Metabolismo de Aminoácidos: Ciclo da Ureia e Turnover Proteico

Ciclo da Ureia: Função e Localização

O Ciclo da Ureia é a principal forma de eliminação dos grupos amino derivados dos aminoácidos (AA).

• Localização: Inicia-se na mitocôndria e prossegue no citosol das células hepáticas (fígado).
• Toxicidade: Amônia (NH3) é tóxica; Ureia é não tóxica.
• Rota de Eliminação: Ureia formada no fígado → Rim → Urina.
• Metabolismo Muscular: Quando formada nos músculos, a amônia é convertida em alanina (Amônia + Piruvato = Alanina).

Turnover Proteico

O Turnover Proteico é o contínuo estado de síntese e degradação de proteínas, essencial para manter o pool de aminoácidos disponível.

• A velocidade do turnover depende da função da proteína (PTN) e do tipo de tecido ou órgão.
• A taxa média diária de proteína renovada em um adulto é de aproximadamente 3% do total proteico do organismo.

Rotas Metabólicas dos Aminoácidos no Fígado

No fígado, os aminoácidos podem seguir duas rotas principais: Anabolismo ou Catabolismo.

Via Anabólica (Síntese)

• A síntese proteica requer que todos os aminoácidos necessários estejam disponíveis simultaneamente.
• A síntese é controlada pelo DNA (molde), sendo um processo que requer ATP.
• Uso dos AA: Síntese de enzimas, hormônios, vitaminas e proteínas estruturais.
• O desenvolvimento normal de um indivíduo é caracterizado por um anabolismo intenso.

Via Catabólica (Degradação)

• Caracterizada pela separação do grupo α-amino do esqueleto de carbono.
• O fígado é o órgão regulador do catabolismo de AA essenciais (exceto Aminoácidos de Cadeia Ramificada - AACR).
• Cada aminoácido segue um caminho diferenciado na rota metabólica.

Detalhes Bioquímicos do Ciclo da Ureia

A amônia é obtida a partir do grupo amino dos aminoácidos durante sua degradação. Por ser extremamente tóxica, a amônia em excesso pode causar encefalopatia e até a morte, necessitando ser eliminada rapidamente.

Etapas do Ciclo da Ureia

O ciclo ocorre principalmente nas células do fígado e, em menor parte, nos rins. Inicia-se na mitocôndria e segue para o citosol.

1. Na Mitocôndria: O íon amônio (NH4+) e o Bicarbonato (HCO3-) reagem para formar Carbamoil-fosfato (requer ATP).
2. O Carbamoil-fosfato reage com a Ornitina, formando Citrulina.
3. No Citosol: A Citrulina migra para o citosol e se condensa com o Aspartato, formando Argininossuccinato.
4. O Argininossuccinato se decompõe em Fumarato e Arginina.
5. A Arginina passa por hidrólise, originando a Ureia e a Ornitina, que retorna ao ciclo.

Excreção de Ureia

A degradação das proteínas ocasiona uma perda diária de nitrogênio proteico, excretado na urina através da ureia, em concentrações típicas de 35 a 55 g/dia.

Os aminoácidos não utilizados são degradados, e a remoção do grupo amino libera amônia, que é convertida em ureia, um composto de menor potencial tóxico, capaz de ser eliminado sem causar danos ao organismo.

Classificação Metabólica dos Aminoácidos

Os aminoácidos são classificados de acordo com o destino metabólico de seus esqueletos de carbono:

Aminoácidos Glicogênicos

• Alanina, Arginina, Aspartato, Asparagina, Cisteína, Glicina, Glutamato, Glutamina, Histidina, Metionina, Prolina, Serina, Valina.

Aminoácidos Cetogênicos

• Leucina, Lisina.

Aminoácidos Glicogênicos e Cetogênicos

• Fenilalanina, Isoleucina, Tirosina, Treonina, Triptofano.