Metabolismo de lipídeos e aminoácidos

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Metabolismo de lipídeos e aminoácidos
e integração metabólica
O metabolismo de lipídios e aminoácidos e a integração dessas vias metabólicas para o funcionamento do
corpo humano.
Profa. Daniela de Oliveira Pinto
1. Itens iniciais
Propósito
Compreender como o metabolismo de lipídios e aminoácidos e a integração de todas as vias metabólicas é
importante para facilitar o entendimento de como o organismo funciona de forma harmônica.
Objetivos
Reconhecer as vias metabólicas relacionadas com a metabolização das gorduras em geral, bem como
a sua biossíntese.
Discutir o metabolismo dos aminoácidos.
Reconhecer a integração metabólica em diferentes estágios e a regulação hormonal dessa integração.
Discutir a origem metabólica do diabetes, da obesidade e da síndrome metabólica.
Introdução
Neste tema iremos aprender sobre o metabolismo dos lipídios e aminoácidos, e como as vias que levam à
biossíntese e degradação dessas moléculas energéticas se integram em diferentes estágios, como o jejum, o
jejum prolongado, o pós-prandial e no exercício intenso. Da mesma forma, veremos como essa integração é
regulada.
 
Vamos ainda discutir sobre a origem metabólica de algumas doenças do metabolismo energético, como o
diabetes, a síndrome metabólica e a obesidade.
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Figura 1 – Exemplo de tubo contendo sangue de um
paciente com dislipidemia. Observe o plasma
esbranquiçado e turvo (normalmente é amarelo claro e
límpido).
1. As vias metabólicas
Metabolismo dos lipídios
Você já deve ter ouvido falar em gorduras e colesterol. Muitas informações duvidosas sobre essas duas
moléculas são disseminadas na cultura popular, como, por exemplo, que gordura engorda e que devemos
eliminá-la da dieta. Mas os lipídios, termo bioquímico para gordura, são extremamente importantes, assim
como os carboidratos, as proteínas, os ácidos nucleicos, dentre outras moléculas.
Esquema da membrana plasmática celular. Em vermelho está representada a
bicamada lipídica (fosfolipídios).
Na verdade, esse e outros “mitos” sobre a gordura, principalmente quando se trata de sua relação com a
forma física, têm origem em uma premissa:
Todo e qualquer excesso que você coma – seja gordura, açúcar (carboidratos) ou proteínas – é
armazenado na forma de lipídios.
Nosso corpo é programado para transformar os excessos de macromoléculas que ingerimos em triglicerídeos
(ou triglicérides ou triacilglicerol, terminologias para a mesma molécula).
Quando o médico solicita um exame chamado lipidograma,
é para ele verificar, entre outras coisas, a concentração de
triglicerídeos na corrente sanguínea. A alteração da
concentração desses lipídios no sangue é uma condição
chamada dislipidemia. O plasma sanguíneo com dislipidemia
fica turvo, como podemos ver na figura 1. O problema de
grandes concentrações de gordura no sangue é que ele
pode se acumular nas paredes dos vasos sanguíneos, em
uma condição chamada aterosclerose, causando o
entupimento dos vasos. No caso do coração, este
entupimento leva ao infarto agudo do miocárdio.
Neste módulo iremos aprender como os lipídios adquiridos
na alimentação são degradados para a obtenção de
energia, e como eles são sintetizados para armazenamento.
Catabolismo dos lipídios
Nos mamíferos, os lipídios são armazenados no tecido adiposo (figura 2), na forma de triglicerídeos, ou
triacilglicerol. Os triglicerídeos representam até 95% do volume do adipócito, que é a célula do tecido adiposo,
e 20% do peso corpóreo total.
Figura 2 – Micrografia óptica de tecido adiposo branco, corado com eosina e
hematoxilina. Os adipócitos contêm uma grande gota lipídica, que “empurra” o
núcleo da célula para a periferia.
O triacilglicerol é uma molécula formada por três moléculas de ácidos graxos (lipídio) e uma de glicerol, que é
um álcool (figura 3).
Figura 3 – Reação de formação do triacilglicerol.
São duas as fontes de lipídios: a reserva no tecido adiposo e o que é ingerido na dieta.
Os triglicerídeos ingeridos na dieta são transportados por lipoproteínas, como os quilomícrons (figura 4), e por
VLDL. Os quilomícrons são grandes moléculas de lipoproteínas sintetizadas pelas células intestinais, formadas
por triglicerídeos (de 85 a 95%), colesterol e proteínas (1 a 2%). Uma das proteínas do quilomícron é capaz de
ativar a lipase lipoproteica presente nos capilares sanguíneos dos órgãos, permitindo a degradação em ácidos
graxos e a entrada destes nas células.
 
Já o VLDL também apresenta a mesma composição dos quilomícrons, porém com concentrações diferentes:
50% de triglicerídeos, 40% de colesterol e 10% de proteínas.
Figura 4 – Estrutura do quilomícron. As proteínas que compõem a molécula estão
representadas pelas “Apo”.
A degradação dos lipídios se dá por controle hormonal, em função da demanda energética do organismo. O
que está estocado será acionado para gasto, se houver demanda energética, caso contrário, eles
permanecem estocados no adipócito. Se houver necessidade energética, o glucagon liberado pelo pâncreas –
e que está na corrente sanguínea – se liga à membrana do adipócito, ativando as lipases presentes dentro da
célula.
 
Assim, os triglicerídeos armazenados no adipócito serão hidrolisados a ácidos graxos e glicerol (figura 5). Essa
hidrólise se dá na presença de moléculas de água, catalisadas por enzimas específicas:
 
lipase de triglicéride de tecido adiposo (ATGL);
lipase hormônio sensível (HSL) e 
lipase de monoacilglicerol (MAGL).
Figura 5 – Esquema da degradação do triacilglicerol no adipócito.
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O glicerol é processado dentro do adipócito pelas enzimas glicerol quinase, formando o glicerol 3 fosfato.
Nessa etapa há o consumo de uma molécula de ATP. Na segunda etapa, o glicerol 3 fosfato é oxidado à
dihidroxicetona fosfato pela enzima glicerol-3-fosfato desidrogenase (figura 6).
Figura 6 – Equação geral da quebra da molécula de glicerol.
O balanço energético do processamento do glicerol (tabela 1) é o seguinte: é gasto 1 ATP para a fosforilação
do glicerol; porém, produz-se 1 NADH para a produção de dihidroxicetona fosfato, e cada NADH gera 3 ATP.
Além disso, a dihidroxicetona é convertida em piruvato, por sua vez convertido em acetil-CoA, e entra no ciclo
de Krebs.
 
Na conversão para piruvato, são formados 1 NADH e 2 ATP, totalizando 5 ATP. Na conversão para Acetil-CoA,
mais 1 NADH, convertido em mais 3 ATP. Por fim, no ciclo de Krebs, há a formação de 3 NADH, 1 FADH2 e 1
ATP, totalizando mais 12 ATP. Somando tudo, são produzidos 23 ATP no processamento do glicerol. Com o
gasto de 1 ATP, o saldo final é de 22 ATP.
Natureza Gasto Produção Saldo
Processamento do glicerol 1 ATP 1 NADH 2 ATP
Dihidroxicetona à piruvato - 1 NADH e 2 ATP 5 ATP
Piruvato à acetil-CoA - 1 NADH 3 ATP
Ciclo de Krebs - 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP 12 ATP
Saldo Final 1 ATP 23 ATP 22 ATP
Tabela 1 – Balanço energético da degradação do glicerol.
Já os ácidos graxos não são degradados nos adipócitos. Eles saem dos adipócitos e se ligam à albumina
sanguínea; como são insolúveis no sangue, não podem viajar livremente na corrente sanguínea. Assim, o ácido
graxo é distribuído em todos os tecidos do corpo. Quando ele chega às células, passa pela membrana e é
levado para a mitocôndria. Porém, para entrar na mitocôndria, ele deve ser ativado, acoplado a uma CoA na
sua estrutura.
 
A adição da CoA ao ácido graxo é feita pela enzima acil-CoA sintetase, mas, para que isso aconteça, há o
consumo de uma molécula de ATP, utilizando duas ligações de alta energia e liberando AMP e pirofosfato (PPi)
(figura 7).
Ácidos graxos 
Os ácidos graxos são formados por longas cadeias de carbono, e podem ser moléculas saturadas
(ligações simples) ou insaturadas (ligações duplas). No corpo humano, quando precisamos de energia, o
ácido graxo a ser degradado é o palmitato, que possui 16 carbonos. Por isso, os exemplos que usaremos
a seguir, falaremos deste ácido graxo.
Figura 7 – Conversão do ácido graxo em acil-CoA.
Depois de ativado no citoplasma, o acil-CoA pode entrar na mitocôndria para ser degradado. Eleatravessa a
membrana externa da mitocôndria, mas não atravessa a interna. Para ser transportado para a matriz
mitocondrial, o Acil-CoA se liga a um aminoácido, a carnitina, e é transferido para a matriz mitocondrial por
uma proteína que está presente na membrana interna da mitocôndria, chamada carnitina acil transferase.
 
Essa enzima promove a translocação da acil-carnitina do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial,
levando uma carnitina livre para o espaço intermembrana (figura 8).
Figura 8 – Desenho esquemático da transferência da acil-carnitina do espaço
intermembrana para a matriz mitocondrial.
β-Oxidação do ácido graxo ou Ciclo de Lynen
Uma vez na matriz mitocondrial, o ácido graxo irá sofrer sucessivas reações para formar moléculas de acetil-
CoA. Essas reações são chamadas de β-oxidação ou ciclo de Lynen. São quatro reações sucessivas que
formam, ao final, uma molécula de acetil-CoA e um outro acil-CoA (n-2). Portanto, o ácido graxo permanece
nesse ciclo dependendo do tamanho da molécula.
 
O palmitato, que possui 16 carbonos, fica neste ciclo por sete voltas. Isso porque, na última volta, ele forma
duas moléculas de acetil-CoA (figura 9).
Esquema do ciclo de Lynen ou β-oxidação dos ácidos graxos. Em vermelho, estão
representadas as enzimas de cada etapa. No caso do palmitato (16 C)”, ele será
convertido para entrar na mitocôndria em palmitoil-COA e ficará no ciclo sete vezes,
gerando oito moléculas de Acetil-CoA, sete moléculas de NADH e sete moléculas de
FADH2.
Etapa 1
Na primeira reação ocorre uma desidrogenação da molécula de palmitoil-CoA mediada por FAD,
seguida de uma desidratação.
Etapa 2
Depois ocorre uma outra desidrogenação, dessa vez mediada por NAD+.
Etapa 3
E, por fim, a quebra da molécula pela entrada da CoA mediada pela tiolase.
Assim se forma a molécula de acetil-CoA e o que restou do ácido graxo permanece no ciclo até formar as
duas últimas moléculas de acetil-CoA. As moléculas de Acetil-CoA entram no ciclo de Krebs e as moléculas de
FADH2 e NADH vão para a cadeia transportadora de elétrons.
Natureza Gasto Produção Saldo
Ativação do ácido graxo 1 ATP à AMP - - 2 ATP
Ciclo de Lynen - 1 NADH e 1 FADH2 por volta – 5 ATP
7 voltas para o palmitato - 7 NADH e 7 FADH2 (5 x 7) 35 ATP
Ciclo de Krebs – 12 ATP por volta
8 Acetil-CoA - 96 ATP (12 x 8) 96 ATP
Saldo final 129 A
Tabela 2 – Balanço energético da degradação do ácido graxo (β-oxidação).
Saiba mais
Se levarmos em conta o ácido esteárico (18 C), a produção energética é de 146 ATP. A glicose tem seis
carbonos e sua degradação forma 38 ATP. Três moléculas de glicose são os mesmos 18 carbonos do
ácido esteárico, e a produção de ATP da degradação completa dessas três moléculas de glicose seria de
114 ATP. Portanto, a molécula de gordura é mais eficiente na produção de energia do que a quebra de
moléculas de carboidratos. 
Os ácidos graxos de cadeia longa, com mais de 20 carbonos ou com cadeias ramificadas, não iniciam o
processo de degradação na mitocôndria. Os peroxissomos são organelas que iniciam a β-oxidação em ácidos
graxos de cadeia muito longa e conseguem reduzir essas moléculas em até 18, 20 carbonos. Em seguida,
esses ácidos graxos menores vão para a mitocôndria, para continuar a redução.
 
Os peroxissomos realizam a β-oxidação da mesma forma que a mitocôndria, porém eles não possuem a
cadeia transportadora de elétrons. Portanto, o NADH sai do peroxissomo (assim como a acetil-CoA) e vai para
a mitocôndria. Já o FADH2 é processado pelo próprio peroxissomo, que utiliza o O2 para produzir peróxido de
hidrogênio (H2O2) (figura 10). Como essa molécula é extremamente tóxica, o peroxissomo possui uma outra
enzima, a catalase, que degrada esse peróxido de hidrogênio em água e meio mol de oxigênio.
Figura 10 – Recuperação da molécula de FAD, com a produção de peróxido de
hidrogênio.
Existe uma doença genética, a adrenoleucodistrofia, que é causada pela a falta de uma molécula na
membrana do peroxissomo.
Adrenoleucodistrofia
Assista ao vídeo em que será apresentado um trecho do filme O óleo de Lorenzo e uma discussão sobre a
importância da descoberta do conceito bioquímico da doença.
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Biossíntese dos ácidos graxos
Quando a ingestão de alimentos é maior que a
necessidade energética, o ciclo de Krebs
começa a ocorrer mais lentamente e o acetil-
CoA fica acumulado dentro da mitocôndria.
Esse acetil-CoA acumulado reage com o
oxaloacetato, formando citrato, que também
começa a acumular dentro da mitocôndria.
 
O acúmulo de citrato faz com que ele seja
carreado para o citosol. A saída do citrato da
mitocôndria se dá por uma molécula
translocadora. Quando chega no citoplasma, o citrato é degradado novamente em oxaloacetato e acetil-CoA,
pela enzima citrato liase (figura 11).
Figura 11 – Conversão do citrato em acetil-CoA.
A biossíntese dos ácidos graxos ocorre a partir de uma molécula com três átomos de carbono, o malonil-CoA.
Sendo assim, o acetil-CoA é convertido em malonil-CoA pela ação da enzima acetil-CoA carboxilase. Ela
carboxila o acetil-CoA, que passa de dois para três carbonos (figura 12).
Figura 12 – Conversão do acetil-CoA em malonil-CoA.
Após essa conversão inicia-se a formação do ácido graxo. Isso ocorre pela ação da enzima complexo do
ácido-graxo sintase (figura 13).
Figura 13 – Esquema da enzima complexo do ácido-graxo sintase.
Essa enzima contém diversas subunidades, cada uma com uma função. A primeira subunidade, proteína
carreadora de grupos acila (ACP), apresenta um radical SH, assim como a β-ceto-ACP-sintase (KS). Esse
grupo SH tem afinidade por receber coenzima A.
 
As outras subunidades são: 
 
acetil-CoA-ACP-transacetilase (AT);
malonil-CoA-ACP-transferase (MT);
β-cetoacil-ACP-redutase (KR);
β-hidroxiacil-ACP-desidratase (HD) e 
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enoill-ACP-redutase (ER).
 
Veja, a seguir, as reações da biossíntese de lipídios:
1ª reação: Ação da acetil-CoA-ACP-transacetilase (AT)
1ª reação da biossíntese de lipídios. A Acetil-CoA, com o auxílio da
enzima AT, se liga ao radical HS da enzima KS, liberando CoA.
A partir do momento que existe um acúmulo de acetil-CoA e malonil-CoA,
essas moléculas serão atraídas pelo complexo enzimático e farão a
biossíntese de lipídios. A primeira enzima, a acetil-CoA-ACP-
transacetilase (AT) muda sua conformação e permite que a acetil-CoA se
ligue ao complexo na enzima β-ceto-ACP-sintase (KS), perdendo a CoA e
permanecendo grudada ao complexo. Em seguida, a enzima volta à
conformação inicial.
2ª reação: Ação da malonil-CoA-ACP-transferase (MT)
Da mesma forma que a enzima do primeiro passo, esta muda a sua
conformação para transferir um malonil-CoA para o radical SH da ACP,
permanecendo grudada ao complexo.
O malonil-CoA, com o auxílio da enzima MT, se liga ao radical HS da
enzima ACP, liberando CoA.
3ª Reação: Ação da β-ceto-ACP-sintase (KS)
Nessa reação o acetil se funde com o malonil, liberando CO2.
Nessa reação, o malonil e o acetil se fundem, com o auxílio da enzima KS,
formando butiril e liberando CO2.
4ª Reação: Ação da β-cetoacil-ACP-redutase (KR)
Nesta etapa o butiril é reduzido com o auxílio da enzima KR e o cofator
NADPH, transformando o cetoácido em álcool.
5ª Reação: Ação da β-hidroxiacil-ACP-desidratase (HD)
Nesta etapa ocorre a desidratação da molécula com o auxílio da enzima
HD.
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6ª Reação: Ação da enoill-ACP-redutase (ER)
Nesta etapa, mais uma vez com o auxílio de um cofator NADPH, a
molécula será reduzida, adicionando hidrogênios à molécula, reação
catalisada pela enzima ER.
7ª Reação: Ação da β-ceto-ACP-sintase (KS)
Nesta etapa vai ocorrer a translocação do butiril para o sítio da KS,
liberando o sítio da ACP e permitindo a ligação de mais uma molécula de
malonil-CoA.
Após a translocação, continua o alongamento da molécula, a partir da 2ª etapa, alongando-a até 16 carbonos.
Portanto, tudo o que for excesso na alimentação, vai se transformar em piruvato, que irá se transformar em
acetil-CoA e será utilizadopara sintetizar ácido graxo.
 
Quando comparamos degradação e síntese de ácidos graxos, temos reações contrárias. Na degradação, o
acetil-CoA é oxidado, hidratado e oxidado novamente. Na síntese, depois da condensação do acetil-CoA com
o malonil-CoA, a molécula é reduzida, desidratada e reduzida novamente.
 
Já vimos mais acima que na degradação do palmitato (16 carbonos) temos um saldo energético de 129 ATP.
Na síntese de uma molécula de palmitato, temos também três etapas de gasto de ATP (tabela 3).
Natureza Gasto
Transferência do acetil-CoA da mitocôndria para o citoplasma 
Produção de citrato – deixa de produzir 12 ATP por acetil-CoA 
Produção de acetil-CoA – gasta 1 ATP 
Uso do Oxaloacetato – gasta 1 ATP 
Palmitato – precisa de 8 Acetil-CoA 96 ATP
Produção de malonil-CoA – gasta 1 ATP 
Palmitato – precisa de 7 Acetil-CoA 7 ATP
2 NADPH por volta – deixa de produzir 6 ATP 
São 7 voltas 42 ATP
Saldo Final 145 ATP
Tabela 3 – Balanço energético da síntese do ácido graxo.
Resumindo
Para degradar o ácido graxo há um saldo positivo de 129 ATP, mas para produzir a molécula, são gastos
145 ATP. 
A cadeia é sintetizada no citoplasma até a formação do palmitato. O resto do alongamento é realizado no
retículo endoplasmático, onde também é realizada a dessaturação. Nos animais, o processo de insaturação é
feito até o carbono 9 pela palmitoil-CoA-dessaturase. No caso de outras insaturações, elas são realizadas a
partir da ingesta de alimentos. Esses ácidos são o que conhecemos como w6 e w3.
Lipídios especiais
O colesterol é uma gordura sintetizada pelo fígado, intestino, adrenal e gônadas. Encontramos a forma livre,
adquirida pela alimentação, e a esterificada, que é a forma de armazenamento, representada pela molécula de
colesterol ligada a um ácido graxo. Ele é transportado por lipoproteínas e utilizado para a produção de sais
biliares, hormônios esteroides, membrana plasmática e lipoproteínas sanguíneas.
 
O colesterol só é produzido no estado alimentado, pois são necessárias moléculas de acetil-CoA para a
produção dele. Ou seja, a insulina deve estar circulante na corrente sanguínea.
 
A biossíntese do colesterol é realizada em quatro estágios:
Resumo da biossíntese de colesterol
O aumento de moléculas do cofator NADH diminui a velocidade do ciclo de Krebs. Assim, ocorre o acúmulo de
acetil-CoA, que vai para o citoplasma na forma de citrato. Mas tudo isso nós vimos na biossíntese de ácidos
graxos. A questão é que o excesso de acetil-CoA gera tanto a produção de ácidos graxos como a de
colesterol.
 
A etapa 1 consiste na produção de melavonato a partir de três moléculas de acetil-CoA. Primeiro ocorre a
fusão de 2 moléculas de acetil-CoA, formando o acetoacetil-CoA. Depois, mais uma molécula se liga,
formando o β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA), que é reduzido pela HMG-CoA redutase a melanovato.
Uma vez que ocorra a produção de melavonato, todas as outras fases ocorrem naturalmente.
 
Um pouco do acetil-CoA dá origem aos corpos cetônicos. Em condições de jejum prolongado e de diabetes
pode ocorrer um aumento de corpos cetônicos, que irão se acumular e acidificar o sangue. Os corpos
cetônicos vão para a corrente sanguínea e são utilizados por outros tecidos.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Toda a gordura estocada em nosso organismo é armazenada sob a forma de triglicerídeos.
Tendo em vista os conhecimentos adquiridos no modulo 1, uma molécula de triglicerídeo é
formado por:
A
Glicerol + 3 ácidos graxos.
B
Glicerol + 3 aminoácidos.
C
3 glicídios + 3 ácidos graxos.
D
3 glicídios + amido.
E
Glicerol + 3 monossacarídeos.
A alternativa A está correta.
Os lipídios são armazenados no tecido adiposo, na forma de triglicerídeos ou triacilglicerol. Os triglicerídeos
representam até 95% do volume do adipócito, que é a célula do tecido adiposo, e 20% do peso corpóreo
total. Os triglicerídeos armazenados no adipócito serão hidrolisados a ácidos graxos e glicerol. Essa
hidrólise se dá na presença de moléculas de água, catalisadas por enzimas específicas: lipase de
triglicéride de tecido adiposo (ATGL), lipase hormônio sensível (HSL) e lipase de monoacilglicerol (MAGL).
Questão 2
Os lipídios mais comuns nas células são os triglicerídeos (triacilgliceróis), fosfolipídios,
glicolipídios e esteroides. Em relação aos lipídios, analise as seguintes afirmações:
I. Trata-se de um grupo de moléculas caracterizadas por sua insolubilidade em água e
solubilidade em solventes orgânicos.
II. Os triacilgliceróis servem como reserva energética para o organismo e seus ácidos graxos,
quando oxidados, liberam pequena quantidade de energia em comparação aos carboidratos.
III. Um dos esteroides mais importantes é o colesterol, presente nas membranas de células
animais.
Está(ão) correta(s):
A
Somente a afirmação II
B
Somente as afirmações I e III
C
Somente a afirmação I
D
Somente as afirmações II e III
E
Somente as afirmações I e II
A alternativa B está correta.
A afirmativa II está errada porque os triacilgliceróis liberam mais energia do que uma molécula de glicose.
2. O metabolismo dos aminoácidos
Proteínas
Nosso organismo obtém proteínas de duas
formas: aquelas presentes na dieta (a carne,
por exemplo), que são degradadas no trato
digestório por enzimas específicas a
aminoácidos, e as proteínas que constituem
nosso organismo. Estas têm período de meia-
vida variável, ou seja, sua vida útil varia e
depende de uma série de fatores. Temos
proteínas que duram apenas alguns minutos,
mas outras chegam a durar meses, como é o
caso da hemoglobina na hemácia.
 
Um adulto saudável e com dieta apropriada
elimina nitrogênio suficiente para formar 100 gramas de proteínas. Além disso, ele necessita renovar 400
gramas de suas proteínas/dia e, desse modo, deve consumir cerca de 100 gramas de proteína/dia.
Atenção
Todo o excesso consumido vai ser excretado na forma de aminas, e o excesso dos esqueletos
carbônicos será armazenado na forma de gordura. 
Os animais estocam carbonos na forma de carboidratos (glicogênio – pequena quantidade) e lipídios, mas não
estocam nitrogênio. Sendo assim, o excesso de nitrogênio deve ser excretado. Além disso, nem toda a
proteína consumida é degradada, uma parte é eliminada nas fezes de forma íntegra (figura 14).
Figura 14 – Destinos das proteínas no organismo.
Reações de transaminação
As reações que iniciam a captação dos grupos amina dos aminoácidos são reações de transaminação, como
se pode ver no esquema geral a seguir:
O L-glutamato é formado dentro da mitocôndria, sob processo de desaminação (figura 15), gerando amônia,
um veneno metabólico, e deve ser rapidamente processada. Por isso ela é produzida dentro da mitocôndria e
logo entra no ciclo da ureia, assunto que veremos mais adiante neste módulo.
Figura 15 – Esquema da reação de desaminação do L-glutamato.
Metabolismo dos aminoácidos
Quando se retira os grupamentos amina nas reações de transaminação, sobram os esqueletos carbônicos.
Vimos que o glutamato gera a-cetoglutarato. Já o aspartato gera oxaloacetato. Essas moléculas são
conhecidas nossas como moléculas do ciclo de Krebs, que, por isso, acaba sendo o centro do metabolismo
energético.
Figura 16 - Ciclo de Krebs
O consumo de esqueletos carbônicos a mais e sem necessidade de energia pelo organismo, faz com que não
haja necessidade de produção de NADH e, assim, o ciclo de Krebs vai parando, não descarboxilando o citrato.
Consequentemente, com o acúmulo de citrato, ácidos graxos serão gerados e armazenados.
 
Uma situação oposta é a falta de glicose. Quando o ácido graxo entra no ciclo de Krebs, até ele chegar ao
precursor da gliconeogênese, que é o oxaloacetato, já perdeu carbonos. Sendo assim, ácidos graxos não
viram açúcar. Porém, alguns aminoácidos conseguem entrar no ciclo de Krebs e gerar glicose. É por isso que,
em situação de jejum prolongado, existe a quebra de proteínas para formar glicose para as hemácias e o
cérebro.
Dietas muito radicais, em que a pessoa não se
alimenta direito, e muitasvezes sem
carboidrato, fazem com que haja o consumo de
proteínas musculares para a produção de
glicose. Uma vez que a pessoa volte a se
alimentar adequadamente, ela irá recuperar o
peso.
 
Existem grupos de aminoácidos, como veremos
a seguir, que geram acetil-CoA, acetoacetil-
CoA, piruvato, α-cetoglutarato, entre outros
intermediários do ciclo de Krebs. Alguns
aminoácidos possuem esqueleto carbônico grande e são capazes de produzir dois intermediários, como é o
caso da fenilalanina e da tirosina, que geram acetoacetil-CoA e fumarato (figura 15). Os aminoácidos podem
ser classificados da seguinte forma:
1
Aminoácidos cetogênicos
São incapazes de produzir glicose. Só produzem cetoácidos.
2
Aminoácidos glicogênicos
Podem produzir glicose no caso de necessidade energética. 
3
Aminoácidos mistos
São aqueles que geram piruvato e, assim, podem seguir no ciclo de Krebs ao virar acetil-CoA, ou
participar da gliconeogênese, ao ser carboxilado e gerar oxaloacetato.
Figura 17 – Interação dos aminoácidos com o ciclo de Krebs. As associações estão
descritas no texto.
Corpos cetônicos
Os corpos cetônicos são moléculas produzidas a partir do acetil-CoA, principalmente na
matriz mitocondrial das células do fígado. Essa produção acontece de forma espontânea em pequena
quantidade. Porém, quando os carboidratos estão escassos, a energia deve ser obtida através da quebra
dos ácidos graxos, e assim temos a produção dos corpos cetônicos.
 
A acetona é formada a partir da descarboxilação espontânea do acetoacetato. Os níveis de acetona são muito
menores do que os níveis dos outros dois tipos de corpos cetônicos. Além disso, a acetona não pode ser
convertida de volta a acetil-CoA, então ela é excretada na urina e exalada (por ser um composto altamente
volátil, ela evapora facilmente). A exalação de acetona é responsável por um odor característico na respiração
de pessoas em estados cetóticos.
 
Os corpos cetônicos são formados principalmente pela oxidação de ácido graxo (figura 18). Porém, uma rota
alternativa para a produção de corpos cetônicos é o catabolismo dos
aminoácidos fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, tirosina, triptofano e treonina, fornecendo energia de forma
imediata ao ciclo de Krebs, uma vez que a Acetil-CoA produzida não pode ser convertida em glicose. Dentre
esses aminoácidos, apenas a leucina e a lisina são exclusivamente cetogênicos e, como já vimos, serão
catabolizados em acetoacetil-CoA ou acetil-CoA, podendo se inserir na rota de síntese de corpos cetônicos
no fígado.
Figura 18 – Desenho esquemático resumindo a produção de corpos cetônicos.
Excreção do nitrogênio
Como dito anteriormente, o nitrogênio é muito tóxico para o organismo e não deve permanecer na forma livre.
Dependendo do tipo de organismo, ele é eliminado sob três formas diferentes:
1
Organismos amoniotélicos
Excretam a amônia diretamente. São os invertebrados aquáticos, peixes ósseos, larvas de anfíbios.
2
Organismos ureotélicos
Excretam a amônia sob a forma de ureia. São os anelídeos, peixes cartilaginosos, anfíbios e
mamíferos.
3
Organismos uricotélicos
Excretam a amônia sob a forma de ácido úrico. São os insetos, répteis e aves.
Veremos agora como a ureia é formada (figura 19). Nos hepatócitos, mais precisamente dentro da
mitocôndria, a amônia se combina com o bicarbonato, formando carbamoil-fosfato. Este se combina com a
ornitina, que vem do citoplasma para dentro da mitocôndria através de canais presentes na membrana da
mitocôndria.
 
A combinação do carbamoil com a ornitina gera citrulina, que sai da mitocôndria para o citoplasma e se
combina com aspartato, formando argininosuccinato. Esse comporto se quebra em fumarato, que pode voltar
para o ciclo de Krebs, e arginina.
 
Por fim, a arginina se decompõe em ornitina e ureia. A ornitina volta para o ciclo da ureia e a ureia é excretada
pelos rins na urina.
Figura 19 – Ciclo da ureia.
Toda a ureia é produzida no fígado. Os grupamentos amônia produzidos nos tecidos (figura 20) e nos
músculos (figura 21) são transportados para o fígado em aminoácidos transportadores desses grupos amina:
a glutamina e a alanina.
Figura 20 – Sequência de reações que ocorrem para o transporte da amônia dos
tecidos para o fígado.
Figura 21 – Sequência de reações que ocorrem para o transporte da amônia dos
músculos para o fígado.
Existem mais de 100 doenças descritas decorrentes de problemas do catabolismo de aminoácidos e ciclo da
ureia. Muitas delas levam à morte, em geral por acúmulo de substâncias tóxicas no cérebro ou amônia no
sangue e tecidos.
 
Uma das doenças, a fenilcetonúria, ocorre porque não existe a enzima que catalisa a reação de fenilalanina
para tirosina e daí para acetoacetato e fumarato. Assim, há o acúmulo de fenilpiruvato na entrada para a
mitocôndria, e produção de energia no cérebro. O tratamento consiste em controlar a ingestão de fenilalanina.
Atenção
Outro aspecto importante a se discutir é sobre dietas constituídas por muita proteína. Como vimos, o
metabolito gerado é a ureia, que é eliminada pela urina. Assista ao vídeo para entender um pouco melhor
o que acontece com o organismo na dieta das proteínas. 
Dieta das proteínas
Assista ao vídeo que trata da dieta das proteínas e sua eficácia.
Conteúdo interativo
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Biossíntese de aminoácidos
São 20 os aminoácidos que compõem as nossas proteínas. Eles podem ser classificados como aminoácidos
essenciais e aminoácidos não essenciais.
 
Os aminoácidos essenciais são aqueles que só podem ser produzidos pelos organismos autotróficos e devem
ser ingeridos pelos seres humanos por meio da alimentação. A histidina também é um aminoácido que precisa
ser suplementado no início da vida humana.
 
Além dela, mais oito aminoácidos são considerados essenciais:
Aminoácidos com grupo “R” apolares
Valina, leucina, isoleucina, triptofano, fenilalanina, metionina.
Aminoácidos com grupo “R” polares
Treonina.
Aminoácidos com grupo “R” aminado
Lisina.
Os aminoácidos não essenciais, em número de 12, são aqueles que podem ser sintetizados pelo homem:
Aminoácidos com grupo “R” apolares
Glicina, alanina, prolina.
Aminoácidos com grupo “R” polares
Cisteína, serina, tirosina, asparagina, glutamina.
Aminoácidos com grupo “R” aminados
Arginina e histidina.
Aminoácidos com grupo “R” carboxilado
Aspartato e glutamato.
No catabolismo, vimos que esses aminoácidos geram acetil-CoA, piruvato e outros compostos que são pré ou
estão presentes no ciclo de Krebs e, assim que o grupamento amônia é eliminado, o esqueleto carbônico será
utilizado para a geração de energia. Mas, no anabolismo, nós estamos “cuidando” do excesso de alimentação.
 
Os aminoácidos serão construídos a partir de aminoácidos existentes (para isso é necessária a demanda de
algum aminoácido específico) ou pela incorporação de grupamentos amônia a esqueletos carbônicos.
Atenção
Importante lembrar que o anabolismo gasta energia. E cada vez que é utilizado um intermediário do ciclo
de Krebs para produzir um aminoácido, a célula deixa de produzir uma quantidade significante de ATP. É
claro que com uma alimentação saudável pouco aminoácido será produzido, diminuindo
consideravelmente o gasto energético.
Alguns aminoácidos são precursores de moléculas importantes, a saber:
Tirosina – Catecolaminas (Dopamina, Noradrenalina,
Adrenalina)
São hormônios do estresse, visto que estimulam o metabolismo e
aumentam a pressão sanguínea. A falta dessas substâncias está
associada à doença de Parkinson e o excesso delas, ao transtorno de
bipolaridade.
Glutamato - Gama - aminobutirato (GABA)
Inibidor da neurotransmissão cuja falta está associada à epilepsia.
Triptofano – Serotonina
Atua no cérebro, participando da regulação do humor, do sono, apetite,
ritmo cardíaco, temperatura corporal, sensibilidade à dor, movimentos e
funções intelectuais.
Histidina – Histamina
Molécula vasodilatadora e responsável pelos sintomas no processo
alérgico.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Acerca do metabolismode aminoácidos, assinale a opção correta.
A
Os aminoácidos cetogênicos servem como substrato para a gliconeogênese.
B
Glutamato é convertido em glutamina por meio de amidação.
C
Os aminoácidos essenciais são normalmente produzidos pelo fígado.
D
Leucina e fenilalanina são aminoácidos exclusivamente cetogênicos.
E
O piruvato dá origem aos aminoácidos glicina e metionina.
A alternativa D está correta.
A leucina e a fenilalanina geram acetoacetil-CoA, que vira acetil-CoA e que, quando entra no ciclo de Krebs,
perde carbonos, impossibilitando a gliconeogênese. Portanto, são aminoácidos cetogênicos.
Questão 2
Aprendemos que a transaminação é o primeiro passo no catabolismo da maioria dos
aminoácidos. No que consiste essa etapa do catabolismo?
A
Na remoção de nitrogênio dos aminoácidos, resultando na formação de amônia livre.
B
Na reação catalisada pela enzima glutamato desidrogenase, formando o íon amônio.
C
Na ação da RNA polimerase, favorecendo a síntese proteica.
D
Na transferência do grupo alfa-amino de um aminoácido para o α-cetoglutarato.
E
Na ação dos microRNA, favorecendo o controle da síntese proteica.
A alternativa D está correta.
A transaminação é o processo de transferência do grupo amino para um cetoácido.
3. A integração metabólica
Um pouco mais sobre metabolismo
Como já vimos, o metabolismo pode ser definido como um conjunto de interações celulares extremamente
ordenadas e estruturadas, em que vários complexos enzimáticos catalisam diversas reações químicas, a fim
de degradar ou sintetizar macromoléculas necessárias à vida. Normalmente, essas interações são
organizadas em sequências de múltiplos passos, denominadas vias, que se classificam como catabólicas (de
degradação) ou anabólicas (de síntese).
Portanto, o metabolismo é a junção de todas as reações químicas estimuladas por enzimas, presentes dentro
de um corpo celular, estabelecendo as vias metabólicas. Todas as fases que se sucedem continuamente em
uma integração metabólica fornecem uma reação própria, que, usualmente, consiste na extração, na
movimentação ou no aumento de uma partícula ou um grupo funcional. O agente é transformado em um
elemento resultante de uma cadeia de reações metabólicas interpostas, denominadas metabólitos.
Atenção
É importante salientar que essas reações são cadenciadas: uma depende da anterior para que possa
ocorrer. 
Depois de tudo o que discutimos até agora, você deve ter reparado no seguinte: todas as vias metabólicas,
sem exceção, convergem para a produção de ATP. E todas elas têm etapas em comum, indo finalizar no ciclo
de Krebs e na cadeia transportadora de elétrons. Só que nosso organismo passa por diversos “momentos”:
 
Jejum;
Jejum intenso;
Pós-alimentação (que chamaremos pelo termo técnico pós-prandial);
Exercício intenso.
 
• 
• 
• 
• 
Em cada momento teremos uma “configuração”: são hormônios diferentes regulando as diferentes fases do
metabolismo no nosso organismo. Além disso, temos também órgãos diferentes, que geram preferências
nutricionais diferentes.
Especialização dos órgãos
Cada tecido do corpo humano se caracteriza por atividades próprias e específicas, reagindo diferentemente
às reações metabólicas, da mesma forma, eles têm “preferências” energéticas. 
 
Vamos ver, então, como cada tecido se comporta:
Fígado
No processo de digestão, o organismo processa os nutrientes ingeridos na dieta – proteínas,
carboidratos e gorduras –, quebrando-os pela ação de enzimas específicas. Essas moléculas menores
são absorvidas pelo trato gastrointestinal e caem na corrente sanguínea até chegar no fígado, onde
serão processados. Esse caminho é feito de forma direta pela veia porta, de onde sai todo o sangue
que circula pelos vasos do trato gastrointestinal.
No fígado, os hepatócitos convertem as partículas nutritivas em energia e em precursores para os
outros tecidos. O tipo e a quantidade de nutrientes que são destinados ao fígado vão oscilar de
acordo com diversos aspectos, como dieta e disponibilidade de alimentos. Devido a essa oscilação, o
fígado é capaz de apresentar uma maleabilidade em relação ao metabolismo.
Processamento e distribuição de açúcares
Os hepatócitos trazem, na sua membrana, o transportador GLUT2, que possibilita a entrada de
glicose rapidamente na célula, de forma que a quantidade de açúcar dentro dela seja a mesma no
sangue. A glicose que entra no fígado é fosforilada pela glicoquinase, possibilitando a produção da
glicose-6-fosfato. A presença dessa enzima permite que os hepatócitos continuem fosforilando a
glicose, mesmo quando sua quantidade no fígado aumenta a ponto de sobrepesar outras
hexoquinases. Além disso, no momento em que se reduz a quantidade de glicose no sangue, o
hepatócito reduz também o seu metabolismo, permitindo que a glicose seja poupada para os outros
tecidos.
Processamento e distribuição de aminoácidos
Existem várias rotas para os aminoácidos que ingressam nos hepatócitos. O fígado é o órgão
responsável por proceder às transformações metabólicas dos aminoácidos que derivam, de forma
inconstante, de outros tecidos. O sangue, por sua vez, é abastecido devidamente com glicose assim
que os carboidratos são absorvidos depois da digestão – ou no intervalo da alimentação – pela
transformação do glicogênio, existente no fígado, em glicose sanguínea.
Processamento e distribuição de lipídios
Os lipídios são um amplo grupo de compostos químicos orgânicos naturais que podem ser
subdivididos em vários tipos, entre eles os ácidos graxos. Estes, por sua vez, entram no fígado e
passam a exercer diversas funções no organismo. Além disso, o fígado também é responsável por
promover a destoxificação de compostos orgânicos externos – por exemplo, conservantes
alimentares, aditivos e fármacos –, bem como de outros compostos perigosos em potencial e
ausentes de nutrientes.
Tecido adiposo
O tecido adiposo se subdivide em duas partes: o tecido adiposo branco e o marrom. Cada um deles
exerce papéis bem distintos durante o processo metabólico, os quais serão apresentados a seguir.
Tecido adiposo branco: armazena e provê ácidos graxos
Esse tecido não tem forma determinada; é amplamente espalhado pelo corpo, sendo encontrado
embaixo da pele, em torno dos vasos sanguíneos e no espaço abdominal. As células desse tecido
branco são chamadas de adipócitos e seu metabolismo é extremamente intenso, reagindo de maneira
vigorosa a estímulos corporais, em nítida ação compartilhada com os hepatócitos, o coração e o
músculo esquelético. O tecido branco adiposo é responsável pela reserva de triglicerídeos no corpo.
Tecido adiposo marrom: termogênico
Esse tecido diferencia-se do branco por ter células menores, com forma poligonal. As células, além de
conterem mais mitocôndrias e capilares, são mais inervadas. Além disso, os adipócitos marrons são
peculiares no que se refere à realização da termogênese.
Músculos
O metabolismo energético no músculo esquelético se destaca pelo fornecimento de ATP como fonte
de energia direta no momento de contração. Além disso, esse tecido está preparado para efetuar
atividades mecânicas ininterruptas, que cessam e recomeçam, a depender da exigência corporal. Em
alguns casos, a musculatura esquelética precisa atingir seu rendimento mais alto em pouco tempo.
Cérebro
O metabolismo energético que ocorre no cérebro é excepcional por múltiplas razões: os neurônios do
sistema nervoso de um mamífero adulto, em geral, utilizam apenas a glicose como fonte de energia;
os astrócitos, que são células do SNC, podem promover a oxidação dos ácidos graxos; seu processo
metabólico respiratório é extremamente ativo, pois utiliza oxigênio de forma continuada e sem
interrupção, totalizando 20% do total desse elemento usado pelo corpo quando em inatividade.
O cérebro possui pequena reserva de glicogênio e, por isso, necessita sempre da concentração da
glicose no sangue.
Apesar de os neurônios só utilizarem a glicose como fonte de energia, eles são capazes também de
usar, se preciso, os corpos cetônicos (β hidroxibutirato)originados no fígado por meio de ácidos
graxos. Essa capacidade é fundamental quando o corpo está em jejum prolongado ou inanição, após
a quebra integral do glicogênio, possibilitando que o cérebro utilize a gordura armazenada como
combustível.
Sangue
A corrente sanguínea é responsável por deslocar os nutrientes provenientes do intestino delgado em
direção ao fígado, e deste e do tecido adiposo em direção aos demais órgãos. Desloca, ainda, os
resultados de excreção dos tecidos extra-hepáticos para que o fígado realize o devido
processamento, e, depois, sejam eliminados pelos rins.
Integração metabólica no estado alimentado
Quando fazemos uma refeição, insulina é liberada para a corrente sanguínea. Esse hormônio indica que a
glicose no sangue está em nível mais elevado do que o normal, fazendo com que o tecido muscular o absorva
para que seja transformado em glicogênio muscular. No hepatócito, essa substância também ativa a
glicogênio-sintase e promove a inativação da glicogênio-fosforilase, de forma que considerável quantidade de
glicose-6-fosfato é dirigida à produção de glicogênio.
Saiba mais
A insulina também impulsiona o estoque do excedente de energia nas células adiposas no formato de
gordura. No fígado, provoca a oxidação da glicose-6-fosfato em piruvato, por meio do processo de
glicólise, e sua oxidação em acetil-CoA. A quantidade de acetil-CoA não utilizada como combustível
servirá para a produção de ácidos graxos, conduzidos do fígado para as células adiposas como
triacilgliceróis. Por meio desse processo, será estimulada a produção de triacilgliceróis também nos
adipócitos. 
As consequências provocadas pela insulina consistem em estimular a transformação do excedente da glicose
do sangue pelo armazenamento de glicogênio no fígado e no tecido muscular, bem como pelo armazenamento
dos triacilgliceróis no tecido adiposo (figura 22).
Figura 22 - Metabolismo energético no estado alimentado.
Secreção de insulina em resposta às modificações de glicose
No momento em que a quantidade de glicose no sangue se torna mais elevada, depois da ingestão de uma
alimentação rica em carboidratos, há um incremento na secreção de insulina e diminuição da secreção de
glucagon pelo pâncreas. Com o aumento da glicose no sangue, os receptores de insulina GLUT2 conduzem a
glicose para o interior das células, local em que será transformada em glicose-6-fosfato por meio da
glicoquinase (hexoquinase IV), ingressando na glicólise.
 
O cérebro, que também exige combustível, manda sinais para a produção de insulina por meio dos sistemas
nervosos simpático (negativos) e parassimpático (positivos). Um ciclo básico de retroalimentação demarca a
secreção do hormônio, pois a insulina provoca a diminuição de glicose no sangue pela sua absorção nos
tecidos. E essa diminuição é identificada nas células β pela redução do fluxo na hexoquinase, o que diminui ou
encerra a produção de insulina.
Atenção
Todo esse processo tem como finalidade a conservação da quantidade de glicose sanguínea, que se
mantém estável (com pequenas variações), embora haja uma intensa modificação na assimilação
dietética. 
Integração metabólica durante o jejum
Algum tempo depois da realização de uma dieta rica em carboidratos, as taxas de glicose no sangue se
tornam mais baixas, pois o cérebro e outros tecidos continuam a realizar a oxidação da glicose como fonte de
energia. Essa diminuição provoca a liberação de glucagon e restringe a de insulina.
O glucagon, que também é produzido pelo pâncreas, promove uma elevação na quantidade de glicose de
diversas formas. Da mesma maneira que a adrenalina, esse hormônio fomenta a quebra do glicogênio do
fígado por promover a glicogênio-fosforilase e por suspender a glicogênio-sintase. Ambas as ações são
consequência da fosforilação de enzimas, cujo desencadeamento se dá pelo cAMP.
 
Além disso, o glucagon impede o consumo de glicose, no fígado, pela glicólise; ao mesmo tempo, ativa a sua
produção pela gliconeogênese. Essas duas ações são produtos da diminuição da quantidade de frutose-2,6-
bifosfato, hormônio que também impede a atuação da piruvatoquinase, impossibilitando a transformação do
fosfoenolpiruvato em piruvato e, consequentemente, a oxidação do último no ciclo do ácido cítrico. Como
resultado do aumento de fosfoenolpiruvato, a gliconeogênese é favorecida, o que também ocorre por causa
da ativação pelo glucagon. Portanto, a partir da intensificação da quebra de glicogênio, da suspensão da
glicólise e do favorecimento da gliconeogênese no fígado, o glucagon possibilita que esse órgão libere glicose
para o sangue, restabelecendo seu regular percentual.
 
Apesar de ter o fígado como destino principal, o glucagon produz alterações no tecido adiposo, impulsionando
a quebra de triacilgliceróis por provocar a fosforilação. As lipases em atividade exportam ácidos graxos livres
para serem utilizadas pelo fígado e por outros tecidos como fonte de energia, visando conservar glicose para
ser utilizada pelo cérebro (figura 23).
Figura 23 - Fígado glicogênico: em estado de jejum.
Resumindo
A finalidade da secreção do glucagon é incentivar a síntese e a exportação da glicose pelo fígado e
utilizar os ácidos graxos do tecido adiposo, em vez da glicose, como fonte de energia para outros
sistemas do corpo, com exceção do cérebro. 
Integração metabólica durante o jejum prolongado
O armazenamento de energia por um adulto pode ocorrer de três formas:
 
Por meio do glicogênio guardado no fígado e nos músculos (em pequena quantidade).
Por triacilgliceróis conservados no tecido adiposo em significativas concentrações.
Por proteínas teciduais, quebradas, caso seja necessário.
 
Entenda a seguir como funciona o jejum prolongado:
1. 
2. 
3. 
Jejum prolongado
Primeira etapa:
Passadas duas horas da alimentação, a taxa de glicose no sangue se torna um pouco mais baixa,
fazendo com que o fígado a exporte para outros tecidos a partir do glicogênio armazenado. Nesse
momento, a quebra de triacilgliceróis é muito reduzida ou até inexistente.
Segunda etapa:
Passadas mais duas horas (totalizando quatro horas depois da ingestão), a taxa de glicose no sangue
se torna ainda mais baixa, restringindo a liberação de insulina e aumentando a do glucagon. Essas
indicações hormonais ativam os triacilgliceróis, que passam a ser, a priori, a fonte de energia utilizada
pelo fígado e pelos músculos.
Entraria na segunda etapa:
Assim, quando não há ingestão de alimento por um período mais longo, com o intuito de abastecer o
cérebro com glicose, o fígado utiliza as proteínas menos indispensáveis para o corpo como um todo.
Da mesma forma, os aminoácidos que não são fundamentais sofrem a transaminação ou
desaminação, e os grupos amino extras são transformados em ureia, que é liberada através do
sangue para o sistema renal e excretada na urina.
Ainda no fígado e um pouco nos rins, a estrutura interna das moléculas de carbono dos aminoácidos
glicogênicos é transformada em piruvato ou intermediários do ciclo do ácido cítrico. Esses
intermediários, da mesma forma como o glicerol dos triacilgliceróis do tecido adiposo, fornecem os
substratos iniciais para a realização da gliconeogênese no fígado, produzindo glicose para o cérebro.
Além disso, os ácidos graxos exportados do tecido adiposo passam pelo processo de oxidação,
gerando a acetil-CoA no fígado; entretanto, como o oxaloacetato é reduzido pela utilização de
intermediários do ciclo do ácido cítrico na gliconeogênese, o ingresso da acetil-CoA no ciclo é
prejudicado e, por consequência, sua quantidade começa a se concentrar. Tal processo facilita a
produção de acetoacetil-CoA e corpos cetônicos. Depois de dias sem alimentação, as taxas de
corpos cetônicos na corrente sanguínea se intensificam, uma vez que estes são liberados pelo fígado
para serem levados ao músculo esquelético, coração e cérebro, que passam a usá-los como fonte de
energia em lugar da glicose.
Saiba mais: 
O estoque de triacilgliceróis no tecido adiposo de um adulto, em uma faixa de peso consideradaregular, pode sustentar o corpo durante aproximadamente três meses, se a regulação metabólica tiver
dispêndio mínimo de energia. Em relação a uma pessoa obesa, o corpo é capaz de se manter sem
ingestão de alimento por aproximadamente um ano.
Terceira etapa:
No momento em que o armazenamento de gordura termina, inicia-se a quebra de proteínas
essenciais, o que afeta a atividade do coração e do fígado e pode causar, na inatividade prolongada,
a morte. Esse armazenamento confere o combustível necessário para o corpo (fonte de calorias),
enquanto a pessoa estiver em jejum ou em uma alimentação restritiva. Porém, outros nutrientes, como
vitaminas e mineirais, devem ser providos ao corpo por meio de uma refeição rica em aminoácidos
glicogênicos para que eles possam repor aqueles usados na gliconeogênese. Portanto, na preparação
de dietas que visem a redução de peso, em geral, deve-se atentar para a necessidade de ingerir
alimentos ricos em vitaminas, minerais e aminoácidos ou proteínas.
Integração metabólica durante atividade física intensa
Em situações que demandam ação intensa, o cérebro libera sinais neuronais que ativam a produção de
adrenalina e noradrenalina da medula suprarrenal. Essas duas substâncias dilatam as vias aéreas para auxiliar
na assimilação de oxigênio, aceleram a frequência cardíaca e, também, intensificam a pressão arterial, para
que o deslocamento de oxigênio e energia para os tecidos seja feito mais facilmente.
Atenção
A adrenalina atua, em essência, nos músculos, no fígado e no tecido adiposo, pois impulsiona a
glicogênio-fosforilase e limita a glicogênio-sintase por sua fosforilação (dependente de AMP cíclico),
promovendo a transformação do glicogênio presente no fígado em glicose sanguínea (essencial para a
atividade muscular anaeróbia). 
Além disso, a adrenalina incentiva a quebra anaeróbica do glicogênio presente no músculo, por meio da
fermentação em ácido láctico, promovendo a produção glicolítica de ATP. Esse hormônio também é capaz de
estimular a ação de gordura, que intensifica a secreção de glucagon e impede a de insulina, acentuando sua
atuação em busca da produção de combustível e da redução de sua conservação.
Integração do metabolismo
Assista ao vídeo a seguir, que aborda a integração do metabolismo, suas principais características e aporte
enzimático.
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Marque a alternativa que mostra a mudança metabólica específica no período de inanição:
A
O cérebro inicia a utilização de corpos cetônicos como fonte de energia.
B
As células vermelhas oxidam a glicose resultando em lactato – ocorre em todos os períodos, pois a célula
vermelha só utiliza a glicose.
C
O músculo aumenta a utilização de corpos cetônicos – na inanição (jejum prolongado), o músculo reduz o uso
de corpos cetônicos. Como resultado, os níveis de corpos cetônicos aumentam no sangue e o cérebro os usa
para energia.
D
As células adiposas convertem a glicose para glicerol – convertem glicerol em glicose, porém a glicose não
pode ser convertida em glicerol.
E
Ocorre um aumento na velocidade da gliconeogênese – nesse período ela é mais lenta para poupar a proteína
muscular.
A alternativa A está correta.
Na inanição, os níveis de corpos cetônicos aumentam no sangue e o cérebro os utiliza como fonte de
energia. A única forma de manter os níveis de glicose é a gliconeogênese, por isso é necessário poupá-la.
Questão 2
Qual é a fonte de energia mais abundante na inanição?
A
Glicogênio hepático – no período de inanição não tem mais glicogênio hepático.
B
Glicogênio muscular – glicogênio muscular não atende o fígado, pois não tem enzima para para liberar a
glicose livre.
C
Triglicerídeos do tecido adiposo.
D
Triglicerídeos do fígado – não são produzidos na inanição, só vão ser utilizados no período pós prandial,
apenas quando tem excesso.
E
Proteína muscular – é poupada para produção de glicose.
A alternativa C está correta.
Com a falta de glicose, o tecido adiposo fornecerá triglicerídeos que serão degradados em ácidos graxos e
gliceróis, estes por sua vez serão convertidos em corpos cetônicos e glicose, respectivamente. Como os
níveis de glucagon aumentam, os triglicerídios armazenados no tecido adiposo são mobilizados.
4. A origem metabólica do diabetes, da obesidade e da síndrome metabólica
Alimentos X Distúrbios do metabolismo
Atualmente, com diversos tipos de alimentos – nem sempre saudáveis – cada vez mais pessoas desenvolvem
algum distúrbio do metabolismo. São doenças atuais, causadas, na maior parte das vezes, por ingesta de
alimentos de forma exagerada ou não saudável, que leva a diversas complicações. Aqui iremos discutir sobre
obesidade, síndrome metabólica e diabetes mellitus.
Obesidade
A obesidade é o mais antigo distúrbio metabólico – há registros disso em esculturas gregas e em múmias.
Atualmente é considerada a desordem metabólica mais importante em países desenvolvidos. Trata-se de uma
epidemia mundial que afeta ambos os sexos.
Uma das causas do aumento de casos de
obesidade é a mudança dos hábitos
alimentares ocorrida no último século, em que
alimentos com maiores índices de gordura
animal, açúcares, e alimentos refinados foram
introduzidos na dieta, com a diminuição de
carboidratos complexos e fibras. Além disso,
existe também uma redução das atividades
físicas dos indivíduos, o que contribui para as
alterações da composição corporal.
Causas da obesidade
Embora não seja uma considerada uma desordem singular, apresenta diversas causas que resultam no
fenótipo de obesidade. Podemos considerar como as causas:
Fatores alimentares
O excesso de consumo de energia, principalmente de lipídios, favorece o
aumento das células adiposas. Outro aspecto importante é a frequência
alimentar, com o consumo de várias refeições diárias.
Prática de exercícios físicos
Conforme a sociedade se torna mais desenvolvida e mecanizada, a
atividade física diminui, diminuindo assim o gasto energético diário.
Influência genética
O controle do apetite e o comportamento alimentar, apesar de os
mecanismos ainda não estarem esclarecidos, são influenciados
geneticamente.
Envelhecimento
O declínio da taxa metabólica basal em consequência da perda de massa
muscular, a diminuição das atividades físicas e o aumento do consumo
alimentar também levam à obesidade.
Desordens endócrinas
Problemas de hipotálamo, hipotireoidismo, metabolismo de
corticosteroides, hipogonadismo em homens, retirada dos ovários nas
mulheres, síndrome do ovário policístico podem provocar o distúrbio.
Problemas psicológicos
Estresse, ansiedade e depressão influenciam diretamente no
comportamento alimentar.
Morbidade e mortalidade associadas à obesidade
A obesidade está associada a várias doenças, como a síndrome metabólica e o diabetes mellitus, que iremos
discutir mais adiante. Mas, além destas, diversas outras aumentam o risco de morbidade e mortalidade
quando associadas com a obesidade. As doenças coronarianas são as principais, porém existem ainda
aquelas do trato digestivo e neoplasias.
 
A ocorrência de complicações não está relacionada apenas à quantidade de peso, mas também à distribuição
da gordura corpórea, que pode estar localizada na região abdominal ou na região inferior do quadril. Essas
complicações são:
Hipertensão
A obesidade abdominal está associada ao aumento da pressão arterial, porque o acúmulo de gordura
nessa região provoca o aumento da liberação de ácidos graxos livres na veia porta, elevando a
síntese hepática e levando ao aumento da resistência insulínica e a hiperinsulinemia.
Doenças cardiovasculares
Para cada 10% do aumento do peso corporal, há o aumento de 20% na incidência de doenças
coronarianas, como o infarto agudo do miocárdio, a insuficiência cardíaca e o acidente vascular
cerebral.
Neoplasias
A obesidade aumenta a incidência de câncer colorretal, de próstata em homens, e câncer de colo
uterino, ovário e mamas em mulheres.
Disfunções endócrinas
Mulherescom obesidade abdominal desenvolvem irregularidades no ciclo menstrual.
Disfunção da vesícula biliar
É comum a formação de cálculos na vesícula biliar em pacientes obesos.
Problemas pulmonares
Síndrome da obesidade - hipoventilação, queda no volume de reserva expiratório e na capacidade
vital são comuns em pacientes obesos.
Artrites
Neste caso, o problema é mecânico e não metabólico, uma vez que o excesso de peso compromete
as articulações.
Tratamentos para a redução da obesidade
A redução da quantidade de massa corporal melhora a qualidade de vida e diminui a morbidade e a
mortalidade de pacientes obesos.
Problemas Benefícios
Mortalidade
Queda de 20-25% na mortalidade total
Declínio de 30-40% nas mortes por diabetes
40-50% de diminuição nas mortes por neoplasias da obesidade
Pressão arterial
Queda de 10 mmHg na pressão sistólica
Diminuição de 20 mmHg na pressão diastólica
Angina
Redução nos sintomas em 91%
Aumento em 33% na tolerância ao exercício
Lipídios
Diminuição de 10% no colesterol total
Declínio de 15% no LDL
Diminuição de 30% nos triglicerídeos circulantes
Aumento em 8% no HDL
Diabetes
Redução no risco de desenvolvimento de diabetes maior do que 50%.
Diminuição de 30-50% na glicemia de jejum
Declínio de 15% em HbA1C (hemoglobina glicada)
Tabela 4 – Benefícios da diminuição de 10 kg no peso corporal.
Algumas formas de redução da massa corporal podemos ver a seguir:
Dieta
Muitos tratamentos para a obesidade envolvem a restrição da ingestão energética total, uma das
formas de alcançar o déficit energético e reduzir o peso corporal.
Exercícios físicos
O exercício físico regular melhora a capacidade cardiovascular e respiratória, diminui a pressão
arterial, ajuda na tolerância à glicose e na ação da insulina. O exercício regular está associado à
diminuição da mortalidade em geral e a longo prazo.
Medicamentos
O tratamento medicamentoso para redução da
obesidade utiliza as seguintes drogas: anfetaminas,
fenfluraminas, fenterminas, dietilpropriona, mazindol,
pemolina, fenilpropanolamina e os antidepressivos
fluoxitena e sertralina, entre outras.
Mudança comportamental
O automonitoramento faz parte do programa de mudança comportamental e consiste em auto-
observação dos fatos, sentimentos, pensamentos e atitudes que ocorrem antes, durante e após as
tentativas de manter um comportamento prudente ao alimentar-se e na prática de exercícios físicos.
Síndrome Metabólica (SM)
A síndrome metabólica é um conjunto de fatores de risco que se manifestam em uma pessoa e que
aumentam as chances de ela desenvolver uma série de outras doenças, como as cardíacas,
derrames e diabetes.
A base dessa síndrome é a resistência à insulina, que age menos nos tecidos em função de uma menor
quantidade do receptor de insulina GLUT 4, fazendo com que a célula fique dessensibilizada ao hormônio.
Assim, o pâncreas produz mais insulina e eleva o nível de hormônio no sangue.
Como já vimos, a insulina é um hormônio
anabólico que estimula a absorção de glicose
pela ativação dos receptores de glicose
intracelulares (GLUT4) em quase todos os
tecidos, exceto o nervoso, os testículos e as
hemácias. Sabe-se também que a ação desse
hormônio está ligada à degradação de gordura.
 
O quadro de resistência insulínica consiste na
ineficiência desse hormônio nos tecidos e na
consequente superprodução dele. Com os
tecidos menos sensíveis à ação do hormônio,
eles absorvem menos glicose, gerando o
quadro de hiperglicemia; realizam menos lipólise do que lipogênese, provocando elevação das taxas de
colesterol do tipo VLDL e triglicerídeos e promovem acúmulo de gordura visceral.
 
Essa síndrome se desenvolve por fatores genéticos, por sedentarismo e obesidade. Embora os dois últimos
contribuam significativamente, não são determinantes, pois nem todos os indivíduos que apresentam essas
características desenvolvem a síndrome metabólica.
 
Os fatores de risco da síndrome metabólica são estes:
Grande quantidade de gordura abdominal
Em homens, cintura com mais de 102 cm e nas mulheres, maior que 88 cm.
Baixo HDL ("bom colesterol")
Em homens, menos do que 40mg/dL e nas mulheres, menos do que 50mg/dL.
Triglicerídeos elevados (nível de gordura no sangue)
150mg/dL ou superior.
Pressão sanguínea alta
135/85 mmHg ou superior, ou se o indivíduo usa algum medicamento para reduzir a pressão.
Glicose elevada
110 mg/dL ou superior.
Para que a pessoa seja diagnosticada com síndrome metabólica é necessário reunir três ou mais dos fatores
listados acima, o que significa a existência de um quadro de resistência insulínica instalado. O grande
problema das pessoas que têm síndrome metabólica é que elas se sentem bem e não apresentam sintomas.
Porém, estão na faixa de risco para o desenvolvimento de doenças mais graves.
Atenção
Como na obesidade, o aumento da atividade física e a perda de peso são as melhores formas de
controle da síndrome, porém alguns medicamentos podem ser utilizados para tratar os fatores de risco. 
Diabetes mellitus (DM)
Trata-se de uma síndrome metabólica de origem múltipla, decorrente da falta de insulina e/ou da incapacidade
de a insulina exercer adequadamente seus efeitos. É caracterizada por altas taxas de açúcar na corrente
sanguínea de forma permanente (hiperglicemia constante).
 
São estes os tipos de dm:
Tipo 1
Causado pela destruição das células β do pâncreas, as que são responsáveis
pela produção de insulina. Normalmente essa destruição é autoimune e as
manifestações ocorrem desde muito cedo. Atinge de 5 a 10% das pessoas
com diabetes.
Tipo 2
Resulta da resistência insulínica e da deficiência da secreção de insulina.
Ocorre em cerca de 90% dos pacientes diabéticos.
Diabetes gestacional
Ocorre durante a gestação e é causada por uma diminuição na tolerância à
glicose. Normalmente não persiste após o parto, mas aumenta o risco de
desenvolvimento do tipo 2 mais à frente.
Existem outros tipos decorrentes de defeitos genéticos associados a outras doenças ou ao uso de
medicamentos.
 
Principais sintomas do diabetes:
 
DM tipo 1 – vontade de urinar diversas vezes; fome frequente; sede constante; perda de peso;
fraqueza; fadiga; nervosismo; mudanças de humor; náusea; vômito.
DM tipo 2 – infecções frequentes; alteração visual (visão embaçada); dificuldade na cicatrização de
feridas; formigamento nos pés; furúnculos.
Tipos de diabetes
Assista ao vídeo a seguir sobre os diferentes tipos de diabetes.
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
O DM pode trazer complicações. Veja a seguir:
Retinopatia diabética
São lesões que aparecem na retina do olho, podendo causar pequenos
sangramentos e, como consequência, a perda da acuidade visual.
Nefropatia diabética
Ocorrem alterações nos vasos sanguíneos dos rins fazem com que haja a
perda de proteína na urina; o órgão pode reduzir sua função lentamente,
porém de forma progressiva, até sua paralisação total.
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Neuropatia diabética
Os nervos ficam incapazes de emitir e receber as mensagens do cérebro,
provocando sintomas como formigamento, dormência ou queimação das
pernas, pés e mãos; dores locais e desequilíbrio; enfraquecimento
muscular; traumatismo dos pelos; pressão baixa; distúrbios digestivos;
excesso de transpiração e impotência.
Pé diabético
ocorre quando uma área machucada ou infeccionada nos pés desenvolve
uma úlcera (ferida). Seu aparecimento pode ocorrer quando a circulação
sanguínea é deficiente e os níveis de glicemia são mal controlados.
Qualquer ferimento nos pés deve ser tratado rapidamente para evitar
complicações que podem levar à amputação do membro afetado.
Infarto do miocárdio e acidente vascular
Ocorrem quando os grandes vasos sanguíneos são afetados, levando à
obstrução (arteriosclerose) de órgãos vitais como o coração e o cérebro.
O bom controle da glicose, somado à atividade física e a medicamentos
que possam combater a pressão alta, o aumento do colesterol e a
suspensão do tabagismo, são medidas imprescindíveis de segurança. A
incidência desse problema é de duas a quatrovezes maior nas pessoas
com diabetes.
Infecções
O excesso de glicose pode causar danos ao sistema imunológico,
aumentando o risco de a pessoa com diabetes contrair algum tipo de
infecção. Isso ocorre porque os glóbulos brancos (responsáveis pelo
combate aos vírus, bactérias etc.) ficam menos eficazes com
hiperglicemia. O alto índice de açúcar no sangue é propício para que
fungos e bactérias se proliferem em áreas como boca e gengiva,
pulmões, pele, pés, genitais e locais de incisão cirúrgica.
Verificando o aprendizado
Questão 1
Qual das alternativas abaixo NÃO apresenta um critério para a definição de síndrome
metabólica?
A
IMC > 30kg/m².
B
Circunferência abdominal > 88cm para mulheres.
C
Glicemia de jejum maior ou igual a 100mg/dL.
D
HDL-Colesterol