Revisão da P2 de Bioquímica I - Unirio 2017.1

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Glicólise 
 Glicólise é um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6), 
proveniente da alimentação, é quebrada em duas moléculas menores de ácido 
pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando energia. É a primeira etapa do processo de 
respiração celular que ocorre no hialoplasma celular. Dependendo do organismo e do 
tipo de célula, a respiração celular pode acontecer na presença do oxigênio (aeróbicos) 
ou completa ausência (anaeróbicos) e assim a glicólise produzirá substâncias diferentes. 
Na respiração aeróbica é originado o piruvato que entra no ciclo de Krebs, enquanto 
na respiração anaeróbica, a glicose origina o lactato ou o etanol que participam, 
respectivamente, da fermentação lática ou alcoólica. Alguns tecidos como cérebro, 
hemácias, medula renal, cristalino, córnea ocular, testículos e músculo em exercício 
utilizam glicose de forma contínua. 
 
Enzimas que regulam a glicólise - Hexoquinase Fosfofrutoquinase e Piruvato quinase. 
 
Gliconeogenese 
 
 Gliconeogênese é o processo do organismo, realizado no fígado, o qual é 
produzido a glicose. A Gliconeogênese converte o piruvato, lactato e glicerol em 
glicose. Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins. 
 
Nos mamíferos esta via ocorre principalmente no fígado e a glicose gerada vai 
para a circulação sanguínea para a nutrição dos tecidos. Você se lembra dos princípios 
das vias metabólicas? Embora esta via e a glicólise apresentam mecanismos e 
metabólitos em comum elas não são idênticas (3 etapas da glicólise são irreversíveis e a 
gliconeogênese faz uso de outras etapas para “contornar” estas etapas irreversíveis). O 
piruvato é inicialmente transportado para o interior da mitocôndria, onde a enzima 
piruvato carboxilase, que requer a coenzima biotina, o converte em oxaloacetato. Esta 
reação exige também a acetil-CoA como efetor alostérico positivo e a piruvato 
carboxilase é a primeira enzima da via que possibilita a regulação da gliconeogênese. 
 
 Com o consumo de NADH a enzima malato desidrogenase mitocondrial 
converte o oxaloacetato a malato que então deixa a mitocôndria por intermédio de um 
transportador específico presente na membrana mitocondrial interna. No citoplasma ele 
é reoxidado em oxaloacetato com a produção de NADH. 
 
 A etapa seguinte é a conversão do oxaloacetato em fosfoenolpiruvato pela 
fosfoenolpiruvato carboxiquinase utilizando Mg2+ e GTP. Note que o 
fosfoenolpiruvato aparece na via glicolítica e as reações a seguir são reversíveis e 
idênticas às daquela via na direção oposta até a formação da frutose-1,6-bifosfato. A 
conversão da frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato ocorre pela enzima frutose-1,6-
bifosfatase dependente de Mg2+, por meio de um processo de hidrólise irreversível. 
 
 A reação final da gliconeogênese é a conversão da glicose-6-fosfato em glicose 
por meio do processo de desfosforilação pela enzima glicose-6-fosfatase. Esta enzima 
também requer Mg2+ e é encontrada no retículo endoplasmático de hepatócitos e 
células renais. A gliconeogênese é energeticamente custosa, consumindo seis moléculas 
energéticas (4 ATPs e 2 GTPs) para a produção de uma molécula de glicose, mas é 
essencial para a manutenção dos níveis de glicose necessários ao organismo. Ainda, a 
glicólise e a gliconeogênese são reguladas de forma recíproca por alosterismo e 
modificações covalentes para impedir a operação improdutiva das duas vias ao mesmo 
tempo. 
 
 
 
 
 
 
Ciclo de Krebs 
 
O Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico é uma das etapas metabólicas 
da respiração celular aeróbica que ocorre dentro das mitocôndrias nas células dos 
animais. 
Através desse processo, a energia proveniente das moléculas orgânicas da 
alimentação é transferida para moléculas carregadoras de energia, tal como o ATP, para 
ser utilizada nas atividades celulares. 
 
Funções 
Sua função é promover a degradação de produtos finais do metabolismo dos 
glicídios, lipídios e de diversos aminoácidos. Produz, assim, a maior parte da energia 
da célula. 
Portanto, depois de passar pelo processo digestivo, o resultado da quebra das 
moléculas orgânicas é o acetil-CoA. Ao longo de algumas etapas dentro do ciclo ele 
será oxidado gerando energia que será transferida para a célula. 
Também participa na síntese de moléculas importantes, tais como a formação de 
glicose a partir de alguns aminoácidos e produção de elementos para a síntese de alguns 
aminoácidos e de heme-proteínas (formadoras da hemoglobina). 
 
Reações do Ciclo de Krebs (simplificado) 
 
O Ciclo de Krebs envolve reações oxidativas (que necessitam do oxigênio para 
acontecer). Delas participam enzimas encontradas nas mitocôndrias que catalisam as 
reações, ou seja, facilitam o processo. 
Não é um ciclo fechado, pois vários compostos saem e entram de acordo com as 
necessidades do organismo. Ocorre nas membranas internas das mitocôndrias em 
praticamente todas as células humanas, com exceção das hemácias. 
 
 
Descarboxilação Oxidativa do Piruvato 
 
Os glicídios, lipídios e proteínas são degradados na digestão, gerando moléculas 
menores como ácidos graxos e peptídeos, que são assimiladas pelas células. 
Por exemplo, a glicose proveniente da degradação dos glicídios se converterá em duas 
moléculas de ácido pirúvico ou piruvato. 
Em seguida, cada molécula de piruvato sofre descarboxilação (perde CO2), processo 
catalisado por enzimas e pela coenzima A, formando o acetil-CoA. 
Leia mais sobre as biomoléculas: carboidratos ou glicídios, lipídios e proteínas. 
Essas reações produzem NADH+, que é uma molécula carregadora de energia. 
Nas mitocôndrias é que se inicia de fato o ciclo de Krebs, quando o acetil-CoA 
integrará uma cadeia de oxidação celular, ou seja, uma sequência de reações a fim de 
oxidar os carbonos. 
Transformando-os em CO2 (que serão liberados no sangue e excretados pelo sistema 
respiratório), equivalentes redutores são transferidos para a cadeia transportadora de 
elétrons (produzindo energia). 
 
Principais Reações do Ciclo do Ácido Cítrico 
 
 A enzima citrato sintetase catalisa a reação de transferência do grupo acetil, 
proveniente da acetil-CoA, para o ácido oxaloacético ou oxaloacetato formando 
o ácido cítrico ou citrato e liberando a Coenzima A. O nome do ciclo está relacionado 
com a formação do ácido cítrico e as diversas reações que decorrem. 
 Ocorrem reações de oxidação e descarboxilação originando ácido cetoglutárico ou 
cetoglutarato. É liberado CO2 e forma-se NADH+ + H+. 
 Em seguida o ácido cetoglutárico passa por reação de descarboxilação oxidativa, 
catalisada por um complexo enzimático do qual fazem parte a CoA e o NAD+. Essas 
reações originarão ácido succínico, NADH+ e uma molécula de GTP, que podem 
posteriormente transferir sua energia para um molécula de ADP produzindo assim ATP. 
 O ácido succínico ou succinato é oxidado a ácido fumárico ou fumarato, cuja 
coenzima é o FAD. Assim será formando FADH2, outra molécula carregadora de 
energia. 
 O ácido fumárico é hidratado formando o ácido málico ou malato. Por fim, o ácido 
málico sofrerá oxidação formando o ácido oxaloacético reiniciando o ciclo. 
 
 
Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa 
Respiração Celular é o processo bioquímico que ocorre na célula para obtenção de 
energia, essencial para as funções vitais. 
Acontecem reações de quebra das ligações entre as moléculas liberando energia. Pode 
ser realizado de duas formas: a respiração aeróbica (na presença do gás oxigênio do 
ambiente) e a respiração anaeróbica (sem o oxigênio). 
 
Respiração Aeróbica 
A maioria dos seres vivos utiliza esse processo para obter energia para suas 
atividades.Através da respiração aeróbica é quebrada a molécula de glicose, produzida 
na fotossíntese pelos organismos produtores e obtida através da alimentação pelos 
consumidores. 
Pode ser representada resumida na seguinte reação: 
C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia 
 
 
O processo não é assim tão simples, na realidade, ocorrem diversas reações das quais 
participam várias enzimas e coenzimas que realizam sucessivas oxidações na 
molécula da glicose até o resultado final, em que é produzido gás carbônico, água e 
moléculas de ATP que carregam a energia. O processo é dividido em três etapas para 
ser melhor compreendido, que são: a Glicólise, o Ciclo de Krebs e a Fosforilação 
Oxidativa ou Cadeia Respiratória. 
 
Fosforilação Oxidativa 
 
Essa última etapa metabólica, chamada de fosforilação oxidativa ou cadeia 
respiratória, é responsável pela maior parte da energia produzida ao longo do processo. 
Há transferência de elétrons provenientes dos hidrogênios, que foram retirados das 
substâncias participantes nas etapas anteriores. Com isso, são formadas moléculas de 
água e de ATP. 
Há muitas moléculas intermediárias presentes na membrana interna de células 
(procariontes) e na crista mitocondrial (eucariontes) que participam nesse processo de 
transferência e formam a cadeia de transporte de elétrons. 
Essas moléculas intermediárias são proteínas complexas, tais como o NAD, os 
citocromos, a coenzima Q ou ubiquinona, entre outras. 
 
Respiração Anaeróbica 
Em ambientes onde o oxigênio é escasso, como regiões marinhas e lacustres 
mais profundas, os organismos precisam utilizar outros elementos para receber os 
elétrons na respiração. 
É o que fazem muitas bactérias que utilizam compostos com nitrogênio, enxofre, ferro, 
manganês, entre outros. 
Certas bactérias são incapazes de realizar a respiração aeróbia pois não possuem as 
enzimas que participam do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória. 
Esses seres podem até morrer na presença do oxigênio e são chamados anaeróbios 
estritos, um exemplo é a bactéria causadora do tétano. 
Outras bactérias e fungos são anaeróbicos facultativos, pois realizam a fermentação 
como processo alternativo à respiração aeróbica, quando não existe oxigênio. 
Na fermentação, não há a cadeia transportadora de elétrons e são substâncias orgânicas 
que recebem os elétrons. Há diferentes tipos de fermentação que produzem compostos a 
partir da molécula de piruvato, por exemplo: o ácido lático (fermentação lática) e o 
etanol (fermentação alcoólica). 
 
Metabolismo do glicogênio 
A síntese e degradação do glicogênio envolvem conjuntos separados de enzimas 
funcionando de forma irreversível, ou seja, o processo de degradação não é o 
inverso da síntese. Ao todo há pelo menos 8 enzimas envolvidas. Basta que uma 
falte para que a síntese ou degradação fiquem comprometidas, ou a molécula de 
glicogênio pode ser anormal. Além disso, há enzimas que têm formas diferentes em 
órgãos diferentes. P. ex., a fosforilase hepática, a primeira enzima da via de 
degradação, é diferente da fosforilase muscular. A falta congênita de uma não 
influencia o nível da outra. 
SINTESE DO GLICOGÊNIO (GLICOGÊNESE) 
 
A síntese do glicogênio são repetidas adições de resíduos de glicose. Mas para a 
glicose ser anexada em um fragmento de glicogênio ela tem que estar ativada. Ela é 
ativada quando está ligada a uma molécula de difosfato iuridina (nucleotidio ligado a 2 
grupos fosfatos). 
 
Quando que ocorre a síntese do glicogênio, seja muscular ou hepático? Ocorre 
geralmente após uma alimentação rica de CHO, pois ocorre o aumento sérico de 
glicose e então ocorre o estímulo para liberação de insulina pelo pâncreas. Essa 
insulina vai intermediar a captação de glicose pelos tecidos periféricos. Já o fígado não 
precisa de insulina, pois possui o transportador de glicose na membrana plasmática. 
Já o músculo precisa. 
 
Depois que entra na célula tem que ser fosforilada, na maioria dos tecidos é a 
hexocinase mas no fígado é a glicocinase. 
 
A glicose uma vez fosforilada no carbono 6 vai se transformar em glicose 6-fosfato e 
depois isomerizada me glicose-1-fosfato. As enzimas dessas reações também são 
reguladoras. 
 
A glicose-1-fosfato vai reagir com a molécula de UDP liberando um pirufosfato (2 mol 
de fosfato) e a glicose UDP. Essa glicose UDP é que é a glicose ativada a que pode 
ser anexada a um fragmento de glicogênio ou simplesmente a glicogenina (proteína 
necessária caso não tem gllicogênio). 
 
Pois para ter a sintese de glicogênio é necessário ou ter o fragmento de glicogênio ou 
a glicogenina. A enzima que cataliza a ligação da glicose ativada a uma dessas duas 
opções é a glicogênio sintase – cataliza a reação irreversível – também é reguladora 
da glicogênese. Essa é a principal enzima reguladora. 
 
A glicogenio sintase vai catalizar então a ligação da UDP glicose ao fragmento de 
glicogênio ou a glicogenina estabelendo as ligações alfa 1,4. Ou seja, a glicogênio 
sintase catalisa simplesmente a síntese linear das moléculas de glicogênios. Quando 
se tem uma ramificação tem uma ligação glicosídica alfa 1,6, mas a glicogênio sintase 
so catalisa a ligação da glicose fazendo a ligação glicosídica alfa 1,4. Então é 
necessário que tenha a ramificação, mas essa ramificação não é catalisada pelo 
glicogênio sintase. 
 
Para ter a ramificação tenho que ter a ação de outra enzima chamada de enzima 
ramificadora, o que ela faz? Catalisa a transferência de 5 a 8 resíduos de glicose da 
extremidade não redutora para outro resíduo da cadeia de glicogênio fazendo a 
ramificação. Isso ocorre varias vezes para que a molécula de glicogênio seja bastante 
ramificada. 
 
Requisitos para a síntese de glicogênio: 
 
- tem que ter uma glicose ativada, que é a glicose ligada a uma molécula de UDP. 
Essa glicose vai se ligar a outro resíduo de glicose que já estará fazendo parte do 
fragmento de glicogênio ou se ligando na glicogenina. Após isso tem a ação de outra 
enzima que é a enzima ramificadora. 
 
 
Ou seja, o resíduo de glicose a ser incorporado no fragmento de glicogênio deve estar 
sob uma forma ativa, a glicose deve estar ligada a uma molécula difosfato de uridina 
(UDP). 
 
O processo ocorre no citosol e requer energia fornecida pelo ATP e pelo trifosfato de 
uridina (UTP). A glicose a ser incorporada, deve estar ligada a um nucleotídeo de 
uracila, constituindo uracila difosfato glicose (UDP-glicose). A UDP-glicose é 
sintetizada a partir da glicose 1-fosafto e do UTP pela UDP-glicose pirosfosforilase. 
 
A UDP-G é o substrato da enzima glicogênio sintase, a enzima que, efetivamente, 
catalisa a síntese. 
 
Ocorre através da catalisação da enzima glicogênio sintase que catalisa a síntase de 
ligações alfa 1-4 e as ramificações são formadas pela ação da enzima ramificadora 
transglicosidase (cria uma ligação alfa 1-6). Prossegue por adição de resíduos de 
glicose às extremidades não-redutoras, catalisada pela glicogênio sintase. 
 
Resumo 
 
Após a refeição aumenta a concentração de insulina no sangue - entra glicose nas 
células - a glicose é fosforilada, a glicose UDP ativa a glicse -- a glicose vai se ligar 
nos fragmentos de glicogênio - isso vai ocorrendo com todas as glicoses que entram - 
ficam linear - entra a enzima ramificadora - catalisa a ramificação e então forma o 
glicogênio. 
 
Quanto mais ramificações o glicogênio tem mais solúvel (H20 livre) é. 
Quanto mais ramificações, maior a chance e velocidade de síntese. 
 
Ou seja, as ramificações aumentam a solubilidade e a velocidade de síntese e de 
degradação do glicogênio. 
 
 
 
 
 
Então, 
a glicogênio síntase faz as ligações alfa 1,4 no glicogênio mas não pode captar novas 
moléculas de glicose, só podem alongar cadeias de glicose existentes.Dessa maneira, essa enzima utiliza como aceptor de glicose: 
- fragmento de glicogênio 
- proteína específica (glicogenina) utlizada apenas na ausência do fragmento de 
glicogênio) 
 
Para unir as moléculas, a enzima ramificadora transfere uma cadeia de 5 a 8 resíduos 
de glicose da extremidade não redutora para outro resíduo da cadeia de glicogênio, 
fixando-o por ligação alfa 1,6. 
 
 
DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO (GLICOGENÓLISE) 
 
A degradação do glicogênio consiste na remoção de resíduos de glicose por ação da 
enzima glicogênio fosforilase. A degradação continua pela enzima desramificadora e 
também pela alfa 1,6 glicosidase. 
 
A glicose-1-fosfato é isomerizada a glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase, que pode 
ser degradada pela via glicolítica, formando lactato no músculo. No fígado, a glicose-6-
fosfato é preferencialmente hidrolisada por ação da glicose-6-fosfatase, produzindo 
glicose, que é liberada na circulação. 
 
No fígado, a síntese de glicogênio é acelerada quando o corpo está bem alimentado, 
enquanto a degradaão do glicogênio é acelerada em períodos de jejum. No músculo 
esquelético, a degradação do glicogênio ocorre durante o exercício e a síntese 
começa assim que o músculo entra novamente em repouso. 
 
Atividade da glicose-6-fosfato 
No Músculo: gera glicólise --> piruvato, pode seguir 2 caminhos, com O2 (CK e CR) e 
sem O2 (Lactato) == produção de energia 
No Fígado: glicose-6-fosfatase --> glicose --> corrente sanguínea == libera glicose 
para o sangue (manutenção da glicemia) 
 
A síntese e a degradação são reguladas devido a importância da manutenção da 
glicemia. 
 
Fígado 
Síntese: períodos pos alimentares 
Degradação: períodos em jejum 
 
Músculo 
Síntese: ocorre quando o músculo está em repouso 
Degradação: ocorre durante o exercício 
 
Regulação do metabolismo do glicogênio 
 
- Glicogênio síntase: é ativada por aumento de glicose-6-fosfato e por aumento de 
ATP 
- Glicogênio fosforilase: é inibida por aumento de glicose-6-fosfato e por aumento de 
ATP 
Oxidação do ácido graxo 
 A maior parte da reserva energética do organismo encontra-se 
armazenada sob a forma de triacilglicéridos. Estes podem ser hidrolisados por 
lipase à glicerol e ácidos graxos. O glicerol é oxidado à diidroxiacetona fosfato. 
A diidroxiacetona fosfato faz parte na seqüência da glicólise. Esse composto 
pode ser convertido em glicogênio no fígado e tecidos musculares ou em ácido 
pirúvico, o qual entra no Ciclo de Krebs. Já os ácidos graxos têm como 
“destino” a β-oxidação. 
O processo pelo qual o ácido graxo é convertido em acetil-CoA para a 
entrada deste no ciclo de Krebs é chamado de β-oxidação, esse processo 
acontece dentro da mitocôndria. Nesse processo a β-oxidação remove dois 
átomos de carbono da cadeia de ácido graxo. 
Como sabemos (ou deveríamos saber!), os ácidos graxos livres podem 
passar para dentro da célula por difusão simples pela membrana plasmática, 
porém não podem entrar livremente para o interior das mitocôndrias. A entrada 
dos ácidos graxos no interior das mitocôndrias requer primeiro a transformação 
dos ácidos graxos em acil-CoA. 
A membrana da mitocôndria é impermeável á acil-CoA. Para entrarem 
na mitocôndria estes reagem com um aminoácido "especial", a carnitina, 
liberando a coenzima A. A carnitina esterificada é transportada para dentro da 
mitocôndria por um transportador específico; a carnitina livre volta então para o 
citoplasma através do transportador. Neste processo não existe transporte de 
CoA para dentro da mitocôndria: as reservas citoplasmática e mitocondrial de 
CoA não se misturam. 
 
 
 
A β-oxidação dos ácidos graxos consiste num ciclo de três reações 
sucessivas, idênticas à parte final do ciclo de Krebs Por ação da 
enzima tiolase, libera-se acetil-CoA, e um acil-CoA com menos dois carbonos 
que o acil-CoA original. A repetição do ciclo permite a degradação total de um 
ácido graxo de cadeia par em acetil-CoA, que pode entrar no ciclo de Krebs, 
onde é completamente oxidado a CO2; sendo assim é impossível utilizar acetil-
CoA para produzir oxaloacetato. 
 
Formação de corpos cetônicos 
Durante o processo de oxidação dos ácidos graxos no fígado dos 
seres humanos e da maioria dos outros mamíferos, o acetil-
CoA (acetilcoenzima A) formado pode entrar no ciclo do ácido 
cítrico ou pode ser convertido nos denominados “corpos cetônicos”, 
ou seja, em acetoacetato, D-β-hidroxibutirato e acetona, que 
são exportados para outros tecidos através da circulação sanguínea. 
 
 
Acetilcoenzima A 
A acetona, que é produzida em menor quantidade do que os outros 
compostos, é exalada. O acetoacetato e o D-β-hidroxibutirato são 
transportados pelo sangue até alcançarem os tecidos extra-hepáticos 
(por exemplo, músculos esqueléticos, cardíaco, córtex renal), onde 
ocorre a oxidaçãodesses compostos por meio da via do ciclo do ácido 
cítrico para fornecer grande parte da energia requerida por esses 
mesmos tecidos. O cérebro, que normalmente usa apenas a glicose 
como combustível, em condições de necessidade (fome), quando a 
glicose não está disponível, pode adaptar-se para utilizar o 
acetoacetato ou o D-β-hidroxibutirato na obtenção de energia. 
 
Acetoacetato 
A disponibilidade de oxalacetato para iniciar a entrada do acetil-CoA 
no ciclo do ácido cítrico é o principal fator determinante da via 
metabólica que será tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria do 
fígado. Em certas circunstâncias, como no jejum, as moléculas de 
oxalacetato são retiradas do ciclo do ácido cítrico e utilizadas na 
síntese de moléculas de glicose (gliconeogênese). Quando a 
concentração de oxalacetato está muito baixa, pouco acetil-CoA entra 
no ciclo de Krebs e, assim, a formação de corpos cetônicos é 
favorecida. 
A produção do composto em questão pelo fígado e sua exportação 
para os tecidos extra-hepáticos, em geral, permitem a oxidação 
continuada dos ácidos graxos no fígado, mesmo quando não há a 
oxidação do acetil-CoA por meio do ciclo do ácido cítrico. 
 
Acetona 
O primeiro evento para a formação do acetoacetato a nível hepático 
é a condensação enzimática de duas moléculas de acetil-CoA, 
cataliada pela enzima tiolase. Então, há a condensação do 
acetoacetil-CoA em acetil-CoA para originar o β-hidroxi-β-
metilglutaril-CoA, o qual é quebrado para formar acetoato livre e 
acetil-CoA. 
O acetoato livre é reduzido em D-β-hidroxibutirato, através de uma 
reação reversível catalisada pela enzima D-β-hidroxibutirato 
desidrogenase. O acetoato é facilmente descarboxilado; o grupo 
carboxila pode ser perdido espontaneamente ou pela ação da 
acetoacetato descarboxilase. 
 
D-β-hidroxibutirato 
Nos tecidos extra-hepáticos o D-β-hidroxibutirato é oxidado 
até acetoacetato pela D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O 
acetoacetato é ativado para dar origem ao éster da coenzima A por 
transferência do CoA do succinil-CoA (intermediário do ciclo do ácido 
cítrico), em uma reação catalisada pela β-cetoacil-CoA transferase. O 
acetil-CoA é então clivado pela enzima tilose, liberando suas duas 
moléculas de acetil-CoA que, por sua vez, entram no ciclo do ácido 
cítrico. 
A produção e a exportação dos corpos cetônicos pelo fígado permitem 
a oxidação continuada dos ácidos graxos, mesmo com uma mínima 
oxidação do acetil-CoA a nível hepático. Isso ocorre, por exemplo, 
quando os intermediários do ácido cítrico estão empregados para a 
síntese de glicose, através da gliconeogênese, a oxidação dos 
intermediários do ciclo do ácido cítrico diminui e o mesmo ocorre com 
a oxidação do acetil-CoA. Além disso, o fígado possui uma quantidade 
limitada de coenzima A e, quando a maior parte dela está ligada nasmoléculas do acetil-CoA, a β-oxidação dos ácidos graxos é reduzida 
de velocidade devido à falta desta coenzima livre. A produção e a 
exportação dos corpos cetônicos liberam a coenzima A, permitindo 
que a oxidação dos ácidos graxos continue. 
Casos como jejum prolongado, ou diabetes melito não-tratado, 
resultam em uma superprodução de corpos cetônicos, à qual se 
associam sérios problemas médicos. Durante o jejum, a 
gliconeogênese retira a maior parte dos intermediários do ciclo de 
Krebs, redirecionando o acetil-CoA para a produção de corpos 
cetônicos. No diabetes não-tratado, a insulina está presente em 
ínfimas quantidades, e os tecidos extra-hepáticos não conseguem 
captar a glicose da corrente sangüínea de forma eficiente. Para 
aumentar o nível de glicose no sangue, a gliconeogênese hepática é 
acelerada, o que também ocorre com a oxidação dos ácidos graxos 
no fígado e na musculatura, gerando uma produção de corpos 
cetônicos acima da capacidade de sua oxidação pelos tecidos extra-
hepáticos. 
O aumento nos níveis sangüíneos do acetoacetato e D-β-
hidroxibutirato diminuem o pH sangüíneo, resultando em uma 
acidose, condição que pode provocar o coma, em casos extremos, e 
até evoluir para a morte. Os corpos cetônicos no sangue e na urina 
de indivíduos diabéticos não-tratados podem atingir níveis muito 
altos, condição denominada cetose. 
Metabolismo do aminoácido e ciclo da ureia 
O conjunto de aminoácidos presentes nas células origina-se das proteínas exógenas 
(provém da dieta e são hidrolisadas no trato digestório) e das proteínas endógenas 
(hidrolisadas intracelularmente). 
Degradação de proteínas 
O método principal de degradação das proteínas é a sua ligação com ubiquitina. Este 
processo ocorre no citossol, e ocorre com gasto de ATP. A carboxila terminal da 
ubiquitina é unida por uma ligação semelhante à peptídica, mas com o grupo E-amino 
de um resíduo de lisina da proteína a ser degradada. Após esta ligação, outras moléculas 
de ubiquitina se ligam à proteína. Neste ponto a proteína está ubiquitinada e destinada à 
degradação. A proteína interage com um grande complexo proteolítico, o proteassomo, 
capaz de hidrolisar suas ligações peptídicas. 
Degradação de aminoácidos 
A degradação de aminoácidos segue um padrão, apesar de ocorrer por vias diferentes: 
primeiro o aminoácido é desaminado, e a cadeia carbônica restante é convertida em 
compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídios. 
Remoção do grupo amino: o grupo amino é retirado pela aminotranferase e transferido 
para a-cetoglutarato, formando um a-cetoácido e glutamato. Essa reação usa como 
coenzima o PLP (piridoxal fosfato), que é derivada da vitamina B6. Podem reagir 
também com oxaloacetato, formando aspartato (nos músculos). 
 
Numa segunda etapa, o glutamato pode seguir dois cainhos: uma desaminação (1) ou 
uma transaminação (2). 
 Na desaminação, o glutamato libera seu grupo amino como Nh3, que se converte em 
NH4+ e vai para o ciclo da uréia. Esta reação ocorre principalmente no fígado e utiliza 
NAD+ ou NAP+ como coenzima. Essa enzima é específica para o glutamato, portanto, 
para que o grupo amino seja liberado na forma de uréia, o composto deve antes ser 
convertido a glutamato no fígado. 
 Na transaminação, o glutamato reage com oxaloacetato, formando aspartato e a-
cetoglutararo. 
 
Com essas duas vias, a maioria dos compostos aminoácidos é convertida para dois 
produtos: NH4+ e aspartato, ambos relacionados ao ciclo da uréia. 
Ciclo da uréia 
 
A síntese da uréia se inicia na matriz mitocondrial, com a formação de carbamoil-
fosfato a partir de amônio e bicarbonato, consumindo ATP. Ainda na mitocôndria, o 
carbamoil-fosfato se condensa com ornitina, formando citrulina, que é capaz de 
atravessar a membrana mitocondrial para o citossol. Lá, a citrulina reage com aspartato, 
formando agininossuccinato, que se divide em fumarato (que é liberado para o ciclo de 
Krebs) e arginina. A arginina é hidrolisada, produzindo uréia e regenerando a ornitina. 
No cômputo geral, há gasto apenas de 1 ATP para a síntese de uréia. 
Transporte da amônia ao fígado 
Devido à sua toxidez e por ser convertido em uréia no fígado, o NH4+ produzido nos 
outros tecidos deve ser incorporado em compostos não-tóxicos e que atravessem 
membranas com facilidade. As principais formas de transporte são glutamina e alanina. 
Glutamina: é sintetizada a partir de NH4+ , glutamato e ATP, numa reação catalisada 
pela glutamina sintetase. Uma vez no fígado, a glutamina é hidrolisada pela 
glutaminase, liberando NH4+. 
Alanina: o grupo amino dos aminoácidos é doado para piruvato por transaminação. A 
alanina, no fígado, é convertida em glutamato. 
Degradação da cadeia carbônica 
Quando se remove o grupo amino do aminoácido, sobra a cadeia carbônica, na forma de 
a-cetoácido. Estas podem ser degradadas a piruvato, intermediários de krebs 
(glicogênicos), acetil-CoA ou acetoacetato (cetogênicos). 
Síntese de aminoácidos 
Aminoácidos essenciais: aqueles que precisam ser obtidos pela dieta porque não são 
sintetizados pelo organismo. 
Aminoácidos não-essenciais: aqueles que podem ser sintetizados a partir dos 
aminoácidos essenciais. 
Nos mamíferos, o nitrogênio dos aminoácidos não essenciais provém de glutamato e 
glutamina. 
Grupo 01: glutamato, glutamina, prolina e arginina: O a-cetoácido deste grupo 
provém de a-cetoglutarato. 
Grupo 02: aspartato e asparagina: o esqueleto de carbono provém do oxaloacetato, e 
o grupo amino de transaminação. 
Grupo 03: alanina: formada por transaminação entre piruvato e glutamato. 
Grupo 04: serina, glicina e cisteína: origina-se de 3-fosfoglicerato. 
Grupo 05: tirosina: origina-se de hidroxilação de fenilalanina. 
 
Síntese de acidos graxos e triacilglicerol 
A síntese de ácidos graxos ocorre no citoplasma das células adiposas onde 
se acham agrupadas as enzimas correspondentes (complexo enzimático). 
 
 
 Os ácidos graxos são sintetizados a partir da reunião de moléculas de 
acetil-CoA citossólico (molécula precursora). 
 A síntese de ácidos graxos consiste na união sequencial de unidades de 
dois carbonos: a primeira unidade é proviniente de acetil-CoA, e todas as 
subsequentes, de malonil-CoA, formada pela carboxilação de acetil-CoA. Esta 
reação é catalisada pela acetil-CoA carboxilase que tem como grupo prostético 
a biotina. 
 
 
 
 
- A primeira etapa da síntese de ácido graxo é o transporte de acetil-CoA para o 
citoplasma. 
 
 
Síntese de ácido graxo 
 
 
 
 
 
 
Síntese de triacilglicerois (TG) 
 
Os ácidos graxos sintetizados na via anterior, deverão combinar-se (através de 
uma esterificação) com o glicerol a fim de produzir os triacilgliceróis 
armazenáveis. 
 
Para isto o glicerol deve ser ativado até glicerofosfato por transferência de um 
grupo fosfato (P) do ATP. 
 
Via de produção de glicerol-fosfato no fígado e tecido adiposo. 
 
 
Os ácidos graxos são armazenados no nosso organismo na forma de 
triacilglicerol (TG) e servem como principal reserva de energia. A seguir a via de 
formação de Triacilglicerol. 
 
 
Integração metabólica 
Primeiramente, o metabolismo refere-se de grosso modo à síntese (anabolismo), à degradação 
(catabolismo) e à transformação de proteínas, ácidos gordos e hidratos de carbono 
(HALPERN, 1997). 
Chama-se metabolismo, num sentido lato, ao conjunto de reacções químicas que ocorrem nas 
células, e que lhe permitem manter-se viva, crescer e dividir-se. Classicamente, divide-se o 
metabolismo em: 
Catabolismo - obtenção de energia e poder redutor a partir dos nutrientes. Anabolismo - 
produção de novos componentescelulares, em processos que geralmente utilizam a energia e 
o poder redutor obtidos pelo catabolismo de nutrientes (HALPERN, 1997). 
Em humanos, as vias metabólicas mais importantes são a Glucólise onde ocorre a oxidação da 
glucose obtendo-se desta forma ATP; o Ciclo de Krebs sendo a acetil-CoA oxidada para 
obtenção de energia; na Fosforilação Oxidativa são eliminados os electrões libertados na 
oxidação da glucose e do acetil-CoA. Grande parte da energia libertada neste processo pode 
ser armazenada na célula sob a forma de ATP. Aquando da via das pentose-fosfato processa-
se a síntese de pentoses, obtendo-se também o poder redutor para reacções anabólicas. O 
Ciclo da Ureia contribui para a eliminação de NH4+ sob formas menos tóxicas. Na b-oxidação 
dos ácidos gordos ocorre a transformação de ácidos gordos em acetil-CoA. Finalmente na 
Glucogénese produz-se a glucose a partir de moléculas mais pequenas (HALPERN, 1997). 
As diversas vias metabólicas relacionam-se entre si de forma complexa, de modo a permitir 
uma regulação adequada. Este relacionamento envolve a regulação enzimática de cada uma 
das vias, o perfil metabólico característico de cada órgão e controlo hormonal (HALPERN, 
1997). 
Integração Metabólica 
O equilíbrio das nossas reacções químicas é dinâmico, ou seja, adapta-se às variações do 
meio externo dentro de um intervalo, de modo a que as células funcionem bem ainda que as 
concentrações não sejam sempre exactamente as mesmas. O objectivo final das células é 
produzir energia e manter-se vivas, havendo várias vias metabólicas responsáveis por esta 
finalidade, para além da preferencial (HALPERN, 1997). 
A integração metabólica é a integração das várias vias metabólicas e o seu funcionamento 
conjunto para o funcionamento da célula em questão. As inter-relações entre os diferentes 
tipos de compostos são numerosas e deve considerar-se todo o metabolismo celular como um 
conjunto de reacções harmoniosamente integradas.