Resumo da Via Glicolítica e Neoglicogênese

Prévia do material em texto

Metabolism� d� Carboidrat�: Vi� Glicolític� � Neoglicogênes�
❑ Os carboidratos são a maior fonte das calorias
da dieta para a maioria da população mundial.
❑ Os produtos de origem vegetal são as
principais fontes de carboidratos da nossa dieta:
amido e sacarose.
❑ Muitos produtos de origem animal possuem
poucas quantidades de carboidratos.
❑ O principal carboidrato da dieta de origem
animal é a lactose.
❑ Possui função ENERGÉTICA.
- Quando esses carboidratos passam pelo nosso
trato digestório, sejam eles polissacarídeos
/Oligossacarídeos etc, eles vão ser digeridos
liberando as suas unidades monoméricas como
glicose, galactose e frutose, que vão ser
absorvidas. Quando já temos a glicose
diretamente na corrente sanguínea ela vai ser
internalizada pelas células do corpo, já a frutose e
a galactose serão internalizadas e dentro das
células serão convertidas em glicose.
- Diante a imagem consideramos que a glicose já
esteja no sangue, então essa glicose para ser
internalizada vai passar por um transportador de
membrana chamada de GLUT (tem vários tipos
de GLUT, vai depender de qual é o tecido). E este
transportador faz com que aconteça uma difusão
facilitada que é um transporte passivo (sem gasto
de energia), colocando a glicose para dentro da
célula.
- Toda a glicose que entra na célula
independentemente do destino que ela vai seguir,
a primeira reação que acontece com a glicose é a
transformação dela em GLICOSE - 6 FOSFATO
(P), que é uma glicose que recebeu um fósforo no
carbono 6. Essa fosforilação é extremamente
importante porque prende a glicose dentro da
célula, pois em difusão facilitada os
transportadores obedecem o gradiente de
concentração, desse modo podendo haver o
transporte inverso e a molécula sairá da célula,
consequentemente, para evitar que isso aconteça
quando a glicose entra na célula ela é
imediatamente fosforilada no carbono 6 porque
prende a glicose lá dentro. O transportador que
coloca a glicose para dentro das células não
reconhece a glicose fosforilada 6P.
- A glicose- 6P vai poder seguir diferentes
caminhos, vai depender de qual é o tecido que
isso está acontecendo, porque tem algumas vias
que só acontecem em alguns tecidos, não
acontecem todos os tecidos do corpo. Vai
depender também da nossa situação energética, a
exemplo se aquele tecido está precisando produzir
ATP naquele momento ou não. Se isso acontece
no fígado ou músculo e o conteúdo energético está
satisfatório, não precisará produzir ATP naquele
momento - Essa molécula poderá ser utilizada
para a síntese de glicogênio (via glicogênese, em
que a glicose fica armazenada).
- Em tecidos que sintetizam lipídios, por exemplo,
essa glicose pode seguir uma outra via, que é a via
das pentoses, é uma via em que a glicose é
transformada em açúcar de 5 carbonos, que é
importante também não só em tecido que
sintetizam lipídios, por exemplo, nas hemácias
também acontece, em reações que protegem a
membrana da hemácia etc.
- Outra transformação que já conhecemos, é a
transformação da glicose em piruvato através da
via glicolítica, isso acontece com o objetivo de
produção de ATP. O destino do piruvato também
vai depender de se tem oxigênio ou não no meio.
- Quando há oxigênio, o piruvato segue o
caminho de entrar na mitocôndria e é
oxidado para a produção de acetil
coenzima A, e este que será oxidado no
ciclo de krebs.
- Quando não tem oxigênio, o piruvato vai
entrar numa via e vai sofrer o processo de
fermentação.
➔ Via Glicolítica:
❑ É uma via oxidativa e anaeróbica, localizada
no citoplasma;
❑ Ocorre em 10 reações, as quais são divididas
em 2 fases: a fase preparatória (primeiras 5
reações) e a fase de pagamento (últimas 5
reações);
❑ Na fase preparatória são gastas 2 moléculas de
ATP. Na fase de pagamento são formadas 4
moléculas de ATP. (Há o gasto de energia para
preparar a glicose para a fase seguinte, que é a
fase de pagamento)
❑ São produzidas 02 moléculas de NADH .
(Na fase de pagamento é onde acontece a à
oxidação, e nessas reações de oxidação, no final
da reação terá 4 moléculas de ATP e de 2
moléculas de NADH. De modo que, o saldo
energético da via glicolítica em termos de
quantidades de ATP é de 2, porque na fase
preparatória há o gasto de 2 moléculas de ATP. E
as moléculas de NADH se formam porque a
glicose foi oxidada, desse modo outra molécula
foi reduzida que são as moléculas de NAD, que
recebe os hidrogênios da glicose e se transforma
em NADH. Isso acontece também com o
propósito de que se tenha oxigênio esse NADH
irá para a mitocôndria para que esses hidrogênios
sejam transportados na cadeia respiratória,
acontecendo a síntese de ATP).
- A via glicolítica também nomeada de glicólise, é
uma via oxidativa em que uma molécula de
glicose vai ser transformada em duas moléculas
de piruvato, essa via acontece no citoplasma e não
precisa de oxigênio para ocorrer, se caso tenha ou
não oxigênio ela irá acontecer. Tornando-se uma
via independente, e por isso ANAERÓBICA.
● Via Glicolítica Resumida:
- Na via glicolítica temos uma molécula de
glicose que tem carbonos, sendo transformado em
2 moléculas de piruvato (com 3 carbonos cada)
que estão na parte de baixo.
- Esse processo acontece em etapas, sendo a
primeira etapa a fase preparatória que é a fase de
investimentos energético, em que a célula vai
investir duas moléculas de ATP na glicose. Esses
dois ATP vão servir para fosforilar a glicose,
formando a Glicose-6P, formando esse
intermediário de 6 carbonos com dois fósforos.
- Esse intermediário de 6 carbonos vai sofrer uma
quebra, formando duas moléculas de 3 carbonos
que ainda não é o piruvato, cada uma dessas
moléculas terão um fósforo e assim encerrando a
fase preparatória.
- Na fase de pagamento, a primeira reação é uma
reação de oxidação, tendo uma molécula de NAD
sendo transformada em NADH, recebendo esse
hidrogênio de moléculas se que se encontra
fosforilada, essas reações acontecem duplamente.
Nessa reação ainda há mais uma fosforilação, a
molécula de carbono passa a ter 2 fósforos, esse
fósforo não vem do ATP, é o fosfato inorgânico.
- No total há 4 fósforos, que serão utilizados para
fosforilar moléculas de ADP e formar ATP,
conseguindo formar 4 moléculas de ATP.
Perdendo 1 fósforo em cada reação, e no final do
processo, nesse caso formando as 4 moléculas de
ATP. Como no início, na fase preparatória, houve
o gasto de 2 moléculas de ATP, então por isso
consideramos que a glicólise tem o saldo
energético de apenas duas moléculas de ATP, por
que ela produziu quatro, mais duas moléculas ela
está devolvendo a célula o que foi GASTO.
- A fosforilação além de ser importante para
prender a glicose dentro da célula, ela também
será importante na fase de pagamento foram
necessários para ter a formação de 4 moléculas de
ATP, isso garante que a via glicolítica seja
energeticamente favorável.
● Destino das moléculas de piruvato:
❑ O destino do piruvato depende da presença
de oxigênio. Se o gás estiver presente, o destino é
o ciclo de krebs. Na ausência do oxigênio, o
destino é a fermentação.
- Na fermentação as moléculas de NADH estão
sendo oxidadas, mas não pelo oxigênio. Na
fermentação lática, que é uma respiração celular
anaeróbica, quem estará oxidando o NADH é o
próprio piruvato, pois ele não vai para a
mitocôndria e poderá oxidar.
● Fermentação Lática:
- Existe uma enzima chamada de
lactato-desidrogenase ou LDH, ela irá catalisar a
reação em que os hidrogênios do NADH vão ser
transferidos para o piruvato, ou seja, o piruvato
estará oxidando o NADH. E aí o NADH volta a
ser NAD, e o piruvato que recebeu esses
hidrogênios se transforma em ácido láctico ou
lactato. Então quando o piruvato oxida as
moléculas de NADH, ele está resolvendo um
problema que é o acúmulo de NADH, em que irá
garantir que a via glicolítica continue
acontecendo. Garantindo o fornecimento de ATP,
mesmo na ausência de oxigênio, é uma
quantidade baixa mas é extremamente importante
para baixo uso.
● Fermentação Alcóolica:
- Não acontece no nosso corpo, mas acontece em
microrganismos como as leveduras, é a
fermentação quando a gentetem a produção de
álcool etílico ou etanol. O princípio é o mesmo,
raciocínio é o mesmo, temos a formação de
NADH na via glicolítica e a formação de piruvato.
Para que essa via continue produzindo ATP, tem
que haver a oxidação das moléculas de NADH,
que não é o piruvato.
- Há uma enzima que descarboxila o piruvato, o
piruvato perde um CO2, o piruvato perde 1
carbono ficando apenas com 2 carbonos e se
transformando exatamente no etanol. Antes de se
transformar no etanol, ele formará uma molécula
chamada de acetaldeído com 2 carbonos, é o
acetaldeído que vai oxidar as moléculas de NADH
e daí o acetaldeído se transformará em álcool
etílico.
● Tecidos que dependem da glicólise
anaeróbia: Fermentação
- A falta de mitocôndrias, ou a velocidade da
glicólise aumentada, em geral está relacionada
com algum aspecto da função celular;
- Isso ocorre naturalmente no nosso corpo nas
hemáceas, que são células do sangue,
especializada no transporte de oxigênio e durante
o seu processo de maturação elas perdem várias
estruturas, incluindo as mitocôndrias. Então as
hemáceas maduras não possuem mitocôndrias,
portanto, elas não realizam nem o ciclo de krebs e
nem a cadeia respiratória , porque é nessa
organela que isso ocorre. Desse modo a hemácea
consegue energia através da glicólise anaeróbia.
- A fermentação láctica também acontece em
algumas células da pele, em que o objetivo é a
produção de ácido lático para evitar o crescimento
bacteriano. Então o ácido vai atuar como agente
anti bacteriano.
- No olho também temos células que não têm
mitocôndrias porque as mitocôndrias poderiam ser
obstáculos para a passagem da luz. Então,
evolutivamente essas células perderam as
mitocôndrias, se elas não têm mitocôndrias
também não faz ciclo de Krebs e a cadeia
respiratória, desse modo, depende exclusivamente
da glicólise anaeróbia. Fazendo a glicólise
anaeróbica constantemente, sempre estará
produzindo lactato.
● O tecido muscular em contração
vigorosa funciona em condições de
hipóxia. Nesses casos é necessário que o
piruvato seja reduzido a lactato. Por
quê?
- A glicólise anaeróbica também estará
acontecendo nos nossos músculos, mas isso irá
depender do tipo de exercício que está sendo
realizado, então os exercícios anaeróbicos são os
exercícios de curta duração e de intensidade
maior, nesse espaço de tempo que a atividade está
sendo realizada, a demanda por oxigênio é alta
porque o músculo está sendo contraído e para ser
contraído ele precisa de ATP.
- Só que a célula muscular ela passa por
momentos de hipóxia, porque o nosso sistema
cardiorrespiratório ainda não atingiu o nível
elevado o suficiente para conseguir fornecer o
oxigênio na quantidade necessária para o
músculo. Principalmente quando salta de uma
atividade anaeróbica para uma aeróbica.
- O que garante que o músculo continue
contraindo mesmo na situação de hipóxia,
é exatamente a fermentação lática. Então
a fermentação lática no músculo, garante
que a via glicolítica continue ocorrendo.
O lactato não é utilizado como fonte de
energia para o músculo, o lactato vai ter
outro destino.
- A fermentação láctica ocorre no músculo como
uma estratégia para garantir que a atividade
glicolítica continue acontecendo mesmo na
ausência de oxigênio. Vai, acontecer também por
exemplo quando o músculo cardíaco enfartado,
quando tem, por exemplo, obstrução no vaso
sanguíneo que levava oxigênio ao músculo
cardíaco e daí não tá chegando sangue,
consequentemente, não tá chegando oxigênio
então aquelas células musculares inicialmente
para sobreviver na ausência de oxigênio, elas vão
manter a produção de ATP só que em uma
quantidade baixa, mas elas estão conseguindo
produzir ATP na ausência de oxigênio graças a
fermentação. Ou seja, porque as moléculas de
NADH vão tá sendo oxidadas pelo piruvato, neste
exemplo a via glicolítica não é suficiente manter o
músculo funcionando, seria algo mais
emergencial. Como a célula não consegue
sobreviver muito tempo com essa baixa produção
de ATP acontece a lesão celular e acaba
escapando da célula muscular cardíaca, e lactato
desidrogenase que é uma das enzimas que pode
ser utilizada como marcador da lesão muscular.
● As células tumorais frequentemente
experimentam hipóxia porque o tumor
sofre a falta de uma rede capilar
sanguínea suficiente para supri-lo de
oxigênio.
- Isso acontece porque o tumor é uma massa de
célula que não fazia parte daquele tecido, então
temos um tecido que tem suprimento de vasos
sanguíneos para aquele tecido, mas a partir do
momento que há o desenvolvimento de um
câncer, cresce naquele tecido uma massa extra,
então para esse novo tecido sobreviver, precisa de
suprimento sanguíneo. Por isso as células
tumorais estimulam o desenvolvimento de novos
vasos sanguíneos que é um processo chamado de
ANGIOGÊNESE.
➔ Glicólise: Respiração celular detalhada
🔴 Respiração celular em um processo de 10
reações químicas da glicólise que tem como
função transformar a glicose em moléculas de
piruvato, gerando o saldo de 2 ATPs e 2 NADHs.
● 1ª Reação:
Fosforilação da glicose em glicose 6-fosfato
Esta etapa tem por finalidade adicionar um fosfato
na molécula de glicose no carbono de número 6,
dando origem à molécula de glicose 6-fosfato.
Isso impede que a molécula de glicose retorne
para a corrente sanguínea, ao mesmo tempo em
que a direciona para que possa ser utilizada em
meio intracelular. A adição de fosfato é mediada
pela enzima hexocinase com gasto de ATP. A
reação mediada pela enzima hexocinase é
irreversível.
● 2ª Reação:
Isomerização da molécula de glicose 6- fosfato
em frutose 6-fosfato
Nesta etapa do processo, a molécula de glicose
6-fosfato (aldose) sofre a ação da enzima
fosfoglicose isomerase, sendo transformada no
isômero, frutose 6-fosfato (cetose). Esta reação é
reversível.
● 3ª Reação:
Fosforilação da frutose-6-fosfato
A frutose 6-fosfato sofrerá a ação da enzima
fosfofrutocinase 1, a qual promove a fosforilação
da frutose 6-fosfato com gasto de ATP,
transformando-se na molécula de frutose
1,6-bisfosfato, uma molécula simétrica.
Esta reação é irreversível.
● 4ª Reação:
Clivagem da molécula de frutose 1,6 - bisfosfato
em duas trioses
Esta etapa é mediada pela ação da enzima
aldolase, a qual promove a quebra da molécula de
frutose 1,6-bisfosfato em duas trioses:
di-hidroxiacetona fosfato e gliceraldeído
3-fosfato.
Aqui finaliza-se a primeira etapa da glicólise, fase
caracterizada pelo gasto de ATP.
● 5ª Reação:
Isomerização da dihidroxiacetona-fosfato
A glicólise é alimentada apenas por uma das duas
trioses formadas – a aldose; assim, apenas a
molécula de gliceraldeído 3-fosfato é utilizada na
glicólise. Deste modo, a molécula de
dihidroxicetona-fosfato não entra na glicólise;,
porém, não significa que ela não será utilizada
pelo organismo, pois, se essa molécula sofrer a
ação da enzima triose-fosfato isomerase, ela será
convertida em gliceraldeído 3-fosfato. Portanto, as
duas trioses são isômeros que podem ser
convertidos de acordo com a necessidade celular.
Essa é uma reação reversível.
● 6ª Reação:
Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato
Esta etapa ocorre de maneira reversível e com a
participação da enzima gliceraldeído 3-fosfato
desidrogenase, a qual tem por função converter a
molécula
de gliceraldeído 3-fosfato na molécula de
1,3-bisfosfoglicerato, acarretando a liberação de
um íon H+, o qual será adicionado ao NAD+,
sendo este transformado em NADH + H+.
● 7° Reação:
Transformação de 1,3-bisfosfoglicerato em
3-fosfoglicerato
Nesta etapa de reação, ocorre a transferência do
fosfato do carbono 1 da molécula de
1,3-bisfosfoglicerato que é uma molécula rica em
energia, para a molécula de ADP, para que ocorra
a síntese de ATP e 3-fosfoglicerato com a
participação da enzima fosfoglicerato quinase,
sendo esta uma reação enzimática reversível.
● 8° Reação:
Rearranjo da molécula de 3-fosfoglicerato
Nesta etapa, a molécula de 3-fosfoglicerato sofre
a ação da enzima fosfoglicerato mutase, a qual
promove um deslocamento do grupo fosforila
ligado ao carbono 3 para o carbono 2, formando a
molécula de 2-fosfoglicerato.Essa é uma reação
reversível.
● 9° Reação:
Remoção de uma molécula de água do
2-fosfoglicerato
A molécula de 2-fosfoglicerato sofre a ação da
enzima enolase de maneira reversível e, como
consequência, ocorre a liberação de uma molécula
de água e formação do fosfoenolpiruvato, uma
molécula rica em energia.
● 10° Reação:
Síntese do piruvato
Esta é a última reação que ocorre na glicólise. A
molécula de piruvato é formada a partir do
fosfoenolpiruvato, quando este sofre a ação da
enzima piruvato quinase, de maneira irreversível.
Essa enzima tem por ação retirar a fosforila do
PEP e transferi-la para a molécula de ADP, dando
origem ao ATP e uma molécula de piruvato.
Na glicólise são produzidos ao todo 4 ATPs e
gastos 2. O saldo energético é de 2 moléculas de
ATP e 2 NADH por molécula de glicose.
➔ Neoglicogênese:
● Via anabólica;
● Produção de glicose;
● Ocorrência e Importância:
● Relembrando a via glicolítica:
● Relações entre a VG e a NG:
● Lactato como substrato:
- Ciclo de Cori:
● Regulação: