Tutoria UCT3 - SP1

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UCT3 – SP1 
1) Definir metabolismo e seus tipos (anabolismo e catabolismo)
Fonte: Bioquímica clínica PINTO, W. J
· Metabolismo (do grego metábole, que significa mudança, troca) é o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo metabolismo celular é usado para o conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nas células, as quais são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, tornando possíveis o crescimento e a reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes. As reações químicas do metabolismo estão organizadas em vias metabólicas, que são sequências de operações bioquímicas em que o produto de uma reação é utilizado como reagente na reação subsequente. Diferentes enzimas catalisam diferentes etapas de vias metabólicas, agindo de forma concentrada, não interrompendo o fluxo nessas vias.
· As enzimas são vitais para o metabolismo porque possibilitam a realização de reações desejáveis, mas termodinamicamente desfavoráveis, ao acoplá-las a reações mais favoráveis e ao reduzirem a energia de ativação das substâncias reagentes. As enzimas regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou a sinais de outras células.
· O metabolismo normalmente é dividido em duas instâncias: anabolismo e catabolismo. Reações anabólicas, ou reações de síntese, são aquelas que produzem nova matéria orgânica nos seres vivos. De moléculas simples (com consumo de ATP) sintetizam-se novos compostos (moléculas mais complexas). Já as reações catabólicas, ou reações de decomposição/degradação, são aquelas que, da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica), produzem grandes quantidades de energia livre (sob a forma de ATP). Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde peso, o que acontece em períodos de jejum ou doença; mas, se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha peso. Se ambos os processos estão equacionados, o organismo encontra-se em equilíbrio dinâmico ou homeostase. Mapas metabólicos são virtualmente úteis em retratar as principais vias bioquímicas, uma vez que fornecem uma visão ampla e integrada do metabolismo.
· Catabolismo: O catabolismo oxidativo envolve a degradação de moléculas complexas de nutrientes (carboidratos, lipídios e proteínas), obtidas do ambiente ou das reservas celulares. A quebra dessas moléculas, via catabólica, conduz à formação de moléculas mais simples, como ácido láctico, etanol, dióxido de carbono, ureia ou amônia. Reações catabólicas geralmente são exergônicas e, muitas vezes, a energia química liberada por elas é capturada na forma de ATP. Uma vez que o metabolismo é oxidativo em sua maior parte, uma fração da energia química liberada pode ser conservada na forma de elétrons de alta energia que são captados por coenzimas, NAD e NADP+.
O catabolismo aeróbico consiste em três fases:
Na fase 1, as moléculas são reduzidas a seus respectivos blocos de construção, de modo que proteínas são quebradas em aminoácidos, triacilgliceróis são hidrolisados a ácidos graxos e glicerol e polissacarídeos em suas unidades fundamentais formadoras, como glicose, no caso do amido
Na fase 2, os elementos que sofreram cisão na fase 1 sofrem outro nível de degradação para produzir produtos ainda mais simples de intermediários metabólicos. Nesse caso, as moléculas de glicose, oriundas dos polissacarídeos, originam moléculas de piruvato, que, posteriormente, são convertidas em acetil-CoA. Os aminoácidos sofrem desaminação no ciclo da ureia para produzir elementos que atuam como intermediários do ciclo do ácido cítrico, inclusive acetil-CoA, como é o caso da isoleucina, da lisina e da fenilalanina
Finalmente, a oxidação dos ácidos graxos no ciclo da betaoxidação tem como propósito produzir moléculas de acetil-CoA e, assim, suprir o ciclo do ácido cítrico. Note-se que a metabolização de lipídios, proteínas e carboidratos converge para a formação de acetil-CoA. Nesse momento, ocorre a terceira e última fase do catabolismo aeróbico.  A fase 3 do catabolismo produz a maior parte da energia originada pelas células e é, portanto, uma operação bioquímica de extrema importância para os processos celulares.
· Anabolismo: O anabolismo é essencialmente uma instância do metabolismo em que se destacam processos de síntese de moléculas complexas, como proteínas, lipídios e polissacarídeos, originadas de precursores químicos mais simples. Os processos de biossíntese são endergônicos, ou seja, requerem energia para que ocorram.
2) Classifique os elementos (micro e macro…)
· As micromoléculas possuem peso molecular entre 100 e 1000 mmol, e pode conter até 30 carbonos ligados. Já as macromoléculas possuem mais de 30 átomos de carbono e tem peso molecular acima de 1000.
· Macromoléculas:
· São polímeros com peso molecular acima de , 5.000 montados a partir de precursores relativamente simples. Polímeros mais curtos são chamados de oligômeros.
· Proteínas, ácidos nucleicos e polissacarídeos são macromoléculas feitas de monômeros com pesos moleculares de 500 ou menos. A síntese de macromoléculas é a atividade que mais consome energia nas células. As macromoléculas podem, ainda, sofrer processamentos adicionais que resultam em complexos supramoleculares, formando unidades funcionais como os ribossomos.
· As proteínas, que são polímeros longos de aminoácidos, constituem a maior parte (além da água) da célula. Algumas proteínas têm atividade catalítica e funcionam como enzimas; outras servem como elementos estruturais, receptores de sinal ou transportadores que carregam substâncias específicas para dentro ou para fora das células. O conjunto de todas as proteínas em funciona-mento em determinada célula é chamado de proteoma da célula.
· Os polissacarídeos, polímeros de açúcares simples como a glicose, apresentam três funções principais: armazenamento de combustível de alto conteúdo energético, componentes estruturais rígidos da parede celular (em plantas e bactérias) e elementos no reconhecimento extracelular que se ligam a proteínas de outras células. 
Macro e micronurientes
Fonte: Cartilha de alimentação saudável BVSMS
http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/alimentacao_saudavel.pdf
· Macronutrientes: são os nutrientes dos quais o organismo precisa em grandes quantidades e que são amplamente encontrados nos alimentos. São especificamente os carboidratos, as gorduras e as proteínas.
· CARBOIDRATOS: nutrientes que fornecem energia para o nosso organismo. A ingestão de carboidratos evita que as proteínas dos tecidos sejam usadas para o fornecimento de energia. Quando isso ocorre, há comprometimento do crescimento e reparo dos tecidos, que são as funções importantes das proteínas.
Os simples são moléculas menores de carboidratos e estão presentes em alimentos como o açúcar e o mel. Podem também ser resultados da digestão dos carboidratos complexos. Os carboidratos complexos são moléculas maiores, que levam mais tempo para serem absorvidas, já que, antes disso, precisam ser transformadas em carboidratos simples. Estão presentes nos pães, arroz, milho e massas.
· AS GORDURAS E O COLESTEROL: As gorduras ou lipídeos são os principais fornecedores de energia, além dos carboidratos. Também são responsáveis por proteger os órgãos contra lesões, manter a temperatura do corpo, ajudar na absorção de algumas vitaminas ( A, D, E e K) e produzir uma sensação de saciedade depois das refeições.
Conhecido como um vilão, o colesterol tem, na verdade, importantes funções, como estruturação das células, formação de hormônios e de vitamina D. O colesterol só é prejudicial quando ingerido em excesso, acumulando-se no sangue, o que aumenta o risco de doenças cardiovasculares.
Existem dois tipos de colesterol, o “bom” e o “ruim”, embora esses não sejam os termos mais apropriados. O colesterol “ruim”, chamado LDL, é aquele que se acumula no sangue. O “bom”, chamado HDL, é responsável porretirar o colesterol “ruim” do sangue e levá-lo até o fígado para ser destruído. Todos nós temos os dois tipos de colesterol e existe um nível sangüíneo normal para cada um deles.
· PROTEÍNAS: As proteínas são componentes necessários para o crescimento, construção e reparação dos tecidos do nosso corpo. Elas entram na constituição de qualquer célula. As proteínas ainda fazem parte da composição dos anticorpos do sistema imunológico corporal, participam ativamente de inúmeros processos metabólicos e de muitas outras funções do corpo. Quando necessário, as proteínas são convertidas em glicose para fornecer energia. O excesso de consumo de proteína pode causar prejuízos, como a sobrecarga de trabalho no fígado e nos rins, aumento da excreção de cálcio e de outros minerais. O excesso de calorias na forma de proteínas se transforma em gordura , sendo depositada nos tecidos.
· Micronutrientes: não precisamos absorver em grandes quantidades, embora eles sejam muito importantes para o bom funcionamento de nosso organismo. São os micronutrientes, encontrados nos alimentos em concentrações pequenas. Existem dois tipos de micronutrientes: as vitaminas e os minerais.
· VITAMINAS: Podemos encontrar as vitaminas nas frutas, vegetais e em alimentos de origem animal. Elas são importantes na regulação das funções do nosso organismo, ou seja , são indispensáveis para o seu bom funcionamento, são essenciais para ajudar as proteínas a construir e/ou manter os tecidos e os processos metabólicos.
O organismo precisa de quantidades muito pequenas de vitaminas para realizar as suas funções vitais. A suplementação alimentar não é necessária. É só ter uma alimentação equilibrada, isto é, saudável, para conseguir uma quantidade adequada de todas as vitaminas. O organismo humano não possui a capacidade de fazer grandes reservas de micronutrientes. O excesso é tóxico e grande parte é eliminada pelas fezes ou urina. Assim, se passamos por longos períodos de alimentação incorreta certamente vamos apresentar carências de vitaminas e minerais.
· MINERAIS: Podemos encontrar os minerais nos alimentos de origem animal e vegetal. A suplementação de minerais geralmente não é importante, já que a maioria deles está disponível nos alimentos e na água (rica em flúor, importante para a saúde dos dentes). Para garantir uma quantidade adequada de todas os minerais, portanto, é só ter uma alimentação balanceada.
3) Como é feito e para que serve o cálculo do IMC
Fonte: Ministério da Saúde
http://www.saude.gov.br/artigos/781-atividades-fisicas/40389-o-que-e-imc
Uma das maneiras de saber se o seu peso está adequado à sua altura é calculando o Índice de Massa Corporal (IMC). O resultado dessa fórmula matemática poderá indicar, por exemplo, se você está com peso adequado, se apresenta magreza, sobrepeso ou obesidade. Considere apenas como um ponto de partida, pois o IMC não avalia o seu estado nutricional como todo e precisa ser interpretado por um profissional de saúde, que analisará uma série de outras medidas e características suas, como idade, sexo, percentual de gordura, entre outros aspectos, antes de um diagnóstico.
A fórmula do IMC é a mesma para todas as pessoas. O que muda são os pontos de corte, ou seja, os valores considerados como referências para a classificação do seu peso. Essas referências são específicas para crianças, adolescentes, adultos, idosos e gestantes.
Para calcular do IMC, divida o seu peso (em quilos) pela sua altura (em metros) elevada ao quadrado, ou seja, altura x altura.
Avaliação do peso em adultos
(20 a 59 anos)
Os parâmetros indicados pelo Ministério da Saúde para avaliação do estado nutricional de pessoas entre 20 e 59 anos são o Índice de Massa Corporal (IMC) e o perímetro da cintura ou circunferência da cintura.
O resultado do cálculo do IMC deve ser analisado de acordo com a classificação definida pela Organização Mundial de Saúde (OMS), válida somente para pessoas adultas:
	
Baixo peso
< 18,5
	
Peso adequado
≥ 18,5 e < 25
	
Sobrepeso
≥ 25 e < 30
	
Obesidade
≥ 30
Avaliação do peso em crianças e adolescentes
Em crianças e adolescentes, a avaliação do estado nutricional leva em conta um conjunto maior de parâmetros. Além da análise do IMC, feita de acordo com a idade, leva-se em conta outros fatores, como estatura para idade, peso em relação à estatura e o peso em relação à idade. Esses fatores devem ser considerados conforme a faixa etária, assim como ocorre com a tabela de classificação do IMC para esse grupo.
A avaliação do peso em crianças menores de 10 anos é mais complexa, pois utiliza indicadores diferentes para subgrupos diferentes (0 a 2 anos, 2 a 5 anos e 5 a 10 anos). Para mais informações, busque a orientação de um profissional de saúde.
IMC para adolescentes 10 a 19 anos
	Idade
	IMC - sexo feminino
	 
	Baixo peso
	Adequado
	Sobrepeso
	
	10
	até 14,22
	14,23 a 20,18
	a partir de 20,19
	
	11
	até 14,59
	14,6 a 21,17
	a partir de 21,18
	
	12
	até 19,97
	14,98 a 22,16
	a partir 22,17
	
	13
	até 15,35
	15,36 a 23,07
	a partir de 23,08
	
	14
	até 15,66
	15,67 a 23,87
	a partir de 23,88
	
	15
	até 16
	16,01 a 24,28
	a partir de 24,29
	
	16
	até 16,36
	16,37 a 24,73
	a partir de 24,74
	
	17
	até 16,58
	16,59 a 25,22
	a partir de 25,23
	
	18
	até 16,7
	16,71 a 25,55
	a partir de 25,56
	
	19
	até 16,86
	16,87 a 25,84
	a partir de 25,85
	
	Idade
	IMC - sexo masculino
	 
	Baixo peso
	Adequado
	Sobrepeso
	
	10
	até 14,41
	14,42 a 19,5
	a partir de 19,6
	
	11
	até 14,82
	14,83 a 20,34
	a partir de 20,35
	
	12
	até 15,23
	15,24 a 21,11
	a partir 21,12
	
	13
	até 15,72
	15,73 a 21,92
	a partir de 21,93
	
	14
	até 16,17
	16,18 a 22,76
	a partir de 22,77
	
	15
	até 16,58
	16,59 a 23,62
	a partir de 23,63
	
	16
	até 17
	17,01 a 24,44
	a partir de 24,45
	
	17
	até 17,3
	17,31 a 25,27
	a partir de 25,28
	
	18
	até 17,53
	17,54 a 25,94
	a partir de 25,95
	
	19
	até 17,79
	17,8 a 26,35
	a partir de 26,36
	
Pontos de corte estabelecidos para adolescentes.
	Percentil do IMC
	Diagnóstico nutricional
	< Percentil 5
	Baixo Peso
	≥ Percentil 5 e < Percentil 85
	Adequado ou Eutrófico
	≥ Percentil 85
	Sobrepeso
Para saber se o seu peso está adequado à sua altura e se você está saudável, é preciso ir além do Índice de Massa Corporal (IMC). Existem algumas técnicas e parâmetros que são usados pelos profissionais de saúde para se avaliar de forma mais precisa o seu peso. Confira abaixo:
· Percentual de gordura:
Indica o quanto de gordura tem no seu corpo. O percentual ideal varia de acordo com o sexo e a idade.
· Bioimpedância:
Exame capas de detectar, por meio de uma corrente elétrica, o peso da sua massa magra e da gordura, bem como o percentual de hidratação. Para a realização da bioimpedância, são colocados dois pares de eletrodos adesivos na mão e no pé direito, por onde circula a eletricidade. Existem diversos tipos de equipamentos para realização desse exame. O procedimento é rápido e indolor, mas requer preparo (não consumir bebidas e alimentos estimulantes, bebidas alcóolicas e não fazer atividade física nas 24 horas anteriores) e deve ser realizado por um profissional de saúde para orientação e interpretação dos resultados.
· Circunferência de cintura:
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS),é a medida da região do abdômen, no ponto médio entre a borda inferior da última costela e a borda superior da crista ilíaca, onde pode se concentrar a gordura visceral, diretamente relacionada a diversos riscos, como aumento da pressão arterial, diabetes e colesterol alto, fatores que elevam o risco de doenças cardiovasculares. Daí a importância dessa medida, que você mesmo pode tirar com o auxílio de uma fita métrica. Veja como: (link)
A Organização Mundial da Saúde (OMS) estabelece que a medida igual ou superior a 94 cm em homens e 80 cm em mulheres indica risco de doenças ligadas ao coração.
· Relação cintura x quadril (RCQ):
É o cálculo que se faz a partir das medidas da cintura e do quadril para verificar o risco de doenças cardiovasculares. Essa é outra medida quevocê pode tirar com o auxílio de uma fita métrica.
A relação cintura-quadril é calculada dividindo-se a medida da circunferência da cintura em centímetros pela medida da circunferência do quadril em centímetros. O índice de corte para risco cardiovascular é igual ou maior que 0,85 para mulheres e 0,90 para homens. Um número mais alto demonstra maior risco. Quanto menor o valor da relação, melhor. Mulheres com RCQ de 0,8 ou menos, ou homens com RCQ de 0,9 ou menos são considerados "seguros". Uma relação de 1,0 ou maior, para qualquer gênero, é considerada "em risco”.
4) Classifique os estágios nutricionais (desnutrição, obesidade…)
 
http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/obesidade_desnutricao.pdf
· Obesidade é uma doença crônica caracterizada pelo excesso de gordura corporal, que causa prejuízos à saúde do indivíduo. A obesidade coincide com um aumento de peso, mas nem todo aumento de peso está relacionado à obesidade, a exemplo de muitos atletas, que são “pesados” devido à massa muscular e não adiposa.
· A desnutrição pode ser definida como uma condição clínica decorrente de uma deficiência ou excesso, relativo ou absoluto, de um ou mais nutrientes essenciais.
A desnutrição pode apresentar caráter primário ou secundário, dependendo da causa que a promoveu. 
Causas primárias: A pessoa come pouco ou“mal”. Ou seja, tem uma alimentação quantitativa ou qualitativamente insuficiente em calorias e nutrientes. 
Causas secundárias: A ingestão de alimentos não é suficiente porque as necessidades energéticas aumentaram ou por qualquer outro fator não relacionado diretamente ao alimento. Exemplos: presença de verminoses, câncer, anorexia, alergia ou intolerância alimentares, digestão e absorção deficiente de nutrientes.
5) O que seria uma alimentação ideal? Comentar sobre pirâmide alimentar
Alimentação saudável é o mesmo que dieta equilibrada ou balanceada e pode ser resumida por três princípios: variedade, moderação e equilíbrio.
Variedade: é importante comer diferentes tipos de alimentos pertencentes aos diversos grupos; a qualidade dos alimentos tem que ser observada. 
 Moderação: não se deve comer nem mais nem menos do que o organismo precisa; é importante estar atento à quantidade certa de alimentos. 
 Equilíbrio: quantidade e qualidade são importantes; o ideal é consumir alimentos variados, respeitando as quantidades de porções recomendadas para cada grupo de alimentos. Ou seja, “comer de tudo um pouco”.
PIRÂMIDE: Não é uma prescrição rígida, mas um guia geral que nos permite escolher uma dieta saudável e conveniente, que garanta todos os nutrientes necessários para o nossa saúde e bem-estar. A pirâmide original foi baseada nas necessidades energéticas e nutritivas de indivíduos adultos.
Grupo dos pães , cereais, massas e vegetais C: Esses alimentos são responsáveis pelo fornecimento da energia para o nosso organismo e por isso devem ser consumidos em maior quantidade. O ideal é consumir cerca de 6 a 11 porções por dia. 
Grupo dos vegetais e grupo das frutas: Esses dois grupos apresentam funções semelhantes. Chamados de alimentos reguladores, eles são muito importantes pois fornecem todas as vitaminas e minerais de que precisamos. Além disso, também são ricos em fibras. Devemos comer de 3 a 5 porções de vegetais e de 2 a 4 porções de frutas todos os dias. 
Grupo do leite e derivados: São importantes fontes de cálcio. Devemos consumir cerca de 2 a 3 porções diárias. 
Grupo das carnes, feijões, ovos e nozes: O principal nutriente deste grupo é a proteína, essencial para o reparo e construção de todos os tecidos do nosso organismo. Prefira as carnes magras, o frango sem pele e o peixe sem couro. O melhor é comer as carnes assadas, cozidas ou grelhadas. O número de porções indicado a cada dia é de 2 a 3. 
Grupo dos açúcares e gorduras: Este grupo fica na parte superior da pirâmide, que é a mais estreita, pois é composto pelos alimentos que devemos consumir em menor quantidade. Não existe indicação do número de porções para este grupo, mas a recomendação de consumo moderado.
6) Carboidratos:
a) Definição e tipos
· Definição: Carboidratos são poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxi-cetonas, ou substâncias que geram esses compostos quando hidrolisadas. Muitos carboidratos têm a fórmula empírica (CH2O)n ; alguns também contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre. Os carboidratos podem ser definidos quimicamente como compostos orgânicos com pelo menos três carbonos na cadeia e nos quais todos os carbonos tenham uma hidroxila, com exceção dos que apresentam um grupo funcional, que pode ser um aldeído, dando origem aos poli-hidroxialdeídos (aldoses), ou uma cetona, originando as poliidroxicetonas (cetoses).
Os carboidratos são também chamados de sacarídeos (do latim saccharum), glicídios (do grego, glýcis) ou, ainda, oses.
Funções: o fornecimento de fração significativa da energia na dieta da maioria dos organismos e a atuação como forma de armazenamento de energia no corpo e como componentes da membrana celular, mediando algumas formas de comunicação intercelular. Os carboidratos também servem como componentes estruturais de muitos organismos, incluindo a parede celular de bactérias, o exoesqueleto de muitos insetos e as fibras de celulose das plantas.
· Tipos:
· Monossacarídeos: Os monossacarídeos (açúcares simples) podem ser classificados de acordo com o número de átomos de carbono que contêm. Os carboidratos com um aldeído como seu grupo funcional mais oxidado são denominados aldoses, enquanto aqueles com um grupo cetona como seu grupo funcional mais oxidado são chamados cetoses. Os monossacarídeos podem se ligar por ligações glicosídicas, criando estruturas maiores.
Os mais simples dos carboidratos, os monossacarídeos, são aldeídos ou cetonas com dois ou mais grupos hidroxila; glicose e frutose, monossacarídeos de seis carbonos, têm cinco grupos hidroxila. Muitos dos átomos de carbono aos quais os grupos hidroxila estão ligados são centros quirais, o que origina os muitos estereoisômeros de açúcares encontrados na natureza. Essa estereoisomeria é biologicamente importante porque as enzimas que agem sobre os açúcares são absolutamente estereoespecíficas, normalmente preferindo um estereoisômero a outro por três ou mais ordens de magnitude.
- Os monossacarídeos geralmente contêm carbonos quirais e, assim, existem em várias formas estereoquímicas, as quais podem ser representadas no papel como projeções de Fischer. Epímeros são açúcares que diferem na configuração de apenas um átomo de carbono.
-Os monossacarídeos comumente formam hemiacetais ou hemicetais internos, nos quais o grupo aldeído ou cetona se une a um grupo hidroxila da mesma molécula, criando uma estrutura cíclica; isso pode ser representado como uma fórmula em perspectiva de Haworth. O átomo de carbono originalmente localizado no grupo aldeído ou cetona (o carbono anomérico) pode assumir uma de duas configurações, α e β, interconversíveis por mutarrotação. Na forma linear do monossacarídeo, em equilíbrio com as formas cíclicas, o carbono anomérico é facilmente oxidável, tornando o composto um açúcar redutor.
-Um grupo hidroxila de um monossacarídeo pode ser adicionado ao carbono anomérico de um segundo monossacarídeo, formando um acetal, chamado de glicosídeo. Nesse dissacarídeo, a ligação glicosídica protege o carbono anomérico da oxidação, tornando-o um açúcar não redutor.
-Oligossacarídeos são polímeros curtos de diversos monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. Em uma das extremidades da cadeia, a extremidade redutora, está uma unidade de monossacarídeo com seu carbono anomérico não envolvido em uma ligação glicosídica.
-A nomenclatura comum para di ou oligossacarídeos especifica a ordem das unidades de monossacarídeos, a configuração de cada carbono anomérico e os átomos de carbono participantes da(s) ligação(ões) glicosídica(s).
· Polissacarídeos:
-Os polissacarídeos (glicanos) servem para o armazena-mento de combustível e como componentes estruturais da parede celular e da matriz extracelular.
-Os homopolissacarídeosamido e glicogênio são formas de armazenamento de combustível em células vegetais, animais e bacterianas. Eles são constituídos por d-glicose com ligações (α1→4) e ambos contêm algumas ramificações.
-Os homopolissacarídeos celulose, quitina e dextrana têm funções estruturais. A celulose, composta por resíduos de dglicose em ligações (β1→4), garante força e rigidez à parede celular de plantas. A quitina, um polímero de N-acetilglicosamina com ligações (β1→4), fortalece o exoesqueleto de artrópodos. A dextrana forma um revestimento aderente ao redor de certas bactérias.
-Os homopolissacarídeos dobram-se em três dimensões. A forma em cadeira do anel piranose é essencialmente rígida, de modo que a conformação dos polímeros é determinada pela rotação das ligações entre os anéis e o átomo de oxigênio na ligação glicosídica. O amido e o glicogênio formam estruturas helicoidais com ligações de hidrogênio dentro da própria cadeia; a celulose e a quitina formam fitas longas e retas que interagem com as fitas vizinhas.
-As paredes celulares de algas e bactérias são fortale-cidas por heteropolissacarídeos – peptideoglicano em bactérias, ágar em algas vermelhas. O dissacarídeo que se repete no peptideoglicano é GlcNAc(β1→4)Mur2Ac; no ágar, é d-Gal(β1→4)3,6-anidro-l-Gal.
-Os glicosaminoglicanos são heteropolissacarídeos extracelulares nos quais uma das duas unidades de monossacarídeo é um ácido urônico (o queratan-sulfato é uma exceção) e a outra é um aminoaçúcar N-aceti-lado. Ésteres de sulfato em alguns dos grupos hidroxila e em alguns dos grupos amina de certos resíduos de glicosamina na heparina e no heparan-sulfato dão a esses polímeros uma alta densidade de cargas negativas, forçando-os a adotarem conformações estendidas. Esses polímeros (ácido hialurônico, condroitin-sulfato, dermatan-sulfato e queratan-sulfato) garantem à matriz extracelular viscosidade, adesão e resistência à tensão.
b) Como ocorre sua digestão, absorção e transporte.
· Digestão na boca: Os principais polissacarídeos da dieta são de origem vegetal (amido, com- posto de amilose e amilopectina) e animal (glicogênio). Durante a mastigação, a alfa-amilase salivar atua brevemente sobre o amido e o glicogênio da dieta, de maneira aleatória, hidrolisando algumas ligações alfa(1→4). (Nota: existem na natureza tanto endoglicosidases alfa(1→4) quanto alfa(1→4), mas os humanos não produzem nem secretam esta última nos sucos digestivos. Dessa forma, eles são incapazes de digerir a celulose – um carboidrato de origem vegetal que contém ligações glicosídicas alfa(1→4) entre seus resíduos de glicose.) Tanto a amilopectina quanto o glicogênio são ramificados e, assim, também contêm ligações alfa(1→6), que a alfa-amilase não pode hidrolisar. Por isso, os produtos da digestão resultantes da sua ação contêm uma mistura de oligossacarídeos não ramificados e ramificados, conhecidos como dextrinas (Figura 7.9). (Nota: dissacarídeos também estão presentes, pois são resistentes à amilase.) A digestão dos carboidratos cessa temporariamente no estômago, porque a elevada acidez inativa a alfa-amilase salivar.
· Digestão dos carboidratos pelas enzimas pancreáticas ocorre no intestino delgado: Quando o conteúdo ácido do estômago atinge o intestino delgado, ele é neutralizado pelo bicarbonato secretado pelo pâncreas, e a alfa-amilase pancreática continua o processo de digestão do amido.
· Digestão final dos carboidratos pelas enzimas sintetizadas pelas células mucosas intestinais: O processo final da digestão ocorre principalmente no epitélio mucoso do jejuno superior, e inclui a ação de várias dissacaridases. Por exemplo, a isomaltase rompe a ligação alfa(1→6) da isomaltose, e a maltase hidrolisa a maltose e a malotriose, ambas produzindo glicose; a sacarase hidrolisa a sacarose, produzindo glicose e frutose, e a lactase (alfa-galactosidase) hidrolisa a lactose, produzindo galactose e glicose. A trealose, um dissacarídio de glicose alfa(1→1) encontrado em cogumelos e outros fungos, é hidrolisado pela ação da trealase. Essas enzimas são secretadas pelo lado luminal da membrana em forma de escova das células da mucosa intestinal e permanecem associadas a essa membrana.
· Absorção dos monossacarídeos pelas células da mucosa do intestino: O duodeno e o jejuno superior absorvem a maior parte dos glicídeos da dieta. Entretanto, diferentes glicídeos são absorvidos por meio de diferentes mecanismos. Por exemplo, a galactose e a glicose são transportadas para o interior das células mucosas por um processo ativo, que requer energia e uma captação concomitante de íons sódio; a proteína transportadora é o cotransportador de glicose 1 dependente de sódio (SGLT- 1). A absorção de frutose requer um transportador de monossacarídeo independente de sódio (GLUT-5). Todos os três monossacarídeos são transportados das células mucosas intestinais para a circulação porta por outro transportador, o GLUT-2.
7) Como o organismo obtém energia após o jejum prolongado (consumo de          glicogênio, glucagon e insulina).
· Catabólicas: Glicólise e Glicogenólise
Anabólicas: Gliconeogênese e Glicogénese
· Glicogênio: é um polissacarídeo, pouco solúvel, bastante ramificado, constituído por monômeros de glicose unidos por ligações glicosídicas alfa – 1,4 e suas ramificações unidas por ligações glicosídicas alfa – 1,6.
· O glicogênio hepático e o muscular apresentam funções distintas: enquanto o primeiro atua na manutenção da glicemia plasmática em períodos de jejum ou entre as refeições, o segundo está disponível apenas para o metabolismo muscular esquelético, o que ocorre pelas sutilidades nos processos enzimáticos desses dois tecidos.
GLICOGÊNESE
· Síntese/formação de glicogênio que ocorre no fígado e na células musculares esqueléticas.
· Os carboidratos que ingerimos após a digestão são armazenados no nosso organismo na forma de glicogênio hepático (fígado) e glicogênio muscular (músculos). O glicogênio hepático tem como função a manutenção da glicemia entre as refeições. Funciona como uma reserva de glicose para ser usada por outros tecidos. Já o glicogênio muscular é usado pelo próprio músculo, como fonte de energia na contração muscular.
· Altos níveis plasmáticos de glicose conduzem a um aumento na secreção pancreática de insulina e redução ou abolição da secreção pancreática de glucagon. Em consequência, o glicogênio é rapidamente sintetizado, tanto pelo fígado quanto pelo músculo esquelético.
· Quando os níveis plasmáticos de glicose estão elevados, a insulina é secretada pelas células alfa das ilhotas de Langerhans, orquestrando no fígado a síntese de glicogênio. A síntese de glicogênio necessita de energia, que é obtida da hidrólise de um nucleotídeo trifosfato UDP (uridina trifosfato).
· A síntese do glicogênio inicia-se com a fosforilação da glicose no carbono 6 por uma enzima denominada hexocinase. Esse evento consome um ATP. Posteriormente, a glicose-6-fosfato é isomerizada a glicose-1-fosfato, por meio da enzima fosfogliceratomutase.
· A glicose-1-fosfato reage com o UDP (uridina difosfato) para produzir difosfato de uridina glicose (também chamada de UDP-glicose ou UDPG). A enzima que catalisa essa reação é a UDP-glicose-pirofosfatase.
· A UDP-glicose é o doador de glicose na síntese de glicogênio, molécula esta que é uma forma ativada de glicose. O carbono 1 da glicose do UDPG está ativado porque sua hidroxila se encontra esterificada pela porção difosfato do UDP. Novas unidades de glicose são adicionadas aos terminais não redutores do glicogênio, promovendo elongação de uma cadeia preexistente. A glicose do UDPG é transferida a um carbono 4 da cadeia de glicogênio em crescimento, formando, assim, uma ligação do tipo α-1,4. Posteriormente, o UDP remanescente dessa reação é regenerado a UTP por meio da doação de um grupamento fosfato por parte de um ATP.
· Ramificação da cadeia: A enzima glicogênio sintase cataliza somente a ligação α-1,4 do glicogênio. Outra enzima, amilo (1,4 → 1,6)-transglicosidadeou enzima de ramificação, transfere sete resíduos da extremidade de uma cadeia para um grupo OH do carbono 6 de um resíduo de glicose na mesma ou em outra cadeia de glicogênio. Cada segmento transferido é oriundo de pelo menos 11 resíduos, e o novo ponto de ramificação deve estar no mínimo a quatro resíduos de outro ponto de ramificação . As ramificações são importantes porque aumentam a solubilidade do glicogênio. Além disso, as ramificações criam um grande número de radicais terminais, que são os locais de ação da glicogênio fosforilase e da sintase. Portanto, as ramificações aumentam a velocidade de síntese e degradação do glicogênio.
GLICOGENÓLISE
· Quebra de glicogênio no fígado para liberação de glicose na corrente sanguínea em momentos de baixa taxa de glicemia no sangue.
· No período pós-prandial, há um grande aporte de glicose no plasma, o que induz imediatamente à liberação de insulina por parte das células betapancreáticas das ilhotas de Langerhans (ou ilhas pancreáticas), cuja função é internalizar a glicose nos tecidos. O glicogênio hepático fornece suporte energético para o metabolismo em condições de jejum não prolongado (até cerca de 12 h), iniciando-se após esse intervalo, outros processos metabólicos, como a oxidação de ácidos graxos para obter energia para o metabolismo. Sob efeito da insulina, o fígado inicia a síntese de glicogênio, enquanto sob efeito da adrenalina ou noradrenalina (hormônios catabólicos) ocorre a hidrólise da molécula de glicogênio. O principal hormônio catabólico que estimula a glicogenólise é o glucagon, um peptídeo composto por 29 resíduos de aminoácidos, liberado pelas células alfa das ilhotas de Langerhans , que atuam ligando-se a receptores específicos na membrana dos hepátócitos e disparando a cascata de segundos mensageiros mediada pela adenilato ciclase.
· Fosforólise ocorre em 3 etapas: Liberação de glicose-1-fosfato, Conversão de glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato e remoção do grupo fosfato da molécula de glicose-6-fosfato. A glicose-6-fosfato formada durante a fosforólise do glicogênio pode seguir três vias distintas: servir como substrato para a via glicolítica; ser convertida em glicose livre para manutenção da glicemia plasmática; e ingressar na via das pentoses fosfato, uma via alternativa de oxidação de glicose-6-fosfato, que leva à produção de três compostos – a ribulose-5-fosfato, o CO2 e o NADPH.
· Glicogenólise hepática e musculoesquelética: Os sinais que disparam a glicogenólise no fígado e no músculo esquelético são distintos; enquanto o jejum é o principal evento que dispara a clivagem de glicogênio no fígado, a sobrecarga (exercício físico) é o principal fator da glicogenólise muscular esquelética. O primeiro passo para a degradação da molécula do glicogênio é a cisão das ligações α-1,4 da molécula. Essa reação é catalisada pela enzima glicogênio fosforilase. A enzima glicogênio fosforilase remove sucessivamente unidades monoméricas de glicose até uma distância de quatro oses de um ponto de ramificação α-1,6; nesse momento, uma enzima denominada transferase remaneja um bloco de três oses de um dado ponto de ramificação α-1,6 para uma extremidade não redutora da molécula. A remodelagem da molécula expõe um único resíduo de glicose unido à cadeia por uma ligação glicosídica α-1,6. Nesse momento, a enzima α-1,6-glicosidase ou enzima desramificadora do glicogênio hidrata a ligação glicosídica α-1,6 promovendo sua cisão e consequente liberação de uma molécula de glicose livre. Assim, a clivagem da ligação glicosídica α-1,6 é de fato uma hidrólise, e não uma fosforólise. Subsequentemente, todas as moléculas de glicose-1-fosfato têm seus grupos fosfatos transferidos para o carbono 6 da glicose, formando a glicose-6-fosfato. Essa reação é realizada pela enzima fosfoglicomutase. O último passo da glicogenólise é a cisão do grupo fosfato do carbono 6 da glicose por meio da glicose-6-fosfatase, permitindo que a glicose deixe o hepatócito. Essa sequência de eventos é igual nas células musculares esqueléticas, com a diferença de que nesse tecido não existe a enzima glicose-6-fosfatase, o que torna o glicogênio muscular restrito ao uso por parte do músculo esquelético.
· Remodelamento da molécula de glicogênio: A enzima glicogênio fosforilase remove sucessivamente unidades monoméricas de glicose até uma distância de quatro oses de um ponto de ramificação α-1,6; nesse momento, uma enzima denominada transferase remaneja um bloco de três oses de um dado ponto de ramificação α-1,6 para uma extremidade não redutora da molécula. Após sucessivas remoções de blocos de três oses, restará apenas uma molécula de glicose ligada à cadeia por ligação glicosídica α-1,6. Essa sequência que envolve a remoção do bloco de três oses de um dado ponto de ramificação da molécula de glicogênio e sua posterior inserção em outro ponto da molécula chama-se remodelação e permite que a glicogênio fosforilase continue sua ação catalítica. A remodelagem da molécula expõe um único resíduo de glicose unido à cadeia por uma ligação glicosídica α-1,6. Nesse momento, a enzima α-1,6-glicosidase ou enzima desramificadora do glicogênio hidrata a ligação glicosídica α-1,6, promovendo sua cisão e a consequente liberação de uma molécula de glicose livre, ou seja, não ligada ao fosfato.
· Síntese e degradação do glicogênio | Forma alostérica e fosforilação: O controle da atividade da glicogênio fosforilase é feito de forma alostérica a partir dos níveis energéticos intracelulares e também por meio de fosforilação reversível induzida por hormônios, como glucagon, noradrenalina e adrenalina. A enzima glicogênio fosforilase apresenta duas formas interconversíveis entre si: a forma ativa (a) e a forma menos ativa (b). Essas formas são controladas por meio da fosforilação de resíduos de serina. Assim, na presença de hormônios catabólicos, ocorre aumento dos níveis intracelulares de AMPc, que desencadeia a ativação da cinase; esta promove fosforilação dos resíduos de serina (Ser-14) em ambas as subunidades da fosforilase b, convertendo-a em sua forma ativa, a fosforilase a. A conversão da forma a da glicogênio fosforilase em sua forma menos ativa, a glicogênio fosforilase b, ocorre mediante a remoção desses grupos fosforila, o que é feito pela enzima fosforilase fosfatase. Embora exerçam a mesma função, a glicogênio fosforilase muscular e a hepática são codificadas por genes diferentes e apresentam também diferentes propriedades de regulação.
GLICONEOGÊNESE
· Em períodos de jejum prolongado é liberado glucagon (hormônio catabólico) que atua em seus receptores nos tecidos periféricos, especialmente no músculo esquelético e no adiposo, desencadeamento a hidrólise de proteínas no músculo e de triacilgliceróis no tecido adiposo, liberando glicerol e aminoácidos que são substratos para a formação de glicose por meio da gliconeogênese. Todos os aminoácidos, exceto a leucina e a lisina, podem originar glicose ao serem metabolizados em piruvato ou oxaloacetato. Além dos aminoácidos, os principais substratos para a gliconeogênese incluem o lactato produzido no metabolismo muscular anaeróbico e também dos eritrócitos. A gliconeogênese é importante porque supre de glicose tecidos que utilizam esse açúcar de modo contínuo em seus processos metabólicos, como cérebro, eritrócitos, testículos, medula renal e cristalino. 
· Três reações da Glicólise são irreversíveis: Hexoquinase (ou Glicoquinase), Fosfofrutoquinase, Piruvato quinase. Esses passos devem então ser contornados na Gliconeogênese
·  A gliconeogênese consome 6 ATP para cada molécula de glicose sintetizada.
· A gliconeogênese utiliza alguns importantes compostos não glicídicos para sintetizar glicose, como piruvato, lactato, glicerol e cadeias carbônicas de aminoácidos. A primeira etapa para a síntese de glicose a partir do lactato é a sua conversão em piruvato, em uma reação catalisada pela enzima lactato desidrogenase. Contudo, o piruvato não pode ser transformado em fosfoenolpiruvato, seguindo o caminho exatamente inverso da via glicolítica.Assim, é convertido em oxalacetato, o qual é incapaz de deixar a matriz mitocondrial por ausência de um transportador específico para ele. Desse modo, é transformado em malato pela enzima malato desidrogenase e, então, carreado para o citosol, onde é regenerado a oxalacetato. Este é convertido, então, em fosfoenolpiruvato que, por sua vez, segue em sentido inverso às reações da glicólise até produzir glicose.
· Os ácidos graxos de número par de carbonos na cadeia, quando oxidados no ciclo da betaoxidação, produzem acetil-CoA, que não é substrato para a gliconeogênese porque não há conversão de acetil-CoA em piruvato, um dos importantes substratos utilizados na gliconeogênese para obtenção de glicose. A única maneira de o acetil-CoA originar glicose é de forma indireta, sendo metabolizado no ciclo de Krebs em malato, originando subsequentemente oxaloacetato, fosfoenolpiruvato e, finalmente, glicose. O oxaloacetato pode ainda originar aspartato na matriz mitocondrial, que é transportado para fora por um transportador de aspartato e segue para formar oxaloacetato. Desse modo, não há possibilidade da síntese “líquida” de glicose a partir do acetil-CoA. Entretanto, a oxidação de ácidos graxos de número ímpar de carbonos na cadeia origina como produto final o propionil-CoA, que é substrato para síntese de glicose na via da gliconeogênese, uma vez que o propionil-CoA é convertido em metilmalonil-CoA e, subsequentemente, em succinil-CoA, um dos intermediários do ciclo de Krebs que pode formar glicose
8) Processos a nível celular:
a)Glicólise
· A glicólise, que é a principal via do metabolismo da glicose, ocorre no citosol de todas as células. Ela pode funcionar tanto anaeróbia quanto aerobiamente, dependendo da disponibilidade de oxigênio e da cadeia de transporte de elétrons.
· A glicólise é a principal rota para o metabolismo dos carboidratos. A capacidade de a glicólise produzir ATP na ausência de oxigênio é particularmente importante, uma vez que permite que o músculo esquelético realize níveis muito altos de exercícios quando o suprimento de oxigênio for insuficiente, e também porque permite que os tecidos sobrevivam durante episódios de anóxia.
· Embora a glicólise possa ocorrer em condições anaeróbias, isso tem um preço, pois o processo limita a quantidade de ATP formada por mol de glicose oxidada, de modo que uma quantidade muito maior de glicose precisa ser metabolizada em condições anaeróbias do que em condições aeróbias.
· Equação geral para a glicólise anaeróbia:
· A glicólise compreende uma sequência de dez reações enzimáticas, na qual uma molécula de glicose (oriunda, sobretudo, da digestão do amido), uma molécula de aminoácido (oriunda do catabolismo de proteínas) ou, ainda, uma molécula de ácido graxo (oriunda do catabolismo de lipídios, sobretudo triacilgliceróis) é convertida em duas moléculas de ácido pirúvico e dois equivalentes reduzidos de NAD+, resultando em 2 ATP como saldo energético final. Durante a glicólise, os carboidratos são convertidos em duas moléculas de piruvato. Sob condições aeróbicas, o piruvato é oxidado até CO2 e H2O, por meio do ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) acoplado à fosforilação oxidativa.
· Transporte da glicose até as células: 
· O aumento da glicemia é o principal estímulo para a secreção de insulina por parte das células betapancreáticas situadas nas ilhas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans.
· A glicose é uma molécula polar, insolúvel na membrana plasmática, e o seu transporte é realizado por meio de difusão facilitada, portanto a favor de seu gradiente de concentração, e dependente da presença de proteínas transportadoras (glucose transporter – GLUT) na superfície de todas as células. Os GLUT podem transportar a glicose em fluxo bidirecional, de modo que é o gradiente de glicose que determina seu transporte para o meio intra ou extracelular.
· A expressão dos transportadores de glicose nos tecidos está ligada ao perfil metabólico de cada tecido em particular, assim, pela demanda energética, a quantidade de transportadores de glicose em cada célula pode variar. A maioria das células expressa um número diferente de GLUT em proporções distintas.
· Os GLUT-1 e GLUT-3 estão presentes em todos os tecidos humanos e apresentam regulação insulinoindependente. O GLUT-2 só transporta glicose quando sua concentração no plasma está bastante elevada. No caso do pâncreas, isso é interessante porque possibilita que as células beta ajustem sua velocidade de secreção de insulina. O GLUT-1 apresenta difusão facilitada nos eritrócitos, e sua presença em abundância no interior dessas células acarreta consequências fisiológicas importantes. A glicose difunde-se muito rapidamente pelas membranas dos eritrócitos, e sua utilização glicolítica é cerca de 17 mil vezes menor que a taxa de transporte, o que possibilita manter concentrações glicêmicas bem similares entre o plasma e o citosol do eritrócito. No caso do fígado, o alto Km do GLUT-2 garante que os hepatócitos captem glicose somente nos períodos pós-prandial. O GLUT-3, por sua vez, é o maior transportador de glicose da superfície neural e da placenta, cujas utilizações exigem um sistema que seja independente da insulina, em decorrência das suas funções vitais no organismo adulto e fetal, mesmo em condições metabólicas variáveis. Apresenta uma alta afinidade pela glicose e é responsável pela sua transferência do líquido cerebroespinal para as células neuronais. O GLUT-4 está presente nos dois maiores tecidos-alvo da insulina, o tecido adiposo e o tecido muscular esquelético e tem Km de 5 a 10 mM. Ele parece permanecer principalmente dentro do compartimento intracelular no interior de vesículas e, sob o estímulo da insulina, estas rapidamente migram para a membrana plasmática, onde se coalescem inserindo, assim, os GLUT-4 na membrana. Finalmente, o GLUT-5 atua como transportador de frutose nas células do intestino delgado, uma vez que os ancestrais humanos apresentavam grande aporte de frutas em sua dieta.
· Visão Geral da Glicólise:
· Fase I (gasto de ATP) – compreende a conversão da glicose até a obtenção de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato, processo que requer cinco reações. A glicose é inicialmente fosforilada no carbono 6, o que a impede de deixar o citosol celular para o meio externo, já que o grupo fosfato lhe confere carga negativa, tornando a molécula essencialmente incapaz de se difundir pela membrana plasmática. Subsequentemente, a glicose-6-fosfato sofre isomerização em frutose-6-fosfato, que, por sua vez, sofre fosforilação no carbono 1, sendo convertida em frutose-1,6-bifosfato. A fosforilação desses compostos iniciais se dá pelo gasto de duas moléculas de ATP, que são convertidas em ADP.
· Fase II (produção de ATP) – envolve as cinco reações subsequentes àquelas que ocorrem na primeira etapa, ou seja, compreende a conversão de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato em piruvato. Nessa fase da glicólise, duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em 3-fosfoglicerato, produzindo 2 ATP. Posteriormente, duas moléculas de fosfoenolpiruvato são desfosforiladas para produzir piruvato. Os grupos fosfato removidos são incorporados por duas moléculas de ADP, sendo convertidos em ATP. Assim, na fase II, tem-se a produção de quatro moléculas de ATP, enquanto, na fase I, ocorre o gasto de duas moléculas de ATP, de modo que o balanço energético líquido da glicólise é 2 ATP. 
· Três enzimas da via glicolítica são pontos-chave para o controle da via: a hexocinase, que catalisa a reação 1 da glicólise, ou seja, a fosforilação da glicose no carbono 6; a fosfofrutocinase, que catalisa a reação 3, a conversão de frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato; e, finalmente, a piruvato cinase, que catalisa a reação 10, a transformação de fosfoenolpiruvato em piruvato. Essas enzimas sofrem inibição quando níveis de ATP estão elevados. A fosfofrutocinase, a principal enzima regulatória da glicólise, é inibida por ATP, citrato, e estimulada por AMP, frutose-2,6-bifosfato e outros bifosfatos. Os hormôniosglucagon e insulina atuam nas enzimas regulatórias, causando, respectivamente, inibição e estimulação de sua síntese
b) Ciclo de Krebs
· Ocorre na matriz mitocondrial.
· O Piruvato completamente oxidado para CO2 e H2O na presença de O2 num processo conhecido como respiração celular. 
· Ocorre em oito etapas dentro da mitocôndria. 
· Energia é eficientemente conservada durante este processo. 
· Este ciclo serve tanto para processos catabolicos como anabolicos sendo essencial ao metabolismo.
· 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. Para o ciclo da glicose interagir com o ciclo de Krebs, há uma reação intermediária a qual transforma-se o Piruvato em Acetil-CoA. Nesta etapa, ocorre a entrada de NAD e CoA-SH.
· Uma vez transformado em acetil-CoA, não há como gerar glicose novamente, sendo este acetil-CoA usado para produzir energia (com oxigênio), corpos cetônicos, lipídeos, colesterol e derivados. Quando usado para produzir energia, o acetil-CoA vai para o ciclo de Krebs, onde será oxidado, produzindo CO2, água e GTP (energia). Os produtos da oxidação são oxidados pelo oxigênio na fosforilação oxidativa, gerando ainda mais energia. Somado com a glicólise, são produzidos 38 ATP por molécula de açúcar
· 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.
· O isocitrato sofrerá ação da enzima isocitrato desidrogenase que fará a retirada de CO2 e H2 do isocitrato formando o α-cetoglutarato, o H2 que saiu aciona a cadeia respiratória a nível de NADH2 que por sua vez produz 3 ATPs.
· O α-cetoglutarato será desidrogenado pela enzima α-cetoglutarato desidrogenase, formando mais 3 ATPs como NADH2, e através da enzima succinato sintetase o HS-CoA volta a se ligar ao α-cetoglutarato formando o succinil-coA após este evento tem-se novamente a saída do HS-CoA e a entrada de H2O formando o succinato o que irá gerar a formação e um GTP.
· Desidrogenação do succinato através da enzima succinato desidrogenase tendo-se então a formação do fumarato, com isto tem-se a formação de mais dois ATPs como FADH2, então ocorrera à entrada de H2O pela enzima hidratase e a transformação do fumarato em malato, e este através da enzima malato desidrogenase libera H2 o que ira ativar a cadeia respiratória ao nível de NADH2 gerando três ATPs e a transformação de malato em oxaloacetato o que fecha o ciclo de Krebs.
· A velocidade do ciclo de krebs é 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.
 
c) Fosforilação oxidativa
· A fosforilação oxidativa é a via final do metabolismo energético em células aeróbias. A energia química presente na molécula de glicose é convertida em elétrons com alto potencial de transferência, captados por aceptores universais de elétrons e encaminhados para a cadeia transportadora de elétrons formada por quatro complexos proteicos, que, ao deslocarem esses elétrons entre si, produzem um potencial de prótons utilizado na síntese de ATP por parte da bomba de ATP sintase.
· Mitocôndria | Sítio da fosforilação oxidativa: As mitocôndrias apresentam uma membrana mitocondrial externa e uma interna, a qual se projeta para a matriz mitocondrial, dando origem às cristas mitocondriais, os sítios onde se situam os complexos enzimáticos envolvidos no transporte de elétrons. A membrana externa mitocondrial é bastante permeável a moléculas pequenas e íons. A membrana mitocondrial interna, ao contrário, é extremamente impermeável a substâncias, inclusive íons e moléculas polares, sendo o local onde estão embebidas as proteínas envolvidas no transporte de elétrons. Essa elevada impermeabilidade é dada por um tipo específico de fosfolipídio que compõe a membrana interna, a cardiolipina. O trânsito de substâncias para fora ou para dentro da mitocôndria é realizado por transportadores específicos.
· Visão panorâmica da fosforilação oxidativa: O propósito da fosforilação oxidativa (FO) é originar um potencial próton motriz capaz de ser utilizado para fosforilar ADP em ATP. A fosforilação oxidativa inicia-se com a entrada de elétrons na cadeia respiratória, que é formada por quatro complexos proteicos, situados no ambiente da membrana mitocondrial interna: complexo I (NADH desidrogenase); complexo II (succinato desidrogenase); complexo III (ubiquinona: citocromo c oxidorredutase); e complexo IV (citocromo oxidase). Um quinto elemento atua no transporte de elétrons pela cadeia respiratória, o citocromo c, embora ele não seja considerado um complexo enzimático, já que, em razão de sua natureza lipossolúvel, é capaz de se mover livremente entre os complexos III e IV. O citocromo c transporta apenas elétrons, por meio da oxirredução de um íon de ferro localizado em um grupo heme pertencente à estrutura da proteína. Na membrana mitocondrial interna, a coenzima Q10 (Q) compõe um transportador eletrônico lipossolúvel e transporta não só elétrons, mas também prótons, usando um ciclo redox. Essa pequena molécula de benzoquinona, tal qual o citocromo c, é hidrofóbica, podendo, por isso, difundir-se facilmente pela membrana. A coenzima Q10 pode aceitar elétrons oriundos do ciclo da betaoxidação. Quando QH2 libera dois prótons e dois elétrons, volta ao estado ubiquinona (Q). A sequência de fluxo dos elétrons pelos elementos da cadeia respiratória é: os complexos I e II transferem elétrons para a ubiquinona a partir do NADH (complexo I) e succinato desidrogenase (complexo II); o complexo III transfere elétrons da ubiquinona até o citocromo c; e o complexo IV é responsável por transferir elétrons do citocromo c para o oxigênio, convertendo-o em água.
· Fosforilação oxidativa depende de um potencial de oxidação/redução: O potencial redox de determinado par redox é uma medida da estabilidade termodinâmica relativa das duas formas oxidada/reduzida; quanto maior o seu valor, maior a estabilidade da forma reduzida relativamente à forma oxidada desse par. A medida do potencial de transferência de elétrons pode ser dada pela notação E0´. Um valor de potencial de redução negativo indica que a forma oxidada de uma dada substância tem menor afinidade por aceitar elétrons, enquanto um valor positivo significa que a forma oxidada apresenta maior afinidade por elétrons. O alto valor positivo do potencial redox-padrão do par O2/H2O significa que o O2 é um potente oxidante e tende a aceitar elétrons de outros compostos, reduzindo-se a H2O. No outro extremo da escala, está o par NAD+/NADH, cujo baixo potencial redox indica que o NADH tem uma grande tendência a ceder elétrons, oxidando-se em NAD+.
· Aceptores universais de elétrons, NAD+ e FAD: O início da fosforilação oxidativa é marcado pelo ingresso de elétrons na cadeia respiratória. Esses elétrons são então conduzidos aos aceptores de elétrons, os nucleotídeos de nicotinamida (NAD+ ou NADP+) e nucleotídeos de flavina (FMN ou FAD). O FADH2 é reoxidado a FAD, resultando subsequentemente na síntese de duas moléculas de ATP por cada FADH2. As principais fontes de FADH2 no metabolismo eucariótico são o ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) e a betaoxidação. Outro aceptor de elétrons é o NAD+, que apresenta dois estados de oxidação: NAD+ (oxidado); e NADH (reduzido). Em sua forma reduzida, o NADH faz a transferência de elétrons durante a fosforilação oxidativa. Os elétrons de NADH adentram a cadeia respiratória pelo complexo I.
· Elétrons produzidos na glicólise somam-se aos do ciclo de Krebs:Os elétrons produzidos durante a glicólise são captados pelo NAD, dando origem ao NADH. A membrana mitocondrial interna é impermeável ao NADH, de modo que somente os elétrons devem ser transportados para a matriz mitocondrial. Isso é feito por meio de sistemas de lançadeiras, como de glicerol-fosfato e de malato-aspartato. O sistema de lançadeira glicerol-fosfato está presente nos músculos esqueléticos e no cérebro.
· Proteínas desacopladoras, o freio da fosforilação oxidativa: As proteínas desacopladoras (UCP) compõem uma família de proteínas bombeadoras de prótons, localizada na membrana mitocondrial interna, e têm função de translocação dos prótons e elétrons do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial, dissipando o gradiente de prótons pela membrana interna da mitocôndria. Tal como as ATP sintases, as UCP se localizam na membrana interna e servem como um canal alternativo para que os prótons atravessem de volta para a matriz mitocondrial. Nesse caso, a energia do fluxo de prótons não produz ATP, mas sim calor.
· Toxicidade do oxigênio: A capacidade dos organismos de aproveitar o oxigênio para continuar a oxidação do piruvato originado na glicólise proporcionou um imenso rendimento energético, mas também o aparecimento de substâncias extremamente deletérias à homeostasia celular, os radicais livres. Quimicamente, os radicais livres têm um elétron livre ou elétron ímpar na última camada de valência e, por sua natureza instável, promovem danos moleculares que se propagam em cadeia. Como consequência da presença desse elétron ímpar, essa espécie química pode doar elétrons – atividade redutora – ou retirar elétrons de outras substâncias para se estabilizar – atividade oxidante. Por motivos de natureza eletrônica, a molécula de oxigênio apresenta forte tendência a formar esses radicais. Os principais radicais livres de importância biológica, formados a partir do oxigênio molecular, são o radical superóxido (O2–) e o radical hidroxila (OH•), sendo o mais comumente formado no homem o O2–. O oxigênio pode ainda combinar-se para formar o peróxido de hidrogênio (H2O2) e, embora essa molécula não seja considerada um radical livre propriamente dito, pode originar o ânion OH•, tido como o radical livre mais reativo existente, sendo o responsável pela maior parte dos danos oxidativos nas células. Apesar de existirem outras fontes celulares de produção de ERO, como ciclo-oxigenases e peroxissomos, a maior parte dos radicais livres (cerca de 90%) é produzida na mitocôndria, durante a fosforilação oxidativa.
· Síntese de ATP: O propósito da cadeia respiratória é acumular prótons no espaço intermembranar, o que se obtém às custas do transporte de elétrons pelos complexos que compõem a cadeia respiratória. Esses prótons acumulados formam a força próton motriz. O ATP é sintetizado quando esses prótons fluem do espaço intermembranar de volta para a matriz mitocondrial por meio de um poro na ATP sintase, um grande complexo proteico ancorado na membrana mitocondrial interna. Assim, o gradiente de prótons formado no espaço intermembranar acopla o transporte de elétrons à síntese de ATP. A concentração protônica no espaço intermembranar pode ser separada em dois componentes: um químico e outro elétrico. O componente químico pode ser entendido como um gradiente de pH, enquanto o componente elétrico, como um gradiente de cargas elétricas (cargas positivas) presentes no hidrogênio (H+), que cria uma assimetria de cargas elétricas na matriz mitocondrial e no espaço intermembranar.
· Controle da fosforilação oxidativa: A velocidade da cadeia respiratória é regulada, sobretudo, pelo ADP; quando os níveis de ADP aumentam (p. ex., como ocorre no exercício físico), a velocidade da cadeia respiratória e, consequentemente, a velocidade do transporte de elétrons aumentam também. O forte controle exercido pelos níveis celulares de ADP é chamado de controle respiratório ou controle por aceptor. Os níveis de ADP interferem ainda no ciclo do ácido cítrico, e o aumento de ADP na célula eleva a velocidade do ciclo, produzindo mais elétrons para alimentar a cadeia respiratória. A redução dos níveis de ADP, em decorrência de sua conversão a ATP (portanto, elevação dos níveis de ATP), promove redução da via glicolítica e também da velocidade do ciclo do ácido cítrico, já que essas duas vias metabólicas são inibidas alostericamente por altos níveis de ATP. Além do ATP, o citrato inibe a fosfofrutocinase e o acúmulo intramitocondrial de citrato desencadeia extrusão deste para o citosol (p. ex., o excesso de citrato ocorre no período pós-prandial). O citrato potencializa o efeito inibitório do ATP e ambos somados promovem inibição mais poderosa da fosfofrutocinase do que cada uma dessas substâncias em separado.
d) Fermentação láctica
· No músculo esquelético em exercício extenuante, o piruvato é convertido em lactato, uma operação metabólica anaeróbica comumente chamada de fermentação homoláctica. Isso ocorre porque durante o exercício a velocidade pela qual a glicólise produz piruvato suplanta a capacidade de metabolizá-lo no ciclo do ácido cítrico. O tecido muscular esquelético é histologicamente formado de fibras de contração lenta (tipo I) e rápida (tipo II). As fibras de contração rápida não apresentam mitocôndrias, o que lhes confere um aspecto pálido; por consequência, seu suprimento de ATP é exclusivamente oriundo da glicólise. Em contrapartida, as fibras de contração lenta são ricas em mitocôndrias, motivo de sua coloração avermelhada, que decorre da presença dos grupos heme que constam nos citocromos dos elementos da cadeia respiratória. Durante o exercício, o músculo esquelético lança mão da obtenção de ATP por parte da glicólise em detrimento da fosforilação oxidativa, já que a oferta de oxigênio é limitada e, como mencionado, a produção de piruvato excede a capacidade de sua metabolização pelo ciclo do ácido cítrico. Nessa situação, a enzima lactato desidrogenase (LDH) catalisa a oxidação do NADH pelo piruvato originando, assim, NAD+ e lactato Alguns autores consideram essa reação o passo 11 da glicólise.
· Existem dois tipos diferentes de LDH, o tipo M e o tipo H. A isoforma LDHH predomina em tecidos aeróbicos, como é o caso do tecido cardíaco, enquanto a isoforma LDHM encontra-se em maior parte em tecidos nos quais predominam o metabolismo anaeróbico, como o músculo esquelético e o fígado. O lactato é produzido pelo músculo esquelético em exercício e atua como substrato energético para outros tecidos, particularmente o músculo cardíaco, onde o lactato é novamente convertido em piruvato e subsequentemente metabolizado no ciclo do ácido cítrico. Esse mecanismo possibilita que a glicose plasmática esteja disponível para o músculo esquelético durante o exercício vigoroso. Outra via de metabolização do lactato produzido no tecido muscular em exercício e do piruvato eritrocitário é a via da gliconeogênese hepática, onde o lactato muscular é convertido em piruvato, e, com o piruvato eritrocitário, sofre transformação em glicose por meio da gliconeogênese, a via de conversão de produtos não glicídicos em açúcares. A glicose produzida na gliconeogênese hepática ganha a corrente sanguínea novamente e servirá de fonte energética para todos os tecidos, incluindo os músculos em exercício e os eritrócitos.
e) Via das pentoses Fosfato
· NADPH nos eritrócitos previne danos oxidativos: O NADPH é necessário para diversos processos de biossíntese, além de atuar como um agente preventivo contra o estresse oxidativo em tecidos altamente propensos à formação de espécies radicalares. Os eritrócitos são particularmente sensíveis ao estresse oxidativo, além de apresentarem um repertório de vias metabólicas bastante restrito, dificultando a reposição de moléculas danificadas. Além disso, os eritrócitos apresentam grandes concentrações de ferro e, quando o peróxido de hidrogênio reage com o íon ferro bivalente, ocorre a formação de radicais livres. No ambiente intracelular do eritrócito, existem enzimas antioxidantes, e o papel do NADPH produzidona via das pentoses fosfato é manter a integridade de duas enzimas: a glutationa em seu estado reduzido e a catalase em sua forma funcional. Defeitos nessa via das pentoses fosfato eritrocitária podem tornar os eritrócitos suscetíveis a danos oxidativos endógenos ou exógenos por não haver síntese de NADPH para cumprir essas funções.
· Reações não oxidativas da via das pentoses fosfato: Nessa etapa, ocorrem rearranjos estruturais na molécula de ribulose-5-fosfato de modo a produzir açúcares de 3, 4, 5, 6 e 7 carbonos. O primeiro passo enzimático produz uma aldose, a ribose-5-fosfato, enquanto o segundo produz uma cetose, a xilulose-5-fosfato. Os rearranjos estruturais nas oses formam uma conexão da via das pentoses fosfato com a glicólise. No processo de reorganização de átomos de carbono, a enzima transcetolase está envolvida na primeira e na terceira reação, e a transaldolase catalisa a segunda reação. A via das pentoses fosfato é capaz de converter a glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato por rotas que não envolvem a via glicolítica, razão pela qual a via das pentoses fosfato é também chamada de “desvio das hexoses monofosfato”.
· Regulação da via das pentoses fosfato: A regulação da via ocorre essencialmente em razão das necessidades metabólicas de cada tecido, sendo a relação NADPH/NADP+ intracelular o principal fator regulador da via. Os níveis plasmáticos de NADP+ atuam estimulando alostericamente a enzima glicose-6-fosfato desidrogenase, a enzima marca-passo da via das pentoses fosfato e também da 6-fosfogliconato desidrogenase. Em contrapartida, o aumento da concentração intracelular de NADPH inibe alostericamente as desidrogenases da via das pentoses fosfato, direcionando a glicose-6-fosfato para a via glicolítica.