Exercícios e Saúde Mental

Introdução ao Metabolismo

Metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem num organismo vivo com o objetivo de satisfazer as necessidades estruturais e energéticas.
É uma atividade celular altamente coordenada, na qual muitos sistemas multienzimáticos (vias metabólicas) cooperam.
O metabolismo é o somatório de todas as transformações químicas de uma célula ou organismo.

Funções Específicas do Metabolismo

Obter energia química, a partir da captura de energia solar ou pela degradação de nutrientes ricos em energia.
Converter as moléculas dos nutrientes em unidades fundamentais precursoras das macromoléculas celulares.
Polimerizar os precursores monoméricos em macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos e polissacarídeos).
Sintetizar e degradar as biomoléculas necessárias para as funções celulares especializadas.

Obtenção de Energia

O sol é a fonte primária de energia para a vida.
O carbono é um elemento químico básico na matéria orgânica.
Os organismos dependem do ambiente para obter energia e moléculas precursoras.
Existem diferentes categorias de organismos quanto à fonte de carbono e energia: fotoautotróficos, fotoheterotróficos, quimioautotróficos, e quimioheterotróficos.

Conclusão

As vias metabólicas têm um objetivo.
É importante compreender os processos que as vias metabólicas desempenham nos organismos vivos.
As vias metabólicas são reguladas de modo que a produção de energia e a síntese de produtos finais sejam adequadas às necessidades das células.
Existem vários níveis de organização nos quais as vias metabólicas podem ser estudadas.

Vias Metabólicas

Vias metabólicas são séries de reações enzimáticas consecutivas que produzem produtos específicos.
O produto de uma reação é o substrato da reação subsequente.
Um exemplo de uma via metabólica é a glicólise.

Glicólise

Um exemplo de via metabólica.
É uma sequência de reações enzimáticas que convertem glicose em piruvato.
As setas de reações em curva indicam reações nos sentidos direto e inverso, catalisadas por diferentes enzimas.
Os produtos intermediários são catalisados por enzimas diferentes.

Mapa Metabólico

Conjunto de vias metabólicas agrupadas num esquema que ilustra as sequências de reações e as interações entre as diversas vias metabólicas que ocorrem nas células.
Inclui as reações e as moléculas intermediárias, ilustradas como um mapa que mostra as vias metabólicas numa rede complexa.

Bioenergética

Bioenergética é a termodinâmica bioquímica que estuda as alterações energéticas que acompanham as reações bioquímicas a nível celular.
A bioenergética predizer se um processo é possível e avalia sua rapidez.
Sistemas biológicos adaptam-se às leis da termodinâmica.

Primeira Lei da Termodinâmica

A energia total de um sistema (incluindo o seu entorno) permanece constante.
Dentro de um sistema, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.
A energia pode ser transferida de uma parte do sistema para outra ou ainda ser transformada.

Segunda Lei da Termodinâmica

A entropia total de um sistema aumenta quando um processo ocorre de forma espontânea.
A entropia é a extensão da desordem ou aleatoriedade do sistema.

Energia Livre de Gibbs

Energia de um sistema capaz de realizar trabalho.
É a energia útil que pode ser obtida de uma reação química.
Apenas a variação da energia livre pode ser medida, representada por AG.

Variações na Energia Livre

A variação na energia livre pode ser representada de duas formas, AG e AGº.
AG prediz a variação na energia livre e o sentido de uma reação a qualquer concentração.
AGº é a variação na energia livre em condições padrão, quando reagentes e produtos estão em concentração igual a 1 mol/L.
Reações exergónicas tem AG < 0, enquanto reações endergónicas têm AG > 0.

Acoplamento de Reações

Acoplamento de reações é a ligação de duas ou mais reações químicas, onde uma reação exergónica (que libera energia) é usada para impulsionar uma reação endergónica (que consome energia).
Permite a ocorrência de reações não espontâneas em sistemas biológicos.
O mecanismo normalmente envolve um intermediário compartilhado entre as duas reações.

Metabolismo do Glicogénio

É importante para o armazenamento de glicose no organismo.
O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia ramificada, formado exclusivamente por α-D-glicose.
O glicogênio é armazenado no citoplasma na forma de grânulos.
O glicogênio hepático regula os níveis de glicose sanguínea.
O glicogênio muscular é uma reserva de glicose para a atividade muscular intensa.

Glicogenólise

É o processo de degradação do glicogênio.

Glicogénese

É o processo de síntese do glicogênio.

Gliconeogénese

É o processo de síntese de glicose a partir de precursores não glicídicos, tais como lactato ou aminoácidos, em resposta a uma necessidade contínua de glicose pelo organismo.
A gliconeogênese é um processo anabólico que ocorre principalmente no fígado e nos rins, envolvendo 10-11 etapas enzimáticas diferentes da glicólise;
A gliconeogênese envolve várias enzimas que catalisam reações irreversíveis, não usando as mesmas enzimas da glicólise;

Metabolismo das Lipoproteínas

As Lipoproteínas, são complexos que transportam lípidos no sangue, particularmente os que são insolúveis como os triacilgliceróis (TG) e ésteres de colesterol, que são pouco solúveis.
As lipoproteínas consistem em um núcleo central composto primàriamente por TG e ésteres de colesterol, rodeado por uma camada exterior de fosfolípidos e colesterol livre e apolipoproteínas, que ajudam a transportar e a interagir com as células.
As lipoproteínas principais são os Quilomicrons, very-low-density lipoproteins (VLDL), lipoproteínas de densidade intermédia (IDL), low-density lipoproteins (LDL), e high-density lipoproteins (HDL).
São classificadas e distinguidas pela sua densidade e conteúdo lipídico e proteico relativo.
O metabolismo das lipoproteínas envolve vários tipos de receptores, incluindo os receptores LDL, que atuam na incorporação de LDL, e os receptores de resíduos, que atuam na eliminação de ácidos gordos e colesterol.

Lipólise

O processo de degradação de gordura armazenada.
Ocorre quando há necessidade energética.
Degrada os TG em ácidos gordos e glicerol.

Lipogênese

É o processo de síntese e armazenamento de gordura no corpo.
Ocorre quando existe excesso de energia.
Estimulada pela insulina, principalmente no fígado e no tecido adiposo, com a síntese de ácidos gordos e triglicerídeos.

Síntese de ácidos gordos

O substrato inicial é sempre o acetil-CoA e o produto final é, geralmente, o ácido palmítico.
A síntese de AG é estimulada quando há ATP e acetil-CoA.
A síntese inicia-se com a condensação de um acetil-CoA ativado com dois carbonos do malonil-CoA
Uma reação exergónica(liberação de energia) catalisa este processo
A Síntese de Ácidos Gordos envolve 4 etapas repetitivas de condensação, redução, desidratação e redução.

Oxidação e Síntese de Ácidos Gordos

A oxidação envolve a degradação dos ácidos gordos em moléculas de acetil-CoA, enquanto a síntese envolve a construção de novos ácidos gordos.
As duas vias metabólicas são reguladas de modo recíproco, de modo que uma via está inibida quando a outra está ativa, prevenindo a degradação de ácidos gordos quando eles estão sendo sintetizados ou a síntese de ácidos gordos quando estão sendo oxidados.

Ciclos

Os ciclos de Krebs e de ureia incluem várias etapas de reações.
O ciclo do ácido cítrico é uma via final comum para a oxidação dos hidratos de carbono, lípidos e proteínas, gerando um grande fluxo de eletrões.
O ciclo da ureia é um processo cíclico, fundamental para a excreção do nitrogênio, que forma ureia, a partir de amônia.
Há interligação entre o ciclo dos Krebs e o ciclo da ureia.

Hiperamonemia

A hiperamonemia é um excesso de amónio no sangue.
Pode ser adquirida ou congénita, e pode resultar em vários sintomas graves, incluindo encefalopatia hepática, bem como morte.