Objetivos
Ao final desta seção, você será capaz de:
- Descrevem como o corpo digere proteínas
- Explicar como o do ciclo da uréia impede a concentrações tóxicas de nitrogênio
- Diferenciar entre glucogenic e cetogênica aminoácidos
- Explicar como a proteína pode ser usada para a energia
Muito do corpo é feita de proteínas, e estas proteínas assumir uma infinidade de formas., Eles representam receptores de sinalização celular, moléculas de sinalização, membros estruturais, enzimas, componentes do tráfico intracelular, andaimes de matriz extracelular, bombas de íons, canais iônicos, oxigênio e transportadores de CO2 (hemoglobina). Essa nem sequer é a lista completa! Há proteínas nos ossos (colágeno), músculos e tendões; a hemoglobina que transporta oxigênio; e enzimas que catalisam todas as reações bioquímicas. A proteína é também utilizada para o crescimento e reparação. Em meio a todas estas funções necessárias, as proteínas também possuem o potencial de servir como uma fonte de combustível metabólico., As proteínas não são armazenadas para uso posterior, pelo que o excesso de proteínas deve ser convertido em glicose ou triglicéridos, e usado para fornecer energia ou construir reservas de energia. Embora o corpo possa sintetizar proteínas de aminoácidos, os alimentos são uma importante fonte desses aminoácidos, especialmente porque os seres humanos não podem sintetizar todos os 20 aminoácidos utilizados para construir proteínas.a digestão das proteínas começa no estômago. Quando alimentos ricos em proteínas entram no estômago, eles são recebidos por uma mistura da enzima pepsina e ácido clorídrico (HCl; 0,5%). Este último produz um pH ambiental de 1.,5-3. 5 que denota proteínas dentro dos alimentos. A pepsina corta proteínas em polipeptídeos mais pequenos e nos seus aminoácidos constituintes. Quando a mistura de sumo gástrico-alimentar (chyme) entra no intestino delgado, o pâncreas liberta bicarbonato de sódio para neutralizar o HCl. Isto ajuda a proteger o revestimento do intestino. O intestino delgado também libera hormônios digestivos, incluindo a secretina e CCK, que estimulam os processos digestivos para quebrar as proteínas ainda mais. A secretina estimula também o pâncreas a libertar bicarbonato de sódio., O pâncreas liberta a maior parte das enzimas digestivas, incluindo as proteases tripsina, quimotripsina e elastase, o que ajuda a digestão proteica. Em conjunto, todas estas enzimas quebram proteínas complexas em aminoácidos individuais mais pequenos, que são depois transportados através da mucosa intestinal para serem usadas para criar novas proteínas, ou para serem convertidas em gorduras ou acetil CoA e utilizadas no ciclo de Krebs.
Figura 1. As enzimas no estômago e intestino delgado decompõem as proteínas em aminoácidos., A HCl no estômago auxilia na proteólise, e as hormonas secretadas pelas células intestinais direccionam os processos digestivos.
de modo a evitar a degradação das proteínas que compõem o pâncreas e o intestino delgado, as enzimas pancreáticas são libertadas como proenzimas inactivos que só são activadas no intestino delgado. No pâncreas, as vesículas armazenam tripsina e quimotripsina como tripsinogénio e quimotripsinogénio. Uma vez libertada no intestino delgado, uma enzima encontrada na parede do intestino delgado, denominada enterocinase, liga-se ao tripsinogénio e converte-a na sua forma activa, tripsina., Tripsina liga-se então ao quimotripsinogénio para o converter no quimotripsina activo. Tripsina e quimotripsina decompõem grandes proteínas em peptídeos menores, um processo chamado proteólise. Estes peptídeos menores são catabolizados em seus aminoácidos constituintes, que são transportados através da superfície apical da mucosa intestinal em um processo que é mediado por transportadores de aminoácidos de sódio. Estes transportadores ligam-se ao sódio e depois ligam-se ao aminoácido para o transportar através da membrana. Na superfície basal das células das mucosas, o sódio e o aminoácido são liberados., O sódio pode ser reutilizado no transportador, enquanto os aminoácidos são transferidos para a corrente sanguínea para serem transportados para o fígado e as células em todo o corpo para a síntese de proteínas.os aminoácidos disponíveis livremente são usados para criar proteínas. Se os aminoácidos existem em excesso, o corpo não tem capacidade ou mecanismo para o seu armazenamento; assim, eles são convertidos em glicose ou cetonas, ou eles são decompostos. A decomposição de aminoácidos resulta em hidrocarbonetos e resíduos azotados. No entanto, concentrações elevadas de azoto são tóxicas., O ciclo da ureia processa o azoto e facilita a sua excreção do organismo.
ciclo da ureia
o ciclo da ureia é um conjunto de reacções bioquímicas que produzem ureia a partir de iões de amónio, a fim de evitar um nível tóxico de amónio no organismo. Ocorre principalmente no fígado e, em menor extensão, no rim. Antes do ciclo da ureia, os iões de amónio são produzidos a partir da degradação dos aminoácidos. Nestas reações, um grupo amina, ou íon amônio, do aminoácido é trocado com um grupo ceto em outra molécula., Este evento de transaminação cria uma molécula que é necessária para o ciclo Krebs e um íon de amônio que entra no ciclo da ureia para ser eliminado.no ciclo da ureia, o amónio é combinado com CO2, resultando em ureia e água. A ureia é eliminada através dos rins na urina (Figura 2).
Figura 2. O nitrogênio é transaminado, criando amônia e intermediários do ciclo Krebs. Amoníaco é processado no ciclo da ureia para produzir ureia que é eliminada através dos rins.,os aminoácidos também podem ser usados como fonte de energia, especialmente em tempos de fome. Uma vez que a transformação de aminoácidos resulta na criação de intermediários metabólicos, incluindo piruvato, acetil CoA, acetoacil CoA, oxaloacetato e α-cetoglutarato, os aminoácidos podem servir como fonte de produção de energia através do ciclo de Krebs (Figura 3).
Figura 3. Clique para obter uma imagem maior. Os aminoácidos podem ser decompostos em precursores para a glicólise ou o ciclo Krebs., Os aminoácidos (a negrito) podem entrar no ciclo através de mais de uma via.a Figura 4 resume as vias de catabolismo e anabolismo para hidratos de carbono, lípidos e proteínas.
Figura 4. Clique para obter uma imagem maior. Os nutrientes seguem uma via complexa desde a ingestão através de anabolismo e catabolismo até à produção de energia.,doenças do metabolismo: deficiência do complexo de piruvato Dehidrogenase e fenilcetonúria deficiência do complexo de piruvato dehidrogenase (PDCD) e fenilcetonúria (PKU) são doenças genéticas. Piruvato desidrogenase é a enzima que converte piruvato em acetil CoA, a molécula necessária para iniciar o ciclo de Krebs para produzir ATP. Com baixos níveis do complexo de piruvato desidrogenase (PDC), a taxa de ciclismo através do ciclo Krebs é drasticamente reduzida. Isto resulta em uma diminuição na quantidade total de energia que é produzida pelas células do corpo., A deficiência de PDC resulta em uma doença neurodegenerativa que varia em gravidade, dependendo dos níveis da enzima PDC. Pode causar defeitos de desenvolvimento, espasmos musculares e morte. Os tratamentos podem incluir modificação da dieta, suplementação de vitaminas e terapia genética; no entanto, danos ao sistema nervoso central geralmente não podem ser revertidos.PKU afeta cerca de 1 em cada 15.000 nascimentos nos Estados Unidos. As pessoas afectadas pela PKU não têm actividade suficiente da enzima fenilalanina hidroxilase, pelo que são incapazes de decompor a fenilalanina em tirosina de forma adequada., Devido a isto, os níveis de fenilalanina aumentam para níveis tóxicos no organismo, o que resulta em danos ao sistema nervoso central e ao cérebro. Os sintomas incluem atraso no desenvolvimento neurológico, hiperactividade, atraso mental, convulsões, erupção cutânea, tremores e movimentos descontrolados dos braços e pernas. As mulheres grávidas com PKU apresentam um risco elevado de exposição do feto a uma quantidade excessiva de fenilalanina, que pode atravessar a placenta e afectar o desenvolvimento fetal. Os bebés expostos ao excesso de fenilalanina no útero podem apresentar defeitos cardíacos, atraso físico e/ou mental e microcefalia., Todas as crianças nos Estados Unidos e no Canadá são testadas ao nascer para determinar se PKU está presente. Quanto mais cedo se iniciar uma dieta modificada, menos graves serão os sintomas. A pessoa deve seguir De Perto uma dieta rigorosa que é baixa em fenilalanina para evitar sintomas e danos. A fenilalanina é encontrada em altas concentrações em adoçantes artificiais, incluindo aspartamo. Por conseguinte, estes edulcorantes devem ser evitados. Alguns produtos de origem animal e alguns amidos também são elevados em fenilalanina, e a ingestão destes alimentos deve ser cuidadosamente monitorizada.,
Capítulo Review
a digestão de proteínas começa no estômago, onde HCl e pepsina começam o processo de quebra de proteínas em seus aminoácidos constituintes. À medida que o tomilho entra no intestino delgado, mistura-se com bicarbonato e enzimas digestivas. O bicarbonato neutraliza o HCl ácido, e as enzimas digestivas decompõem as proteínas em peptídeos e aminoácidos menores., Hormônios digestivos secretina e CCK são liberados do intestino delgado para ajudar nos processos digestivos, e proenzimas digestivos são liberados do pâncreas (tripsinogênio e quimotripsinogênio). A enterocinase, uma enzima localizada na parede do intestino delgado, activa a tripsina, que por sua vez activa a quimotripsina. Estas enzimas libertam os aminoácidos individuais que são depois transportados através de transportadores de aminoácidos de sódio através da parede intestinal para a célula., Os aminoácidos são então transportados para a corrente sanguínea para a dispersão para o fígado e células em todo o corpo para ser usado para criar novas proteínas. Quando em excesso, os aminoácidos são processados e armazenados como glicose ou cetonas. Os resíduos de azoto que são libertados neste processo são convertidos em ureia no ciclo do ácido da ureia e eliminados na urina. Em tempos de fome, aminoácidos podem ser usados como uma fonte de energia e processados através do ciclo Krebs.
auto-verificação
responda à(s) questão (s) abaixo para ver se compreende bem os tópicos abordados na secção anterior.,
questões de pensamento crítico
- aminoácidos não são armazenados no corpo. Descreva como os aminoácidos em excesso são processados na célula.a libertação de tripsina e quimotripsina na sua forma activa pode resultar na digestão do próprio pâncreas ou intestino delgado. Que mecanismo utiliza o organismo para impedir a sua autodestruição?