BÁSICO - METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

[Música] Olá pessoal vamos para mais uma aula do curso de especialização em neurociências módulo básico o tema da nossa aula de hoje nós vamos falar sobre o metabolismo dos aminoácidos com foco no sistema nervoso central nesse primeiro slide nós vamos falar da digestão das proteínas a digestão das proteínas começa no estômago com a ação e da enzima chamada pepsinogênio que é uma enzima inativa que em baixos valores de PH ela se ativa e se transforma em pepsina e vai degradar as proteínas e vai transformar em pequenos peptídeos estes pequenos peptídeos eles irão em direção ao

intestino delgado e no intestino Delgado as células da da borda em escova vai produzir uma enzima chamada enteroinvasiva se transforma em tripsina que é a enzima ativa o quimiotripsinogênio se transforma em quimiotripsina a proel asase se transforma em elastase e a proc carbo a e a b também são ativadas pela tripsina e se transforma em carboxipeptidase A e B estes aminoácidos que vieram do processo de digestão Eles serão absorvidos ou seja eles vão passar da Luz intestinal para a célula do intestino delgado através de um cotransporte sódio aminoácido que é um tipo de transporte ativo

secundário já que depende da bomba de sódio potássio presente na membrana basolateral assim como os aminoácidos entram na célula epitelial os di e tripeptídeos também entram pelo mesmo cotransporte sódio eh de peptídio no interior da célula intestinal esses DIT tripeptídeos sofrem a ação da peptidase e os aminoácidos surgem os aminoácidos A partir dessa Hidrólise uma vez esses aminoácidos estando presente no interior da célula intestinal eles passam por transporte facilitado para a Corrente sanguínea estes aminoácidos eles terão várias funções no nosso organismo alguns aminoácidos podem gerar a TP Ou seja a energia química que a nossa

célula reconhece outros aminoácidos pelo processo de gliconeogênese pode se converter em glicose que vai ser o principal combustível pro nosso cérebro e para todos os órgãos Além disso esses aminoácidos podem se converter em ácidos graxos os aminoácidos também podem formar a amônia utilizando para isso eh o ciclo da ureia e vários aminoácidos vão formar os neurotransmissores que serão importantes para funcionamento normal do nosso cérebro uma vez esses aminoácidos chegando no capilar sanguíneo ou seja esses aminoácidos terão que sair desse capilar passar a barreira hematoencefálica para chegar até o cérebro existem dois sistemas de Transporte desses

aminoácidos na barreira hematoencefálica um deles é o sistema L que é a leucina preferencial e o outro é o sistema a que é a lanina preferencial pelo sistema L vai passar os aminoácidos neutros de cadeia longa como a fenilalanina leucina tirosina isoleucina valina triptofano metionina e istidina isso daqui nos mostra que o aminoácido que estiver em maior concent é o que vai ter preferência por para passar por esse sistema l então mostrando para nós que existe aqui um processo de competição entre esses aminoácidos pelo sistema a que é o alanina preferencial irão passar os aminoácidos

neutros de cadeia pequena como a alanina glicina prolina e o gaba que é um neurotransmissor inibitório do sistema nervoso todo esse processo tanto do sistema a como L ocorre por difusão facilitada ainda mais os os aminoácidos eles são sintetizados no próprio cérebro e apresentam a capacidade de sair do cérebro ir aqui paraa corrente sanguínea e ser distribuído para todos os tecidos um dos exemplos que nós temos desse processo de competição entre os aminoácidos na barreira hematoencefálica nós podemos exemplificar no caso do Chocolate então o chocolate ele tem algumas substâncias assim como Cacau que inibe uma

das enzimas de degradação do triptofano Por exemplo essa indole Amina 2,3 de idox diase que é a ido ela é a enzima que é inibida pelos componentes do Chocolate se essa enzima que tá relacionada gradação do do triptofano ela está inibida consequentemente ocorrerá aumento do triptofano aqui nessa região do capilar se aumenta o triptofano o vai passar mais triptofano por esse sistema L que é a leucina preferencial chegando no nosso cérebro mais triptofano aumenta a produção de serotonina e nós sabemos que a serotonina é o hormônio da Felicidade então existem vários estudos mostrando que a

ingestão de Chocolate aumenta a serotonina no cérebro justamente por um desses mecanismos e aumenta o bom humor da pessoa além dos aminoácidos que precisam entrar na barreira pela passar pela barreira hematoencefálica nós temos também as proteínas que passam pela barreira essas proteínas elas utilizam transporte mediado por receptor ou mediado por absorção esse transporte mediado por receptor ela ele é extremamente específico então nós temos aí eh exemplos por exemplo como a insulina que se liga no receptor presente na célula endotelial da barreira hematoencefálica ocorre a formação de uma vesícula esse tema receptor insulina é englobado e

passa para o cérebro essa insulina é liberada no cérebro para ter as suas ações já a transcitose mediada por absorção então no caso da Albumina e outras proteínas plasmáticas não é específico Então essa proteína é englobada pela por essa vesícula essa vesícula acaba aqui se fechando se forma a visícula E a proteína é liberada aqui no tecido cerebral é assim que ocorre o transporte das proteínas na barreira hematoencefálica os aminoácidos presentes no nosso sangue ele pode ver ou da nossa dieta ou das proteínas endógenas essas proteínas endógenas significa que a todo momento as nossas proteínas

estão sendo degradadas por porque elas têm um uma vida útil dentro do nosso organismo Então as proteínas endógenas se quebram formam esses aminoácidos e os aminoácidos provenientes da dieta que correspondem a 75% esses aminoácidos Eles serão fundamentais pra formação de alguns neurotransmissores como por exemplo a tirosina vai ser responsável pra formação da dopamina noradrenalina e adrenalina o triptofano ele será responsável pela produção da serotonina e a istidina será responsável pelo neurotransmissor histamina o ácido glutâmico vai ser o precursor do gaba o próprio glutamato é o seu próprio eh neurotransmissor e também ocorre a formação eh

dos neuropeptídeos formam alguns hormônios como a cth o trh oxitocina vasopresina entre outros muitos desses neurotransmissores nós chamamos de catecolaminas essas catecolaminas como a noradrenalina a adrenalina e a dopamina apresenta em sua constituição um anel de catecol então este anel é chamado de catecol e esse daqui é um radical etil e essa daqui é Amina então por isso que chama catecolamina porque tem um um catecol um anel de catecol e uma mina então observando aqui a dopamina olha aqui o anel de catecol na sua estrutura e o grupamento Amina a noradrenalina ela ela ganha um

oh aqui em relação à dopamina e continua também apresentando esse anel de catecol e por último a adrenalina que também apresenta esse canel anel de catecol Ou seja todos são chamados de catecolaminas então agora nós vamos ver como essas catecolaminas são sintetizadas veremos as reações químicas de formação da dopamina da noradrenalina e da adrenalina primeiramente nós temos a formação da tirosina que é o precursor desses neurotransmissor neurotransmissores que são formados a partir da fenilalanina a fenilalanina vai sofrer uma hidroxilação utilizando para isso a enzima fenilalanina hidroxilase Essa tirosina ela tem duas origens ou ela vem

do fígado originado a partir da alanina ou ela provém da nossa dieta uma vez essa tirosina estando presente na eh nas nossas células essa tirosina vai sofrer a ação da tirosina hidroxilase ou seja vai ser um processo de hidroxilação então se nós observarmos antes e agora ocorre a hidroxilação do anel de tirosina formando a dopa que se nós observarmos também apresenta um anel de catecol em seguida essa dopa ela vai ser descarboxilada ou seja vai sair esse CO2 E vai formar a dopa descarboxilase ocorre a saída de CO2 nesta reação química Tem a participação de

uma coenzima chamada piridoxal fosfato que tem como precursora a vitamina B6 então aqui a vitamina B6 é super importante pro funcionamento dessa enzima e forma aqui a nossa primeira o nosso primeira catecolamina que é a dopamina em seguida essa dopamina ela vai ser hidroxilada então olhando o anel de catecol aqui e olhando aqui nesse radical etil ocorre a introdução de uma hidroxila e tem a participação da vitamina C como coenzima e o cobre como um cofator pro funcionamento dessa enzima e se forma a noradrenalina em seguida Essa noradrenalina ela vai sofrer também uma outra reação

que é uma metilação então se nós olharmos aqui aqui ocorreu acrescentou aqui um um ch3 que é um radical metil com a participação da vitamina B12 e do folato ambos como enzimas então nós vimos como que a dopamina É sintetizada nesse slide eu vou mostrar para vocês como que a dopamina é processada no interior do neurônio Então essa dopamina Ela é formada a partir da tirosina e essa primeira e segunda reação é realizada no citossol do neurônio a dopamina por sua vez ela é atada por um receptor que fica presente e na membrana da vesícula

citoplasmática chamada vmate 2 que quer dizer que é um transportador do neurotransmissor aqui pro interior da da vesícula esse vmate 2 representado aqui ao lado ela ele se ele tem numa das suas membranas uma bomba uma bomba de prótons essa bomba de prótons gasta ATP utiliza o ATP transformando em ADP e o h+ é bombeado aqui para o interior desta vesícula aumentando a quantidade do h+ aqui na vesícula a tendência é esse h+ sair por esse vmate 2 quando ele sai ocorre uma troca do neurotransmissor o neurotransmissor entra e o h+ sai é assim que

OC Ocre o processo de entrada da dopamina aqui na vesícula citoplasmática então no quando ocorre esse potencial de ação ocorre abertura dos canais de cálcio ocorre influxo de cálcio ou seja entrada de cálcio no interior da célula esse que isso foi desencadeada graças a esse potencial de ação e a a dopamina que estava na vesícula ela é liberada aqui na sináptica uma vez essa dopamina liberada aqui na Fenda sináptica ela tem alguns caminhos que elas que ela pode seguir um deles essa dopamina pode ser recaptado e ser reutilizada aqui no interior do neurônios voltar a

ser armazenado ou a dopamina ela pode agir aqui nos seus receptores pós-sinápticos produzindo uma transdução do sinal e ter o seu o efeito Além do mais outras dopaminas podem sair aqui da fenda sináptica e por difusão sair e e para outros tecidos Além do mais essa dopamina ela pode ser degradada por dois duas enzimas uma a conte que a Conte a catecol o metiltransferase e pela mal que é a monoamina oxidada quando a dopamina é degradada ela forma um dos compostos que é chamado de H vaa que é o ácido homovanílico esse ácido homovanílico ele

vai est presente no fluído cérebro espinhal então se tiver grande degradação aqui da dopamina vai formar muito esse ácido homovanílico consequentemente isso vai indic a degradação acentuada da dopamina e isso significa que a dopamina no cérebro tá diminuída Isso é o que nós observamos na doença de parkson agora nós vamos falar da síntese da serotonina a serotonina vocês conhecem como o hormônio da Felicidade porém a serotonina ela não apresenta apenas esse papel no sistema nervoso além disso a serotonina ela controla o comportamento alimentar ela controla a ingestão de alimentos a serotonina é um poderoso anorexígeno

onde ela inibe a ingestão de alimentos e estimula o gasto energético Então vamos ver como a serotonina é formada a serotonina Ela é formada a partir do triptofano através da triptofano hidroxilase então ocorre aqui uma hidroxilação em seguida esse componente ele é descarboxilado e ocorre a formação aqui da serotonina a serotonina tem dois caminhos a seguir ou ela pode ser degradada pela Mauá e formar aqui o cinco hidroxiindolacético que é um metabólico super importante da serotonina ou ela pode por exemplo seguir uma outra via e formar a melatonina a serotonina então aqui olhando aqui nos

no na neurotransmissão sináptica Então ela é formada a partir do triptofano forma a cinco hidroxitriptamina que é a serotonina é captada aqui pela vesícula a partir daí essa vesícula ela vai ter ter o potencial de ação e ela vai vai expulsar toda essa serotonina que está no interior da vesícula para fenda sináptica aqui na Fenda sináptica a serotonina ela pode ser recaptado e voltar aqui pros pras vesículas citoplasmáticas ela pode agir nos receptores pós-sinápticos então nós percebemos que existem vários subtipos de receptor de serotonina como o 5 ht1 5 ht4 que utiliza o mecanismo de

sinalização intracelular que nós chamamos de Amp cíclico e vai ter uma resposta celular ou por exemplo C HT 2 A e 2c utiliza outro mecanismo de sinalização intracelular que é o IP3 cálcio também tendo a si a sua resposta celular ou seja a serotonina é a mesma porém o receptor é diferente e teremos respostas fisiológicas diferente a serotonina Pode ser degradada então pela mal e formar o seu principal metabólito que é o cinco o ácido 5 hidroxiindolacético a serotonina 95% de toda a serotonina ela se encontra no sistema nervoso entérico no sistema nervoso etérico ela

vai ter algumas funções como controlar a motilidade controla a secreção de enzimas digestiva comunicação entre intestino e Cérebro ela controla também a produção de muco porém nós encontramos a serotonina também nas nossas plaquetas nessas nossas plaquetas ela terá outras funções como o aumento da permeabilidade vascular ela é um poderoso vaso dilatador e contração do músculo ura Lisa e ele também é um agente mitogenic ou seja estimula as mitoses no sistema nervoso central a serotonina como nós já falamos ela vai controlar o apetite ela vai estabilizar o nosso sono e vai controlar o nosso humor afinal

ela é o hormônio da felicidade vamos agora também falar da biossíntese da estamina a estamina é um neurotransmissor que provém do aminoácido istidina que é um aminoácido essencial vamos ver como a estamina é formada a estamina então é formada a partir da istidina que é um aminoácido essencial para isso utilizamos como coenzima a vitamina B6 e ocorre uma descarboxilação e a enzima que cataliza essa reação é a istidina descarboxilase e a estamina é formada Então esse neurotransmissor tem dois caminhos para ser degradado pode ir para o cérebro e aqui no cérebro ela vai sofrer a

ação da mal B que é a monoamina hidroxil monoamina oxidase e ocorre aqui a sua degradação completa ou ir para os tecidos periféricos ocorrendo também essa desaminação e ocorre a inativação dessa histamina pela por por essa enzima de Amina oxidas a estamina ela é é importante para o nosso sistema nervoso e formado pelo pela célula chamada mastócito esses mastócitos estão envolvidas com nosso sistema imunológico esses mastócitos nós encontramos em algumas áreas do cérebro como o tálamo o hipotálamo na duram Mater e no plexo coroide e algumas fibras neuronais também apresenta a capacidade de formar essa

estamina Como por exemplo o núcleo tuberomamilar do hipotálamo posterior essas fibras neuronais Elas têm a capacidade de se projetar em várias áreas do cérebro como por exemplo no córtex e é na medula espinhal no tronco cerebral e vai liberar a estamina a estamina vai ter algumas funções no nosso cérebro como por exemplo é uma vasodilatação e dos vasos eh no coração ela aumenta a frequência cardíaca ela estimula a secreção do ácido estomacal contração dos músculos lisos do pulmão e além do mais ela é um neurotransmissor agora or nós vamos falar da biossíntese e da degradação

da ceyc Colina neste Nossa nosso slide nós vemos que a acetilcolina Ela é formada a partir do acetilcoa Então desse lado aqui nós temos o nosso mapa metabólico esse acetilcoa formado a partir por exemplo de piruvato ele estará aqui no interior desse neurônio ele se juntará com a Colina que se junta com acetilcoa e forma a acetilcolina é a enzima que faz a biossíntese e da acetilcolina ela chama-se Colina acetiltransferase esta acetilcolina uma vez sendo formada no interior do neurônio ela é armazenada nas vesículas sinápticas e elas são liberadas aqui na Fenda sináptica quando quando

liberada na Fenda sináptica prontamente elas são degradadas por uma enzima chamada acetilcolinesterase quando se degrada esse acetilcolina ocorre a formação de Colina e formação de acetato este acetato é captado pela célula que pós-sináptica e a colina é recaptado pelo neurônio pré-sináptico e volta para o neurônio volta a se juntar com o acetilcoa para formar novas acetilcolinergicos inibitório do sistema nervoso e o glutamato sendo um neurotransmissor excitatório do sistema nervoso esse glutamato para ser formado ocorre em três vias principais a primeira via é pela reação de transaminação de alguns aminoácidos então esses aminoácidos diversos pegam o

o nh3 dele doa pro Alfa Ceto ácido um Alfa cetoácido vai e se converte em glutamato outro caminho possível é a partir do Alfa cetoglutarato que é um componente do ciclo de crepes esse alfac cetoglutarato também ele recebe o grupamento Amino e através da enzima glutamato desidrogenase se converte em glutamato Além do mais a Glutamina também forma o glutamato com a ação da glutaminase então o Amato é formado a partir do Alf Ceto glutarato a partir de reações de transaminação dos aminoácidos e a partir da glutamina esse glutamato sendo formado ele tem a capacidade de

formar o gaba que é o ácido Gam Amino butírico para isso ocorre uma descarboxilação utilizando a enzima glutamato descarboxilase com a participação da vitamina B6 como coenzima por sua vez este gaba ele pode ser degradado e voltar a formar aqui o succinato relacionado ao ciclo de crebs ou seja o succinato é um componente do ciclo de crebs que volta a formar o alfaco glutarato e assim vai se formando mais glutamato o aminoácido quando ele é degradado este aminoácido o grupo Amino desses aminoácidos são convertidos em amônia Amônia é um componente extremamente tóxico pro nosso sistema

nervoso ele sendo tóxico essa amônia ela tem que passar pelo fígado passa por um ciclo chamado ciclo da ureia onde essa Amônia é convertido em ureia se porventura uma pessoa tiver algum problema hepático como por exemplo uma cirrose hepática ou doenças eh genéticas que afetem algumas enzimas desse ciclo da ureia essa amônia não se converte em ureia se não se converte em ureia essa amônia aumenta na nossa corrente sanguínea e essa amônia vai ser tóxica essa amônia vai ser tóxica por dois mecanismos principais o primeiro que Amônia é o nh4 mais ele possui um Ênio

a mais em sua molécula e quando liberado na corrente sanguínea ele apresenta uma característica ácida onde ele libera esse h+ pra corrente sanguínea diminuindo o PH e causando uma acidose metabólica e nós sabemos que o PH sanguíneo é super importante que se mantenha estável pro bom funcionamento das nossas enzimas Afinal as nossas enzimas têm que ter um PH ótimo de funcionamento se ocorrer alteração desse PH essa pessoa eh as enzimas do organismo dela começa a parar de funcionar ou diminuir a sua atividade então o nosso coração para bater depende da enzima o nosso cérebro para

processar as informações Depende das enzimas o nosso pulmão precisa de enzima rim precisa do funcionamento normal de enzima e essa pessoa pode ter uma falência múltipla dos órgãos coma e morte um outro mecanismo que nós podemos explicar a toxicidade da amônia no nosso sistema nervoso central é este daqui vamos ver se ocorre o aumento eh dessa amônia no nosso sistema nervoso essa amônia vai se ligar muito com esse componente do ciclo de crebs que é o Alf cetoglutarato e quando se liga o Alf cetoglutarato essa enzima glutamato acaba formando muito glutamato aumentando a quantidade de

glutamato Então se aumenta a formação desse glutamato a diminui a quantidade desse Alfa cetoglutarato no ciclo de crebs se diminui a quantidade de Alfa cetoglutarato no no ciclo de crebs esse ciclo de crebs vai funcionar numa velocidade menor funcionando numa velocidade menor menos glicose é utilizada aqui para sintetizar ATP então isso significa que vai faltar energia para o nosso cérebro e aí é onde ocorre o que nós chamamos de encefalopatia hepática ou seja um problema no ciclo da ureia que aconte no fígado vai afetar em cheio o noo cérebro então nós ficamos por aqui hoje

nessa nossa aula muito obrigada a todos e até a próxima ah [Música]