Biologia no Cotidiano

Introdução ao estudo do metabolismo

Para sobreviver, os seres humanos devem preencher dois requisitos metabólicos: ser capazes de sintetizar tudo que não é suprido pela dieta e de proteger o meio interno de toxinas e de condições variáveis no meio externo. Para preencher esses requisitos, os componentes dietéticos são metabolizados por meio de quatro tipos básicos de rotas: rotas oxidativas de substratos energéticos, rotas de armazenamento e mobilização de substratos energéticos, rotas biossintéticas e rotas de detoxicação e excreção de resíduos. Cooperação entre tecidos e respostas a alterações no meio externo são comunicadas através de rotas de transporte e rotas de sinalização intracelular.
Os alimentos da dieta são os substratos que fornecem energia na forma de calorias. Essa energia é utilizada para a realização de diversas funções, como movimento, pensamento e reprodução. Assim, algumas rotas metabólicas são rotas de oxidação de substratos energéticos, que convertem substratos energéticos em energia que pode ser utilizada para trabalho biossintético ou mecânico. Todavia, qual é a fonte de energia quando não estamos nos alimentando – entre as refeições e quando dormimos? Como alguém em greve de fome, que aparece nas manchetes dos jornais, sobrevive por tanto tempo? Existem outras rotas metabólicas que são rotas de armazenamento de substratos energéticos. Os substratos energéticos que são armazenados podem ser mobilizados durante períodos nos quais não estamos nos alimentando ou quando é necessário um aumento de energia para exercício.

Nossa dieta também contém os compostos que não podem ser sintetizados pelo corpo, bem como todos os blocos básicos de montagem para componentes que são sintetizados nas rotas biossintéticas. Por exemplo, há necessidades dietéticas de alguns aminoácidos, mas outros aminoácidos podem ser sintetizados a partir dos substratos energéticos e de um precursor de nitrogênio da dieta. Os compostos necessários na dieta para as rotas biossintéticas incluem certos aminoácidos, vitaminas e ácidos graxos essenciais.
Rotas de detoxicação e excreção de resíduos são rotas metabólicas dedicadas à remoção de toxinas que podem estar presentes na dieta ou no ar que respiramos, introduzidas no corpo como fármacos ou geradas internamente a partir do metabolismo de componentes da dieta. Os componentes da dieta que não têm valor para o corpo e devem ser descartados são chamados de xenobióticos.
Em geral, as rotas biossintéticas (incluindo armazenamento de substratos energéticos) são referidas como rotas anabólicas, isto é, rotas que sintetizam grandes moléculas a partir de componentes menores. A síntese de proteínas é um exemplo de uma rota anabólica. Rotas catabólicas são aquelas que quebram moléculas maiores em componentes menores. Rotas de oxidação de substratos energéticos são exemplos de rotas catabólicas.
Nos humanos, a necessidade de diferentes células realizarem diferentes funções resultou na especialização dos metabolismos celular e tecidual. Por exemplo, o tecido adiposo é um sítio especializado no armazenamento de gordura e contém as rotas metabólicas que lhe permitem realizar essa função. Contudo, ele não possui muitas das rotas que sintetizam compostos necessários a partir dos precursores da dieta. Para permitir que as células cooperem na obtenção de necessidades metabólicas durante condições variáveis de dieta, sono, atividade e saúde, são necessárias rotas de transporte no sangue entre tecidos e rotas de sinalização intracelular. Um meio de comunicação são os hormônios, os quais levam sinais sobre o estado dietético aos tecidos. Por exemplo, uma mensagem de que uma refeição acabou de ser feita, levada pelo hormônio insulina, sinaliza ao tecido adiposo para ele armazenar gordura.