O catabolismo de lipídios e proteínas
A glicose não é o único combustível da célula. Quando você fica horas sem comer, ou faz uma corrida de rua longa, o corpo passa a usar as gorduras armazenadas e, em último caso, as próprias proteínas. Por caminhos diferentes, todos esses combustíveis acabam no mesmo lugar: o ciclo de Krebs. Como isso é possível?
A β-oxidação dos ácidos graxos
Um grama de gordura armazena cerca de $38\ \text{kJ}$ ($9\ \text{kcal}$), mais que o dobro de um grama de carboidrato ($17\ \text{kJ}$, cerca de $4\ \text{kcal}$). É por isso que aves migratórias voam milhares de quilômetros sem comer. Como a célula quebra cadeias de hidrocarbonetos tão longas para extrair essa energia?
Antes de serem oxidados, os ácidos graxos precisam ser ativados: ligam-se à coenzima A (CoA), uma molécula transportadora de grupos acila (fragmentos derivados de ácidos carboxílicos) usada em todo o metabolismo dos lipídios. Sem a CoA, as enzimas da mitocôndria não conseguem quebrar a cadeia.
Explique o que é a β-oxidação, em que local da célula ocorre e que produto fornece ao ciclo de Krebs. Indique ainda que moléculas carregadas de elétrons são geradas…
Explique o que é a β-oxidação, em que local da célula ocorre e que produto fornece ao ciclo de Krebs. Indique ainda que moléculas carregadas de elétrons são geradas durante o processo.
Antes de serem oxidados, os ácidos graxos devem ser ativados ligando-se à coenzima A. Explique o que é a coenzima A e que papel geral desempenha como transportadora de…
Antes de serem oxidados, os ácidos graxos devem ser ativados ligando-se à coenzima A. Explique o que é a coenzima A e que papel geral desempenha como transportadora de grupos acila no metabolismo.
Da gordura de reserva ao acetil-CoA
Onde ficam as gorduras de reserva? No tecido adiposo, dentro dos adipócitos. Quando o corpo precisa de energia, ocorre a lipólise: os triglicerídeos são quebrados e o tecido libera ácidos graxos (e glicerol) no sangue. Células como as musculares e as hepáticas captam esses ácidos graxos, ativam-nos com a CoA e os levam à mitocôndria, onde a β-oxidação os transforma em acetil-CoA.
Por que ativar? Os ácidos graxos livres são muito estáveis e pouco reativos. Ligá-los à coenzima A, com uma ligação rica em energia, deixa-os prontos para serem quebrados pelas enzimas da mitocôndria.
Onde as gorduras de reserva são armazenadas no organismo? Explique o que acontece no tecido adiposo quando o corpo precisa de energia (lipólise) e que moléculas são…
Onde as gorduras de reserva são armazenadas no organismo? Explique o que acontece no tecido adiposo quando o corpo precisa de energia (lipólise) e que moléculas são então liberadas no sangue.
Raciocine por que razão 1 g de gordura rende mais ATP do que 1 g de glicose, fazendo referência ao grau de redução dos carbonos da cadeia hidrocarbonada dos ácidos…
Raciocine por que razão 1 g de gordura rende mais ATP do que 1 g de glicose, fazendo referência ao grau de redução dos carbonos da cadeia hidrocarbonada dos ácidos graxos e à quantidade de elétrons que podem fornecer à cadeia respiratória.
Durante um jejum prolongado ou uma dieta muito rica em gorduras, aumentam os corpos cetônicos no sangue. Explique o que são os corpos cetônicos e raciocine por que razão…
Durante um jejum prolongado ou uma dieta muito rica em gorduras, aumentam os corpos cetônicos no sangue. Explique o que são os corpos cetônicos e raciocine por que razão surgem quando o ciclo de Krebs não consegue assimilar todo o acetil-CoA proveniente da β-oxidação.
Na diabetes não controlada aumenta a produção de corpos cetônicos, apesar de haver muita glicose no sangue. Explique este aparente paradoxo (sem insulina, a glicose…
Na diabetes não controlada aumenta a produção de corpos cetônicos, apesar de haver muita glicose no sangue. Explique este aparente paradoxo (sem insulina, a glicose quase não entra nas células musculares e adiposas) e raciocine por que razão o acúmulo de corpos cetônicos pode provocar cetoacidose.
O catabolismo das proteínas
Quem faz uma dieta só de proteínas, ou fica muito tempo em jejum, elimina mais ureia na urina. Como a célula aproveita o esqueleto de carbono dos aminoácidos sem se intoxicar com o nitrogênio que eles carregam?
O organismo não armazena aminoácidos para obter energia. Os aminoácidos da dieta podem seguir três destinos:
-
sintetizar novas proteínas (destino prioritário em uma dieta equilibrada);
-
formar outras moléculas nitrogenadas (como bases nitrogenadas e hormônios);
-
ser degradados para obter energia, o que ocorre sobretudo com o excesso ou em situações extremas.
A ureia é levada pelo sangue até os rins e eliminada na urina.
Os aminoácidos também se classificam pelo destino do esqueleto carbonado. Os glicogênicos originam piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs; os cetogênicos originam acetil-CoA ou acetoacetil-CoA. Durante o jejum, os glicogênicos podem ser usados pelo fígado para sintetizar glicose, mantendo a glicemia para o cérebro e as hemácias. Já a gordura (acetil-CoA) não consegue virar glicose no ser humano.
As proteínas da dieta não são armazenadas no organismo. Explique o que acontece com os aminoácidos em excesso: que grupo é retirado deles, como se elimina o nitrogênio…
As proteínas da dieta não são armazenadas no organismo. Explique o que acontece com os aminoácidos em excesso: que grupo é retirado deles, como se elimina o nitrogênio excedente e que destino tem o restante da molécula.
A ureia forma-se no fígado a partir do amônio. Explique por que razão o organismo investe energia convertendo o amônio, muito tóxico, em ureia, e indique como esta é…
A ureia forma-se no fígado a partir do amônio. Explique por que razão o organismo investe energia convertendo o amônio, muito tóxico, em ureia, e indique como esta é eliminada do corpo.
Os aminoácidos das proteínas ingeridas podem seguir três destinos: sintetizar novas proteínas, transformar-se em outras moléculas nitrogenadas ou ser degradados para…
Os aminoácidos das proteínas ingeridas podem seguir três destinos: sintetizar novas proteínas, transformar-se em outras moléculas nitrogenadas ou ser degradados para obter energia. Explique-os sucintamente e indique qual é o prioritário quando a dieta é equilibrada.
Descreva a desaminação dos aminoácidos e explique o destino das duas partes resultantes: o grupo amina (e a sua conversão em ureia) e o esqueleto carbonado (que pode se…
Descreva a desaminação dos aminoácidos e explique o destino das duas partes resultantes: o grupo amina (e a sua conversão em ureia) e o esqueleto carbonado (que pode se incorporar às vias catabólicas como piruvato, acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs).
Uma dieta muito rica em proteínas sujeita o fígado e os rins a um esforço maior. Explique, em termos do metabolismo do nitrogênio (desaminação, ciclo da ureia e…
Uma dieta muito rica em proteínas sujeita o fígado e os rins a um esforço maior. Explique, em termos do metabolismo do nitrogênio (desaminação, ciclo da ureia e excreção), por que esse tipo de dieta pode se tornar problemático em pessoas com doença hepática ou renal.
Os aminoácidos classificam-se em glicogênicos (a sua degradação origina piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs) e cetogênicos (originam acetil-CoA ou…
Os aminoácidos classificam-se em glicogênicos (a sua degradação origina piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs) e cetogênicos (originam acetil-CoA ou acetoacetil-CoA). Explique o que significa essa classificação e por que, durante o jejum, os aminoácidos glicogênicos podem servir para sintetizar glicose.
Um ponto de encontro: o acetil-CoA
Quem é usado primeiro? Os carboidratos são o combustível preferencial: são rápidos de mobilizar e são a fonte de glicose de que o cérebro e as hemácias dependem. Em ordem de energia por grama: lipídios (≈ 9 kcal/g) > carboidratos e proteínas (≈ 4 kcal/g cada). As gorduras são a grande reserva, e as proteínas, por terem função estrutural e não serem armazenadas, só entram em cena em situações extremas.
Ordene os três tipos de biomoléculas energéticas (carboidratos, lipídios e proteínas) de acordo com a energia que fornecem por grama e explique por que o organismo…
Ordene os três tipos de biomoléculas energéticas (carboidratos, lipídios e proteínas) de acordo com a energia que fornecem por grama e explique por que o organismo utiliza preferencialmente os carboidratos e recorre às proteínas apenas em situações extremas.
Voltando ao começo: as gorduras e as proteínas viram energia porque, depois de cortadas (β-oxidação) ou desaminadas, seus fragmentos de carbono entram no mesmo ciclo de Krebs que a glicose.