APG Carboidratos

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Metabolismo dos carboidratos 
Os carboidratos são moléculas formadas por unidades de 
carbono, hidrogênio e oxigênio. Apresentam várias funções no 
nosso organismo, dentre as quais destaca- se o fornecimento de 
energia. O metabolismo do carboidrato, o qual envolve 
diversos processos, é muito importante para o bom 
funcionamento do organismo.
Metabolismo é o nome dado ao conjunto de todas as reações que 
ocorrem no organismo por substâncias químicas. Assim, metabolismos 
consiste no conjunto de reações extremamente coordenadas que são 
fundamentais para a sobrevivência. O metabolismo é constituído por 
dois conjuntos de reações denominados de anabolismo e catabolismo.
Compreende as reações metabólicas construtivas, que fabricam 
novas moléculas, que permitem a formação de novas estruturas. As 
reações de anabolismo são endotérmicas, pois a quantidade de 
energia nos produtos finais é maior. Para que as reações ocorram, é 
necessário o consumo de energia.
também chamado de via degradativa, é um processo contínuo e 
compreende as reações que promovem a degradação das moléculas 
complexas em produtos mais simples, com a liberação de energia. 
A energia liberada pela via catabólica é utilizada pelo organismo 
para a realização das mais diversas atividades. As vias catabólicas 
podem ser classificadas como metabolismo aeróbico (as reações 
acontecem na presença de oxigênio) e metabolismo anaeróbico (as 
reações acontecem na ausência de oxigênio).
Estrutura e classificação dos carboidratos
Os carboidratos são biomoléculas orgânicas, também chamados de 
glicídios, sacarídeos ou açúcares, formados majoritariamente por carbono, 
hidrogênio e oxigênio, apresentando a seguinte fórmula geral: (CH2O)n. 
Graças a essa fórmula, também são denominados de hidratos de carbono. 
Vale destacar que alguns carboidratos fogem da fórmula geral e 
apresentam nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua composição.
A glicose é uma hexose (apresenta seis moléculas de carbono), cuja 
fórmula é C6H12O6. De acordo com a complexidade dessas moléculas, 
os carboidratos podem ser classificados em três grupos principais: 
monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Os 
monossacarídeos, também chamados de oses, são carboidratos mais 
simples e, por isso, não sofrem hidrólise. Já os oligossacarídeos e os 
polissacarídeos correspondem aos osídios, carboidratos complexos que 
podem se transformar em moléculas menores quando são hidrolisados.
Carboidratos simples que atuam como blocos (monômeros) a partir dos quais 
serão formados os outros carboidratos mais complexos. Suas moléculas não 
precisam ser hidrolisadas para serem absorvidas pelas células. De acordo com 
o número de carbonos, os monossacarídeos são classificados em trioses (3C), 
tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C) e heptoses (7C). Dentre todos 
esses, a pentose e hexose são as mais importantes.
Pentoses são monossacarídeos compostos por cinco carbonos. Para os seres 
vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose, que são 
as componentes estruturais dos ácidos nucleicos, os quais comandam as 
funções celulares. As pentoses apresentam a fórmula C5H10O5.
O açúcar presente nos ácidos nucleicos é uma pentose, que pode ser uma 
desoxirribose ou uma ribose. A desoxirribose é a pentose presente no DNA, 
que, por isso, recebe o nome de ácido desoxirribonucleico. O RNA contém a 
ribose e, por isso, é denominado de ácido ribonucleico.
são monossacarídeos formados por uma cadeia de seis átomos de 
carbono. Sua fórmula geral é C6H12O6. Sua principal função é 
produzir energia.
A frutose ou “açúcar de fruta” é um 
importante monossacarídeo, assim 
como a glicose. Ela é naturalmente 
encontrada em frutas, no mel, no 
agave e na maioria dos vegetais 
de raiz. Além disso, é comumente 
adicionada a produtos 
industrializados na forma de 
xarope de milho ou xarope de 
frutose.
Galactose é um tipo de açúcar 
presente no leite, como parte da 
lactose, e em algumas frutas e 
verduras. A deficiência de uma 
determinada enzima pode alterar a 
decomposição (metabolização) da 
galactose, que pode dar origem a 
níveis elevados de galactose no 
sangue (galactosemia).
MMLadrato-jidoeesave.es mail.odralajooeiave.ir
monossacarideos :
(de síntese) ( de decomposição
pentose
anabolismo
catabolismo
hexose
A
são carboidratos de média complexidade, os quais são resultantes da 
união de poucos (de 2 a 10) monossacarídeos iguais ou diferentes. A 
união entre moléculas de monossacarídeos se faz por meio de uma 
ligação covalente denominada ligação glicosídica, onde há perda de 
uma molécula de água (síntese por desidratação).
Os principais oligossacarídeos são os dissacarídeos, carboidratos 
formados pela união de dois monossacarídeos.
a maltose é o sacarídeo do amido, a sacarose é o amido do açúcar 
tradicional e a lactose é o açúcar do leite.
São carboidratos mais complexos. Suas macromoléculas resultam da união 
de muitas moléculas de monossacarídeos. São, portanto, polímeros de 
aminoácido. São exemplos o amido, a celulose, o glicogênio. Os 
polissacarídeos se dividem em homopolissacarídeos e 
heteropolissacarídeos. Os homopolissacarídeos são aqueles que resultam 
da polimerização de apenas uma espécie de monossacarídeo. Os 
heteropolissacarídeos resultam da absorção de diferentes tipos de 
monossacarídeos.
Tendo uma função importante para o organismo, o metabolismo do 
carboidrato envolve uma série de reações químicas capazes de gerar 
energia por meio de diferentes vias.
Nos processos metabólicos dos carboidratos, algumas etapas (vias 
metabólicas) são essenciais para a obtenção da reserva energética: 
glicólise (anaeróbia e aeróbia), via das pentoses-fosfato, glicogênese, 
glicogenólise, gliconeogênese, ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico 
e cadeia respiratória ou fosforilação oxidativa.
É o processo de síntese do glicogênio a partir da condensação de muitos 
monômeros de glicose. O glicogênio é armazenado em grânulos 
intracelulares que também contêm as enzimas que catalisam as reações 
para a sua síntese e degradação. A glicose armazenada sob a forma de 
glicogênio no fígado e músculos destinam-se a diferentes funções, como 
reservatório de glicose à corrente sanguínea e combustível para gerar ATP 
durante atividade muscular. Tal processo ocorre logo após a ingestão do 
alimento, quando os teores de glicose estão elevados na corrente 
sanguínea. A insulina estimula o acúmulo de glicogênio através do 
aumento do transporte de glicose no músculo e síntese de glicogênio em 
fígado e músculo.
sanguínea. A insulina estimula o acúmulo de glicogênio através do aumento do 
transporte de glicose no músculo e síntese de glicogênio em fígado e músculo.
Sob ação da enzima glicoquinase e com gasto de ATP, a molécula de glicose é 
transformada em glicose-6- fosfato. Parte da glicose-6-fosfato vai para a via 
glicolítica e outra parte é armazenada na forma de glicogênio. Quando 
acontece esse último processo, a glicose-6-fosfato sofre ação da enzima 
fosfoglicomutase, sofre isomerização e se transforma em glicose-1-fosfato. Em 
presença da UD −glicose−pirofosforilase, a glicose−1−fosfato reage com a 
trifosfato de uridina (UT ), para produzir UD −glicose uma forma “ativada” de 
glicose. A unidade glicosil de UD −glicose é transferida para uma extremidade 
não−redutora do glicogênio já existente, resultando na anexação de uma nova 
unidade de glicose, formando moléculas ainda maiores e lineares.
É o processo de conversão do glicogênio em glicose, através da 
degradação do glicogênio em uma clivagem sequencial de resíduos 
de glicose a partir das extremidades não-redutoras das 
ramificações do glicogênio.
A partir do rompimento das ligações pela enzima glicogênio-fosforólise, 
há a formação da glicose−1−fosfato. Sob ação da fosfoglicomutase, a 
glicose-1-fosdato é transformada em glicose-6-fosfato. A 
glicose−6−fosfato pode ser utilizada pela glicólise ou pela via das 
pentoses-fosfato e no fígado, a glicose-6-fosfato também sofre a ação da 
glicose−6−fosfatasepara formar glicose.
Oligossacoirídeos
O
polissacarídeos
viasmetabólicasdorcarboidrator : GLICOGÊNÓUISE
GLICOGÊNESE
Consiste na oxidação da molécula de glicose formando duas moléculas de ATP 
e duas moléculas de Ácido Pirúvico. Acontecendo no hialoplasma, é um 
processo de catabolismo, anaeróbio e aeróbio, universal. A glicólise ocorre em 
duas etapas: fase de ativação e fase de rendimento.
A primeira etapa da glicólise é denominada de ativação, na qual duas 
moléculas de ATP são investidas para que se tenha a obtenção de fosfato de 
suas constituições. Posteriormente extraídos, a adição de dois fosfatos na 
molécula de glicose serve para torna-la instável e fácil de ser quebrada. Desse 
modo, antes mesmo de se obter energia, há parte de seu gasto.
Após o processo de fosforilação (entrada de fosfato na molécula) da glicose, a 
molécula de frutose-1, 6- difosfato fica instável e se rompe, liberando elétrons 
e hidrogênio que, rapidamente, são aceptados por NAD+, que se transformam 
em NADH. Após novo processo de fosforilação, duas moléculas de piruvato 
são formadas, além de quatro ATP.
Também chamado de ciclo do ácido cítrico, trata-se de uma via catabolítica 
cíclica de oxidação total da glicose a CO2 e H2O, com liberação de energia. Tal 
processo só ocorre em condições aeróbicas, na matriz mitocondrial. O reagente 
desse ciclo, o piruvato, é produto da etapa de glicólise que ocorre anteriormente. 
Esse ciclo é subdividido em descarboxilação oxidativa do piruvato e reações do 
ciclo de Krebs.
A descarboxilação oxidativa do piruvato inicializa o ciclo de Krebs.
Esse processo corresponde à remoção de um CO2 do piruvato, gerando um 
grupo acetil que se liga à coenzima A (CoA), acetil-CoA. As moléculas de CO2 
são eliminadas para o meio extracelular e as moléculas de hidrogênio, também 
liberadas, são aceptadas por NAD+, que são transformadas em NADH até 
serem usadas na cadeia respiratória.
O ciclo de Krebs existe para aumentar a sobrevida de uma molécula de 
glicose e permitir uma maior extração de energia. Isso porque, com apenas 
dois carbonos, o ácido pirúvico não produziria uma boa quantidade de ATP, 
mas quando se junta ao ácido oxalacético de quatro carbonos, ele ganha a 
possibilidade de ser quebrado mais vezes.
Após formado, o Acetil-CoA entra no ciclo e através de uma reação de 
condensação com o Oxaloacetato formando o Citrato. A reação é catalisada 
pela enzima citrato sintetase. Neste processo, há a liberação da coenzima A, 
que fica livre para atuar na descarboxilação oxidativa de outra molécula de 
Piruvato e formar uma nova molécula de Acetil-CoA capaz de entrar no 
ciclo. Após formado o Citrato, através de uma reação de desidrogenação, 
este é convertido a Isocitrato via Cis-Aconitato através da enzima aconitase. 
Trata- se de uma reação reversível. O Isocitrato sofre de desidrogenação pela 
ação da enzima isocitrato desidrogenase (enzima ligada à coenzima NAD+) 
resultando na formação na molécula de Alfa- Cetoglutarato e CO2. Nessa 
reação irreversível há a liberação de NADH + H+. Após a formação do Alfa- 
Cetoglutarato, através de uma reação de descarboxilação oxidativa, o mesmo 
é oxidado a Succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo alfa- cetoglutarato 
desidrogenase, enzima ligada à coenzima NAD+. Nessa reação irreversível, 
também
é oxidado a Succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo alfa- cetoglutarato 
desidrogenase, enzima ligada à coenzima NAD+. Nessa reação irreversível, também 
há a formação de NADH + H+.O Succinil-CoA é um composto de alta energia. 
Fosforila a Guanosina Difosfato (GDP) a Guanosina Trifosfato (GTP) pela ação 
enzimática da succinil-CoA sintetase. Nesta reação de fosforilação em nível de 
substrato, ocorre a liberação do Succinato, da coenzima A e a formação de um grupo 
fosfato terminal de alta energia do GTP a partir de GDP + Pi. Após a formação do 
Succinato pela reação reversível, o mesmo passa por uma reação de desidrogenação 
até a formação da molécula de Fumarato. Tal processo é catalisado pela enzima 
succinato desidrogenase, a qual contém FAD ligada covalentemente, formando 
FADH2. Através da catalização do Fumarato a partir da enzima fumarato 
desidrogenase (fumarase) e de uma reação reversível de hidratação, há a formação 
do Malato. Por fim, na última reação do Ciclo de Krebs ocorre a desidrogenação do 
malato a Oxaloacetato e o início de um novo ciclo. Esta reação é catalisada pela 
enzima malato desidrogenase a qual está ligada à coenzima NAD+. Nessa reação 
reversível, há a formação de NADH + H+.
Também chamada de cadeia respiratória, a fosforilação oxidativa é a terceira 
etapa da respiração celular aeróbica e ocorre na membrana interna da mitocôndria 
(cristas mitocondriais). Ela se caracteriza pelo transporte de elétrons provenientes 
da desidrogenação de NADH e FADH2 em uma compilação de moléculas fixadas 
nas cristas mitocondriais até o aceptor final de elétrons para produzir ATP.
As moléculas de NADH e FADH2 provenientes do ciclo de Krebs são oxidados e 
liberam íons H+ e elétrons que são transportados por uma série de proteínas de 
membrana, a exemplo da citocromo, por serem atraídos pelo oxigênios. A energia 
o elétron é utilizada para bombear prótons H+ para o espaço intermembranar. Por 
causa do gradiente, o espaço intermembranar fica carregadoe os íons positivos 
tendem a retornar para a matriz mitocondrial. Esse retorno ocorre com a ajuda de 
uma enzima, a ATP sintase. Conforme os H+ retornam para a matriz, a enzima 
promove reações que geram ATP através da fosforilação oxidativa do ADP.
É o processo de formação de novas moléculas de glicose a partir de moléculas 
menores, como precursores não-glicídicos (lactato, piruvato, glicerol, 
aminoácidos). Entre as refeições, os teores adequados de glicose sanguínea são 
mantidos pela hidrólise do glicogênio hepático. Quando o fígado esgota seu 
suprimento de glicogênio (exemplo, jejum prolongado ou exercício vigoroso), a 
gliconeogênese fornece a quantidade apropriada de glicose para o organismo. 
Considerando o piruvato como ponto inicial da gliconeogênese, as reações 
podem ser comparadas com as da via glicolítica, porém, no sentido inverso.
A fermentação é um processo anaeróbico de obtenção de energia 
realizada a partir da oxidação de compostos orgânicos. A fermentação é 
um processo pelo qual a matéria orgânica é parcialmente degradada. 
Logo, diferentemente de como ocorre na respiração aeróbia, a 
fermentação não conta com o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória.
Glicólise
fosforilação oxidativo
fase de ativação :
fase de rendimento :
CICLO DE KREBS
descarboxilação oxidativo do piruvato :
GLICONEOGÊNESE
reações do ciclo de Krebs :
fermentação :
Esse tipo de fermentação é realizado por algumas bactérias e fungos 
unicelulares (leveduras) e tem álcool etílico (etanol) e gás carbônico como 
produtos.
Cada ácido pirúvico resultante da glicólise sofre descarboxilação (liberação de 
CO2), originando moléculas de aldeído acético. O CO2 é eliminado no meio 
extracelular e o aldeído acético recebe hidrogênios do NADH. Ao receber esses 
hidrogênios, o aldeído acético se converte em álcool etílico (etanol).
Esse tipo de fermentação é realizada por algumas bactérias (lactobacilos), 
fungos e por células musculares, originando ácido lático como produto.
Nessa fermentação, a glicose sofre glicólise, formando ácido pirúvico, 
exatamente como acontece na fermentação alcoólica e na respiração aeróbia. No 
entanto, ao receber os hidrogênios do NADH, a partir da enzima lactato-
desidrogenase, o piruvato é reduzido a lactato (ácido lático), que é o produto 
final.
Quando se tem uma situação de intensa atividade física, as células musculares 
esqueléticas podem não receber quantidades suficientes de oxigênio necessário 
para realizar a respiração celular aeróbia. Dessa forma, essas células passam a 
quebrar glicose de forma aeróbia, produzindo ácido lático, que tende a se 
acumular no organismo, causando dor e fadiga.
O metabolismo dos carboidratos está associadoa alguns hormônios, os 
quais ficam responsáveis por controlar a frequência desse 
metabolismo, com a sua produção de energia, formação de moléculas, 
quebra de moléculas.
A insulina e glucagon são dois hormônios pancreáticos 
que atuam no metabolismo dos carboidratos ao 
controlarem o nível de glicemia no sangue.
A insulina é um hormônio secretado pelas células β das ilhotas de 
Langerhans do pâncreas. A função primordial da insulina é transportar 
glicose para dentro das células, a qual será usada para produção de energia. 
Com isso, também a insulina é fundamental para o controle do nível da 
glicemia sanguínea. A insulina estimula o acúmulo de glicogênio através do 
aumento do transporte de glicose no músculo e síntese de glicogênio em 
fígado e músculo.
O glucagon é um hormônio produzido pelo pâncreas (células α das ilhotas de 
Langerhans), sendo responsável por aumentar os níveis de glicose no sangue ao 
promover a quebra de glicogênio. Por isso ele é conhecido como o hormônio 
hiperglicemiante.
A insulina prepara os órgãos para surtos de atividade. Nestes casos, algumas 
alterações fisiológicas são desencadeadas, como: a aceleração das batidas do 
coração, aumento da oferta de oxigênio, por promover um maior fluxo sanguíneo, 
e dilatação de passagens respiratórias. O excesso de adrenalina faz com que o 
organismo busque, de forma rápida, uma grande quantidade de energia para 
executar as atividades emergenciais. Assim, a degradação do glicogênio e a 
promoção da fermentação lática em situações anaeróbicas no músculo 
esquelético, propiciam formação de ATP e disponibilidade de glicose. Além 
disso, nestes casos, ocorre a quebra de gorduras como fonte de energia e é 
estimulada a secreção de glucagon, que inibe a insulina, uma vez que esta age a 
fim de armazenar energia e, situações, a regra chama-se disponibilidade 
energética. Assim, pode-se observar que a adrenalina cria mecanismos para captar 
energia para ser utilizada em situações emergenciais e o glucagon auxilia no 
sentido de bloquear a ação da insulina, para permitir com que a glicose esteja 
disponível, priorizando-a para o cérebro e buscando formas de fornecer energia 
ao organismo por outras vias. 
O cortisol influencia em diversas vias metabólicas, e uma delas é a via dos 
carboidratos. Um dos principais efeitos do cortisol é estimular a 
gliconeogênese, que ocorre no fígado, onde substâncias como aminoácidos são 
convertidas em glicose. Porém, ele promove uma redução da utilização da 
glicose por tecidos periféricos como tecido muscular e adiposo. O cortisol 
promove ainda o aumento da resistência à insulina. Ou seja. Há uma 
hiperglicemia, porém, essa glicose não é utilizada nos tecidos periféricos. Tem 
sido demonstrado na literatura que o cortisol age como um antagonista 
fisiológico da insulina, por promover a quebra das moléculas de carboidratos, 
lipídeos e proteínas, desta maneira mobilizando as reservas energéticas. isto 
aumenta a glicemia e a produção de glicogênio pelo fígado.
ferm. alcoólica : Insulina :
Glucagon :
tum. tática :
adrenalina :
firme. táticanas células musculares :
HORMÔNIOS ASSOCIADOS : cortisol :
INSULINA E GLUCAGON :
O Hormônio de Crescimento (GH) é secretado pela hipófise, liberado na 
circulação e liga-se a receptores nos tecidos-alvo com o objetivo de 
crescimento de todo o corpo humano através da sua ação interventiva na 
formação proteica, multiplicação celular e diferenciação celular. Uma vez que 
aumenta a utilização de ácidos graxos como fonte energética, o GH poupa a 
utilização de carboidratos para produção de energia. E, além de reduzir a 
utilização de glicose, também estimula a produção de glicose pelo fígado num 
processo chamado de glicogenólise. Com isso, há aumento das concentrações 
séricas de glicose. O GH aumenta também a secreção de insulina, porém 
atenua, ou seja, reduz os efeitos da insulina. Isso pode provocar um efeito 
conhecido como “efeito diabetogênico do GH”, pois há uma alta concentração 
de insulina, mas que não consegue exercer seu papel, pois o GH gera 
“resistência insulínica”. E há também uma alta concentração de glicose na 
circulação sanguínea.
hormônio do crescimento