Aula 02 (29-01-14): Tecidos em diferentes condies bioqumicas bem alimentado e obesidadeDestino dos macronutrientes obtidos na dieta

I. Digesto e absoro Aps o consumo de uma refeio, os alimentos so digeridos (quebrados em componentes mais simples) por uma srie de enzimas da boca,no estmago e no intestino delgado, e os produtos da digesto so absorvidos pelo sangue. Esse perodo, durante o qual ocorre a digesto e absoro, chamado de estado alimentado.

Figura 2.2

Glicose da dietaOs carboidratos da dieta so convertidos em monossacardeos. O amido, um polmero de glicose, o principal carboidrato da dieta. Ele digerido pela alfa amilase salivar e ento, pela alfa amilase pancretica, que age no intestino delgado. Di, tri e oligossacardeos produzidos por essas alfa amilases so clivados e a glicose pelas enzimas digestivas localizadas na superfcie da membrana da borda em escovadas clulas epiteliais intestinais. Os dissacardeos da dieta tambm so clivados pelas enzimas nessa borda em escova. A sacarase converte o dissacardeo sacarose (acar de mesa) em glicose e frutose, e a lactase converte o dissacardeo lactose (acar do leite) em glicose e galactose. Os monossacardeos produzidos pela digesto e os da dieta so absorvidos pelas clulas epiteliais intestinais e liberados na veia porta heptica, que os carrega para o fgado. Absorvida pelas clulas epiteliais intestinais (entercitos): co-transporte Na+ e transporte facilitado. Atravs da veia porta migra para fgado.

II. Destino da glicose aps refeioConverso em glicognio, triacilgliceris e CO2 no fgadoComo a glicose deixa o intestino via veia porta heptica, e o fgado o primeiro tecido que ela atravessa, ele extrai uma poro dessa glicose do sangue. Um pouco da glicose que entra nos hepatcitos (clulas do fgado) oxidado em rotas de gerao de ATP para satisfazer as necessidades energticas imediatas dessas clulas, e o restante convertido em glicognio e triacilgliceris ou utilizado em reaes biossintticas. No fgado, a insulina promove a captao de glicose por aumentar sua utilizao como substrato energtico e seu armazenamento como glicognio e triacilgliceris. (Figura 2.2 5,6,7)

Quando a glicose est sendo oxidada a CO2, ela primeiramente oxidada a piruvato na rota da gliclise. O piruvato , ento, oxidado a acetilCoA . O grupo acetil entra no ciclo de Krebs, onde completamente oxidado a CO2. A energia das reaes de oxidao utilizada para gerar ATP.Os estoques de glicognio heptico alcanam um valor mximo de aproximadamente 200-300g aps uma refeio rica em carboidrato, enquanto os estoques de gordura no corpo so relativamente ilimitados. Conforme o estoque de glicognio comea a ser preenchido, o fgado comea tambm a converter um pouco do excesso de glicose que ele recebe em triacilgliceris. Tanto a poro glicerol quanto a poro cido graxo dos triacilgliceris podem ser sintetizados a partir da glicose. Os cidos graxos tambm so obtidos pr-formados no sangue. Entretanto o fgado no armazena triacilgliceris, mas os empacota juntamente com protenas, fosfolipdeos e colesterol em complexos lipoprotecos, conhecidos como lipoprotenas de muito baixa densidade (VLDL), que so secretados na corrente sangunea. Uma pequena quantidade dos cidos graxos da VLDL captada pelos tecidos para suas necessidades energticas imediatas, mas a maioria armazenada no tecido adiposo como triacilgliceris. Convertida em glicognio (glicognese). Convertida em lactato e piruvato: gliclise s no bem alimentado. Piruvato = acetilCoA = triacilglicerol ou oxidado a CO2 e gua. Via das pentoses: NADPH (processo de sntese). Grande parte da glicose da dieta passa pelo fgado para atingir outros rgos. Metabolismo da glicose em outros tecidosA glicose que vem do intestino e que no metabolizada no fgado vai atravs sangue para os tecidos perifricos (a maioria dos outros tecidos), onde ela pode ser oxidada para produzir energia. A glicose o nico substrato energtico que pode ser utilizada por todos os tecidos. Muitos tecidos armazenam quantidades pequenas de glicose como glicognio. Os msculos tem reservas de glicognio relativamente grandes.A insulina estimula muito o transporte de glicose para dentro dos dois tecidos que possuem a maior massa do corpo, o msculo e o tecido adiposo. Ela tem efeitos muito pequenos sobre o transporte de glicose para outros tecidos. Crebro e outros tecidos neurais: so tecidos muito dependentes de glicose para suas necessidades energticas. Eles em geral oxidam-na completamente via gliclise e ciclo de Krebs a CO2 e gua, gerando ATP (Figura 2.2 8). GENTE o TCA que ta na figura igual a ciclo de Krebs ok?

Exceto sob condies de jejum, a glicose o nico substrato energtico importante desses tecidos. Ela , tambm, um dos principais precursores de neurotransmissores, os compostos qumicos que transmitem impulsos eltricos (como gradientes inicos) entre neurnios. A queda da glicose sangunea muito abaixo dos nveis normais provoca tontura e aturdimento e, se progredir, coma e finalmente morte. Em condies normais, de no-jejum, o crebro e o restante do sistema nervoso requerem aproximadamente 150g de glicose por dia. Crebro: quase totalmente dependente de glicose para produo de ATP.Clulas sanguneas vermelhas: a glicose nico substrato energtico utilizado pelas clulas sanguneas vermelhas, pois elas no possuem mitocndrias. A oxidao de cidos graxos e de aminocidos, a cadeia transportadora de eltrons e a fosforilao oxidativa (gerao de ATP que dependente de O2 e da cadeia transportadora de eltrons) ocorrem na mitocndria. A glicose, entretanto, gera ATP a partir da gliclise anaerbica no citosol, e , dessa forma , as clulas sanguneas vermelhas obtm toda a sua energia por esse processo. Na gliclise anaerbica, o piruvato formado a partir da glicose convertido a lactato, que , ento, liberado no sangue (Figura 2.2 9).

Sem glicose, as clulas sanguneas vermelhas no podem sobreviver. Como so elas que carregam oxignio dos pulmes para os tecidos, sua ausncia causaria falta de energia na maioria dos tecidos do corpo, pois eles requerem O2 para converter completamente seus substratos energticos em CO2 e gua. Eritrcitos e medula renal: s podem fazer gliclise (forma lactato que no fgado reaproveitado).Msculo: os msculos esquelticos em exerccio podem utilizar glicose do sangue ou dos seus prprios estoques de glicognio, convertendo a glicose em lactato por meio da gliclise ou oxidando-a por completo a CO2 e gua. O msculo tambm utiliza outros substratos energticos do sangue, tais como os cidos graxos (Figura 2.3)

Aps uma refeio, a glicose utilizada pelo msculo para repor os estoques de glicognio que so exauridos pelo exerccio. A glicose transportada para as clulas musculares e convertida em glicognio por processos que so estimulados por insulina. Msculos: a glicose da dieta (1) convertida em glicognio, (2) participa da via glicoltica e do ciclo de Krebs.Tecido adiposo: a insulina estimula o transporte de glicose para as clulas adiposas,bem como para as clulas musculares. Os adipcitos oxidam a glicose para produzir energia e tambm a utilizam como fonte da poro glicerol dos triacilgliceris que armazenam (Figura 2.2 10).

Tecido adiposo: converte primariamente glicose em glicerol (armazenamento de cidos graxos). Ciclo de Cori: lactato e piruvato so produzidos em outros tecidos (via glicoltica) e so captados pelo fgado, oxidados a CO2 ou convertidos a triacilgliceris. No estado muito bem alimentado, o ciclo de Cori interrompido; o fgado usa glicose e no realiza gliconeognese.

Aminocidos da dietaAs protenas da dieta so clivadas a aminocidos por proteases. A pepsina age no estmago e as enzimas proteolticas produzidas pelo pncreas (tripsina, quimiotripsina, elastase e as carboxipeptidases) agem no lmen do intestino delgado. As aminopeptidases e as di e tripeptidases associadas s clulas epiteliais intestinais completam a converso das protenas da dieta em aminocidos que so absorvidos pelas clulas epiteliais intestinais e liberados na veia porta heptica.I. Destino dos aminocidos no estado alimentadoOs aminocidos derivados das protenas da dieta vo do intestino para o fgado pela veia porta heptica (Figura 2.2 3).

O fgado os utiliza para a sntese de protenas sricas, bem como de suas prprias protenas, e para biossntese de compostos nitrogenados que necessitam de aminocidos precursores, tais como aminocidos no essenciais, heme, hormnios, neurotransmissores e bases pricas e pirimdicas (exemplo adenina e citosina no DNA). Ele tambm pode oxidar aminocidos em glicose ou corpos cetnicos e desfazer-se do nitrognio na forma de um composto no txico, a uria. Muitos dos aminocidos iro para circulao perifrica, de onde podem ser utilizados pelos outros tecidos para a sntese proteica e para vrias rotas biossintticas ou ser oxidados para energia (Figura 2.2 14).

As protenas sofrem turnover (renovao); elas so constantemente sintetizadas e degradadas. Os aminocidos liberados pela degradao de protenas bem como os da dieta entram no mesmo pool (conjunto) dos aminocidos livres no sangue. Esse pool de aminocidos livres no sangue pode ser utilizado por todas as clulas para fornecer a proporo adequada de aminocidos para a sntese proteica ou para a biossntese de outros compostos. Geralmente, cada rota biossinttica individual, que utiliza um aminocido precursor, encontrada em poucos tecidos do corpo. Clulas intestinais: usam parte dos aminocidos da dieta como fonte de energia; transportam a maior parte deles para sangue portal para distribuio nos tecidos (sntese proteica e produo de energia). Fgado: metaboliza os aminocidos mas os valores de Km das enzimas envolvidas muito alto (os aminocidos precisam estar em concentrao MUITO alta para ocorrer catabolismo significativo). As t-RNA sintetases tem valores de Km muito menores para aminocidos e geram aminocil-tRNAs garantindo a sntese proteica. Aminocidos em excesso: podem ser oxidados completamente a CO2, gua e uria; os intermedirios gerados podem ser usados para lipognese. (O gs carbnico derivado do esqueleto carbnico, que vai para o ciclo de Krebs e convertido no gs. O aminogrupo liberado do organismo na forma de uria, que txica). pg 698 De Marks

Triacilgliceris da dietaA digesto de gorduras mais completa que a de carboidratos e protenas, porque elas no so muito solveis em gua. Os triacilgliceris da dieta so emulsificados no intestino pelos sais biliares, os quais so sintetizados no fgado e armazenados na vescula biliar. A lipase pancretica converte os triacilgliceris no lmen do intestino em cidos graxos e em 2-monoacilgliceris (glicerol com um cido graxo estereficado no carbono 2), os quais interagem com os sais biliares para formar minsculas micro-gotas chamadas micelas. Os cidos graxos e os 2-monoacilgliceris so absorvidos dessas micelas pelas clulas epiteliais intestinais, onde so sintetizados novamente em triacilgliceris. Os triacilgliceris so empacotados com protenas, fosfolipdeos, colesterol e outros compostos em complexos lipoproteicos, conhecidos como quilomcrons, que so secretados na linfa e, por fim, entram na corrente sangunea (Figura 2.2 2).

I. Destino das lipoprotenas no estado alimentadoDois tipos de lipoprotenas, quilomcrons e VLDL, so produzidos no estado alimentado. A principal funo dessas lipoprotenas fornecer um sistema de transporte sanguneo para os triacilgliceris, os quais so muito insolveis em gua. Entretanto, elas tambm contm o lipdeo colesterol, que relativamente insolvel em gua. Os triacilgliceris dos quilomcrons so formados nas clulas epiteliais intestinais a partir dos produtos da digesto dos triacilgliceris da dieta. Os triacilgliceris da VLDL so sintetizados no fgado.Quando essas lipoprotenas passam pelos vasos sanguneos, no tecido adiposo, seus triacilgliceris so degradados a cidos graxos e glicerol (Figura 2.2 12).

Os cidos graxos entram nas clulas adiposas e se combinam com o glicerol que produzido a partir da glicose sangunea. Os triacilgliceris resultantes so armazenados nas clulas adiposas na forma de grandes gotas de gordura. Os remanescentes dos quilomcrons so removidos do sangue pelo fgado, e os remanescentes das VLDL podem ser removidos pelo fgado ou podem formar lipoprotena de densidade baixa (LDL), que removida pelo fgado po pelas clulas perifricas.Dificilmente chega-se perto dos limites da capacidade de armazenar triacilgliceris no tecido adiposo. A habilidade dos seres humanos em armazenar gordura parece ser limitada apenas pela quantidade de tecido que pode ser carregada sem sobrecarregar o corao. Quilomcrons: dos entercitos aos linfticos (quilferos so os capilares que recebem os quilomcrons); lipoprotena lipase na superfcie das clulas epiteliais no lmen dos capilares dos vrios tecidos, particularmente tecido adiposo = hidrolisa grande parte dos triacilglicerdeos. Tecido adiposo: cidos graxos captados so reesterificados em glicerol-3fosfato proveniente da glicose (diidroxicetona-P, gliclise) e triacilgliceris acumulados como gotculas de gordura nos adipcitos. pg 580 De Marks Quilomcrons remanescentes: so depuradosdo sangue pelo fgado; triacilgliceris so hidrolisados por lipase lisossomal e os cidos graxos so reesterificados com glicerol-3P proveniente do glicerol livre e glicose (sntese de novo de glicose e aminocidos). Fgado: lactato, piruvato, aminocidos e glicose podem originar cidos graxos; triacilgliceris formam VLDL distribuio dos triacilgliceris principalmente ao tecido adiposo. Devido ao aumento do contedo de gordura da dieta humana, a maior parte do triacilglicerol do tecido adiposo humano origina-se da dieta e NO lipognese de novo. InsulinaI. Mudanas nos nveis hormonais aps uma refeioAps uma refeio rica em carboidratos, o pncreas estimulado a liberar o hormnio insulina, e a liberao do hormnio glucagon inibida (Figura 2.2 4).

Os hormnios endcrinos so liberados pelas glndulas endcrinas, tais como pncreas, em resposta a um estmulo especifico. Eles carregam pelo sangue, entre os tecidos, mensagens sobre o estado fisiolgico global do corpo. Nos tecidos-alvo, eles ajustam a taxa de vrias rotas metablicas para satisfazer as condies em mudana. O hormnio endcrino insulina, que secretado pelo pncreas em resposta a uma refeio rica em carboidrato, carrega a mensagem de que a glicose da dieta est disponvel e pode ser utilizada e armazenada. A liberao de outro hormnio, o glucagon, suprimida pela glicose e pela insulina. O glucagon informa que a glicose deve ser gerada a partir das reservas de substrato energtico endgenas. As mudanas subsequentes nos nveis hormonais circulantes causam mudanas nos padres metablicos do corpo envolvendo um nmero de diferentes tecidos e rotas metablicas.A liberao de insulina ocorre minutos aps a exposio do pncreas a alta concentrao de glicose. Quando a insulina secretada, sntese de nova molcula de insulina estimulada, a secreo , ento, mantida at a concentrao sangunea de glicose diminuir. A insulina rapidamente removida da circulao e degradada pelo fgado (e em uma menor extenso pelos rins e pelo msculo esqueltico), ento os nveis de insulina diminuem rapidamente, uma vez que a taxa de secreo diminui. Clulas pancreticas: so muito responsivas ao influxo de glicose e aminocidos no estado alimentado. A insulina essencial no metabolismo de glicose e aminocidos pelo fgado, msculo e tecido adiposo. O fgado bem alimentado faz gliclise, glicognese, lipognese e sntese de protenas. A insulina fundamental ao metabolismo heptico (glicoquinase), muscular e do adipcito (GLUT-4).Assim que a glicose entra no fgado (tecido insulino dependente), ela fosforilada pela hexoquinase (enzima constitutiva, inespecfica adiciona fosfato a glicose, frutose) e glicoquinase (enzima induzida). A glicoquinase tem um Km alto, porm a oferta de glicose elevada.Na situao de alimentao, a insulina induz produo de glicoquinase, suprindo a glicose ingerida insulina estimula a fosforilao da glicose que est chegando pois estimula a produo da glicoquinase. pg 484 De MarksInter-relaes metablicas de tecidos em obesidadeA figura abaixo mostra as inter-relaes metablicas predominantes em uma pessoa obesa. A gordura do corpo se origina primariamente da dieta. S pequenas quantidades so sintetizadas no fgado e transportadas para tecido adiposo ou sintetizadas em adipcitos. A obesidade resulta de comer demais. uma consequncia da permanncia por muito tempo no estado bem alimentado, em decorrncia da quantidade de alimento consumida. A fase de jejum do ciclo jejum-alimentao curta demais para gastar a gordura armazenada pelo corpo durante a fase de alimentao do ciclo. A obesidade epidmica nos pases ricos do mundo. O alimento atraente abundante e barato. A obesidade deve ser tratada agressivamente para evitar progresso para a sndrome metablica, diabetes mellitus tipo 2 e doena cardiovascular. Infelizmente, no existe interveno eficiente a no ser dieta. A sndrome metablica, fortemente associada com o desenvolvimento de aterosclerose precoce, refere-se a uma constelao de problemas mdicos, incluindo obesidade abdominal, presso sangunea elevada, lipdeos no sangue aumentados e resistncia a insulina.A obesidade frequentemente causa resistncia insulina. Em alguns pacientes, o numero ou afinidade dos receptores de insulina est reduzido, enquanto outros tem ligao normal de insulina, mas respostas anormais ps-receptores, como a ativao do transporte de glicose. Geralmente, a quantidade de gordura corporal proporcional ao grau de resistncia insulina. Parte da resistncia deve-se a peptdeos (TNF alfa e resistina) produzidos por adipcitos que se sabe serem opostos ao da insulina. Uma adipocina adicional, adiponectina, est reduzida na obesidade, o que tambm pode contribuir para a resistncia insulina. Os nveis de insulina no plasma esto muito aumentados em indivduos obesos, uma indicao para o densenvolvimento de diabetes tipo 2.

Individuo bem alimentado IMC entre 19 e 25 kg/m2, ingere a quantidade de kcal suficientes as suas necessidades dirias. Obesidade: permanncia por muito tempo no estado bem alimentado devido a quantidade do alimento consumida; o tecido adiposo reage semelhante ao fgado: gliclise e lipognese. Individuo obeso IMC maior 30 kg/m2. Sndrome metablica: caracterizada por obesidade, hipertenso, resistncia insulina, dislipidemia, osteoartrose, pedra no rim, cirrose heptica e carcinoma endometrial.