aula 02 metabolismo - fisio comp uffs 2017
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Sumário
• Viasmetabólicas
• Fatoresqueinfluenciamasviasmetabólicaseousodaenergiagerada• Tamanhocorporal,estadosfuncionais
• Estratégiasmetabólicasparaadaptaçãoaomeioambiente(diferentestemperaturas)
• Processosdeobtençãoetransformaçãodenutrientesemenergia.
Definiçõesimportantes
• Metabolismo:somadetodasasreaçõesquímicasdentrodeumorganismovivo;
• Taxametabólica:serefereaometabolismoenergéticoporunidadedetempo.Étodoofluxoatravésdasviasprodutorasdeenergia.
• Taxametabólicabasal:• Taxametabólicaemexercício:
Nãoconfunda!
• OtermoMetabolismo nemsempreserefereapenasaometabolismoenergético.Elepode,porexemplo,fazerreferênciaaometabolismodeumíonousubstânciaespecíficacomooferro,cálcio...
Comoataxametabólicapodeserdeterminada?
• 3maneiras:
• Diferençaentreovalorenergéticodetodoalimentoingeridoeovalorenergéticodetodososprodutosdeexcreção;
• Produçãototaldecalorpeloorganismo
• QuantidadedeO2 utilizadanosprocessosdeoxidação=consumodeO2
Comoataxametabólicapodeserdeterminada?
• 3maneiras:
• Diferençaentreovalorenergéticodetodoalimentoingeridoeovalorenergéticodetodososprodutosdeexcreção;
• Produçãototaldecalorpeloorganismo
• QuantidadedeO2 utilizadanosprocessosdeoxidação=consumodeO2
Considerandoaquantidadedeenergialiberadasobaformadecalordurantedeterminado tempopode-semedirataxametabólicademododireto!
NocalorímetrodeLavoisier:
• Sabe-seaquantidadedeáguacongelada;
• Mede-seaquantidadedeáguaresultantedafusãosabendo-sequesãonecessárias80klcalparafundir1kgdegelo.
Calorimetria:medindodiretamenteataxametabólica.
Comoataxametabólicapodeserdeterminada?
• 3maneiras:
• Diferençaentreovalorenergéticodetodoalimentoingeridoeovalorenergéticodetodososprodutosdeexcreção;
• Produçãototaldecalorpeloorganismo
• QuantidadedeO2 utilizadanosprocessosdeoxidação=consumodeO2
Calorimetriaindireta!
• Respirometria:medidadataxadetrocadegasesrespiratórioscomoambiente;
• Métododoequilíbriodematerial:Medidadoconteúdodeenergiaquímicadamatériaorgânicaqueentraesaidocorpodeumanimal
Masesperaaí...Avidasurgiuemumplanetacompouquíssimo
oxigêniodisponível!
SeráquepelabiodiversidadeousodeO2 temamesmaimportâncianometabolismoenergéticoqueparanós,humanos?
Viasmetabólicas:anaeróbiaseAeróbias
• Viaglicolítica básicaeviaglicolítica alternativa;• Glicólise:viaquedegradaaglicoseobtidadosangue(hemolinfa)eaglicose-6-fosfatoderivadadoprocessamentodaglicose-1-fosfatoliberadadosestoquesdeglicogênioà fontevitaldeATP!
• Metabolismoaeróbicoà fermentação
• ProduçãodeATPà baixoturnover – 60%!*Quematuanascélulascomofunçãodereservaenergéticaparausoimediato
sãoosfosfatosdecreatina(CrF)efosfatosdearginina(ArF)
Viaglicolítica:alternativa
Vantagens:Forneceenergiasemconsumodeoxigênio;permitesobreviverasituaçõesdehipóxia eanóxia.
Desvantagens:Forneceenergiasemconsumodeoxigênio: produzH+
residual;Subprodutos: lactato,etanol,iminoácidos,
BaixaquantidadedeOxigênioambiental
*Metabolismomitocondrial
Viaglicolítica:alternativa
Bivalvesintertidais podemfecharsuasconchasduranteociclodasmarés,condiçãodehipóxia ambiental;
BaixaquantidadedeOxigênioambiental
Piruvato +NADH+H+à Lactato+NAD+
Anoxia funcionalpodeocorrerquandoasdemandasteciduaisporoxigêniosuperamaliberaçãodeoxigênioapartirdosangue
3- estratégiasimportantesparaanimaistolerantesahipóxiaeanóxia:1) Reduzirasdemandasmetabólicas(tartaruga);2) Grandesreservasdeglicogênio (bivalves);3) Alteramaglicóliseà produto finalalternativo
Metabolismoaeróbico:
• Fermentação:
ParticipaçãodoOxigêniocomoaceptordeelétrons!
UtilizaçãodosPiruvatos resultantesnoCiclodeKrebs!
Águametabólicaà subprodutoéimportanteparavertebradosdesérticos
Alémdisso,oCiclodeKrebsresultaem36ATP/molglicosecomaltaeficiênciadeconversão!
Tambémpermiteousodeoutrasfontesdeenergiaalémdaglicose!
Apenasaglicosecomofontedeenergia?• Não!• Ácidograxocomofontemaiscomumdesubstratolipídico;• Armazenadocomotriglicerídeosoutriacilglicerol;• 1gdetrgà 6xmaisenergéticoque1gglicogênio;
Extra:Metabolismoeminsetos
• Predominantementeaeróbio;• Reservaenergética:corposgordurosos–triacilglicerol eglicogênio;• Substrato:trealose,diacilglicerol,prolina – dipteroseheminópteros:carboidratossimples*.• FácilacessoaooxigêniopermiterápidaalteraçãoentreproduçãodeATPderepousoparaaatividadeintensa(600x);• Altíssimaeficiênciaà 100%deturnover dacitocromo oxidase(vertebrados~10%);
*Borboletamonarca– lipídeos
Comoataxametabólicapodeserdeterminada?
• 3maneiras:
• Diferençaentreovalorenergéticodetodoalimentoingeridoeovalorenergéticodetodososprodutosdeexcreção;
• Produçãototaldecalorpeloorganismo
• QuantidadedeO2 utilizadanosprocessosdeoxidação=consumodeO2
Integraçãodasviasdometabolismoenergético
• Comovimos:diversasviasmetabólicascomdiversossubstratospodemserusadospelosanimais;• Ahomeostaseenergéticadepende,basicamente,dobalançoentreATPproduzidoeATPconsumido;• Mecanismosdecontroleatuampararegulaçãodahomeostaseenergética(Hormônios);• DisponibilidadedeATPeOxigênio;• Naturezadocombustível(glicogênio,glicose,triglicerídeo...)
Dessaforma:taxametabólicapodeserreconhecidacomo:• Taxametabólicapadrão:nívelmetabólicodeumorganismoemrepouso,semdigeriralimentos,semestressefísico,térmicooupsicológico.Pode-seusartaxametabólicabasalparaendotérmicos.• Taxametabólicaderotinaouderepouso:nívelmetabólicoparaatividadesnormaisoumínimasderotina.• Taxametabólicamédiadiáriaoutaxametabólicadecampo:nívelmetabólicoemtodasassituaçõesnoperíododeabordagemà necessáriaparasustentaroorganismo.• Taxametabólicaativa:níveismetabólicosnecessáriosparaatividadesespecíficasà esforço.
Quefatoresdeterminamtalvariabilidadenataxametabólica?• Tamanhocorporal;• Atividademitocondrial;• Densidadeemorfologiadasmitocôndrias(bovinosapresentam2,5xmaismitocôndriasporunidadedemassacorporalquecaprinos)• Maiornúmerodecristasnasmembranasinternasdasmitocôndrias• Capacidadedosistemacirculatórioemenviarsangueoxigenadoparaostecidos;• Sistemarespiratórioà traqueiasdosinsetosà amaiortaxametabólicaéencontradanamusculaturaalardeinsetos!
Pararevisareiralém
1. Comoaenergiaédivididaemumadietaanimal?2. Quaissãoosprincipaisnutrientesdadieta?Quais
enzimasfazemsuametabolizaçãonasformasnasquaiselessãotransportadosparadentrodascélulasepiteliaisdigestórias?
3. Comoaspropriedadesfísicasdosnutrientesafetamsuacaptaçãoeseutransportedentrodocorpo?