Metabolismo de Carboidratos

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AMPA
2003
Introdução Metabolismo
Metabolismo de Carboidratos
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Introdução Metabolismo
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Metabolismo
Conceito Metabolismo: 
Conjunto de reações químicas que ocorrem em todas as células do organismo.
O metabolismo é catalisado enzimaticamente  via metabólica da reação.
Precursor  alterações químicas  Met. Intermediários  Produto.
Dividido em ANABOLISMO e CATABOLISMO
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Catabolismo
Catabolismo: fase degradativa do metabolismo. 
Via catabólica da reação.
Nutrientes orgânicos  moléculas + simples.
Liberação de E  conservada como ATP e carreadores de elétrons – coenzimas reduzidas (NADH e FADH2).
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Anabolismo
Anabolismo/Biossíntese: fase construtiva do metabolismo.
Transformação de pequenos precursores em moléculas + complexas (lipídios, polissacarídeos, proteínas).
Consumo de E livre  proveniente hidrólise do ATP e força de redução das coenzimas reduzidas.
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Funções do Metabolismo
Obter E química pela captura de E solar ou pela degradação de nutrientes ricos em E oriundos do ambiente.
Converter moléculas nutrientes em moléculas com características celulares, incluindo precursores macromoleculares.
Polimerizar precursores monoméricos em proteínas, ác. nucleicos, lipídios, polissacarídeos e outros compostos celulares.
Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias em funções celulares especializadas.
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Finalidades da Nutrição
Prover o organismo de substâncias que ele não sintetiza e lhe são essenciais
Fornecer ENERGIA necessária à manutenção dos processos vitais, a partir da oxidação dos nutrientes.
 
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Fontes de Energia
Proteínas
Carboidratos
Gorduras
Metabolismo Basal
	Gasto mínimo de E para a manutenção das funções vitais, mesmo durante o repouso.
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Metabolismo 
de 
Carboidratos
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Introdução:
Carboidratos representam de 1 a 3% do tecido animal e sua forma de armazenamento é o Glicogênio – fonte de E.
Dieta: de 50 a 65% da ingestão total de energia deve ser na forma de CHO.
Síntese: pequena – o organismo pode sintetizar CHO através de precursores não glicídicos para manter a concentração de glicose em níveis fisiológicos.
Metabolismo de CHO fornece E e matéria prima.
Defeitos hereditários podem gerar doenças – Diabetes.
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Digestão e Absorção de Carboidratos
Polissacarídeos da dieta: amido, sacarose, glicogênio

Amilase – pré-degradação

Degradação em monossacarídeos no intestino

Corrente sanguínea

Fígado – conversão em outros monossacarídeos – glicose (controlador da taxa de glicose sanguínea)
Captação da glicose pela célula:
Carreador específico.
Consumo de E
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Utilização da glicose pelo organismo
Todo tecido apresenta a capacidade de metabolizar carboidratos, mas esta pode variar de um tecido para outro e da demanda energética do organismo.
Glicose
Glicogênio
Piruvato
Ribose-5-fosfato
Armazenamento
Oxidação via
glícólise
Oxidação via caminho 
pentose fosfato
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Glicólise - Introdução 
Sinônimos: 
Via Glicolítica de Embden-Meyerhof-Parnas
Via glicolítica
Grego: glykys = doce / lysis = separação.
Principal via de utilização da glicose
Ocorre em todas as células.
Pode ser aeróbia ou anaeróbia.
Consiste na conversão de Glicose  Piruvato.
Libera E na forma de ATP e coenzimas reduzidas.
Dividida em 2 fases de 5 reações cada: uma preparatória e outra relacionada com o ganho de E propriamente dito. 
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Glicólise
Fase 1 - Preparatória
2 fosforilações
Quebra de 1 hexose em 2 trioses
ATP é investido para formar compostos com maior energia livre de hidrólise
Consumo de 2 moléculas de ATP
Fase 2 - “Pagamento”
Armazenamento da energia livre na forma de ATP
Eficiência >60% na recuperação de energia
Apenas 5.2% da energia de oxidação da glicose foram liberados. O restante permanece nas moléculas de piruvato
Produção de 4 ATP e 2 NADH
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Funções da Via Glicolítica
Transformar glicose em piruvato.
Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
Preparar a glicose para ser degradada totalmente em CO2 e H2O.
Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose.
Alguns intermediários são utilizados em diversos processos biossintéticos.
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Glicólise – fase 1
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Glicólise – fase 2
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Fração Solúvel
Localização do Sistema Enzimático
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Participação de outros CHO na glicólise
Os polissacarídeos e os dissacarídeos precisam ser hidrolisados em suas unidades monoméricas para entrar na via glicolítica
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Vias Secundárias de Utilização da Glicose
A principal função da degradação da glicose é gerar ATP.
Há outras vias que degradam a glicose produzindo produtos especializados, que são necessários às células – pentoses, ác. urônico e ác. ascórbico.
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Vias Secundárias de Utilização da Glicose
Via das Pentoses
Produz NADPH e Ribose-5-Pi.
Ocorre em tecidos envolvidos com a biossíntese de ác. graxos e esteróides a partir de pequenos precurssores.
Tec. adiposo, córtex adrenal e fígado.
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Vias Secundárias de Utilização da Glicose
 Conversão da glicose em ác. glicurônico e ác. ascórbico
Ácido glicurônico – importante na detoxificação e excreção de compostos orgânicos do organismo.
Ácido ascórbico (Vit. C) – forte agente redutor, participa em processos de desintoxicação, na hidroxilação da prolina em OH-prolina no processo de formação do colágeno. Deficiência prolongada leva ao escorbuto, inchaço, manchas, sangramento, degeneração tec. conjuntivo.
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Destino do Piruvato
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Respiração Celular
A maioria das células animais e vegetais são aeróbias.
Moléculas Combustíveis  oxidação  CO2 + H2O = Respiração Celular
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Estágios da Respiração Celular: 
Estágio 1:
 Oxidação do Piruvato à AcetilCoA
Estágio 2:
 Ciclo de Kebs
Estágio 3:
 Cadeia Respiratória 
e Fosforilação Oxidativa
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Oxidação do Piruvato à Acetil-Coa e CO2
Estágio 1 da Respiração Celular.
Para entrar no Ciclo do Ácido cítrico, as moléculas combustíveis devem ser degradadas para formar o grupo acetil da acetil-CoA – forma aceita no ciclo.
Glicose  via glicolítica  Piruvato 
Piruvatomitocôndria/complexo multienzimático  acetil-CoA + CO2
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Oxidação do Piruvato à Acetil-Coa e CO2
Reação global irreversível:
Piruvato + NAD+ + CoA-SH  Acetil-CoA + NADH + CO2
O piruvato é simultaneamente desidrogenado e descarboxilado para formar a acetil-CoA, através da ação sequencial do complexo multienzimático (mitocôndrias).
Enzimas: piruvato desidrogenase, diidrolipoil transacetilase e diidrolipoil desidrogenase.
Coenzimas: TPP, FAD, CoA, NAD+, Ác. lipóico.
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CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
CICLO DE KREBS 
 CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO
Estágio 2 da Respiração Celular.
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CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
CICLO DE KREBS 
 CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO
Conjunto de reações que oxidam a acetil CoA até CO2, liberando equivalentes de hidrogênio  cadeia respiratória. 
Ocorre na matriz mitocondrial.
Apresenta natureza dupla ou anfibólica:
Processo de degradação de moléculas combustíveis.
Fonte de moléculas para processos anabólicos (síntese ác. graxos, aa, gliconeogênese)
Difere da glicólise por ser circular.
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CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO CICLO DE KREBS CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO
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Reações do Ciclo do Ácido Cítrico
Cada volta do ciclo:
 	2 CO2
 	1 ATP 
 	3 NADH
 	1 FADH2
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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
 Estágio 3 da respiração celular
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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Conjunto de reações responsáveis pela transferência de elétrons das coenzimas reduzidas (NADH e FADH2) até o oxigênio molecular, através de enzimas específicas.
Melhor aproveitamento da E liberada.
Ocorre na membrana interna da mitocôndria.
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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
 Os transportadores de elétrons estão organizados na membrana interna da mitocôndria e agrupados em 4 complexos, em ordem crescente de potencial de óxido/redução.AMPA
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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
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Produção Final de Energia
A = Glicólise
B = Oxid. Piruvato à Acetil-CoA
C = Ciclo de Krebs
D = Fosforilação Oxidativa
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Glicogênio
Degradação e Síntese
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Glicogênio
Degradação e Síntese