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BIOQUÍMICA - METABOLISMO Profª Ursula Raquel do C. F. da Silva. METABOLISMO METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS 2 ATP METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Influência Hormonal Insulina: hipoglicemiante Glucagon : hiperglicemiante METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS 7 Metabolismo dos Carboidratos Via Glicolítica ou Glicólise Catabolismo da glicose Via central do metabolismo dos carboidratos, ocorrendo em todos os tecidos em condições aeróbias e anaeróbias Ocorre no citoplasma Pode ser dividida em aeróbica ou anaeróbica METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS 8 METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Glicólise Aeróbica Série de dez reações em que a GLICOSE é convertida em 2 moléculas de PIRUVATO, na oferta adequada de O2 Local: CITOPLASMA Influência hormonal – Insulina e Glucagon METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS 9 GLICÓLISE AERÓBICA Presença de O2 => piruvato entra na mitocôndria e converte-se em acetil-CoA que entra no ciclo de Krebs produzindo 36 ATPs Respiração celular METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Produtora de energia emergencial, se a quantidade de O2 disponível for fator limitante (hipóxia ou anóxia); Piruvato permanece no citoplasma da célula e converte-se em lactato / etanol / ácido acético produzindo 2 ATP. Fermentação (alcoólica, lática ou acética) EXEMPLO: No músculo esquelético em atividade sustentada, o fornecimento de energia se dá pela via glicolítica com formação de lactato. GLICÓLISE ANAERÓBICA METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS DESTINOS DO PIRUVATO Respiração celular Fermentação lática Fermentação alcoólica METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS A glicólise divide-se em duas etapas: 1- ETAPA DE INVESTIMENTO: - Cinco primeiras reações; - Formação de intermediários fosforilados; - Gasto de 2 ATPs (investimento); - Etapa endergônica. REAÇÕES DA VIA GLICOLÍTICA METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS A glicólise divide-se em duas etapas: 2- ETAPA DE PAGAMENTO: - Reações de produção de energia (exergônica); - Produção de 4 ATP e 2 NADH - Saldo líquido de ATP = 2 REAÇÕES DA VIA GLICOLÍTICA METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS A via glicolítica é rigidamente controlada! Três reações da glicólise são irreversíveis: - Hexoquinase ou Glicoquinase - Fosfofrutoquinase-1 Piruvato Quinase METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Sinonímia: Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo do Ácido Tricarboxílico Meta principal - oxidação de acetil CoA a CO2 e H2O. Ocorre na matriz mitocondrial Segunda etapa da respiração celular CICLO DE KREBS COMO AS CÉLULAS SINTETIZAM ATP ? - Na terceira etapa da respiração celular: CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS ou FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA - SINTETIZAM ATP ÀS CUSTAS DA OXIDAÇÃO DE COENZIMAS – NADH E FADH2 Ações hormonais no metabolismo do Glicogênio Insulina Glucagon COMPONENTES DA CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS Para cada molécula de glicose, a respiração celular pode determinar a produção de até 36 ATP. Glicólise: 2 NADH 4 ATP Descarboxilação do piruvato: 2 NADH Ciclo de Krebs: 6 NADH 2 FADH2 2 ATP METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS METABOLISMO DO GLICOGÊNIO Glicogênese X Glicogenólise - Definição - OBTENÇÃO DE GLICOSE: dieta degradação do glicogênio (glicogenólise) gliconeogênese - Importância / Objetivos Locais: - FÍGADO - MÚSCULOS ESTRUTURA DO GLICOGÊNIO POLISSACARÍDEO DE CADEIA RAMIFICADA COMPOSTO EXCLUSIVAMENTE POR MOLÉCULAS DE GLICOSE. LIGAÇÕES GLICOSÍDICAS 1,4. LIGAÇÕES GLICOSÍDICAS 1,6. GLICOGENÓLISE DEFINIÇÃO: Rota metabólica onde ocorre a degradação da molécula do glicogênio. - IMPORTÂNCIA: Hepática – manutenção da glicemia nos períodos iniciais de jejum Muscular – geração de glicose para ser utilizada apenas pelas células musculares ATENÇÃO! FÍGADO – sintetiza a enzima glicose 6-fosfatase MÚSCULOS – NÃO sintetizam a enzima glicose 6-fosfatase NÃO AUXILIAM NA MANUTENÇÃO DA GLICEMIA NOS PERÍODOS INICIAIS DE JEJUM ATENÇÃO: Doenças de depósito de glicogênio: são um grupo de doenças genéticas que resultam de um defeito em uma enzima necessária a síntese ou degradação do glicogênio. GLICONEOGÊNESE Definição Gliconeogênese é importante quando: Jejum prolongado Consumo inadequado de Carboidratos Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins e epitélio intestinal. Inicia-se nas mitocôndrias e completa-se no citoplasma. Três reações da glicólise são essencialmente IRREVERSÍVEIS, por este motivo a gliconeogênese NÃO é exatamente o inverso da glicólise! Hexoquinase Fosfofrutoquinase Piruvato quinase. Precursores não-glicídicos São transformados em piruvato ou entram na via na forma de intermediários do Ciclo de Krebs (oxaloacetato) e diidroacetona fosfato (glicólise) PRECURSORES DA GLICONEOGÊNESE Lactato liberado pelo músculo ativo é convertido em glicose no fígado, jogada na circulação e captada pelo músculo, que novamente a transforma em lactato e assim por diante. METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Degradação proteica no jejum - Os aminoácidos são provenientes da degradação de proteínas endógenas, principalmente as musculares, durante o jejum. - Os aminoácidos após a desaminação, realizada por enzimas transaminases (por ex.: TGP e TGO), geram esqueletos carbonados e amina. - A partir dos esqueletos carbonados, os aminoácidos podem ingressar na gliconeogênese a partir de intermediários do ciclo de Krebs, ou através de piruvato , sendo tais aminoácidos denominados glicogênicos. METABOLISMO DAS PROTEÍNAS METABOLISMO DAS PROTEÍNAS A DEGRADAÇÃO PROTÉICA OCORRE HABITUALMENTE: MANUTENÇÃO DA GLICEMIA DURANTE JEJUM NOTURNO - RESERVA DE CARBOIDRATOS É PEQUENA Mamíferos Ácidos graxos Glicose Acetil-CoA não se converte em piruvato METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Com a oxidação dos aminoácidos ocorre uma grande produção de amônia, a qual é altamente tóxica e não deve ser lançada na corrente sanguínea, sendo assim o fígado é o responsável pela conversão de amônia em ureia, a qual apesar de tóxica é menos agressiva que a amônia. A conversão de amônia em ureia pelo fígado envolve várias etapas enzimáticas e denomina-se ciclo da ureia. Os mamíferos eliminam a ureia através da filtração glomerular renal e são denominados “ureotélicos”. Ainda existem os animais amoniotélicos e os uricotélicos. Amoniotélicos – eliminam amônia como produto final da desaminação dos aminoácidos. Uricotélicos – eliminam ácido úrico. METABOLISMO DAS PROTEÍNAS METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Amônia Tóxica – SNC - funções neurais alteradas, confusão mental, desorientação, alucinação, ataque epilético, convulsões, coma Solúvel em água Excreção urinária - O que deve ocorrer com a amônia liberada na degradação proteica ? Fígado - A amônia deve ser convertida em ureia (forma menos tóxica) para ser excretada pelos rins. - Ocorre parte no citoplasma e parte na mitocôndria do hepatócito METABOLISMO DAS PROTEÍNAS Degradação de Gorduras – LIPÓLISE As gorduras estão concentradas nos adipócitos. Triacilgliceróis Ácidos Graxos + Glicerol LIPASES Os ácidos graxos e o glicerol são liberados pela corrente sanguínea e são absorvidos por outras células (principalmente hepatócitos) O glicerol é convertido em gliceraldeído- 3 P, que é processado pela glicólise ou gliconeogênese. Os ácidos graxos são oxidados a Acetil CoA que pode seguir o Ciclo de Krebs ou ser convertido em corpos cetônicos. METABOLISMO LIPÍDICO METABOLISMO LIPÍDICO METABOLISMO LIPÍDICO Na célula hepática, os ácidos graxos (de cadeia longa) são ativados para formar Acil-CoA (membrana mitocondrial externa) Em seguida, são transportados para dentro da mitocôndria por um carreador – CARNITINA Na mitocôndria ocorre a oxidação até Acetil-CoA Metabolismo dos Ácidos Graxos METABOLISMO LIPÍDICO METABOLISMO LIPÍDICO Degradação dos triglicerídeos METABOLISMO LIPÍDICO Ácidos Graxos de Cadeia Longa Ativação Transporte Beta-oxidação METABOLISMO LIPÍDICO CETOGÊNESE Cetogênese é a produção de corpos cetônicos em resposta a níveis elevados de ácidos graxos no fígado. METABOLISMO LIPÍDICO CETOGÊNESE Importantes fontes de energia para tecidos periféricos; São solúveis em solução aquosa (não precisam de transportadores no sangue); Usados nos tecidos extra-hepáticos (inclusive cérebro); Em jejum muito prolongado, 75% das necessidades energéticas do cérebro são atendidas pelo aceto-acetato; A acetona não é utilizada pelo corpo como um combustível, ela é volátil e pode ser eliminada pela respiração (Hálito Cetônico - presença de acetona em sua respiração). METABOLISMO LIPÍDICO Oxidação de Ácidos Graxos – Matriz Mitocondrial Beta-oxidação Na beta -oxidação, os ácidos graxos originam acetil-CoA. O processo envolve 4 etapas: Desidrogenação Hidratação Oxidação Tiólise METABOLISMO LIPÍDICO LIPOGÊNESE METABOLISMO LIPÍDICO Glicose Piruvato Acetil- CoA AOA Citrato + ATP Isocitrato O ATP inibe a transformação do Citrato. METABOLISMO LIPÍDICO Citrato AOA Acetil - CoA Aspartato Colesterol Ácidos graxos Citrato Citrato Liase METABOLISMO LIPÍDICO A partir da Acetil Coa Carboxilase vamos iniciar a síntese de ácidos graxos... Acetil - CoA Ácidos Graxos C - C Acetil CoA carboxilase Colesterol Citrato Citrato Liase METABOLISMO LIPÍDICO Acetil- CoA Ácidos Graxos Colesterol Acetil CoA carboxilase C - C C - C Citrato Citrato Liase Que vai se alongando...... METABOLISMO LIPÍDICO Citrato Acetil - CoA Ácidos graxos Colesterol C - C C - C C - C C - C C - C C - C C - C Se alongando... METABOLISMO LIPÍDICO Citrato Acetil - CoA Ácidos graxos Colesterol Até formar um... AGL METABOLISMO LIPÍDICO
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