Aula 2 - Bioquimica - 2010.2

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METABOLISMO ENERGÉTICO
PARTE 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
FACULDADE DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E FARMACOLOGIA
Profa.Dra. Nylane Maria Nunes de Alencar
nylane@ufc.br
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De onde vem a energia química para as atividades celulares? 
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O ATP
Adenina
Ribose
AMP
ADP
- 7,3 Kcal/mol 
NUCLEOTÍDEO DA PURINA
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Figure 1-10
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oxidação
- G
Energia Química
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP

Produção imediata
Armazenamento
Gordura
Glicogênio
Carboidratos
Lipídeos
Proteínas
40% = ATP
60% = calor
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4 Kcal/g 
9 Kcal/g 
4 Kcal/g 
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O que significa caloria?
 Caloria = cal ( quantidade de calor)
 1 cal = energia capaz de aumentar 1 ° C de 1g de água
 1 cal = 4,2 Joules (usado na física)
 1 Kcal = 4,2 Kj
 Nas embalagens de produtos alimentícios encontra-se Cal 
(c maiúsculo) referindo-se a Kcal
 Cal = Kcal
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METABOLISMO ENERGÉTICO
 HUMANO
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Fatores Interferentes no tipo de combustível utilizado como fonte de energia
Tecido
Dieta
Estado Hormonal do Organismo
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* Homem saudável de 70 Kg
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A oxidação é essencial para a vida!
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Acetil -CoA
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Fontes e Destinos da Acetil-Coenzima A (Acetil-CoA)
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 PIRUVATO
 
PROETÍNAS
 
ACIDOS GRAXOS
 
Acetil CoA 
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Glicose
Desaminação
Glicólise
Β-oxidação
Oxidação
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O CICLO DO ÁCIDO
TRICARBOXÍLICO
(KREBS) 
Centro do Metabolismo Celular
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Hans Krebs
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953
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O Ciclo de Krebs
Albert Szent-Gyorgyi, 1935 (aceleração da respiração celular por:
Succinato,fumarato, malato e oxaloacetato)
 Carl M. e Franz K., 1936 (citrato era o 1o. Intermediário e era formado Por piruvato e oxaloacetato
 HANS KREBS, 1937 (definiu a natureza ciclica = CICLO DO ÁCIDO CITRICO
 1951 (definida a participação da acetilcoA, condensando-se com 
Oxaloacetato para formar o citrato
 Estudos continuam sendo realizados 
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TCA NO ANABOLISMO
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TCA NO CATABOLISMO
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Hans Krebs
Nóbel 1953
INÍCIO
condensação
2C
Piruvato
Carboidratos
Proteínas
Lipídios
Glicólise
6C
4C
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PONTOS DE CONTROLE
DO CICLO
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Citrato sintase
Isocitrato desidrogenase
-cetoglutarato
desidrogenase
Piruvato desidrogenase
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Citrato sintase
Isocitrato desidrogenase
-cetoglutarato
desidrogenase
Piruvato desidrogenase
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Você seria capaz de justificar bioquimicamente as seguintes afirmações?
Hemácias e neurônios no estado de saciedade utilizam somente glicose como fonte energética
O fígado de um diabético ou de um indivíduo em jejum, metaboliza, primeiramente, lipídeo para suprir a demanada de energia
A deficiência da piruvato desidrogenase causa acidose láctica
Pacientes com choque podem ter acidose láctica
Cetoacidose diabética é uma enfermidade comum entre pacientes diabéticos descompensados
O fígado de diabéticos exerce menos ação tamponante sobre a glicose sanguinea
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CATABOLISMO DOS CARBOIDRATOS
“Glicose”
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 CARBOIDRATOS
DA DIETA HUMANA
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 Amido (plantas)
 Glicogênio (animais)
 Sacarose (Glic/fruto )
 Lactose (Glic/Galac)
 Frutose (frutas e mel)
 Maltose (Glic/Glic)
 Glicose (frutas, mel, leite)
 Álcool
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DIGESTÃO E ABSORÇÃO 
DOS CARBOIDRATOS
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Glicose
Glicose
lactase
Amilase
Endossacaridases
intestinais
Sacarase
FosfatoUridil transf.
Galactoquinase
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Razões da Glicose ser o principal
combustível celular e ocupar papel central no metabolismo
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30 – 40 %
Regulação : Hormonal – Neural - Hepática
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VIAS METABÓLICAS
DA GLICOSE 
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A GLICÓLISE
histórico
 Louis Pasteur (XIX)
 Arthur Harden e Willian Young , 1905 (importância de fosfato para a fermentação)
Gustav Embden, Otto Meyerhof e Jacob Parnas (elucidação da via)
 Via melhor compreendida
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Glicólise
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Músculos esq.
Eritrócitos
Outas células
Alguns microorganismos
Animais, plantas
e microorganismos
Ciclo de Cori
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Glicólise anaeróbica em células de mamíferos
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Glicólise anaeróbica em microorganismos
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IMPORTÂNCIA DA GLICÓLISE
ANAERÓBICA
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GLICÓLISE ANAERÓBICA
Bactérias
Fibras musculares
Hemácias
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METABOLISMO ENERGÉTICO DOS ERITRÓCITOS
 Estruturalmente e Metabolicamente mais simples
 Anucleada (não sintetisa DNA ou RNA)
 Sem Ribossomos ou Ret. Endopla (não sintetisa DNA ou RNA)
 Sem mitocôndrias (met. Anaeróbico)
 Depende exclusivamente da Glicose
 
Lactato
Piruvato
ATP
Bifosfoglicerato (BPG)
BPG: reduz a afinidade da desoxihemoglobina pelo O2 ( BPG eleva-se:
Extremos de altitute, anemia)
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Glutationa
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METABOLISMO ENERGÉTICO DO MÚSCULO
 Oxida: glicose, ácidos graxos, proteínas
 e corpos cetônicos
 Tem reservas: glicogênio e fosfocreatina
 Glicólise anaeróbica --- LACTATO
 
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O Ciclo de Cori e sua 
Importância no Metabolismo
(Gerty e Carl Cori )
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Gerty and Carl Cori at the Nobel Prize Award Ceremony at the Stockholm Concert Hall, 10 December 1947.
Gerty and Carl 
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O CICLO DE CORI
Não é um ciclo fútil, pois ocorre em órgãos distintos
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 ACIDOSE LACTICA
 Atividade Física Extrema
 Hipoxia (Choque)
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GLICOSE (C6 )
2 PIRUVATO (C3)
2 ADP + 2Pi
2 ATP + 2H2O
4 (H+ + e- )
Coenzimas
CITOSSOL
MITOCÔNDRIA
2 Piruvato
2CO2
4 (H+ + e- )
Coenzimas
2 Acetil-CoA (C2)
C4
C6
16 (H+ + e- )
Coenzimas
 4H2O
4CO2
2 ADP + 2Pi
2 ATP 
Glicólise
Descarboxilação
do piruvato
Ciclo
de Krebs
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HEXOQUINASE E GLICOQUINASE
 Isoenzimas
Hexoquinase: Km baixo (0,1 mM)
maioria dos tecidos
Glicoquinase: Km elevado (10 mM)
Atividade proporcional a glicemia
Não inibida pela Glico-6P
 
Glicemia baixa, o fígado não compete com outros órgãos pela captação 
da glicose; glicemia elevada o fígado aumenta a captação de glicose e sua 
Fosforilação e armazenamento na forma de glicogênio
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Intermediários da Glicólise em outros caminhos metabólicos
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As Lançadeiras: Transporte indireto do
NADH para a mitocôndria
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CITOSSOL
MITOCÔNDRIA
Membrana interna da Mitocôndria
NAD +
NADH
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CITOSSOL
MITOCÔNDRIA
Lançadeira Malato-Aspartato
Fígado
Coração
Rins
NADH + H
NAD+
Oxaloacetato
Malato
redução
Malato
NADH + H
NAD+
Oxaloacetato
oxidação
Aspartato
Glutamato
NH4
Aumento da glicólise aérobica, aumenta o nível de NADH citoplasmático 
Acelerando a lançadeira 
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CITOSSOL
MITOCÔNDRIA
Lançadeira Glicerol-fosfato
Músculos esqueléticos
Cérebro
NADH + H
NAD+
Diidroxiacetona
fosfato
Glicerol –3
fosfato
redução
FADH2
FAD
Glicerol –3
fosfato
Diidroxiacetona
fosfato
*
CIRCUITO GLICEROL-FOSFATO
Glicerolfosfato reduzido
FAD
FADH2
Fosfato de diidroxiacetona
Músculos
Cérebro
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CIRCUITO MALATO-ASPARTATO
Rim
Fígado
Coração
Aspartato
cetoglutarato
glutamato
oxaloacetato
NADH
NAD
malato
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RENDIMENTO ENERGÉTICO DA OXIDAÇÃO
COMPLETA DA GLICOSE
Glicólise = 2 ATP
Glicólise = 2 NADH
Ciclo de Krebs = 8 NADH
Ciclo de Krebs = 2 FADH2
Ciclo de Krebs = 2 ATP (2 GTP)
38 ATP (36ATP)
Considerando que na cadeia 
Transportadora o NADH = 3ATP
e o FADH2 = 2 ATP; e o NADH
Formado na glicólise tenha sido
Reoxidado pelo circuito malato-aspartato
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