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Excreção de Nitrogênio:
A taxa de produção de proteínas varia com o tecido: a velocidade, a quantidade e o tipo de proteína. P. ex.: no fígado, a meia-vida de uma proteína é de 0,9 dia, e no músculo é de 10,7 dias (rins: 1,7 dia; coração: 4,1 dias; cérebro: 4,6 dias).
As proteínas do fígado têm uma meia-vida baixa devido às funções do fígado durante os ciclos jejum/refeição. Para responder rapidamente às mudanças do metabolismo no jejum e após uma refeição, ele tem uma taxa de renovação proteica muito grande (as proteínas produzidas num momento X não são as mesmas de um outro Y).
As proteínas são feitas a partir de composições diferentes de aminoácidos, específicas para cada uma daquelas. A principal fonte de aminoácidos para o organismo vem da dieta; não há reserva de aminoácidos. É necessário ingerir proteínas de alto valor biológico, ou seja, com muitos aminoácidos essenciais (não produzidos por nós), para que produzamos as proteínas necessárias para cada função no organismo.
Aminoácidos podem ser utilizados para síntese proteica, na estrutura de bases nitrogenadas, formar grupo heme, etc. Além da utilização para síntese de compostos, os AA podem ser usados para síntese de energia por terem seus esqueletos carbônicos transformados em glicose. A cadeia carbônica pode ser utilizada para formação de intermediários do Ciclo de Krebs (Acetil-CoA e Piruvato), neurotransmissores, etc.
Aminoácidos quando degradados podem formar ureia, que contém amônia, proveniente, por exemplo, da degradação de compostos nitrogenados. A degradação de Purinas (Adenina e Guanina) pode formar ácido úrico. As outras bases nitrogenadas (C, U, T) são convertidas em amônia e ureia. A degradação do Heme gera Bilirrubina; A creatinina é produzida nos músculos, espontaneamente, a partir da fosfocreatina (fonte rápida de ATP quando em trabalho muscular). A Creatinina é utilizada como marcador de função renal é produzida constantemente e excretada na urina, pelos rins. Valores anormais de creatinina indicam distúrbios renais.
- A primeira etapa: ocorre com a degradação dos aminoácidos em geral e é catalisada por transaminases ou aminotransferases. Estas realizam uma reação de dupla troca: um grupo amino de um aminoácidos é transferido para o α-ceto-glutarato (aceptor de grupo amino), que transforma-se em Glutarato, enquanto que o AA perde um grupo amino mas recebe um grupo CETO, transformando-se em α -ceto-ácido.
Essas reações têm como parte do seu co-fator a vitamina B6 e a constante de equilíbrio é igual a 1 (ocorre nos 2 sentidos dependendo da concentração dos reagentes em relação aos produtos).
Geralmente, cada aminoácido possui sua própria transaminase.
Essas transaminases têm especificidade quanto ao aminoácido que perderá o grupo amino, mas o aceptor de nitrogênio sempre será o α-ceto-glutarato. As transaminases existem em todos os tecidos , não sendo específicas para cada um, exceto duas existentes no fígado, as enzimas AST e ALT. Como a
concentração destas 2 são altas no fígado, elas servem também como marcadores de função hepática.
ALT / TGP
Alanina Transaminase ou Transaminase Glutâmico Pirúvica
- Removem um grupo amino de uma Alanina e transferem-no para o α-ceto- glutarato , que vira glutamato, e a Ala vira Piruvato, pela transferência de um grupo ceto do segundo para o primeiro.
- Catalisa a reação nos dois sentidos
- Alta concentração no fígado (importante no ciclo da Ureia) e menor nos outros tecidos.
AST / TGO
Aspartato Transaminase ou Transaminase Glutâmico Oxaloacética
- Removem um grupo amino de um Aspartato e transferem-no para o α- cetoglutarato , que vira glutamato, e o Asp vira Oxaloacetato , pela transferência de um grupo ceto do segundo para o primeiro.
- Catalisa a reação nos dois sentidos
- Alta concentração no fígado (importante no ciclo da Ureia) e menor nos outros tecidos.
HEPATITE VIRAL:
Pessoa fica amarela (ictérica) por causa do aumento da Bilirrubina em excesso (2,5 a 3x elevada) Aumento das transaminases hepáticas (ALT e AST) no sangue (10 a 100x em relação aos valores básicos); A ALT é mais específica do que a AST.
- A segunda etapa: O glutamato, que coletou o grupo amino dos aminoácidos, fornecerá amônia para, em ultima analise, ser utilizada na produção de ureia. A síntese da ureia, em si, ocorre só no fígado, mas essa reação de transferência do grupo amino do glutamato (desaminação oxidativa) pode ocorrer em vários tecidos. O Glutamato libera o íon amônio pela ação da enzima glutamato desidrogenase que, além disso, oxida a molécula do glutamato em alfa- cetoglutarato. É uma reação de oxido-redução porque há a redução de NAD(P) em NAD(P)H e a consequente oxidação do glutamato em alfa-cetoglutarato. A reação é também reversível, ou seja, altas concentrações de alfa-cetoglutarato e íon amônio deslocarão a reação no sentido contrário, de formação de glutamato.
As duas etapas ocorrem em todos os tecidos.
ureia, ou seja, o ciclo da ureia estará mais ativo. 2º : A degradação proteica estará acontecendo, liberando mais aminoácidos para o organismo. Parte deles será destinada a produção de novas proteínas; já a outra será degradada. A degradação dos aminoácidos gerará amônia, que será utilizada para a síntese de ureia. Este é outro fator que faz do Jejum Prolongado um motivo do aumento do Ciclo da Ureia.
b. Dieta rica em proteínas: O excesso dos aminoácidos que não podem ser aproveitados será degradado formando, assim, ureia, e em grande quantidade devido à abundância de aminoácidos degradados.
Existe uma grande relação entre Ciclo da Ureia e Ciclo de Krebs: a) Fumarato : Este composto pode ser utilizado no Ciclo de Krebs, nas reações finais deste. b) Oxaloacetato : Pela AST, forma Aspartato, que entra no ciclo da ureia.
Vantages para o organismo: O ciclo da ureia gasta 4 ATP’s para produzir uma substancia que será excretada (inútil). Com o ciclo de Krebs, esse gasto energético é diminuído; além disso, a ureia é menos toxica do que a amônia, ou seja, o organismo corre menor risco de se intoxicar, caso ocorra alguma falha na excreção de substâncias. O ciclo de Krebs a partir da conversão de Malato em Oxaloacetato produz NADH. Este pode ir pra cadeia respiratória e gerar 3 ATP’s, fazendo com que, na verdade, ocorra apenas o gasto de 1 molécula de ATP no ciclo da ureia. Isso minimiza os gastos energéticos do organismo. O Glutamato fornece, indiretamente, os 2 grupos amino que formam a ureia, em última analise: ele libera amônia diretamente pela glutamato desidrogenase (desaminação oxidativa) e, ainda, pode transferir grupo amino para o oxaloacetato pela AST (O glutamato participa da síntese do aspartato). Um dos grupos amino presentes na ureia veio da amônia liberada diretamente, e o outro do Aspartato.
OBS: Há aminoácidos, entretanto, que podem formar diretamente glutamato sem que haja ação das transaminases (ps. Não precisa saber); tem aminoácidos que liberam amônia diretamente sem passar pelo glutamato. Ou seja, há aminoácidos que possuem vias de degradação próprias. Nem todos os aminoácidos possuem aquelas etapas de transaminação e desaminação oxidativa. As Pirimidinas podem liberar amônia, que entraria na síntese da ureia.
TOXICIDADE DA AMÔNIA
A amônia é neurotóxica. Sintomas de hiperamonemia: perda de coordenação motora, visão borrada. A hipótese mais aceita do porque o sistema nervoso é o mais afetado é a seguinte: Muita amônia não convertida em ureia desloca o equilíbrio da reação “glutamato alfa- cetoglutarato + amônia” para o sentido de formação do Glutamato. Consumir alfa- cetoglutarato implica em diminuição do Ciclo de Krebs, ou seja, menos ATP’s para as células. O cérebro sofreria principalmente porque a maior parte do ATP que ele utiliza vem do ciclo de Krebs.
Há outros fatores, mas o principal é este citado acima.
TRANSPORTE DE AMÔNIA (GRUPO AMINO) NO SANGUE
Todos os tecidos produzem amônia, que deve ser levada ao fígado para que seja convertida em ureia. É necessário, portanto, transportar o grupo amino (sob a forma de amônia) de maneira segura no sangue, uma vez que a amônia é tóxica. Há 2 formas de transporte desta: a) Ciclo Alanina-Piruvato b) Glutamina
a. Ocorre apenas nos músculos e, de lá, para o fígado. Os músculos em exercício formam piruvato em grande quantidade, além de muito glutamato devido à degradação de aminoácidos. Assim, a enzima ALT atuará sobre esses compostos produzidos, formando no final da reação a Alanina e alfa-cetoglutarato (isto tudo explica a alta concentração de ALT no músculo). A Ala, que conterá o grupo amino, poderá circular seguramente no sangue. Quando chegar ao fígado, a reação se inverterá: A Ala volta a ser glutamato pela ação da enzima ALT novamente, sendo utilizado para a produção de ureia, tendo então a sua concentração diminuída, e o piruvato, por sua vez, pode ser utilizado para formar glicose (neoglicogênese), que pode retornar ao músculo e ser utilizada.
b. Demais tecidos: Glutamina O grupo amino da degradação dos aminoácidos é transferido ao Glutamato, que se combinará com mais uma molécula de amônia formando a Glutamina. Vantagem de sua formação: glutamina transporta duas moléculas de amônia e o glutamato, apenas um. Enzima: glutamina sintetase (reação irreversível). A glutamina formada nos tecidos pode transitar no sangue até o fígado sem problema algum. Quando chega lá, a glutamina é quebrada em glutamato e amônia. Os outros tecidos não fazem esta última reação porque não possuem enzima glutaminase , enzima presente apenas no fígado e rins (esses 2 órgãos são os únicos que possuem a glutaminase). Essa amônia formada no fígado é utilizada para formar ureia. Os rins não produzem ureia. Sua função é, além de outras, controlar o equilíbrio ácido-base pela eliminação da amônia, p. ex. (pH sanguíneo). Nos rins, a amônia pode difundir-se para os túbulos renais. Lá, ela combina-se com prótons da urina, formando NH4+ (acidose, pH baixo da urina). Com isso, há tamponamento de prótons excretados, ou seja, consegue-se eliminar maior quantidade de íons H+ na urina. Nos rins, o NH3 liberado pela glutaminase, se une com prótons, formando amônio, que é logo excretado na urina (é um mecanismo de compensação). Em uma ocasião de acidose, a concentração desta enzima aumenta. Por isso que ocorre um maior tempo para a compensação renal acontecer.
