Metabolismo Humano Transaminação de Aminoácidos e Produção de Uréia / /

Os aminoácidos são degradados por três motivos: 1. Não serão necessários para a síntese de novas moléculas; 2. Quando a quantidade de aa ingeridos é maior que a necessária, então o excesso é catabolizado já que o corpo não é capaz de estocar aminoácidos /proteínas; 3. Quando os carboidratos não são suficientes, as proteínas corporais são hidrolisadas e seus aa são usados como combustível. Transaminação de aminoácidos: O grupo amino da maioria dos aminoácidos - alanina, arginina, aspartato cisteína, fenilalanina, glutamato, isoleucina, leucina, tirosina, triptofano e valina - retirado por um processo comum, que consiste na transferência deste grupo para α-cetoglutarato, formando glutamato; a cadeia carbônica do aminoácido é convertida ao α-cetoácido correspondente:

Essa reação é catalisada por aminotransferases, também chamadas transaminases, enzimas presentes no citosol e na mitocôndria e que tem como coenzima piridoxal-fosfato (derivada da vitamina B6). Em segunda etapa os grupos amino originam aspartato e/ou amônia. Por ação da ação da apastato aminotransferase o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando aspartato.

A desaminação do glutamato libera seu grupo amino como NH3 (amônia), que se converte em NH4+ (íon amônio). Essa reação é catalisada pela glutamato desidrogenase, encontrada no fígado. A produção de amônia gera um sério problema fisiológico porque essa molécula é extremamente tóxica. Talvez por isso a desaminação oxidativa esteja restrita apenas a um tecido: o fÍgado. E é exatamente o figado o único tecido que tem a capacidade de metabolizar

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essa amônia convertendo-a em uréia uma molécula de baixa toxicidade e de alta solubilidade, muito adequada para a excreção via urina. O processo de retirada do grupamento amino do glutamato envolve dois passos: No primeiro a a oxidação do glutamato é acoplada com a redução de um carreador de hidrogênio, que pode ser o NAD+ ou NADP+. Na segunda etapa ocorre uma hidrólise que resulta na formação de alfa-cetoglutarato e de amônia.

CICLO DA GLICOSE ALANINA E TRANSPORTE DE GLICOSE PELA GLUTAMINA A alanina funciona como um transportador da amônia e do esqueleto carbônico do piruvato desde o músculo até o fígado. A amônia é excretada, e o piruvato é empregado na produção de glicose, a qual pode retornar ao músculo. No caso do transporte da alanina, o grupo amino dos aminoácidos é doador para piruvato por transaminação. A alanina, no fígado, é convertida em glutamato. O glutamato pode originar os dois átomos de nitrogênio da uréia. O Ciclo da glicose-alanina, assim como o Ciclo de Cori, é um dos mecanismos que supre a necessidade de alguns tecidos de obter glicose continuamente, já que está ligado à gliconeogênese do fígado. Devido à sua toxicidade e por ser convertido em uréia no fígado, o NH4+, produzido nos outros tecidos (extra hepáticos) deve ser incorporado em compostos não-tóxicos e que atravessem membranas com facilidade, sendo assim levado àquele órgão – estes compostos são os próprios aminoácidos. De fato, as principais formas de transporte são glutamina e alanina. A glutamina é sintetizada a partir de NH4+, glutamato e ATP, numa reação catalisada pela glutamina sintetase: Uma vez no fígado, o grupo amida da glutamina é hidrolisado pela glutaminase, liberando NH4+, que pode ser consumido pelo ciclo da uréia.

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A URÉIA É SINTETIZADA A PARTIR DE NH4+, ASPARTATO E CO2

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A uréia é produzida em uma via biossintética cíclica que envolve a matriz mitocondrial e o citoplasma. Na primeira reação, que ocorre na matriz mitocondrial, o carbamoil fosfato reage com o aminoácido ornitina, produzindo o aminoácido citrulina. A citrulina produzida é transportada para o citoplasma. A citrulina reage com o ATP formando um intermediário ativado, o Citrulil-AMP, que reage com uma molécula de aspartato produzindo argininossuccinato e liberando uma molécula de AMP. O argininossuccinato se decompõe produzindo arginina e fumarato. A arginina é hidrolisada produzindo uréia e regenerando ornitina, que fica disponível para a realização de mais um ciclo. Obs: Para cada amônia processada em uréia são gastos 3 ATPs.

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O ciclo da uréia funciona de forma conectada ao ciclo de Krebs. O fumarato, que é um sub-produto do ciclo da uréia é metabolizado pelo ciclo de Krebs que por vez o converte em oxaloacetato, que pode ser convertido em aspartato que é utilizado pelo ciclo da uréia. O aspartato formado na mitocôndria por transaminação entre o oxaloacetato e o glutamato pode ser transportado para o citosol podendo ele serve como doador de nitrogênio na reação da uréia catalisado pela argininossuccinato sintetase. Essas reações constituem o desvio aspartato-argininossuccinato.

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OBS: Quando você está em estado de stress ocorre uma elevação na concentração de amônia. É recomendando o uso aspartato por via oral. Bula do Targifor: O aspartato (ASP) age no organismo pela transmissão de grupamentos aminados aos corpos cetônicos, desempenhando importante papel em certos processos metabólicos, notadamente em relação ao ciclo de Krebs, como precursor do oxalacetato. O ASP também tem alguma participação no ciclo da ureia, embora a arginina tenha ação mais direta na manutenção do balanço nitrogenado. “A arginina (ARG) é constituinte universal das proteínas, estando em 90% na constituição das protoaminas. Fisiologicamente a ARG aumenta a urogênese, provocando a transformação de amoníaco tóxico em ureia atóxica e diurética (ciclo da ureia). Estimula o ciclo de Krebs fornecendo energia à célula hepática e, sendo precursor metabólico da creatinina, é indispensável ao anabolismo aminado do músculo. A ARG também atua na secreção de hormônios (vasopressina - hormônio antidiurético) e modulação do sistema imunológico. Sabe-se que a deficiência de ARG por si só é capaz de produzir sintomas de astenia, semelhantes à distrofia muscular e diminui a produção de insulina, alterando o metabolismo da glicose e lipídeos no fígado. Entretanto, sua ação mais conhecida é como precursor direto do óxido nítrico (NO), um fator chave de relaxamento vascular proveniente do endotélio, revestimento interno dos vasos sanguíneos do corpo humano. A ARG tem a importante função de estimular a produção de NO e através desse é capaz de exercer efeitos benéficos em nível de sistema muscular, cardiovascular e imunológico e, também, de sistema nervoso central como potente neurotransmissor (inclusive na formação da memória), dentre outros benefícios. É utilizada no tratamento da astenia (fadiga), que atua tanto no plano físico e muscular, quanto no plano psíquico.” Importância do Ciclo da uréia: Integração com o ciclo do ácido cítrico Eliminação da amônia (toxica) Todos aminoácidos são intermediários do ciclo do ácido cítrico:

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LANÇADEIRA MALATO-ASPARTATO As coenzimas NAD+/NADH + H+ não atravessam a crista mitocondrial, para isso utilizam a lançadeira malato-aspartato, que é utilizada no fígado, nos rins e no coração. A lançadeira malato aspartato promove a transferência de equivalente redutores do citoplasma para a matriz mitocondrial. Estes equivalentes poderão ser utilizados na cadeia respiratória para a síntese de ATP via aeróbia. 1) O NADH citosólico (espaço intermembranoso) cede dois equivalentes redutores para o oxaloacetato, produzindo malato 2) O malato é transportado através da membrana interna pelo transportador malato-alfa-cetoglutarato 3) Na matriz, o malato cede dois equivalentes redutores ao NAD+ e o NADH resultante é oxidado pela cadeia respiratória. O oxaloacetato formado a partir do malato não pode passar diretamente para o citosol. Ele primeiramente é transaminado a aspartato 4) Passa para o citosol por meio do transportador glutamato- aspartato 5) O oxaloacetato é regenerado no citosol 6) O ciclo é completado

Fontes: Anotações de aula Livros: Lehninger, Mazzoco. Site: http://graduacao.iqsc.usp.br