METABOLISMO DE CARBOIDRATOS bioquimica uvv

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METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 
· Introdução 
*Metabolismo: reações orgânicas realizadas por organismos com intuito de obter energia e para produção de substâncias
- Anabolismo: síntese de moléculas complexas a partir de precursores simples, processo que consome energia para ocorrer 
- Catabolismo: degradação de moléculas complexas, liberando energia
- Quando o catabolismo de uma molécula ocorre, o anabolismo dela é suprimido.
*A glicose ocupa posição central do metabolismo de carboidratos
- Pode ser armazenada no fígado e no músculo em que em situações de demanda energética pode ser clivada para produção de ATP
· Digestão de carboidratos
*Ocorre inicialmente o metabolismo catabólico das macromoléculas, pois a absorção intestinal somente ocorre na forma de monossacarídeos, sendo necessário a hidrólise enzimática
*Amilase salivar (ptialina): hidrolisa ligações do tipo a (1-4),
- Degrada o amido liberando maltose e oligossacarídeos, mas tem pouco contato com os carboidratos tendo pouca participação do processo de digestão
*Amilase pancreática: hidrólise do amido e do glicogênio, produzindo maltose e dextrinas 
*Sacarase promove a hidrólise da sacarose em glicose e frutose, a Lactase promove a hidrólise da lactose em glicose e galactose, maltase hidrolisa maltose (glicose + glicose)
· Absorção de carboidratos
*Os carboidratos são absorvidos por transporte ativo ou transporte passivo 
- Transporte passivo (difusão facilitada): passagem da glicose do meio com maior concentração para o meio com menor concentração, com alta especificidade para D-frutose
- Transporte ativo: é realizado por um co-transportador-Na+-monossacarídeo com consumo de ATP e alta especificidade para D-glicose e D-galactose
- Independente do mecanismo de absorção ocorrerá um aumento da concentração de glicose no sangue, o que promoverá a secreção de insulina pelas ilhotas pancreáticas
- A insulina não realiza o transporte da glicose, ela realiza a mediação para o GLUT4
- O GLUT realiza o transporte da glicose do sangue/lúmen para o sangue 
- Diabetes melitus tipo 1: não há produção de insulina pelo organismo. Tipo 2: insulina não se liga ao seu receptor. Com a incapacidade da entrada de glicose nas células irá ser usado outras fontes para gerar energia
- Algumas células, como as do fígado, cérebro e dos eritrócitos são independentes de insulina para captação da glicose
· Glicólise 
*Conceito: Via central em que a glicose é convertida em duas moléculas de piruvato em uma sequência de dez reações enzimáticas que ocorrem no citosol.
- Clivagem da glicose gera energia na que será conservada na forma de ATP e de NADPH
*Glicólise é dividida didaticamente em duas fases com cinco reações em cada
- Fase preparatória: fosforilação da glicose com gasto de dois ATPs e formação de duas moléculas de gliceroaldeído-3-fosfato
- Fase de compensação: gliceroaldeído-3-fosfato será oxidado pelo NAD+ e fosforiladas em reações que utilizam fosfatos inorgânicos
FASE PREPARATÓRIA – com gasto de energia
*Reação 1: fosforilação da glicose – transforma glicose em glicose-6fosfato
- Ação da enzima hexocinase: enzima alostérica 
*Reação 2: conversão de glicose em frutose – glicose-6fosfato em frutose-6fosfato
- Através da isomerização de aldose em cetose 
*Reação 3: fosforilação da frutose – frutose-6fosfato em frutose-1,6bifosfato
- Ação da enzima alostérica fosfofrutocinase
- Enzima reguladora: se para essa reação o ciclo não anda 
*Reação 4: clivagem da FBP, formando o gliceroaldeído-3fosfato (GAP) e o DHAP
*Reação 5: tiólise comum – isomerização dos metabolitos da reação 4 
- Apenas o GAP segue as etapas da glicólise, sendo necessária essa conversão por isomerização
- Essa reação finda a fase preparatória, resultando na formação de duas moléculas de GAP
*No final dessa fase duas moléculas de ATP foram gastas para a conversão da glicose em duas moléculas de GAP
FASE DE COMPENSAÇÃO – ganho de energia
*Reação 6: reação de oxidação formando o 1,3-bifosfoglicerato
- Conservação de energia na forma de NADH
- Ocorre a formação de um intermediário altamente energético 
*Reação 7: formação de energia – formação de um ATP e um 3-fosfoglicerato
- Formação do primeiro ATP, formado pela transferência direta de fosfato do substrato (processo chamado de fosforilação ao nível do substrato)
- Produção de dois ATP, devido a formação de dois GAP na fase preparatória
*Reação 8: isomerização – formação do 2-fosfoglicerato
*Reação 9: desidratação – formação do fosfoenolpiruvato (PEP)
- Formação do segundo intermediário altamente energético 
*Reação 10: ocorre a fosforilação ao nível do substrato – segundo ATP formado 
- Ocorre a formação do piruvato: enzima alostérica piruvato cinase
- Dessa reação são formados dois ATP
*Equação geral da glicólise:
- Resultado da glicólise com saldo final de 2 ATP, sendo que na fase de compensação são formados 4 ATP, porém na fase de preparação são consumidos 2 ATP, dessa forma saldo final de 2 ATP.
- Saldo final de 7 ATP (1 NADH = 2,5 ATP)
· Destino do piruvato
*Em casos aeróbicos, ocorre a transformação do piruvato em acetil-CoA nas mitocôndrias, que será oxidado no ciclo de Krebs formando duas moléculas de CO2.
*Em situação anaeróbicas, como nos músculos durante atividade física, o piruvato se reduz em lactato (ácido láctico) e formará o NAD+
- Esse processo é denominado de fermentação láctica e necessita de NADH para ocorrer
· Gliconeogênese – forma glicose quando a quant. Ingerida por insuficiente 
*Conceito: células utilizam precursores que não são carboidratos para a síntese de glicose, como o piruvato, lactato, glicerol e aminoácidos (alanina e glutamina)
*Para a reação de gliconeogênese em relação ao piruvato, ocorre de forma reversa a glicólise, porém como algumas reações são irreversíveis são utilizadas algumas enzimas diferentes
- Reação 10: piruvato vira fosfoenolpiruvato (PEP) através da enzima alostérica fosfoenol piruvato carboxicinase
- Reação 3: frutose-1,6bifosfato vira frutose-6fosfato pela ação da enzima alostérica 1,6-bifosfatase
- Reação 1: glicose-6fosfato em glicose através da enzima alostérica glicose-6fosfatase
*Em relação ao lactato, ele é liberado por célula que não possuem mitocôndrias e em atividade anaeróbica (eritrócitos)
- Lactato é transformado em piruvado e posteriormente em glicose (ciclo de cori)
*Glicerol é um produto da hidrólise de triglicerídeos
- Sofre fosforilação formando o DHAP e posteriormente o GAP, após isso seguira sentido contrário da glicólise, em direção a síntese de glicose
*Em relação aos aminoácidos, a alanina é o mais importante para o processo de gliconeogênese, ela está presente em músculos e é liberado em casos de ausência de glicose
- Sofre transaminação para gerar piruvato, e por meio da gliconeogênese do piruvato, se torna glicose
· Glicogenólise – importante para manutenção da glicemia 
*Glicogênio: principal fonte de reserva de glicose nos animais, com maior depósito no fígado e músculos esqueléticos 
*Reação 1: sofre a ação da enzima glicogênio-fosforilase que retira glicose do glicogênio nas extremidades do glicogênio 
- Reação 2: com a ação da enzima desrramificadora haverá a hidrólise das ligações alfa-1,6 e transferência dos resíduos 
- Reação 3: a enzima fosfoglicomutase transforma glicose-1fosfato em glicose-6fosfato que podem ser usadas na glicólise para produção de ATP
- Glicose restante é liberada na corrente sanguínea e transportada para os tecidos, tecidos não hepáticos não há glicose-6fosfatase
*Controle da via: insulina e glucagon, adrenalina e noradrenalina 
· Glicogênese
*Em situações de alto teor de glicose, o organismo armazena glicose na forma de glicogênio 
- A glicogênese usa a glicose-6-fosfato produzida na glicólise para formação do glicogênio 
1) isomerização da G6P em glicose-1-fosfato (enzima fosofoglicomutase)
2) G1P reagirá com o trifosfato de uridina (UTP) formando UDP-glicose
3) a unidade glicosil do UDP-glicose será doada para a extremidade não redutora do glicogênio (enzima alostérica glicogênio- sintase)
4) o glicogênio por ser ramificado necessitade mais uma reação, que transfere 6 ou 7 resíduos de glicose para outras extremidades do glicogênio, sendo esse ponto de ramificação (enzima ramificadora)
*Para a síntese da primeira molécula de glicogênio é necessária a presença de um iniciador com pelo menos 8 resíduos de glicose, sendo a glicogenina quem desempenha esse papel. 
*Importância biológica dos processos de glicogenólise e glicogênese: manter a homeostase de glicose em casos de diminuição dos níveis plasmáticos e armazenamento de glicose em casos de abundância (em forma de glicogênio)