METABOLISMO DE CARBOIDRATO

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METABOLISMO DE CARBOIDRATO
Polissacarídeos e oligossacarídeos são clivados (quebrados na amilase salivar) até suas
formas monoméricas no trato digestivo e absorvidos pelo organismo, atingindo as células.
O monossacarídeo mais abundante é a glicose. Essa glicose que chega às células será
degradada (quebrada, lise) num processo denominado GLICÓLISE que quebra a molécula
de glicose (6C) em duas moléculas de piruvato (3C) São 10 reações que ocorrem no
citoplasma das células
Glicose completamente oxidada→ ~38 ATP
COfatores enzimáticos
FAD-FADH2 (flavina adenina dinucleotídeo) aceptora de prótons e elétrons
NAD+ - NADH (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo)
Forma oxidada: NAD+
Forma reduzida: NADH
Para atravessar as membranas das células a glicose utiliza a o GLUT (transporte passivo do
meio mais concentrado pro meio menos concentrado), transporte acoplado ao Na+ ou em
GLUT-4 sensível a insulina.
Ao entrar no meio intracelular, a glicose por seguir por destinos diferentes dependendo da
necessidade celular, sendo eles:
GLICÓLISE= energia→ 2 piruvatos e 2 NADH
PENTOSES FOSFATO= célula necessita de ribose para síntese de ácidos nucleicos ou
poder redutor para reações de biossíntese a partir da glicose-6-fosfato→ ribose 5-fosfato e
2 NADPH
GLICOGÊNESE/AMIDOGÊNESE= armazenamento na forma de glicogênio ou amido
obs: glicose-6-fosfato é o substrato para glicólise para a via das pentoses fosfato
VIA DAS PENTOSES FOSFATO - a glicose-6-fosfato é encaminhado para via das pentoses
quando a necessidade celular é obter ribose e NADPH, que são utilizadas para biossíntese
Ribose:
Ácido nucleicos (DNA e RNA)
Coenzimas (NAD+, FAD, CoA)
ATP, GTP, UTP, CTP
NADPH:
Biossínteses redutoras: Ácidos Graxos, nucleotídeos, colesterol,
neurotransmissores
Combate estresse oxidativo (reação glutationa)
FASE OXIDATIVA → formação da Ribose 5-fosfato e NADPH a partir da glicose fosforilada
FASE NÃO OXIDATIVA → rearranjos moleculares que formam intermediários da glicólise
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Glicólise
Glicose (6C) → 2 piruvato (3C)
Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH+H+
Processo em 10 reações que podem ser resumidas em 4 etapas
1. Glicose (6C) é fosforilada e transformada em frutose (6C);
2. Frutose (6C) se quebra em dois açúcares menores (3C);
3. Açucares (aldeído) são oxidados a ácido e reduzem NAD+;
4. Ácido dá origem a cetoácido (piruvato) e produz ATP.
Fermentação láctica - recupera NADH
Piruvato + NADH+H+ ⇆ Lactato + NAD+
Fermentação alcoólica
Piruvato ⇆ Acetaldeído + CO2 + NADH+H+ ⇆ Etanol + NAD+
REGULAÇÃO DA GLICOSE
Gliconeogênese=: via anabólica cujos
substratos iniciais são piruvato, lactato,
glicerol, aminoácidos e o produto final é a
glicose. Ela é estimulada pelo glucagon e
está mais ativa quando a necessidade
celular é glicose.
Glicogenólise: via catabólica cujo
substrato inicial é o glicogênio e o produto
final é a glicose. Ela é estimulada pelo
glucagon e está mais ativa quando a
necessidade celular é glicose.
Glicogênese: é uma via anabólica cujo
substrato inicial é a glicose e o produto
final é o glicogênio. Ela é estimulada pela
insulina e está mais ativa quando a
necessidade celular é armazenar glicose.
A glicose é regulada através de um controle feito pelas enzimas por alosteria ou modificação
covalente.
ETAPAS: 1 → hexoquinase é inibida pela glicose-6-fosfato quando está
sobrando energia; 2 → fosfofrutoquinase 1 é ativada e o produto da sua reação é frutose
1,6 bisfosfato, que irá ativar a piruvatoquinase quando está faltando energia (sobrando ADP
e AMP); 3 → piruvato quinase ativada ou inibida por modificação covalente através de um
processo de sinalização celular resultado da ligação de insulina e glucagon aos seus
receptores.
A alta taxa de glicose estimula as células betas do pâncreas a secretar o hormônio insulina,
que passa a estimular o processo de síntese tanto pela expressão de proteínas quanto pela
fosforilação das enzimas. assim, o fígado absorve a glicose e armazena na forma de
glicogênio
A baixa taxa de glicose inibe células beta e estimula as células alfa do pâncreas a secretar
hormônio glucagon, dessa forma, o fígado quebra o glicogênio e libera glicose.
INSULINA= hormônio produzido pelo pâncreas e liberado na circulação quando a
concentração de glicose aumenta. na presença de insulina, a ativação de uma fosfatase que
remove o fosfato da enzima, ativando-a
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➔ regulação das vias: na presença de insulina, a concentração de frutose-2,6-bisfosfato
aumenta → estimula glicólise e inibe gliconeogênese
GLUCAGON= hormônio produzido pelo pâncreas liberado na circulação quando a
concentração de glicose diminui. na presença de glucagon, há ativação de uma quinase que
adiciona fosfato na enzima, inibindo-a
➔ regulação das vias: na presença de glucagon a concentração de frutose-2,6-bisfosfato
diminui → inibe glicólise e estimula gliconeogênese
↳ Glicose fígado: fosforilada e armazenada na forma de glicogênio
pode ser convertida como pentose ou ser utilizada para síntese de ácido graxo
↳ Glicose tecido adiposo: fosforilada convertida em pentose ou glicerol fosforilado que
produzirá TAG
RESPIRAÇÃO AERÓBIA
Estágio 1: Transformação do piruvato em Acetil-CoA
Ocorre nas mitocôndrias de eucariotos ou no citosol de procariotos aeróbicos e envolve um
complexo enzimático denominado complexo piruvato desidrogenase (PDH). Para o piruvato
pela membrana interna e chegar até a matriz mitocondrial, ele precisa passar pelo caminho do
complexo piruvato desidrogenase
PIRUVATO
Após o fim da via glicolítica, os piruvatos gerados pode ser direcionado para formação de
diferentes vias
GLICOSE-GP
Aminoácidos← 2 PIRUVATOS
↙ ↓ ↘
2 Acetil-CoA 2 Etanol 2 Lactatos
A reação da oxidação do piruvato, que ocorre a fim de obter acetil-coA pro ciclo de krebs,
pode ser inibida pelo ácido dicloroacético
LUCRO OXIDAÇÃO DO PIRUVATO= 6 ATP
RESUMO:
Após a incorporação da glicose fosforilada no meio intracelular, ela pode ser oxidada por
duas vias: pentoses fosfato ou glicolise.Se a necessidade da célula é formar moléculas para
biossínteses, a glicose 6-fosfato segue pela via das pentoses, que gera ribose 5-fosfato e
duas moléculas de NADPH. Quando a necessidade da célula é gerar energia, a glicose
LUCRO: 2 ATP, 2 NADH + H+
em condições aeróbicas o piruvato é entra na mitocondria e é oxidado
O2
energia
síntese
FERMENTAÇÃO
se a necessidade celular for energia o piruvato, pode seguir para 2 caminhos diferentes dependendo da disponibilidade de O2
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6-fosfato é então direcionada para a glicólise, cujos produtos são, dois piruvatos, dois
NADHs e dois ATPs.
O destino dos piruvatos depende da presença de oxigênio. Em condições anaeróbicas, o
piruvato segue para o processo de fermentação para gerar NAD, ou seja, para reoxidar o
NADH. Em condições aeróbicas, o piruvato entra na mitocôndria, perde gás carbônico e
gera acetil-Coenzima A, que entrará no ciclo de Krebs, onde será totalmente oxidado,
liberando duas moléculas de gás carbônico e gerando por volta de uma molécula de ATP,
além de quatro coenzimas reduzidas: três NADHs e um FADH2. Essas coenzimas são
reoxidadas ao entregarem seus elétrons na cadeia respiratória, que é acoplado ao processo
de formação de ATP, chamado de fosforilação oxidativa.
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