01 metabolismo de carboidratos 16

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CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
I- Prova Regimental (A1): valendo 5,0 pontos (data disponível no 
calendário acadêmico, marcada pela Cruzeiro do Sul);
II- Provas Parciais (A2): 3 provas parciais valendo 1,0 ponto cada 
em datas a serem comunicadas durante o semestre;
III- Trabalhos: no valor total de 2,0 pontos compreendendo exercícios 
em sala de aula e para casa.
* Não serão recebidos trabalhos fora da data marcada.
PLANO DE ENSINO
METABOLISMO DE 
CARBOIDRATOS
Profª. Drª. Regina H. Pires 
Carboidratos
• Composição
– São compostos ou 
moléculas orgânicas
formados por C, H, O. 
• Fórmula Geral 
CnH2nOn
Classificação 
(quanto ao número de monômeros)
• Monossacarídeos
– Açúcares Fundamentais (não necessitam de 
qualquer alteração para serem absorvidos)
– Fórmula Geral: CnH2nOn n≥ 3
– Propriedades:
• solúveis em água e insolúveis em solventes 
orgânicos
• brancos e cristalinos
• maioria com sabor doce
• estão ligados à produção energética.
Monossacarídeos
 O nome genérico do monossacarídeo é dado baseando-
se no número de carbonos (n) mais a terminação “ose”.
n = 3 (C3H6O3) trioses
n = 4 (C4H8O4) tetroses
n = 5 (C5H10O5) pentoses
n = 6 (C6H12O6) hexoses
n = 7 (C7H14O7) heptoses
MONOSSACARÍDEOS
Séries das aldoses
MONOSSACARÍDEOS
Séries das cetoses
MONOSSACARÍDEO FUNÇÃO
RIBOSE 
(PENTOSE)
ESTRUTURAL 
(RNA)
DESOXIRRIBOSE 
(PENTOSE)
ESTRUTURAL 
(DNA)
GLICOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
FRUTOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
GALACTOSE
(HEXOSE)
ENERGIA
Carboidratos
Os dissacarídeos são o resultado da ligação entre dois monossacarídeos.
Na reação de formação de um dissacarídeo há formação de uma
molécula de água, portanto se trata de uma síntese por desidratação para
cada ligação. Um dos monossacarídeos perde um hidrogênio (H) e o outro
perde a hidroxila (OH). Essa duas moléculas se unem, formando uma
molécula de água (H2O).
DISSACARÍDEOS
CICLIZAÇÃO
Os monossacárides com 5 ou mais átomos de
carbono ocorrem na forma cíclica, através da
reação entre o grupamento álcool (-OH) com o
grupamento aldeído (originando hemiacetais)
ou grupamento cetona (originando
hemicetais).
Polissacarídeos são moléculas de elevado
peso molecular, cuja unidade fundamental são
os monossacarídeos, principalmente a glicose.
Como exemplos de polissacarídeos
importantes na natureza podemos destacar o
glicogênio, a celulose e o amido.
A glicose é o principal substrato
oxidável para a maioria dos
organismos, sendo imprescindível
para algumas células e tecidos
tais como hemácias e tecido
nervoso.
Apesar da dieta humana conter
pouca glicose livre, proporções
consideráveis deste açúcar são
ingeridos sob a forma de amido,
sacarose e lactose.
METABOLISMO DA GLICOSE
a)Glicólise – transforma a glicose em duas 
moléculas de piruvato;
b)Glicogênese – forma de armazenamento 
da glicose no mamíferos (glicogênio);
c)Glicogenólise - desdobra o glicogênio em 
glicose;
d)Gliconeogênese: síntese de glicose a partir 
de precursores não carboidratos;
e)Via das pentoses-fosfato: converte a 
glicose em ribose-5-fosfato.
Nas células, a glicose é degradada ou armazenada por 
diferentes vias:
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS
A absorção dos carboidratos pelas células do intestino delgado
é realizada após hidrólise dos dissacarídeos,
oligossacarídeos e polissacarídeos em seus componentes
monossacarídeos.
As quebras ocorrem sequencialmente em diferentes
segmentos do trato gastrintestinal por reações enzimáticas:
a) amilase salivar ou ptialina que libera oligossacarídeos;
b) amilase pancreática que produz maltose e dextrinas;
c) enzimas da superfície intestinal (específicas mas em geral,
produzem glicose como principal produto).
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS
A captação de monossacarídeo do lúmen para a célula 
intestinal é efetuada por dois mecanismos:
a)TRANSPORTE PASSIVO: O movimento da glicose 
está “a favor” do gradiente de concentração.
Transporte acoplado
As moléculas de açúcar aproveitam
o ingresso de sódio e o
“acompanham” para o meio
intracelular. Esse transporte
simultâneo, ocorre com a
participação de uma proteína de
membrana “co-transportadora”
que, ao mesmo tempo em que
favorece o retorno de íons de sódio
(+) para a célula, também deixa
entrar moléculas de açúcar cuja
concentração na célula é elevada. A
energia utilizada nesse tipo de
transporte é indiretamente
proveniente da que é gerada no
transporte ativo de íons de
sódio/potássio.
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS
Após a absorção, a glicose no sangue aumenta, e as células β
das ilhotas pancreáticas secretam insulina que estimula a 
captação de glicose principalmente pelos tecidos adiposo e 
muscular.
O fígado, o cérebro e os eritrócitos, não necessitam de insulina 
para a captação de glicose por suas células.
Outros hormônios (glucagon e epinefrina) e enzimas, além de 
vários mecanismos de controle são importantes na regulação 
da glicemia.
Efeito da insulina na
absorção e
metabolismo da
glicose. A insulina
liga-se ao seu
receptor que por sua
vez sinaliza para a
translocação do
transportador Glut-4
para a membrana
plasmática e entrada
de glicose e síntese
de glicogênio.
Efeito da insulina na captação de 
glicose
https://www.youtube.com/watch?v=dQwSIW37DYY
HOMEOSTASE DA GLICOSE
A glicose, no interior da célula, será convertida em energia, em
organelas denominadas mitocôndrias (do grego mito: filamento e
chondrion: grânulo) que estão presentes no citoplasma das células
eucarióticas, sendo caracterizadas por uma série de propriedades
morfológicas, bioquímicas e funcionais. Possuem organização
estrutural e composição lipoprotéica características, e contêm um
grande número de enzimas e coenzimas que participam das reações
de transformação da energia celular.
I- GLICÓLISE
a)Glicólise
b)Ciclo de Krebs ou Ciclo do 
Ácido Cítrico
c)Cadeia Respiratória ou 
Cadeia Transportadora de 
Elétrons. 
A metabolização da glicose, em presença de oxigênio, recebe 
a denominação de respiração oxidativa ou respiração 
aeróbica. Pode ser dividida em 3 etapas:
RESPIRAÇÃO AERÓBICA 
GLICÓLISE
Em uma sequência de 10 reações enzimáticas que ocorrem no
citoplasma a glicose (6 C) será convertida em 2 moléculas de
piruvato (3 C) com produção de energia sob a forma de ATP. Esse
processo catabólico é acompanhado pela fosforilação de 2
moléculas de ADP (produzindo 2 ATP) e pela redução de 2 moléculas
de NAD (2 NADH –Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo)..
I- GLICÓLISE
De maneira geral, na glicólise as 
nossas enzimas citoplasmáticas 
quebram inicialmente a glicose 
em duas moléculas de piruvato 
ou ácido pirúvico. Conte o 
números de carbonos e oxigênios 
que você verá que continuaram 
idênticos. Porém, 4 hidrogênios 
foram liberados. E hidrogênio 
livre num meio faz o que? Isso! 
Reduz o pH deixando o meio 
mais ácido. Para isso surgem os 
"NAD's“ (Nicotinamida Adenina 
Dinucleotídeo) que são 
aceptores intermediários 
responsáveis por “pegar” os íons 
hidrogênio livres impedindo as 
variações de pH.
I- GLICÓLISE
As desidrogenases são enzimas (PROTEÍNAS –
“tesouras biológicas”) que catalisam a 
desidrogenação (retirada de Hidrogênio) de 
substratos. São específicas para cada 
substrato e encontram-se sempre associadas 
a coenzimas (moléculas auxiliares), 
transportadoras de prótons. Entre as mais 
comuns, encontram-se o NAD (Nicotinamida 
Adenina Dinucleotideo), o FAD (Flavina 
Adenina Dinucleotideo), a FMN (Flavina 
Mononucleotideo). No caso do NAD, a 
componente interveniente é a nicotinamida,assinalada em fundo amarelo na imagem, 
onde o N se encontra, na realidade, sob 
forma catiónica (+). O NAD+ é reduzido 
fixando um elétron e um átomo de 
hidrogênio.
TRANSPORTADORES DE ELETRONS
Os elétrons e os prótons resultantes da oxidação por desidrogenação
(perda ou retirada) são captados por NAD , tornando-os reduzidos
(recebem ) a NADH.
TRANSPORTADORES DE ELETRONS
O FAD, outra das coenzimas das desidrogenases, pelo contrário, é capaz de 
fixar simultaneamente dois elétrons e dois prótons: FAD + 2H ---> FADH2
TRANSPORTADORES DE ELETRONS
O PAPEL DOS FOSFATOS
A energia livre proveniente do catabolismo (degradação/ 
quebra) de substâncias é utilizada nas sínteses de novas 
moléculas e nas demais atividades celulares. Para isso, há 
a síntese de uma classe especial de compostos 
intermediários que constituem o “combustível” para tais 
reações, ou seja, efetua-se a incorporação de um resíduo 
fosforilo ( -PO3H2) o qual, nas condições próprias do meio 
celular, se encontra sob a forma aniônica (carga residual 
negativa - forma B).
O doador principal deste radical é a adenosina trifosfato ou ATP
O PAPEL DOS FOSFATOS
O ácido pirúvico sofre uma
descarboxilação (perda da
carboxila com liberação de
CO2.). Com a participação de
uma molécula complexa,
designada por Coenzima A
(CoA-SH) há uma oxidação (por
desidrogenação), resultando
acetil-coenzima A. É sob a
forma de acetil-coenzima A que
os dois carbonos restantes do
ácido pirúvico, entram no ciclo
de Krebs. Em presença de água,
forma-se ácido cítrico e libera-
se a Co A-SH.
II- CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO
A segunda fase do processo
desenvolve-se no interior da
mitocôndria. As moléculas de
ácido pirúvico penetram na
matriz mitocondrial e são
processadas, nomeadamente
por um complexo enzimático
que compreende o conhecido
Ciclo de Krebs. Basicamente,
opera-se a cisão (oxidação)
da molécula de triose em três
moléculas de dióxido de
carbono, com liberação de
elétrons e de prótons, que
são temporariamente
capturados por
transportadores específicos:
os NAD e os FAD.
II- CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO
1. partindo de uma molécula com 4 
carbonos, o ácido oxalo-acético, obtem-
se, por adição com a acetil-coenzima A, 
uma molécula com 6 carbonos, o ácido 
cítrico;
2. após uma "volta" completa, regressa-
se de novo a uma molécula com 4 
carbonos, o ácido oxalo-acético. Os dois 
carbonos foram "perdidos" sob a forma 
de CO2;
2. no contexto das diversas reações que 
compõem o Ciclo, ocorreram 4 
oxidações, das quais resultaram 3 NADH2 
e 1 FADH2;
3. entre as diversas reações do Ciclo, 
conta-se ainda com a fosforilação de um 
ADP em ATP.
II- CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO
Produz-se:
2CO2 + 3NADH + 1 FADH2
Há Consumo de 2 ATP e Produção de 4ATP
(RENDIMENTO ENERGÉTICO: 2 ATP)
NO CICLO DE KREBS:
Numa terceira fase, designada
por fosforilação oxidativa, a
membrana interna da
mitocôndria desempenha o
papel principal.
A mitocôndria possui duas
membranas limitantes: a
membrana externa e a
membrana interna. Esta última é
fortemente pregueada, pelo que
a sua superfície total é muito
superior à da membrana
externa. As referidas pregas são
comumente designadas por
cristas mitocondriais. Entre as
duas existe um espaço,
designado espaço
intermembranar. O interior da
mitocôndria encerra a matriz
mitocondrial.
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
A membrana interna da
mitocôndria possui proteínas
intrínsecas e extrínsecas. Dada a
mobilidade que lhes assiste, em
virtude da fluidez da membrana,
elas podem contactar umas com as
outras e operar as transferências
de elétrons: a cadeia respiratória.
Ao longo desta cadeia, os elétrons
deslocam-se do NADH2 ou FADH2
até ao oxigênio (aceptor final) com
uma grande variação de energia
livre. Essa energia será utilizada
para a síntese de ATP.
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Os diferentes componentes da cadeia respiratória agrupam-se em 3
complexos, na membrana interna das mitocôndrias que operam
seqüencialmente. O complexo III, ou complexo citocromo-oxidase, cede os
elétrons ao oxigênio, havendo formação de água.
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Complexo I
Complexo III
Complexo II
Sendo a membrana mitocondrial interna, impermeável aos
ions, a contínua translocação de prótons para o espaço
intermembranar, gera uma desigualdade de concentração. Os
prótons regressam à matriz através de estruturas protéicas
integradas na membrana, os ATPsomas, em cuja constituição
se encontram ATPases, isto é, enzimas que catalisam a
fosforilação de ADP em ATP. Através dos ATPsomas, a energia
inerente ao gradiente iônico é convertida em ligações fosfato.
ADP + Pi <--------------------> ATP
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Em resumo, os 10 NADH2 e os 2 FADH2 
resultantes dos catabolismos ocorridos 
no citosol (glicólise) e na mitocôndria, 
são "regenerados" pela cadeia 
respiratória. A oxidação da glicólise 
libera elétrons e prótons. O transporte 
dos elétrons através de uma cadeia de 
componentes membranares libera 
energia que é utilizada na acumulação de 
prótons no espaço intermembranar e 
também é utilizada ao nível dos 
ATPsomas, para a síntese de ATP. O 
processo completo de respiração 
aeróbica, gera 38 ATP por molécula de 
glicose, sendo que 4 provêm da glicólise 
e do Ciclo de Krebs e 34, da cadeia 
respiratória (fosforilação oxidativa).
RENDIMENTO ENERGÉTICO
GLICÓLISE
(CITOSOL)
CICLO DE KREBS
(MATRIZ MITOCONDRIAL)
CADEIA RESPIRATÓRIA
(CRISTAS MITOCONDRIAIS)
2 ATP
2 ATP
34 ATP
Total = 38 ATP a partir de 1 glicose