Acetilcoenzima A

Resumo

         Acetilcoenzima A é constituído de um grupo acetilo, de dois carbonos, unidos de maneira covalente a coenzima A. É proveniente da degradação de carboidratos, lipídeos e, em menor proporção, de proteínas. Sendo assim, é uma molécula chave no metabolismo dos seres humanos, visto que nossa alimentação é baseada nesses três grandes grupos de compostos orgânicos. 

          O AcetilCoA é a chave principal do Ciclo de Krebs, portanto, regula a principal via metabólica do nosso organismo. O metabolismo de um ser humano é comparável ao motor de um carro. Isso, porque é durante as etapas metabólicas que nosso corpo quebra macromoléculas em micromoléculas, liberando energia, e faz síntese de macromoléculas a partir de micromoléculas, acumulando energia.

            

        Atualmente, a sociedade mundial atingiu níveis alarmantes de problemas relacionados com o metabolismo, sendo o principal a obesidade. Tal fato deve-se, principalmente aos maus hábitos alimentares e ao estilo de vida sedentário da população rural. A obesidade já atinge mais de 40% da população brasileira e é uma das principais causas de morte no mundo inteiro. As consequências para um obeso são drásticas e atingem tanto a sua saúde quanto o seu psicológico. 

           O AcetilCoA também é a molécula que dá origem ao colesterol no corpo humano. O colesterol é fundamental para a sobrevivência de um indivíduo, porém, hoje está intimamente ligado a problemas de saúde, visto que colesterol em excesso causa aterosclerose (entupimento de vasos), sendo também causa de morte no mundo inteiro.

         Portanto, o metabolismo do ser humano é responsável por mantê-lo vivo, realizando as suas funções vitais. Porém, a alimentação do homem é a responsável pelo bom ou mau funcionamento deste. Sendo assim, é necessário uma dieta equilibrada, que saiba racionalizar a quantidade ingerida de carboidratos, glicose e proteína. 

         Somente assim, a sáude da população será mantida e problemas metabólicos não irão mais ser um problema para o mundo.

Obrigado!

              

Por: João Augusto Lopes Amorim

Acetilcoenzima A

Colesterol

       Visão Geral

     O colesterol é o esteróide característico dos tecidos animais e desempenha várias funções essenciais no organismo. Por exemplo, o colesterol é componente estrutural de todas as membranas celulares, modulando sua fluidez. Em tecidos especializados, o colesterol é precursor de ácidos biliares, de hormônios esteróides e da vitamina D. Portanto, é muito importante para o organismo manter um suprimento contínuo de colesterol.

      Não existe colesterol em nenhum produto de origem vegetal. Plantas apresentam um tipo de composto similar chamado de fitosterol.

       O fígado tem papel central na regulação da homeostasia do colesterol. Em humanos, o equilíbrio entre o influxo e efluxo de colesterol não é preciso , resultando em deposição gradual nos tecidos, particularmente no endotélio vascular. Essa ocorrência se torna fator potencial de risco quando a deposição de lipídeos leva ao estritamento dos vasos, com a formação de placas (aterosclerose), aumentando o risco de doença arterial coronária.

        Síntese do Colesterol

          O colesterol é sintetizado por praticamente todos os tecidos humanos, embora o fígado, o intestino, o córtex addrenal e os tecidos reprodutivos, incluindo ovários, testículos e placenta, sejam os maiores contribuintes para o conjunto de moléculas de colesterol presente no organismo. Como no caso dos ácidos graxos, todos os carbonos do colesterol são derivados de acetato, e o NADPH é o doador dos equivalentes redutores. A rota de síntese do colesterol é endoergônica; a energia é garantida pela hidrólise das ligações tioéster da acetilcoenzima A (CoA) e das ligações de fosfatos terminais de trifosfato de adenosina (ATP). A síntese acontece no citoplasma, com enzimas tanto no citosol como nas membranas do retículo endoplasmático. A velocidade da rota de síntese responde a mudanças na concentração de colesterol. Existem mecanismos de regulação que modulam a  velocidade da síntese endógena em função da quantidade de colesterol excretado. Um desequilíbrio nessa regulação pode elevar os níveis de colesterol plasmático na circulação, com risco portencial de doença arterial coronariana. 

      

Acetilcoenzima A

Formação do Acetil CoA

         No ciclo do ácido cítrico, o oxalacetato é inicialmente condensado com um grupo acetila, originário da acetilcoenzima A, e então é regenerado quando o ciclo se completa. Desse modo, a entrada de uma acetil-CoA em uma volta do ciclo de Krebs não leva à produção ou ao consumo efetivos de intermediários.

           

         O piruvato, produto final da glicólise aeróbia, deve ser transportado para dentro da mitocôndria antes que possa entrar no ciclo de Krebs. Esse transporte é efetuado por um transportador específico para o piruvato, que ajuda esse composto a cruzar a membrana mitocondrial interna. Uma vez na matriz, o piruvato é convertido em acetil-CoA pelo complexo da piruvato-desidrogenase, um complexo multienzimático. No sentido estrito, o complexo piruvato-desidrogenase não é parte do ciclo de Krebs propriamente, mas é uma importante fonte de acetil-CoA - o substrato de dois carbonos que alimenta o ciclo. 

  

      A irreversibilidade da reação da piruvato-desidrogenase impede a formação de piruvato a partir de acetil-CoA e explica por que a glicose não pode ser formada a partir de Acetil-CoA via gliconeogênese.

            

Acetilcoenzima A

Doenças Metabólicas

               Obesidade 

        A obesidade é decorrência de um balanço energético positivo no metabolismo, ou seja, os obesos ingerem mais alimentos do que precisam para repor suas energias. Pode ser associada ou não ao sedentarismo e a problemas hormonais. A reserva natural de gordura aumenta até o ponto em que problemas de saúde podem aparecer no paciente, como por exemplo: doenças cardiovasculares, diabetes mellitus tipo 2, apneia do sono e osteoartrite. 

           
 

                 As principais causas da obesidade são:  estilo de vida, genética, doenças e bactérias. Sobre o estilo de vida da população, pesquisadores já concluíram que o aumento da incidência de obesidade em sociedades ocidentais nos últimos 25 anos do século XX teve como principais causas o consumo excessivo de nutrientes combinado com crescente sedentarismo. Outros fatores que podem ter contribuído para esse aumento — ainda que sua ligação direta com a obesidade não seja tão bem estabelecida — o estresse da vida moderna e sono insuficiente. O desequilíbrio metabólico que resulta em obesidade é fruto da combinação tanto de fatores ambientais quanto genéticos. Polimorfismos em diversos genes que controlam apetite e metabolismo predispõem à obesidade, mas a condição requer a disponibilidade de calorias em quantidade suficiente, e talvez outros fatores, para se desenvolver plenamente. Além disso, determinadas doenças físicas e mentais e algumas substâncias farmacêuticas podem predispor à obesidade. Como último fator,  bactérias que favorecem a digestão também poderiam fazer o corpo acumular quilos a mais, caso não estejam devidamente equilibradas. Em excesso, essas bactérias alteram o metabolismo e o apetite .

Acetilcoenzima A

Anabolizantes

       Anabolizantes são uma classe de hormônios esteroides naturais e sintéticos que promovem o crescimento celular e a sua divisão, resultando no desenvolvimento de diversos tipos de tecidos, especialmente o muscular e ósseo, uma vez que favorecem a síntese de proteínas no corpo humano.

           Os esteróides anabólicos foram descobertos nos anos 1930 e têm sido usados desde então para inúmeros procedimentos médicos incluindo a estimulação do crescimento ósseo, apetite, puberdade e crescimento muscular. Podem também ser usados no tratamento de pacientes submetidos a grandes cirurgias ou que tenham sofrido acidentes sérios, situações que em geral acarretam um colapso de proteínas no corpo. O uso mais comum de esteróides anabólicos é para condições crônicas debilitantes, como o câncer e a AIDS. Os esteróides anabólicos podem produzir inúmeros efeitos fisiológicos incluindo efeitos de virilização, maior síntese protéica, massa muscular, força, apetite e crescimento ósseo.

        Porém, atualmente não são utilizados somente por atletas profissionais, mas também por pessoas que desejam uma melhor aparência estética, inclusive adolescentes. Os esteróides anabolizantes também têm sido associados a diversos efeitos colaterais quando forem administrados em doses excessivas, e esses efeitos incluem a elevação do colesterol (aumenta os níveis de LDL e diminui os de HDL), acne, pressão sanguínea elevada, hepatotoxicidade, e alterações na morfologia do ventrículo esquerdo do coração.

     Hoje, os esteróides anabólicos são controversos por serem muito difundidos em diversos esportes e possuírem efeitos colaterais. Uma das discussões que pode ser levada em conta, é o fato de que atletas profissionais têm acompanhamento médico de qualidade e podem ser capaz es de fazerem o uso de anabolizantes de maneira regulada e que traga apenas benefícios para o seu desempenho como atleta. Porém, sabemos que, hoje, o uso de algum tipo de mecanismo artificial que possa promover um desempenho anormal do atleta é considerado doping, e que tal uso poderá acometer no banimento do atleta de seu esporte.

AcetilcoenzimaA

Metabolismo Basal

                Metabolismo basal ou Taxa metabólica basal é um(a) meio/forma matemático(a), não exato(a), de calcular a quantidade calórica que o corpo necessita, em vinte e quatro horas, para manter-se nutrido durante o decorrer das atividades diárias, e/ou fazendo um jejum de pelo menos doze horas em repouso, sem prejudicar o funcionamento dos principais órgãos. Exemplo: o coração, cérebro, pulmões, intestino, etc, e manter a temperatura corporal sobre a normalidade. A TMB (Taxa Metabólica Basal) ira variar, a depender do nível/fator de atividade que cada indivíduo exerce

                O organismo gasta uma quantidade de calorias simplesmente para manter suas funções vitais como respiração e funcionamento cardiovascular, por exemplo, mesmo quando se está em repouso. Esse valor é chamado de taxa de metabolismo basal. Para identificar quantas calorias são gastas em um dia é necessário incluir alguns fatores como peso (quem pesa mais possui necessidade calórica maior), idade (com o avanço da idade o metabolismo diminui), sexo (os homens possuem mais massa muscular e por isso o metabolismo é mais acelerado) e nível de atividade física (a atividade física aumenta o metabolismo) que influenciam o gasto energético do organismo.

               Dessa maneira sabe-se que cada pessoa possui um gasto diferente e precisa de energia de forma diferente para se alcançar o objetivo necessário, seja ele emagrecimento, ganho de peso ou simplesmente a manutenção do peso atual.

Cálculo do Metabolismo Basal

 Taxa de atividade

1. Sedentários = 1.2 (pouco ou nenhum exercício)

1. Levemente ativo = 1.375 (exercício leve 1 a 3 dias por semana)

1. Moderadamente ativo = 1.65 (exercício moderado, faz esportes 3 a 5 dias por semana)

1. Altamente ativo = 1.725 (exercício pesado de 5 a 6 dias por semana)

1. Extremamente ativo = 1.9 (exercício pesado diariamente e até 2 vezes por dia)

• Cálculo para Homens: MB = Taxa de atividade x {66 + [(13,7 x Peso(kg)) + ( 5 x Altura(cm)) - (6,8 x Idade(anos))]}

• Cálculo para Mulheres: MB = Taxa de atividade x {655 + [(9,6 x Peso(kg)) + (1,8 x Altura(cm)) - (4,7 x Idade(anos))]}

         O metabolismo depende, entretanto, de uma boa alimentação. Essa boa alimentação diz respeito a um consumo adequado de carboidratos, lipídeos  e proteínas. A próxima postagem irá abordar esse assunto e mostrará como são os hábitos alimentares da população atualmente.

Acetilcoenzima A

Ciclo do Ácido Cítrico

Visão geral

           O ciclo do ácido cítrico, também conhecido como ciclo de Krebs ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos, desempenha diversos papéis no metabolismo. É a via final para onde converge o metabolismo oxidativo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos, em que seus esqueletos carbonados são convertidos em CO2. Essa oxidação fornece energia para a produção da maior parte do ATP na maioria dos animais, incluindo os humanos. O ciclo ocorre totalmente na mitocôndria e, portanto, está bastante próximo das reações de transporte de elétrons, que oxidam as coenzimas geradas pelo ciclo. O ciclo do ácido cítrico é uma via aeróbia, pois o CO2 é necessário como aceptor final dos elétrons. A maior parte das vias catabólicas do organismo converge para o ciclo do ácido cítrico. Algumas reações, tais como o catabolismo de determinados aminoácidos, produzem intermediários do ciclo e são denominadas reações anapleróticas. O ciclo do ácido cítrico também participa em diversas reações sintéticas importantes. Por exemplo, o ciclo funciona na formação de glicose a partir de esqueletos carbonados de alguns aminoácidos e do heme. Portanto, esse ciclo não deve ser visto como um ciclo fechado, mas sim como um ciclo de tráfego, com compostos que entram e saem de acordo com as necessidades do organismo.

             

Reações do ciclo do ácido cítrico

                  Resumidamente, este ciclo pode ser descrito da seguinte forma: para iniciar uma volta do ciclo, o acetil-CoA transfere o seu grupo acetil para um composto com quatro átomos de carbono, o oxaloacetato, para formar o citrato (composto com seis átomos de carbono). Este, por sua vez, é transformado em isocitrato, também uma molécula de seis átomos de carbono, e este é desidrogenado, perdendo o CO₂, para dar origem ao α-cetoglutarato (ou oxoglutarato), um composto com cinco átomos de carbono. Este também perde CO₂ e libera o succinato (composto de quatro átomos de carbono), sendo convertido enzimaticamente, em uma reação de três passos em oxalacetato com quatro átomos de carbono, com o qual o ciclo foi iniciado; sendo assim, o oxalacetato está pronto para reagir com uma nova molécula de acetil-CoA e iniciar uma nova volta ao ciclo.

               

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Catabolismo

          Catabolismo é o processo realizado pelos organismos com o objetivo de obter energia. Tal energia, como foi exposto no post anterior, é vital para qualquer ser vivo, visto que é ela a responsável para a realizações de todas as funções vitais dos seres vivos. 

          Esse processo ocorre quando substâncias complexas, denominadas polímeros, são sintetizadas - quebradas - para formar substâncias mais simples e menores. Nessa síntese, uma grande quantidade de energia é liberada, e essa energia é utilizada pelos seres vivos. Os polissacarídeos, lipídeos, ácidos nucleicos e proteínas são exemplos de polímeros que serão sintetizados e formarão monossacarídeos, ácidos graxos, nucleotídeos e aminoácidos, respectivamente. Essa energia é armazenada nas células em forma de compostos trifosfatados, como ATP e GTP.

            Existem muitos controladores do metabolismo nos seres humanos. A maioria são hormônios que atuam na parte catabólica ou anabólica do metabolismo. Além dos hormônios, podemos citar a participação de algumas vitaminas que atuam diretamente na regulação do nosso metabolismo. 

             Uma vitamina essencial para o controle do catabolismo humano é a Vitamina B5. Também conhecida como Ácido Pantoténico, é composta pelo ácido D-pantóico e o aminoácido beta-alanina e é responsável pela síntese da coenzima A, tornando-se assim, uma vitamina chave no metabolismo dos mamíferos. 

             

Estrutura da Vitamina B5

               A vitamina B5 pode ser encontrada em diversos alimentos, como fígado, milho, abacate, ovos, leite, legumes, etc... Percebe-se, portanto, que essa vitamina é encontrada em uma variedade de alimentos, sendo assim difícil encontrar casos de carência de tal vitamina. Porém, em casos de desnutrição grave, alguns sintomas dessa falta de vitamina podem ser percebidos, como insônia, fadiga, doenças neurológicas, baixa produção de anticorpos, náuseas, entre outros.

                 

 

           

Acetilcoenzima A

Função

            Todos os organismos precisam de energia para se manterem vivos e realizarem diversas funções biológicas. Essa energia gasta deve ser suprida pelo organismo. Alguns organismos retiram a sua energia da luz solar,outros organismos realizam oxidações em compostos encontrados no meio ambiente. As substâncias oxidadas pelos seres humanos estão presentes nos seus alimentos e, principalmente, na forma de carboidratos, lipídios e proteínas. Além disso, nós temos reservas de carboidratos e lipídios no nosso próprio organismo que é utilizada quando não estamos nos alimentando.

          No nosso organismo, ao serem oxidados, os nutrientes perdem prótons e elétrons e seus átomos de carbono se transformam em CO2. Esses prótons e elétrons ligam-se com coenzimas na forma oxidada, passando assim, à forma reduzida. 

                Quando ocorre uma reoxidação dessas coenzimas, há liberação de energia que é utilizada para formar um composto bastante rico em energia, a Adenosina Trifosfato(ATP). É o ATP que será utilizado diretamente pelo nosso organismo para realizar as diversas funções vitais do nosso corpo e nos manter vivos.

Acetilcoenzima A

Fórmula molecular: C23H38N7O17P3S

Massa molar: 809.57 g/mol

Formação

                A acetilcoenzima A (Acetil-CoA) é provém do metabolismo dos carboidratos e lipídios e, ainda em menor proporção, do metabolismo das proteínas.

                  A sua formação constitui uma das etapas da respiração aeróbia e ocorre na matriz mitocondrial. 

                  Tal fase pode ser representada, esquematicamente, da seguinte forma:  

 2 Ácido pirúvico + 2 NAD⁺ + 2 CoA → 2 Acetil-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH + 2H⁺

            A acetil-CoA forma-se a partir do ácido pirúvico produzido na glicólise. O ácido pirúvico passa por uma descaboxilação com a liberação de CO2 (dióxido de carbono), e por uma oxidação, com a liberação de hidrogênio, formando a acetil-CoA por associação à CoA (coenzima A). O hidrogênio produzido é utilizado para reduzir uma molécula de NAD+ (dinucleotide nicotinamida e adenina), formando-se NADH e H+. Por cada molécula de glicose, que dá origem a duas moléculas de acido pirúvico, produzem-se duas moléculas de acetil-CoA, duas moléculas de CO2, duas moléculas de NADH e duas moléculas de H+.

              A principal fonte de energia de animais, de muitos  protistas e bactérias, é a oxidação de ácidos graxos em Acetil-CoA.