Metabolismo

O metabolismo  compreende o conjunto de reações químicas que ocorrem em um organismo ou em uma célula por meio de uma serie de reações catalisadas por enzimas constituindo as vias metabólicas, atendendo as demandas celulares. (1;2)

As enzimas podem catalisar reações em ambos os sentidos (reações reversíveis) ou em um único sentido (reações irreversíveis). Nesse ultimo, elas também são chamadas de enzimas-chave ou enzimas regulatórias. (1)

A atividade dessas enzimas pode ser regulada por diferentes fatores, incluindo a concentração de seu substrato e intermediários metabólicos (regulação alostérica), modificação química da estrutura das enzimas (regulação covalente) e expressão gênica das enzimas (regulação gênica). (1)

  • Concentração de substrato: Quando a concentração intracelular do substrato de  uma enzima esta próxima ou abaixo do Km.  É a regulação mais imediata. (2)
  • Regulação alostérica: Age por meio de um intermediário metabólico ou por uma coenzima sinalizando o estado metabólico no interior da célula, indicando se as quantidades atuais são suficientes para suas necessidades imediatas, inibindo alostericamente a atividade de uma ou mais enzimas nas vias pertinentes. (2)
  • Regulação covalente: A enzima sofre modificação química estrutural, que pode estimular ou inibir sua atividade. (1)
  • Regulação gênica: A expressão de um gene especifico pode ser estimulada ou inibida, aumentando ou reduzindo a quantidade de uma enzima especifica. Geralmente o aumento na expressão de uma enzima esta relacionado com a elevação de sua quantidade e atividade, e vice-versa. Apesar de mais lento, este tem um efeito mais prolongado na regulação enzimática. (1)

O catabolismo é a fase de degradação do metabolismo, no qual moléculas nutrientes orgânicas (carboidratos, gorduras e proteínas) são convertidas em produtos finais menores e mais simples (como acido láctico, CO2, e NH3). (1;2)

  • As  vias catabólicas liberam energia, e parte dessa energia é conservada na forma de ATP e de transportadores de elétrons reduzidos (NADH, NADPH, FADH2),  sendo o restante perdido na forma de calor. (2)

O anabolismo, também chamado de biossíntese, pequenos e simples precursores   formam moléculas maiores e mais complexas, incluindo lipídeos, polissacarídeos, proteínas e ácidos nucleicos. (1;2)

  • Nas reações anabólicas é necessário o fornecimento de energia geralmente na forma de potencial de transferência do grupo fosforil do ATP e do poder redutor de NADH, NADPH, e FADH2. (2)
  • As vias catabólicas e anabólicas que conectam os mesmo produtos finais (glicose -> piruvato e piruvato -> glicose) podem empregar muitas das mesmas enzimas, mas invariavelmente  pelo menos uma das etapas é catalisada por enzimas diferentes nos sentidos catabólico e anabólico, sendo essas enzimas chamadas de pontos de regulação. Evitando que vias opostas ocorram simultaneamente. (2)

Referências bibliográficas:

1- Lancha Jr. AH, Longo S. Nutrição do Exercicio Físico ao Esporte. 1a. São Paulo: Manole; 2019. 262 p.

2- Nelson DL, Cox MM. Princípios de Bioquimica de Lehninger. 6a. Porto Alegre: ArtMed; 2014. 1298 p.