resumo do metabolismo de carboidratos

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Ana Beatriz Oliveira Barbosa UPE-106
GLICÓLISE
A glicólise é o início da quebra da glicose para a formação do ATP, a energia celular que atua nas reações do corpo. Ela é regulada por hormônios: positivamente pela insulina e negativamente pelo glucagon. Gera duas moléculas de ATP.
A proteína GLUT, presente nas membranas celulares, transporta as moléculas de glicose para dentro da célula. Cada uma (GLUT 1-14) tem sua função especifica no transporte, por exemplo, a GLUT 2 está presente somente no fígado e nos rins, podendo fazer o transporte da glicose do meio extra para o intracelular ou vice-versa.
As reações da glicólise são diversas, sendo três delas irreversíveis e por isso na gliconeogênese, a nova formação da glicose, as enzimas atuantes dessas reações são substituídas por outras para que possam acontecer.
Glicose é fosforilada a glicose-6-fosfato; nessa reação é necessário o gasto de ATP e a enzima atuante é a hexocinase ou a glicocinase, ambas possuem as mesmas funções, entretanto atuam em lugares diferentes (corpo em geral/fígado e ilhotas do pâncreas), são inibidas por diferentes substâncias (glicose-6-fosfato/frutose-6-fosfato) e precisam de estímulos diferentes (funciona regularmente/apenas quando a concentração de glicose está alta). Além disso a glicocinase atua como sensor de glicose, aumentando ou não a secreção da insulina.
Frutose-6-fosfato é fosforilada a frutose-1,6-bisfosfato; essa reação é a mais importantes da glicólise, catalisada pela fosfofrutocinase-1 ou PFK-1. Essa enzima extremamente importante é inibida pela alta concentração de ATP e citrato (produzido pela Acetil-CoA no ciclo de Krebs), pois ambas as substâncias indicam alta concentração de energia nas células, e ativada pela concentração alta de AMP e de frutose-2,6-bisfosfato (seria inibida pelo estímulo hormonal, glucagon, ou nervoso, que atua nos receptores da membrana, os quais ativam a subunidades alfa e a GTP. Ambas atuam na ativação da adenilato-ciclase que transforma ATP em AMPc, que ativa a proteína-cinase-A, a qual impediria a desfosforilação da PFK-2. A PFK-2 é a enzima que estimula a produção da frutose-1,6-bisfosfato)
Fosfoenolpiruvato (PEP) é desfosforilado a piruvato; essa reação é catalisada pela piruvato-cinase, que é ativada pela alta concentração de frutose-6-fosfato produto da reação anteriormente falada e inibida pela proteína-cinase-A, que é produzida através do estímulo hormonal do glucagon (ocorre da mesma forma do item 2), que indica a necessidade da formação de glicose e não a lise dela.
OBS.: A falha da atuação das enzimas piruvato-cinase, geralmente por motivos genéticos, gera uma doença chamada anemia hemolítica, sendo a segunda maior causa dessa doença. Ela ocorre por conta da rápida degeneração dos eritrócitos, os quais dependem diretamente da atuação dessa enzima para obter energia através da glicose, além da manutenção da flexibilidade e biconcavidade dessas células.
OBS.2: A lactato-desidrogenase é responsável pela catalisação da reação de formação do lactato através do piruvato. Consumindo o NADH produzido durante a glicólise.
OBS.3: A galactose e a frutose são importantes monossacarídeos da dieta que são introduzidos na via glicolitica de diferentes maneiras. A galactose é metabolizada pela uridiltransferase em glicose-1-fosfato e UDP-galactose, sendo que essa segunda gera UDP-glicose que pode ser transformada em glicogênio ou entrar na glicólise como glicose-1-fosfato (a reação inversa do que acontece na glicogênese). Já a frutose é fosforilada e depois catalisada pela aldolase B em gliceraldeído e diidroxiacetona- fosfato, entrando na glicólise.
GLICONEOGÊNESE
A gliconeogênese é a nova formação da glicose, que acontece por conta da necessidade do corpo.
Essas reações são iniciadas de diversas formas, principalmente através de glicerol (produz diidroxiacetona-fosfato), aminoácidos (produz oxaloacetato, precursor direto do fosfoenolpiruvato) e lactato (convertido em glicose pelo fígado e produzido principalmente pela musculatura esquelética).
A maioria das reações que ocorrem são as inversas da glicólise, entretanto há aquelas reações irreversíveis que precisam de enzimas atuantes diferentes para que possam ser revertidas.
Carboxilação do piruvato; acontece com atuação da piruvato-carboxilase que tem como coenzima a biotina. Formam um complexo de alta energia junto com o ATP, catalizando a formação de oxaloacetato. Essa enzima atua não só para a nova formação da glicose, mas também para repor intermediários do ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs. Ela é ativada alostericamente ou inativada, pela acetil-CoA, alta (liberado pela lipólise excessiva do tecido adiposo nos períodos de jejum prolongado) ou baixa concentração respectivamente.
Oxaloacetato é reduzido a malato pela malato-desidrogenase para que possa atravessar a membrana mitocondrial para o citosol.
Frutose-1,6-Bisfosfato é hidrolisado pela frutose-1,6-desidrogenase, inibida pelo excesso de frutose-2,6-bisfosfatase e AMP (que têm sua quantidade diminuída por conta do glucagon) e ativada pelo excesso de ATP.
Glicose-6-fosfato é desfosforilado pela glicose-6-fosfatase, os rins e o fígado são os únicos órgãos a liberar glicose livre para o sangue. 
GLICOGÊNESE
É síntese dos estoques de energia através da glicose, sua lise é a primeira forma de obtê-la no período do jejum.
O processo ocorre no citosol e requer energia vinda do ATP e UTP.
Síntese do UDP-glicose: a reação catabolizada pela UDP-glicose-pirofosforilase, gera UDP-glicose (catapulta para lançar a glicose na cadeia do glicogênio) através da glicose-1-fosfato e UTP.
Segmento iniciador: a glicogênio-sintase inicia as ligações α (1-4) que permite a incorporação da glicose na tirosina após retirá-la da UDP, a glicogenina está atuando também, mas apenas permite 8 glicoses a serem ligadas. Por tanto a cadeia é alongada, mas não ramificada.
Ramificações: a enzima de ramificação transfere a extremidade não redutora e possibilita a formação das ramificações ligações α (1-6) (nessas ramificações a enzima glicogênio-sintase atua para ocorrer o alongamento).
GLICOGENÓLISE
É a degradação dos estoques produzidos para obtenção de energia no período de jejum.
Clivagem das ligações α (1-4) e manutenção das ligações α (1-6), resíduos glicosila.
Encurtamento das cadeias: glicogênio-fosforilase cliva as ligações α (1-4) a partir das extremidades não redutoras gerando dextrinas limite, o máximo de redução que podem atingir. Ela precisa da vitamina B6, piridoxal, como cofator enzimático. 
Remoção das ramificações: a enzima de desramificação começa a atuar nas dextrinas limite e remove as ramificações mais extremas delas. E novamente atua a glicogênio- fosforilase produzindo glicose-1-fosfato.
A glicose-1-fosfato é convertida no citosol a glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase e a glicose-6-fosfatase a converte em glicose.
OBS.: parte do glicogênio é catalisado por enzimas lisossomais. A falta dessa via de degradação gera acumulo de vacúolos nos lisossomos gerando o mal de pompe. 
OBS.2: A adenilato-ciclase é ativada da mesma maneira que na gliconeogenese, pelo glucagon, formando AMPc e ativando a proteína- cinase A. Essa proteína ativa a glicogênio-fosforilase numa cascata de reações. Nos músculos o cálcio atua na ativação da glicogênio-fosforilase sem a necessidade de glucagon ou adenilato- ciclase, e deflagra a quebra do glicogênio. 
CICLO DE KREBS
Via aeróbia final que converge para o metabolismo oxidativo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos, na qual os esqueletos carbonados são transformados em CO2. 
Reações do ciclo: 
Descarboxilação oxidativa do piruvato: o piruvato é transportado para a matriz mitocondrial e lá sofre a ação do complexo- piruvato-desidrogenase (composto por diversas enzimas). A deficiência desse complexo gera a acidose láctica congênita
A citrato cinase atua unindo o oxaloacetato e o acetil-CoA formando o citrato. Reação mais importante do ciclo.
A aconitase atua no citrato isomerizando-oa isocitrato (ela é inibida por fluoracetato que é usado como raticida)
A isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação irreversível do isocitrato originando NADH e α-cetoglutarato. Uma das mais importantes enzimas.
A α-cetoglutarato é convertido em succinil-CoA através do complexo α-cetoglutarato-desidrogenase liberando CO2 e produzindo outro NADH. Uma das reações mais importantes do ciclo.
O succinil-CoA é clivado pela succinato-tiocinase em succinato produzindo GTP e liberando o Complexo A.
O succinato é oxidado a fumarato pela succinato-desidrogenase produzindo também FADH2 (mais fraco que o NADH)
O fumarato é hidratado e resulta em malato reação catalisada pela fumarase
O malato é oxidado a oxaloacetato pela malato-desidrogenase produzindo o terceiro NADH.
Sendo assim durante o ciclo são produzidos 12ATPs por Acetil-CoA oxidada. 
A regulação de tudo é basicamente feita pela quantidade de ATP, NAD, NADH, FAD, FADH2, disponibilidade de substrato e reguladores alostéricos (arsênico por exemplo que causa a inativação do complexo piruvato-desidrogenase).
VIA DAS PENTOSES
A via das pentoses tem diversas funções, mas a principal dela e a produção do NADPH, pois é a via que proporciona a maior parte dessa substancia no organismo sendo ela essencial como redutor bioquímico. 
A via produz a ribose-5-fosfato, necessária para a produção de nucleotídeos. É produzida através de diversas reações e três delas são irreversíveis:
A glicose-6-fosfato é desidrogenada pela glicose-6-fosfato-desidrogenase, inicia a via das pentoses produzindo 6-fosfogliconolactona. Ela é ativada e inibida pelo NADPH. A diminuição da via, por conta falha da glicose-6-fosfato-desidrogenase (por conta de favismo, fármacos oxidantes, genética, infecções, icterícia neonatal...), pode causar aumento de glutationa, isso gera um aumento radicais livres, peróxidos e dos grupos sulfidrila nos eritrócitos, por exemplo, causando a anemia hemolítica (maior causa da doença).
Formação da ribulose-5-fosfato: a 6-fosfogliconolactona é irreversivelmente hidrolisada pela 6-fosfogliconolactona-hidrosilase a fosfogliconato. Logo em seguida a 6-fosfogliconato-desidrogenase catalisa a reação formadora da ribulose. Ambas geram NADPH.
As reversíveis terminam a oxidação da ribulose gerando a ribose-5-fosfato ou intermediários da glicólise.
O NADPH é extremamente importante para: 
Síntese de ácidos graxos
Síntese de esteroides
Metabolismo de fármacos
Redução da glutationa
Produção de superóxidos por fagócitos