Processos Metabólicos: Respiração Celular e Gliconeogênese

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A fosforilação oxidativa é dividida em quatro complexos:
Complexo I – NADH-coenzima Q oxidoredutase (complexo I) Bombeia 4 H+ para fora da matriz mitocondrial
Complexo II – Succinato-Q oxidorredutase (complexo II)
Complexo III- Q-citocromo c oxidorredutase (complexo III) Bombeia 4 H+ para fora da matriz mitocondrial
Complexo IV – Citocromo c oxidase: Bombeia 2H+ para fora da matriz mitocondrial
 Glicólise 
São utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2 moléculas de piruvato. 
Portanto, o saldo energético somente da cadeia respiratória é de: 
4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH
Ciclo de Krebs
A partir dessa etapa todo o resultado deve ser dobrado (duplicado), essa consideração é consequente do ciclo de Krebs envolvendo cada molécula de piruvato. 
Assim, são formadas 4 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP em cada ciclo. 
2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
Cadeia respiratória 
Etapa de conversão das moléculas de NADH e FADH2 em moléculas de ATP, quando os prótons H+ por difusão são forçados a passar pela proteína sintetase ATP (enzima transmembranar) restituindo ADP em ATP. 
2 NADH da glicólise → 6 ATP 
8 NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP              34 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATP
 
Balanço Energético da Respiração Aeróbia 
Glicólise = 2 ATP 
Ciclo de Krebs = 2ATP 
Cadeia respiratória = 34 ATP 
Total energético da respiração celular = 38 ATP 
 GLICONEOGÊNESE, GLICOGÊNIO E GLICOGENÓLISE
A gliconeogênese pode ser entendida como a síntese de glicose pelo nosso organismo, a partir de substância que não são carboidratos.
 Cérebro, hemácias, medula renal, cristalino e córnea ocular, testículos e músculo em exercício usam glicose como combustível metabólico. 
Se tivermos ausência de glicose na dieta o glicogênio armazenado pode fornecer energia durante 10-18 horas. Em caso de jejum mais prolongado a glicose é formada a partir de precursores como o lactato, piruvato, glicerol e alfa-cetoácidos.
 90% da gliconeogênese ocorre no fígado e 10% nos rins.
A regulação da gliconeogênese é realizada pelo glucagon, que estimula, pela insulina que inibe e também pela disponibilidade de substratos para a síntese
Com a glicólise e a gliconeogênese são vias praticamente opostas, e que compartilham a maioria de suas enzimas, é necessário que uma funcione quando a outra estiver inativada.
A gliconeogênese inicia com a transformação de alanina e lactato em piruvato (alanina aminotransferase e lactato desidrogenase), que entra na mitocôndria através de uma translocase.
 A partir daí, existem 3 etapas da glicólise que são modificadas.
Etapa1: conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato.
Na glicólise, esta etapa ocorre em apenas uma reação, já na gliconeogênese, ocorre em duas reações, a primeira que transforma piruvato em oxaloacetato (será mandando para fora da mitocôndria através de uma lançadeira), através da piruvato quinase (que contém biotina), e a segunda que transforma oxaloacetato em fosfoenolpiruvato, através da fosfoenolpiruvato carboxilase.
O fosfoenolpiruvato se transforma em frutose 1,6-bisfosfato.
Etapa 2: conversão de frutose 1,6-bisfosfato a frutose 6-fosfato, através da frutose 1,6-bisfosfatase.
Etapa 3: conversão de glicose 6-fosfato a glicose, através da glicose 6-fosfatase.
Piruvato carboxilase + fosfoenolpiruvato x piruvato quinase
A glicólise é estimulada pela presença de frutose 1,6-bisfosfato, e inibida por ATP e alanina (esta impede que fosfoenolpiruvato possa ser convertida a piruvato novamente). 
O glucagon estimula a via da PKA, inativando a piruvato quinase e estimulando a fosfoenolpiruvato carboxilase. Quando ocorre hiperglicemia e existe insulina no meio, esta causa a desfosforilação da piruvato quinase, estimulando a glicólise.
Acetil-CoA estimula a piruvato carboxilase, em que se forma oxaloacetato necessária para o funcionamento do ciclo de krebs. ADP sempre age como inibidor da gliconeogênese.
Frutose 1,6-bisfosfatase x fosfofrutoquinase 1
Frutose 1,6-bisfosfatase é inibida pela presença de AMP e frutose 2,6-bisfosfato.
Fosfofrutoquinase 1 é inibida por ATP e citrato (devido ao ciclo de krebs) e é estimulada por AMP e frutose 1,6-bisfosfato.
A produção de frutose 2,6-bisfosfatase é inibida pelo aumento da concentração de fosfoenolpiruvato, e portanto estimula a gliconeogênese, além disso, é inibida também pela presença de glucagon e epinefrina, que fosforilam a enzima responsável pela sua síntese.
Glicose 6-fosfatase x glicoquinase
GLICOGÊNIO
São gastos 2 ATPs para cada glicose incorporada ao glicogênio.
GLICOSE+ATP+GLICOGÊNIO+H2O→GLICOGÊNIO+2ADP+2Pi
O fígado após as refeições remove 2/3 dos monossacarídeos absorvidos e utiliza parte deles para recompor sua reserva de glicogênio.
O glicogênio hepático é degradado para manter a glicemia entre as refeições.
Glicogênio muscular provê energia exclusivamente para a própria fibra muscular em contração intensa, quando a demanda de energia ultrapassa o aporte de oxigênio.