7. METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

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Introdução
Para manterem-se vivos e desempenharem
diversas funções biológicas, os seres vivos
necessitam continuamente de ENERGIA
• Seres humanos são quimiotróficos – obtém
energia oxidando compostos encontrados no
meio ambiente
• Substâncias orgânicas: carboidratos, lipídeos e
proteínas
As moléculas de nutrientes têm energia 
associada com os elétrons que formam as 
ligações entre seus átomos
Introdução
• Nutrientes providos da alimentação são
oxidados e perdem prótons e elétrons (átomos
de H)
• A energia derivada desta oxidação é utilizada
para sintetizar um composto rico em energia
ATP
Introdução
• ATP (adenosina trifosfato) - possui ligações de
alta energia
• Energia química armazenada no ATP é utilizada
em processos de síntese, contração muscular,
condução de estímulos nervosos e transporte
de nutrientes pelas membranas
ATP = ADP + P
Metabolismo dos carboidratos
• Os carboidratos são as principais moléculas de
obtenção de energia
• Glicose é o carboidrato fornecedor de energia
mais comum
• Ingerida na dieta sob forma de amido,
sacarose e lactose
Metabolismo dos carboidratos
• Para obterem ATP a partir da glicose, todas as
células promovem sua oxidação parcial a
piruvato
• Ocorre através de uma sequência de reações
denominada GLICÓLISE
GLICÓLISE – oxidação da glicose a piruvato
• Via Ebden-Meyerhof – presente em todos os
seres vivos
• Enzimas (desidrogenases) catalisam a quebra
da glicose no citoplasma
Coenzima NAD+ – nicotinamida adenina 
dinucleotídeo – transferência de 1 átomo de H e 
se reduz a NADH
Glicose (6C)
Etapa preparatória 
(gasto de 2 ATP)
Gliceraldeído-3-fosfato
(3C)
Etapa de recuperação de 
energia 
(produz 4 ATP e 2 NADH)
Gliceraldeído-
3-fosfato
(3C)
Ácido pirúvico 
ou piruvato
Glicose (6C)
Etapa preparatória 
Gliceraldeído-3-fosfato
(3C)
Gliceraldeído-3-fosfato 
(3C)
ADPADP
Etapa de recuperação de energia
Gliceraldeído-3-fosfato
(3C)
Ácido pirúvico
(3C)
2 NAD+
2 NADH
4 ADP
4 
2 X
2 X
1ª etapa: -2 ATP
2ª etapa: +4 ATP
Saldo final: 2 ATP
A glicólise acontece no citoplasma celular e 
independe da presença de O2
2 NADH
• Em condições de aerobiose o piruvato
continua sendo oxidado para maior produção
de energia – Respiração celular
• Respiração celular compreende o Ciclo de
Krebs e a Cadeia respiratória (na
mitocondria) onde o aceptor final de elétrons
é o O2
• Em condições de redução de O2 a respiração
celular fica limitada e ocorre a fermentação
Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico
• Homenagem ao bioquímico alemão Hans 
Krebs (1937)
• Acontece dentro da mitocôndria (matriz
mitocondrial) e dá início ao processo de
respiração celular
• O ácido pirúvico não pode entrar diretamente
no ciclo de Krebs
Glicólise
Ciclo de 
Krebs
Em um passo preparatório, dentro da
mitocôndria, piruvato perde uma molécula de
CO2 (descarboxilação) e se torna um composto
de 2 carbonos (grupo acetil)
Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico
• Acetil-CoA é a principal molécula precursora
da síntese do ATP
• Responsável por iniciar o principal grupo de
reações bioquímicas que desencadearão a
síntese de ATP
• Pode ser fornecida por carboibratos,
triacilgliceróis, e glicogênio
O ciclo de Krebs é uma série de reações
bioquímicas na qual uma grande quantidade da
energia química armazenada na acetil-CoA é
liberada por etapas
Coenzima NAD+ – nicotinamida adenina 
dinucleotídeo – transferência de 1 átomo de H e 
se reduz a NADH
Coenzima FAD – flavina adenina dinucleotídeo –
transferência de 2 átomos de H e se reduz a 
FADH2
Ciclo de Krebs
Acetil-CoA (2C)
Ácido oxaloacético
(4C)
CoA
Ácido cítrico (6C)
3 NAD+
3 NADH
2 CO2
ADP + P
FAD
FADH2
Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico
Até o ciclo de Krebs são produzidos 4 ATP a nível
de substrato e algumas coenzimas são reduzidas
contendo prótons e elétrons com energia
potencial para formação de ATP na cadeia
respiratória
Da glicólise até o ciclo de Krebs a glicose é
totalmente oxidada a CO2 que é o resíduo
expelido pelos pulmões
2 ATP (2 moléculas de acetil-CoA)
6 NADH (2 moléculas de acetil-CoA)
2 FADH2 (2 moléculas de acetil-CoA)
NADH e FADH2 fornecerão energia para 
produção de ATP na proxima etapa da 
respiração celular – cadeia respiratória
2 NADH formação do aceti-Coa
Cadeia respiratória
• Ocorre na membrana interna da mitocôndria
• NADH e FADH2 são agora oxidados (perdem
prótons e elétrons do átomo de H) e liberados
para a glicólise e ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
• Os elétrons liberados passam por uma cadeia de
moléculas carreadoras liberando energia (cadeia
de transporte de elétrons)
• No final esses elétrons são captados pelo O2
• Sequência de moléculas carreadoras contidas
em complexos (I, II, III e IV) são capazes de
realizar oxidação e redução
• Enquanto os elétrons passam ao longo da
cadeia ocorre liberação gradual de energia
que é utilizada conduzir geração
quimiosmótica de ATP
• Moléculas carreadoras da cadeia respiratória:
Flavoproteínas (FMN), citocromos (cit b, cit
c1, cit c, cit a, cit a3, ubiquinonas (coenzima Q)
A estratégia utilizada pelas células consiste em
utilizar a energia contida nas coenzimas reduzidas
em um gradiente de prótons e utilizar esse
gradiente para promover síntese de ATP
Mecanismo quimiosmótico de geração de ATP
Resultado energético final
Glicólise
2 ATP
2 NADH
Ciclo de Krebs
2 ATP
2 NADH
6 NADH
2 FADH2
Cadeia respiratória
Cada NADH produz 3 ATP
Cada FADH2 produz 2 ATP
+ =
4 ATP
10 NADH
2 FADH2
4 ATP
30 ATP
4 ATP
Total= 38 ATP
Fermentação
• Exercida por hemácias (não possuem
mitocôndria), fibras musculares de contração
rápida e fibras musculares em geral quando
submetidas a esforço intenso
Fermentação
• Nos humanos o piruvato é convertido em
ácido lático (lactato)
• Excesso de ácido lático causa cãibras
Saccharomyces 
cerevisiae