasmáticas e Hepáticas. 
 O aumento do hormônio 
tireoidiano reduz as 
concentrações de colesterol, fosfolipídios e triglicerídeos no plasma, 
embora aumente a de ácidos graxos livres. Ao contrário, a redução da 
secreção tireoidiana aumenta consideravelmente as concentrações 
plasmáticas de colesterol, fosfolipídios e triglicerídeos e, quase sempre, 
provoca o depósito excessivo de lipídios no fígado. O grande aumento do 
colesterol plasmático, durante o hipotireoidismo prolongado. Um dos 
mecanismos pelos quais o hormônio tireoidiano reduz a concentração 
plasmática de colesterol é o aumento significativo da secreção de colesterol 
na bile e, consequentemente, sua perda nas fezes. Um mecanismo possível 
para essa secreção aumentada de colesterol consiste na indução, pelo 
hormônio tireoidiano, de maior número de receptores de lipoproteínas de 
baixa densidade nas células hepáticas, levando a uma rápida remoção de 
lipoproteínas do plasma e subsequente secreção de colesterol nessas 
lipoproteínas pelas células hepáticas. 
Aumento da Taxa de Metabolismo Basal. 
Como o hormônio tireoidiano aumenta o metabolismo em quase todas as 
células corporais, seu excesso pode, ocasionalmente, aumentar o 
metabolismo basal de 60% a 100%. Ao contrário, quando sua produção 
cessa, o metabolismo basal quase cai à metade do normal. A Figura 77-6 
apresenta a relação aproximada entre o suprimento diário de hormônios 
tireoidianos e o metabolismo basal. Uma quantidade extrema de 
hormônios é necessária para produzir metabolismo basal muito alto. 
 Efeito em Outras Glândulas Endócrinas. 
A elevação do hormônio tireoidiano aumenta a secreção de várias outras 
glândulas endócrinas, mas também aumenta as necessidades teciduais 
pelos hormônios. Por exemplo, o aumento da secreção de tiroxina eleva o 
79 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
metabolismo da glicose em quase todo o organismo e, por isso, provoca 
elevação correspondente da necessidade de secreção de insulina pelo 
pâncreas. Além disso, o hormônio tireoidiano aumenta muitas atividades 
metabólicas relacionadas com a formação óssea e, como consequência, a 
necessidade de paratormônio. O hormônio tireoidiano também aumenta a 
inativação de glicocorticoides adrenais pelo fígado. Esse aumento da 
velocidade de inativação conduz à elevação, por feedback, da produção de 
hormônio adrenocorticotrópico pela hipófise anterior e, portanto, ao 
aumento da secreção de glicocorticoides pelas adrenais. 
O TSH (DA GLÂNDULA HIPÓFISE ANTERIOR) AUMENTA A SECREÇÃO 
TIREOIDIANA 
O TSH, também chamado tireotropina, é um hormônio da hipófise anterior, 
sendo uma glicoproteína. Esse hormônio, também aumenta a secreção de 
tiroxina e tri-iodotironina pela tireoide. Seus efeitos específicos na tireoide 
são: 
1. Aumento da proteólise da tireoglobulina já armazenada nos folículos, 
com resultante aumento da liberação dos hormônios tireoidianos para o 
sangue circulante e diminuição da própria substância folicular. 
2. Aumento da atividade da bomba de iodeto que aumenta a “captação de 
iodeto” pelas células glandulares, às vezes elevando a proporção entre as 
concentrações intra e extracelular de iodeto na substância glandular para 
até oito vezes o normal. 
3. Aumento da iodização da tirosina para formar os hormônios tireoidianos. 
4. Aumento do tamanho e da atividade secretora das células tireoidianas. 
5. Aumento do número de células tireoidianas, além da transformação de 
células cuboides em colunares e grande pregueamento do epitélio 
tireoidiano nos folículos. 
Em resumo, o TSH aumenta todas as conhecidas atividades secretoras das 
células glandulares tireoidianas. O efeito precoce mais importante, após a 
administração de TSH, é o início da proteólise da tireoglobulina, que 
provoca a liberação de tiroxina e triiodotironina no sangue, depois de 30 
minutos. Os demais efeitos levam horas ou até mesmo dias e semanas para 
se desenvolver plenamente. 
O Monofosfato Cíclico de Adenosina Medeia o Efeito Estimulador do TSH. 
80 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
A maior parte dos múltiplos e variados efeitos do TSH nas células 
tireoidianas resulta da ativação do sistema celular do “segundo 
mensageiro”, monofosfato adenosina cíclico (AMPc). O primeiro evento 
nessa ativação é a ligação do TSH a seus receptores específicos na superfície 
da membrana basal das células tireoidianas. Essa ligação ativa a adenilil 
ciclase na membrana, que aumenta a formação de AMPc no interior da 
célula. Finalmente, o AMPc atua como segundo mensageiro, ativando a 
proteinocinase, que provoca fosforilações múltiplas em toda a célula. O 
resultado é o aumento imediato da secreção de hormônios tireoidianos e o 
crescimento prolongado do próprio tecido glandular. Esse método de 
controle da atividade das células tireoidianas é semelhante à função do 
AMPc como “segundo mensageiro” em muitos outros tecidos-alvo do 
organismo. 
A SECREÇÃO DE TSH PELA HIPÓFISE ANTERIOR É REGULADA PELO 
HORMÔNIO LIBERADOR DE TIREOTROPINA DO HIPOTÁLAMO 
A secreção de TSH pela hipófise anterior é controlada pelo hormônio 
hipotalâmico, o hormônio liberador de tireotropina (TRH), secretado por 
terminações nervosas na eminência mediana do hipotálamo. A partir da 
eminência mediana, o TRH é transportado para a hipófise anterior pelo 
sangue portal hipotalâmico-hipofisário, descrito no Capítulo 75. O TRH é um 
tripeptídeo amida — piroglutamil-histidil--prolina amida. O TRH afeta 
diretamente as células da hipófise anterior, elevando sua secreção de TSH. 
Quando o sistema portal sanguíneo do hipotálamo para a hipófise anterior 
é bloqueado, a secreção de TSH, pela hipófise anterior, fica bastante 
reduzida, mas não 
completamente. O mecanismo 
molecular pelo qual o TRH provoca 
a produçãode TSH pelas células 
secretoras da hipófise anterior 
consiste na ligação a receptores de 
TRH na membrana das células 
hipofisárias. Isso ativa o sistema de 
segundo mensageiro da 
fosfolipase no seu interior, 
produzindo grande quantidade de 
fosfolipase C, o que é seguido por cascata de outros segundos mensageiros, 
incluindo íons cálcio e diacilglicerol, que, finalmente, provocam a liberação 
81 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
de TSH. Efeitos do Frio e Outros Estímulos Neurogênicos na Secreção de 
TRH e TSH. Um dos estímulos mais bem conhecidos para o aumento da 
secreção de TRH pelo hipotálamo e, portanto, de TSH pela hipófise anterior 
é a exposição do animal ao frio. Esse efeito resulta, quase certamente, da 
excitação dos centros hipotalâmicos de controle da temperatura corporal. 
A exposição de ratos ao frio intenso durante muitas semanas aumenta, em 
alguns casos, a liberação de hormônios tireoidianos para mais de 100% e 
pode aumentar o metabolismo basal em até 50%. De fato, sabe-se que 
pessoas que se mudam para regiões árticas desenvolvem metabolismos 
basais 15% a 20% acima do normal. Diversas reações emocionais também 
podem afetar a liberação de TRH e TSH e, assim, afetar indiretamente a 
secreção de hormônios tireoidianos. Agitação e ansiedade — Condições 
que estimulam intensamente o sistema nervoso simpático — causam 
redução aguda da secreção de TSH, talvez porque esses estados aumentem 
o metabolismo e a temperatura corporal e, portanto, exercem efeito 
inverso sobre o centro de controle da temperatura. Nenhum desses efeitos 
emocionais nem o efeito do frio são observados após o seccionamento do 
pedúnculo hipofisário, demonstrando que ambos os efeitos são mediados 
pelo hipotálamo. 
EFEITO DE FEEDBACK DO HORMÔNIO TIREOIDIANO PARA REDUZIR A 
SECREÇÃO DE TSH PELA HIPÓFISE ANTERIOR 
A elevação do hormônio tireoidiano nos líquidos corporais reduz a secreção 
de TSH pela hipófise anterior. Quando a secreção do hormônio tireoidiano 
se eleva para 1,75 do normal, a secreção de TSH cai praticamente para zero. 
Quase todo esse efeito depressor por feedback ocorre até mesmo quando 
a hipófise anterior é separada do hipotálamo. Portanto, como mostrado na 
Figura 77-7, é provável que essa inibição ocorra, principalmente, por efeito 
direto do hormônio tireoidiano na própria hipófise anterior. 
Independentemente de onde se dá o controle por feedback, seu efeito 
consiste em manter uma concentração quase constante de hormônios 
tireoidianos nos líquidos corporais circulantes. 
Substâncias Antitireoidianas Suprimem a Secreção Tireoidiana 
As mais conhecidas drogas antitireoidianas são o tiocianato, o 
propiltiouracil e as altas concentrações de iodetos inorgânicos. Esses 
fármacos bloqueiam a secreção tireoidiana por diferentes mecanismos. 
82 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Problema 4 – metabolismo 
1. Compreender os mecanismos fisiológicos e bioquímicos da proteína. 
(Processo de digestão, absorção, produção de energia). 
De acordo com o Silverthorn, a maior parte das proteínas ingeridas são 
polipeptídeos ou maiores. Contudo, nem todas as proteínas são igualmente 
digeridas pelo ser humano. As proteínas vegetais são as menos digeríveis. 
Entre as mais digeríveis está a proteína do ovo, 85 a 90% encontra-se em 
uma forma que pode ser digerida e absorvida. Surpreendentemente, de 30 
a 60% das proteínas encontradas no lúmen intestinal não são provenientes 
do alimento ingerido, mas de células mortas que se desprendem e de 
proteínas secretadas, como as enzimas e o muco. 
As enzimas para a digestão de proteínas são classificadas em dois grupos 
amplos: endopeptidases e exopeptidase. As endopeptidases, mais 
comumente chamadas de proteases, atacam as ligações peptídicas no 
interior da cadeia de aminoácidos e quebram uma cadeia peptídica longa 
em fragmentos menores. As proteases são secretadas como proenzimas 
inativas (zimogênios) pelas células epiteliais do estômago, do intestino e do 
pâncreas. Elas são ativadas quando alcançam o lúmen do trato GI. Exemplos 
de proteases incluem a pepsina secretada no estômago, e a tripsina e a 
quimotripsina, secretadas pelo pâncreas. As exopeptidases liberam 
aminoácidos livres de dipeptídeos por cortá-los das extremidades, um por 
vez. As aminopeptidases agem na extremidade aminoterminal da proteína; 
as carboxipeptidases agem na extremidade carboxiterminal. As 
exopeptidases digestórias mais importantes são duas isoenzimas da 
carboxipeptidase secretadas pelo pâncreas. As aminopeptidases 
desempenham um papel menor na digestão. 
Absorção de proteínas 
Os produtos principais da digestão de proteínas são aminoácidos livres, 
dipeptídeos e tripeptídeos, todos os quais podem ser absorvidos. A 
estrutura dos aminoácidos é tão variável que múltiplos sistemas de 
transporte de aminoácidos ocorrem no intestino. A maioria dos 
aminoácidos livres são carregados por proteínas cotransportadoras 
dependentes de Nasimilares às encontradas nos túbulos proximais renais. 
Poucos transportadores de aminoácidos são dependentes de H. Os 
dipeptídeos e tripeptídeos são carregados para os enterócitos pelo 
83 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
transportador de oligopeptídeos PepT1 que usa o cotransporte dependente 
de H. Uma vez dentro das células epiteliais, os oligopeptídeos têm dois 
possíveis destinos. A maioria é digerida por peptidases citoplasmáticas em 
aminoácidos, os quais são, então, transportados através da membrana 
basolateral e para a circulação. Aqueles oligopeptídeos que não são 
digeridos são transportados intactos através da membrana basolateral por 
um trocador dependente de H. O sistema de transporte que move esses 
oligopeptídeos também é responsável pela captação intestinal de certos 
fármacos, como alguns antibióticos lactâmicos, inibidores da enzima 
conversora de angiotensina e inibidores da trombina. 
 
Transporte e Armazenamento dos Aminoácidos 
Aminoácidos do Sangue 
A concentração normal de aminoácidos no sangue está entre 35 e 65 
mg/dL, que é a média de 2 mg/dL, para cada 20 aminoácidos, embora 
alguns estejam presentes em quantidades bem maiores do que os outros. 
Uma vez que os aminoácidos são ácidos relativamente fortes, eles existem 
no sangue, principalmente no estado ionizado, resultante da remoção de 
um átomo de hidrogênio do radical NH2. Eles de fato respondem por 2 a 3 
miliequivalentes de íons negativos no sangue. A distribuição exata dos 
diferentes aminoácidos no sangue depende, até certo ponto, dos tipos de 
proteínas ingeridas, mas as concentrações de pelo menos alguns 
aminoácidos individuais são regulados pela síntese seletiva nas diferentes 
células. 
Destino dos Aminoácidos Absorvidos a Partir do Trato Gastrointestinal 
Os produtos da digestão e da absorção proteicas no trato gastrointestinal 
são quase inteiramente aminoácidos; só, raramente, polipeptídeos ou 
moléculas proteicas inteiras são absorvidos pelo trato digestivo para o 
sangue. Imediatamente após refeição, a concentração de aminoácidos no 
sangue do indivíduo se eleva, mas o aumento em geral é de somente uns 
poucos miligramas por decilitro por duas razões. Em primeiro, a digestão e 
a absorção proteicas normalmente se estendem ao longo de 2 a 3 horas, o 
que permite que apenas pequenas quantidades de aminoácidos sejam 
absorvidas de cada vez. Segundo, depois de sua entrada no sangue, o 
excesso de aminoácidos é absorvido dentro de 5 a 10 minutos pelas células 
84 
 
Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
em todo o organismo, especialmente pelo fígado. Portanto, grandes 
concentrações de aminoácidos quase nunca se acumulam no sangue e nos 
líquidos teciduais. Todavia, a renovação dos aminoácidos é tão rápida que 
muitos gramas de proteínas podem ser carreados de uma parte do corpo a 
outra, sob a forma de aminoácidos a cada hora. 
Transporte Ativo de Aminoácidos para o Interior das Células 
As moléculasde todos os aminoácidos são grandes demais para se 
difundirem com facilidade através dos poros das membranas celulares. 
Consequentemente, quantidade significativa de aminoácidos só pode se 
mover, para dentro ou para fora da membrana, por meio de transporte 
facilitado ou de transporte ativo, utilizando mecanismos transportadores. 
Limiar Renal para os Aminoácidos 
Nos rins, os diferentes aminoácidos podem ser reabsorvidos através do 
epitélio tubular proximal, por transporte ativo secundário, que os remove 
do filtrado glomerular devolvendo-os ao sangue, se eles forem filtrados 
para os túbulos renais através das membranas glomerulares. Todavia, como 
é verdade para outros mecanismos ativos de transporte nos túbulos renais, 
existe um limite superior para a intensidade com que cada tipo de 
aminoácido pode ser transportado. Por essa razão, quando a concentração 
de tipo particular de aminoácido fica muito elevada no plasma e no filtrado 
glomerular, o excesso que não pode ser ativamente reabsorvido é perdido 
pela urina. Armazenamento de Aminoácidos como Proteínas nas Células 
Após o seu ingresso nas células, os aminoácidos se combinam uns com os 
outros por ligações peptídicas sob direção do RNA mensageiro celular e do 
sistema ribossômico, para formar as proteínas celulares. Assim, a 
concentração de aminoácidos livres no interior da maioria das células, em 
geral, permanece baixa, e o armazenamento de grande quantidade de 
aminoácidos livres não ocorre nas células; em vez disso, eles são 
principalmente estocados sob a forma de proteínas verdadeiras. Mas 
muitas dessas proteínas intracelulares podem ser rapidamente 
decompostas novamente em aminoácidos sob a influência das enzimas 
digestivas lisossômicas intracelulares. Esses aminoácidos podem, então, ser 
transportados de volta para fora da célula para o sangue. 
Uso de Proteínas como Energia 
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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
Uma vez que as células tenham estocado proteínas até os seus limites, 
qualquer aminoácido adicional nos líquidos corporais, é degradado e 
utilizado como energia ou armazenado, em sua maior parte, como gordura 
ou, secundariamente, como glicogênio. Essa degradação ocorre quase 
inteiramente no fígado, iniciando-se com a desaminação. A desaminação 
significa a remoção dos grupos amino dos aminoácidos. Ela ocorre 
principalmente por transaminação,o que significa a transferência do grupo 
amino para alguma substância aceptora, o que é o reverso da 
transaminação, inicialmente explicada, com relação à síntese de 
aminoácidos. o grupo amino do aminoácido é transferido para o ácido a-
cetoglutárico, que se transforma então, em ácido glutâmico. Em seguida, o 
ácido glutâmico poderá ainda, transferir o grupo amino para outras 
substâncias ou liberá-lo sob a forma de amônia (NH3). No processo de 
perda do grupo amino, o ácido glutâmico mais uma vez se transformaráno 
ácido a-cetoglutárico, de modo que o ciclo possa ser continuamente 
repetido. Para começar esse processo, o excesso de aminoácidos nas 
células, especialmente no fígado, induz a ativação de grande quantidade de 
aminotransferases, as enzimas responsáveis pelo início da maioria das 
desaminações. A amônia liberada durante a desaminação dos aminoácidos, 
é removida do sangue, quase que inteiramente, por sua conversão em 
ureia. Essencialmente, toda a ureia formada no corpo humano, é 
sintetizada no fígado. Na ausência do fígado, ou em graves doenças 
hepáticas, a amônia se acumula no sangue. Isso é extremamente tóxico, 
especialmente para o cérebro, muitas vezes conduzindo ao estado 
denominado coma hepático. 
O metabolismo dos aminoácidos requer a participação de três importantes 
cofatores. O piridoxal-fosfato é a coenzima quintessencial do metabolismo 
de aminoácidos. Todas as reações de aminoácidos que requerem piridoxal-
fosfato ocorrem com o grupo amino do aminoácido ligado covalentemente 
ao carbono aldeído da coenzima. O piridoxal-fosfato, então, atrai elétrons 
para longe das ligações em volta do carbono alfa. O resultado é 
transaminação, desaminação, descarboxilação, beta-eliminação, 
racemização e gama-eliminação, dependendo da enzima e do aminoácido 
envolvidos. 
Quatro aminoácidos são sintetizados a partir de intermediários da glicólise: 
serina, glicina, cisteína e alanina. A serina, a qual produz glicina e cisteína, 
é sintetizada a partir de 3-fosfoglicerato, e a alanina é formada por 
transaminação do piruvato, o produto da glicólise. Quando esses 
aminoácidos são degradados, seus átomos de carbono são convertidos em 
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Julyana de Aquino Guerreiro Araújo 
piruvato ou em intermediários da via glicolítica/gliconeogênica e, portanto, 
podem produzir glicose ou podem ser oxidados a CO2. 
Serina: A serina pode ser utilizada por vários tecidos e é, em geral, 
degradada por transaminação a hidroxipiruvato, seguida por redução e 
fosforilação para formar 2-fosfoglicerato, um intermediário da glicólise que 
forma PEP e, subseqüentemente, piruvato. A serina também pode sofrer 
beta-eliminação de seu grupo hidroxila, catalisada pela serina desidratase, 
para formar piruvato. 
Glicina: A conversão de glicina em glioxilato pela enzima D-aminoácido-
oxidase é uma via de degradação da glicina que é clinicamente importante. 
Uma vez formado, o glioxilato pode ser oxidado a oxalato, o qual é 
moderadamente solúvel e tende a precipitar nos túbulos renais, levando à 
formação de pedras nos rins. Cerca de 40% da formação do oxalato no 
fígado são provenientes do metabolismo da glicina. Estima-se que o oxalato 
da dieta tenha uma pequena contribuição para o oxalato excretado na 
urina, devido à ineficiente absorção intestinal desse composto. 
Cisteina: Quando a cisteína é degradada, o nitrogênio é convertido em 
uréia, os carbonos, em piruvato, e o enxofre, em sulfato, o qual tem dois 
destinos possíveis. A geração de sulfato em meio aquoso é essencialmente 
a geração de ácido sulfúrico, e ambos, o ácido e o sulfato, precisam ser 
eliminados na urina. O sulfato também é utilizado na maioria das células 
para gerar uma forma ativada de sulfato conhecida como PAPS (3’-
fosfoadenosina-5’-fosfossulfato), a qual é utilizada como um doador de 
sulfato, modificando carboidratos ou aminoácidos em várias estruturas 
(glicosaminoglicanos) e proteínas do organismo. 
Alanina: A alanina é produzida a partir de piruvato por uma reação de 
transaminação catalisada pela alanina-aminotransferase (ALT) e pode ser 
convertida de volta em piruvato pela reversão da mesma reação (ver Figura 
39.4). A alanina é o principal aminoácido gliconeogênico, uma vez que é 
produzida em vários tecidos para o transporte do nitrogênio para o fígado. 
 
2. Correlacionar o metabolismo das proteínas frente as carências 
nutricionais apresentadas no caso. 
A desnutrição pode ser classificada quanto à intensidade (leve, moderada e 
grave), duração (aguda e crônica) e tipo (Marasmo, Kwashiorkor e 
manifestações intermediárias). A Desnutrição Enérgetico-Protéica (DEP), 
segundo a OMS apud Escobar (2000), é uma síndrome definida como “uma 
gama de condições patológicas causada pela falta concomitante de calorias 
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e proteínas, em proporções variáveis, que ocorre com maior freqüência em 
crianças de baixa idade, estando geralmente associada à infecção”. 
A DEP pode ser classificada conforme sua gravidade em 1°, 2° e 3° grau, 
segundo critérios de Gómez que se baseiam na perda de peso apresentada 
pela criança. A desnutrição de 3° grau é o extremo da DEP, ela pode ser 
dividida em dois tipos clínicos e um intermediário: Marasmo, Kwashiorkor 
e Kwashiorkor-Marasmático. Marasmo Segundo Escobar (2000) “o 
marasmo, tem como característica uma deficiência crônica de energia, com 
perda da massa muscular e ausência de gordura subcutânea, normalmente 
a criança apresenta peso abaixo de 60% da média para a idade (abaixo de 
12 meses), devido ao desmame precoce e a baixa ingestão, principalmente 
de caloriase proteínas. Dessa forma, o aspecto físico da criança 
marasmática é caracterizado por membros superiores e inferiores 
extremamente magros, com baixa estatura para a idade, expressão facial 
envelhecida, abdômen saliente e pele enrugada e solta na região das 
nádegas, além de apresentar baixa atividade física, diarréia, parasitoses, 
tuberculose, hipotermia, anemia e desidratação, afetando também o 
aspecto emocional em que a criança tende a ficar triste chorosa e irritada. 
Kwashiorkor O kwashiorkor consiste basicamente em deficiência protéica, 
que pode ser associada também na deficiência de calorias. A criança que 
apresenta esta síndrome tem como quadro clínico, algumas alterações na 
pele dos membros inferiores, atraso no crescimento, perda da gordura 
subcutânea e muscular (menos intensa que no marasmo), Anais do VI 
Congresso Goiano de Ciências do Esporte, Goiânia 10 a 12 de Junho de 
2009. 3 apresentam edema, fraqueza muscular, distensão abdominal, 
hepatomegalia e dificilmente responde a estímulos. “A desnutrição do tipo 
kwashiorkor pode ser caracterizada pela deficiência de proteína na dieta, 
além de vitaminas e sais minerais, onde a alimentação ingerida na forma de 
carboidrato é normal (arroz, milho e mandioca, por exemplo; alimentos de 
baixo custo), não ocorrendo o mesmo com a ingestão de fontes alimentares 
ricas em proteínas (como por exemplo, a carne bovina e/ou de aves; 
alimento de custo elevado”). (MENDONÇA, 2003 apud VOLTARELLI et al, 
2008, p.76) Kwashiorkor-marasmático O kwashiorkor-marasmático é um 
quadro misto em que os sinais e os sintomas do marasmo e do kwashiorkor 
freqüentemente se combinam, ou seja, uma combinação de deficiência 
calórica crônica com deficiência protéica crônica. “Isso ocorre, por exemplo, 
quando um paciente marasmático é submetido a um estresse agudo, como 
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trauma cirúrgico ou infecção, de forma que o kwashiorkor se adiciona à 
desnutrição calórica prévia”. (OLIVEIRA, 1998; WAITZBERG, 2001 apud 
SOUSA et al, 2007)