Metabolismo de carboidratos

BIOENERGÉTICA E
METABOLISMO
_ As características dos organismos vivos - sua organização
complexa e sua capacidade de crescimento e reprodução - são
resultantes de processos bioquímicos coordenados.
_ O metabolismo é a soma de todas as transformações químicas
que ocorrem nos organismos vivos.
_ São milhares de reações bioquímicas catalisadas por enzimas.
_ As funções do metabolismo celular são:
1. Obtenção e utilização de energia;
2. Síntese de moléculas estruturais e funcionais;
3. Crescimento e desenvolvimento celular e
4. Remoção de produtos de excreção
O met. É dividido em 2 partes:
·Anabolismo: são os processos biossinetico a partir de moléculas precursoras simples e pequenas. As vias anabólica são processos energonicos e redutivos q necessitam de fornecimento de energia.
·Catabolismo: são os proc. De degradação das moléculas orgânicas nutrientes e dos constituintes celulares que são convertidos em produtos mais simples com a liberação da energia. As vias catabolicas são proc. Exergônicos e oxidativos.
Três estágios do catabolismo:
·1º estagio: as moléculas nutrientes complexas( proteínas,carboidratos e lipídios não-esteroides) são quebrados em unidades menores: aminoácidos,monossacarídeos e ácidos gracxos + glicerol.
·2º estagio: os produtos do 1º estgio são transformados em unidades simples
·3º estagio: a acetil-CoA é oxidada no ciclo do acido cítrico a CO2 enquanto as coenzimas NAD+ e FAD são reduzidas por 4 pares de elétrons para formar três NADH e uma FADH2. As coenzimas reduzidas transferem seus elétrons para o CO2 atraves da cadeia mitocondrial transportadora de elétrons, produzindo H2O e ATP em um proc. chamado FOSFORILAÇAO OXIDATIVA.
Os carboidratos são:
- monossacarídeos: Glicose, frutose, galactose
- polissacarídeos: amido,glicogênio
- dissacarídeos: sacarose, lactose.
- São Poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou
substâncias que liberam esses compostos por hidrólise.
- São fontes universais de nutrientes e energia para as
Células.
- É o combustível preferencial para a contração
muscular esquelética.

Via Glicolítica:
É a via central do catabolismo da glicose
em uma seqüência de dez reações
enzimáticas que ocorrem no citosol de
todas as células humanas
Duas fazes:
- Fase preparatória: 2 gliceraldeído-3-P
- Fase de pagamento: 2 ATP; 2 NADH; 2 pirutavo
Funções da Via Glicolítica
Transformar glicose em piruvato
Sintetizar ATP com ou sem oxigênio
Preparar a glicose para ser
degradada totalmente em CO2 e H2O
Permitir a degradação parcial da
glicose em anaerobiose
Intermediários para outros processos biossintéticos
Controle da VIA GLICOLITICA:
- ativaçao ou inibiçao alosterica;
- ligaçoes covalentes;
- controle da sintese enzimatica.

Destido do piruvato:
- síntese de lactato (glicolise em condições anaeróbicas
- acetil-CoA(ciclo do acido cítrico)
- oxaloacetato(gliconeogenese)
- alanina( síntese de aminoácidos)

PIRUVATO ® LACTATO:
Essa reação é a principal opção empregada pelas células sob
condições hipóxicas como em músculos esqueléticos submetidos à
atividade intensa, por exemplo, para a reoxidação do NADH a
NAD+ no citosol e, assim, prosseguir produzindo ATP pela
glicólise. O lactato formado no músculo ativo difunde para o
sangue e é transportado até o fígado, onde é convertido em glicose
pela gliconeogênese.
Alguns tecidos como os eritrócitos, mesmo sob condições
aeróbicas, produzem lactato como produto final da glicólise.

Glicogênese
Glicose >> glicogênio
Ocorre em todos os tecidos animais, predominando
no fígado e músculos
Fonte de glicose no período entre as refeições
Fígado: reservatório de glicose para a corrente
sangüínea
Músculo: fonte imediata de energia
_O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para
os músculos quando há a diminuição da glicose
sangüínea (hipoglicemia).
_O glicogênio fica disponível no fígado e músculos,
sendo consumido totalmente cerca de 24 horas
após a última refeição.

Glicogênese
forma de armazenamento da glicose no fígado e músculo
unidades de glicose unidas por ligações glicosídica (a1®4)
na cadeia principal e (a1®6) nos pontos de ramificação
O substrato para glicogênio é a UDP-glicose
A glicogênio-sintase necessita de um primer
A proteína glicogenina é a responsável pela formação desta
pequena cadeia. A ela se liga o primeiro resíduo de glicose
A glicogênio-sintase se liga à cadeia de glicogenina,
estendendo a cadeia glicana

Glicogênese
Ramificação:
A cada 8 a 14 resíduos de glicose
Enzima de ramificação transfere 6 a 7 resíduos
Ligação a(1®6)
Glicogenólise
Glicogênio >> glicose
Glicogênio-fosforilase age com Mg2+ e piridoxal-5-fosfato,
um derivado de vitamina B como cofator
Glicogenólise
Desramificação
Transferência de 1 unidade com 3 resíduos
Rompimento de ligação a(1®4) com formação de
nova ligação a(1®4)
Rompimento de ligação a(1®6) é por hidrólise pela
mesma enzima desramificadora de glicogênio

Glicogenólise
Regulação da Fosforilase do Glicogênio
a) Controle hormonal
epinefrina = ativa a fosforilase
glucagon = ativa a fosforilase
b) Controle alostérico
AMP = ativa a fosforilase
Ca2+ = ativa a fosforilase
glicose = inibe a fosforilase

Degradação e síntese são reguladas
coordenadamente = regulação hormonal
- insulina = ativa síntese
>ativa a glicogênio sintase
- glucagon = ativa degradação
>inibe a glicogênio sintase

Biossíntese de
glicídios
Gliconeogênese:
- formação de açúcar novo
- síntese de glicose a partir de precursores nãoglicídicos:
LACTATO, PIRUVATO, GLICEROL e
AMINOÁCIDOS (Alamina);
Ocorre em todos os animais, vegetais, fungos e
Microrganismos.

Gliconeogênese
- cérebro e hemácias necessitam de glicose sanguínea
como principal fonte de energia.
- necessidade diária = 160 g de glicose, 120 g só para o
cérebro;
* glicogênio fornece 190 g de glicose, suficiente para um
dia;
** períodos maiores de jejum exigem que glicose seja
sintetizada a partir de fontes não-glicídicas
- Nos animais a gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão na córtex renal.
- A gliconeogênese é essencial porque o cérebro, o sistema nervoso, os testículos, os eritrócitos, a medula renal e os tecidos embrionários usam a glicose do sangue como fonte exclusiva de energia.

- GLICÓLISE ? conversão de glicose a piruvato
- GLICONEOGÊNESE ? conversão do piruvato a
glicose
Gliconeogênese
- NÃO é a reversão das reações da via glicolítica !!!
- 3 reações são diferentes = substituem as 3 reações
irreversíveis da glicólise catalisadas pela hexocinase,
fosfofrutocinase-1 e piruvato cinase.

Gliconeogênese:
- 1º Desvio = conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato
* piruvato é convertido a oxaloacetato pela PIRUVATO
CARBOXILASE na mitocôndria
- 2º Desvio = conversão de frutose-1,6-bisfosfato a
frutose-6-fosfato
* catalisada pela FRUTOSE-1,6-BISFOSFATASE.
- 3º Desvio = conversão de glicose-6-fosfato a glicose
* catalisada pela GLICOSE-6-FOSFATASE.

VIA DAS PENTOSES-FOSFATO:
1. Ribose 5-fosfato
- Pentose que compõe os ácidos nucléicos e coenzimas
- Formação de intermediários da glicólise
2. Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADPH)
- Coenzima de processos de síntese redutoras
- Reação contra compostos oxidantes
A energia derivada da oxidação da glicose é armazenada na forma de
poder redutor (NADPH) e não para a síntese de ATP
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO:
ocorre no citosol em duas etapas: etapa
oxidativa e a etapa não?oxidativa.
- Na etapa oxidativa a glicose?6?fosfato é convertida à
ribose?5?fosfato acompanhada pela formação de duas moléculas
de NADPH.
- A etapa não?oxidativa envolve a isomerização e condensação
de várias moléculas diferentes de açúcar. Três intermediários do
processo são utilizados em outras vias: a ribose?5?fosfato, a
frutose?6?fosfato e o gliceraldeído?3?fosfato.
- Células em divisão rápida (pele, medula óssea e da
mucosa intestinal, usam pentoses para sintetizar RNA,
DNA e coenzimas como ATP, NADH, FADH2 e
coenzima A.
- Tecidos que fazem a síntese de grandes quantidades
de ácidos graxos (fígado, tecido adiposo, glândulas
mamárias durante a lactação) ou síntese intensa de
colesterol e de hormônios esteróides (fígado, glândula
adrenal, gônadas) utilizam do NADPH nas reduções
biossintéticas ou na defesa contra radicais livres.

VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
- A via das pentoses fosfato pode ser concebida como um desvio
para a produção de frutose-6-fosfato a partir da glicose 6-fosfato.
- Tanto a glicose 6-fosfato como o gliceraldeído 3-fosfato
produzidos pela via das pentoses fosfato podem ser
metabolizados a piruvato e, finalmente, oxidado no sistema
enzimático mitocondrial.
- Todas as enzimas na via das pentoses fosfato estão localizadas no
citosol.
- As reações da parte não oxidativa são reversíveis e assim podem
converter hexoses fosfato em pentoses fosfato, reação crucial na
fixação de CO2 pelos vegetais durante a fotossíntese.

Ciclo de Krebs:
- Ciclo do ácido cítrico
- Oxidação do Grupamento acetílico da Acetil coA
- Gera NADH, FADH2, CO2 e elétrons de alta energia
Ciclo de krebs:
É que o conjunto de reações que ocorre na matriz mitocôndrial com a finalidade de fornecer substratos que serão desidrogenados e descaboxilados.
- Quando ocorre desidrogenação, tem-se a ativação da cadeia respiratória (onde temos a síntese de H2O e ATP que armazena a energia liberada pela reação ate um momento adequado para sua utilização).
- Quando ocorre descarboxilação, tem-se a liberação de CO2, principal metabólito do ciclo de krebs.
O inicio do ciclo de krebs começa com a entrada de acetil-coA para dentro da mitocôndria, o acetil-coA se combina com um
acido chamado de oxaloacetato através de uma enzima chamada de citrato sintetase, após este evento tem-se a saída da
coenzima (Hs-coA) e a entrada de H2O, dando origem ao citrato que através da enzima aconitase transformará o mesmo em
isocitrato. Por sua vês o isocitrato sofrera ação da enzima isocitrato desidrogenase que fará a retirada de CO2 e H2 do
isocitrato formando o á-cetoglutarato, o H2 que saiu aciona a cadeia respiratória a nível de NADH2 que por sua vez produz
3 ATPs.
- A velocidade do ciclo de krebs e controlado pela quantidade de ATPs formados, ou seja, quanto mais ATPs formados menor a velocidade do ciclo e quanto menor a quantidade de ATPs formados maior a velocidade do ciclo.
- Para cada volta no ck utiliza-se 1 molécula dea cetil-coA.
- Em uma volta são acionadas quatro cadeias respiratórias, tendo-se a formação de 12 ATPs sendo que destes um é ao nível de GTP.
- Dois CO2 produzidos.
- Dois O2 consumidos.