Aula 2 Catabolismo de Carboidrato

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Aula 2- Fisioterapia 
Profa Susan Michelz Beitel 
 
Metabolismo de Carboidratos 
Glicólise, Gliconeogênese e a Via das 
Pentoses Fosfato 
Introdução 
 Carboidratos são nutrientes das células para obter energia. 
 
 Glicose: 
-ocupa a posição central no metabolismo por ser rica em energia 
potencial; 
-pode ser armazenada em amido e glicogênio; 
-pode ser obtida através da quebra de polissacarídeos, 
dissacaríedos ou transformação de outros monossacarídeos. 
Ex: amido, sacarose, lactose, *celulose, frutose, maltose 
 
 Glicólise (do grego glykys, ―doce‖ ou ―açúcar‖, e lysis, 
―quebra‖ ) uma molécula de glicose C6 é degradada gerando 
duas moléculas de piruvato C3. 
 
 
 
 
Introdução 
 Durante as reações da glicólise, parte da energia livre da glicose é 
conservada na forma de ATP e NADH 
 
 A quebra glicolítica da glicose é a única fonte de energia 
metabólica em alguns tecidos e células de mamíferos 
 
 O cérebro não armazena glicose, dependendo minuto a minuto de um 
suprimento de glicose sanguínea. Uma interrupção prolongada glicêmica 
pode causar danos irreversíveis ao cérebro. 
 
amido 
Glicemia 
 É a taxa de glicose no sangue. 
 
 Varia em função da nossa alimentação e nossa atividade. 
 
 Segundo recente sugestão da Associação Americana de Diabetes, a 
glicemia normal seria de 70 a 99 mg/L. 
 
 Hiperglicemia: concentração alta de glicose sanguínea 
 
 Hipoglicemia: baixa concentração de glicose sanguínea 
Destinos da glicose 
Glicólise- 1º reação 
• Transferência de um grupo fosforil do ATP para o C6 da glicose (gasto de 1 ATP) 
• Objetivo: impedir a saída da glicose dentro da célula (bicamada lipídica apolar – 
carga negativa do P) 
Bicamada 
lipídica 
apolar 
Glicólise- 2º reação 
 Conversão de um isômero em outro (C6H12O6) 
 Objetivo: tornar a molécula mais simétrica 
Glicólise- 3º reação 
 Transferência de um P para o C1(gasto de 1 ATP) 
 Objetivo: tornar a molécula mais simétrica 
Glicólise- 4º reação 
 Divisão da frutose1,6-bifosfato em gliceraldeído3fosfato e Di-
hidroxicetonafosfato 
Glicólise- 5º reação 
 A Di=hidroxicetonafosfato é transformada em Gliceraldeído 3-fosfato, pois 
é ele quem da continuidade à glicólise. 
 Reações acontecem 2 x (uma para cada Gliceraldeído 3-fosfato) 
Glicólise- 5º reação 
 Dihidroxicetonafosfato convertida em Gliceraldeído 3-fosfasto 
(moléculas isômeras) 
Glicólise- 6º reação 
 Um Pi (fosfato inorgânico) é adicionado no C1 da molécula 
de Gliceraldeído 3-fosfato. 
 Essa reação é realizada em dois passos... 
Glicólise- 6º reação 
 1º passo: oxidação do gliceraldeído 3-fosfato (saída do H para 
o NAD+) e entrada de uma molécula de água (OH no C3) 
*quem perde H é oxidado, 
quem ganha H é reduzido. 
Glicólise- 6º reação 
 2º reação: Formação do composto intermediário (tioéster) e transferência do Pi 
formando o 1,3-bifosfoglicerato 
 Porque formar um composto intermediário? O Pi não tem energia para se ligar ao 
gliceraldeído 
 De que maneira essas duas reações acopladas permitem que esse Pi se ligue ao C? 
1º reação 
2º reação 
Gliceraldeído 
Glicólise- 6º reação 
Acoplamento e variação de energia 
∆G+ 
Gasta energia 
contida no 
composto 
intermediário 
para que ocorra 
∆G- 
Libera 
energia 
∆G- é maior que a 
do ∆G+ 
Logo: 
(∆G-)+(∆G+)=∆G- 
 
 
Glicólise- 6º reação 
Entendendo a reação de acoplamento 
 Sem reação de acoplamento: 
se isso acontecesse necessitaria 
de uma energia muito grande 
empregada na segunda reação 
 A reação de acoplamento 
acontece formando uma 
molécula intermediária que 
guarda energia para que a 
segunda reação aconteça 
Glicólise- 7º reação 
 Fosfoglicerato cinase transfere o P para um ADP formando 
um ATP e o 3-fosfoglicerato 
 * Como tudo está acontecendo em dobro o saldo é de 2 ATPs 
formados 
Glicólise- 7º reação 
 Esse P que acabou de ser transferido é aquele que deu um 
trabalho todo pra ser colocado ali... Porque isso acontece? 
6º reação 
7º reação 
Para gerar ATP 
 O Pi não tem energia suficiente para se acoplar diretamente com o ADP 
para formar ATP. 
 É necessário colocar esse Pi numa molécula que contenha energia para 
posteriormente transferi-lo. 
 Como? Oxidando o gliceraldeído e adicionado o Pi no 1,3 
bifosfoglicerato 
Analogia- Formação de ATP na Glicólise 
Molécula com energia 
(Gliceraldeido 3 fosfato) = 
Pessoa que pode indicar 
Pi =A 
Pessoa com 
potencial 
mas sem 
experiência 
ADP= Empresa que tem potencial de 
crescer com a colaboração da pessoa A 
P1 e P2 
ATP 
Glicólise- 8º reação 
 A intensão a partir de agora é retirar o P do C3 para gerar mais ATP. 
Como? 
 Transferência do P que estava no C3 para o C2, de forma a deixar esse P 
desfavorável na molécula para que possa ser retirado (repulsão de cargas 
negativas). 
Glicólise- 9º reação 
 Saída de uma molécula de H20 formando Fosfoenolpiruvato 
 Com a saída dos H do C2 ocorre uma redistribuição de elétrons 
tornando a presença no P altamente desfavorável na molécula 
Glicólise- 10º reação 
 O P sai e se combina com ADP para formar ATP e a molécula é 
transformada em Piruvato 
 Como tudo está acontecendo em dobro = 2 Piruvatos e 2 ATPs 
Resumindo 
 Investimento: nas três primeiras reações há o consumo de 2 ATPs. 
 Fase de clivagem: a frutose é clivada e Di-hidroxicetona fosfato e 
Gliceraldeido 3-fosfato. 
 Fase de geração de energia: as reações vão gerar 2 NADH e 4 
ATPs. Rendimento: 2 ATPs e 2 NADH 
 
Fase preparatória Fase de pagamento 
ENTRADA DE OUTROS CARBOIDRATOS 
NA GLICÓLISE 
 A via glicolítica 
centraliza o 
metabolismo de 
carboidratos, já que a 
glicose é o 
carboidrato mais 
abundante. 
 
 Os outros 
carboidratos 
precisam se moldar 
para se encaixar. 
Variação de energia na glicólise 
O balanço geral mostra um ganho 
líquido de ATP 
Destinos do Piruvato 
 Em condições de aerobiose: 
-glicólise o primeiro estágio da 
degradação completa da glicose 
 
 Acetil-coenzima A: formado com 
a oxidação do piruvato com 
perda de CO2 no ciclo do ácido 
cítrico. 
 
 O rendimento de ATP da 
glicólise 
-condições anaeróbias (2 ATP por 
molécula de glicose) 
-condições aeróbias (30 ou 32 ATP 
por glicose) 
Fermentação lática 
 Na glicólise em presença de O2: o NADH é reoxidado a NAD+ 
pela transferência de seus elétrons ao O2 na respiração 
mitocondrial. 
 
 Em condições de hipoxia (pouco oxigênio) – assim como no 
músculo esquelético muito ativo ou nas bactérias lácticas o NADH 
gerado pela glicólise não pode ser reoxidado pelo O2. 
 
 A falha na regeneração de NAD+ deixaria a célula carente de 
aceptor de elétrons para a oxidação de gliceraldeído-3-fosfato, e as 
reações geradoras de energia da glicólise cessariam. 
 
 Portanto, NAD+ deve ser regenerado de outra forma 
Fermentação lática 
Fermentação lática- regeneração do NAD+ 
 O lactato formado no músculo esquelético em atividade pode ser reciclado; ele é 
transportado pelo sangue até o fígado, onde é convertido em glicose (Ciclo de 
Cori). 
 
 O acúmulo do lactato nos músculos pode gerar uma hiperacidez, que causa dor e 
desconforto logo após o exercício. 
 
 
Fermentação lática- Aplicações biotecnológicas 
Indústria 
alimentícia 
Cuidados 
pessoais 
Polímeros 
8 
Impressora 3D 
9 
Fermentação alcoólica 
 1ºreação: Piruvato é descarboxilado 
 2º reação: Acetaldeído reduzido a 
etanol
 *TPP –Tiamina pirofosfato 
(coenzima) 
Leveduras 
Gliconeogênese- Glicerol 
 Molécula de triglicerídeos Glicerol + ácidos graxos 
 Glicerol pode ser utilizado para biossíntese de glicose, os 
ácidos graxos não. 
 
Gliconeogênese- Glicerol 
 Quebra de um ATP com transferência de um P para o C3 do glicerol 
 Glicerol 3-fosfato é oxidado (perde hidrogênios) e forma a 
Diidroxicetona fosfato poderá ser convertida em piruvato (glicólise) ou 
glicose (gliconeogênese) 
 
 
Precursores da Gliconeogênese 
 Os ácidos graxos formaram a Acetil-coA, que não pode ser 
transformada em glicose 
 Precursores: Glicerol, Lactato e Alanina 
Glicólise x Gliconeogênese 
 A Gliconeogênse não é o caminho inverso da Glicólise 
 Porque? Existem reações irreversíveis 
 Na Gliconeogênese são gerados desvios 
Gliconeogênese- Desvio 1 
 1º reação: 
Carboxilação do 
Piruvato (3C) 
com gasto de 1 
ATP 
 2º reação: 
Oxaloacetato 
(4C) reage com 
GTP 
(GuaninaTri-
fosfato) e forma 
Fosfoenol 
piruvato (3C) 
 
Gliconeogênese- Desvio 2 
 Retirada de um grupo P do C1 da Frutose 1,6 Bisfosfato 
Gliconeogênese- Desvio 3 
 Por uma reação de 
hidrólise o fosfato 
que estava no C6 
será retirado 
Glicólise e 
Gliconeogênese 
Oxidação da glicose pela via das 
pentoses-fosfato 
 Via de oxidação da Glicose para formar: 
- Ribose-5-Fosfato 
- Outros carboidratos de 3,4 e 7 carbonos  FASE NÃO-OXIDATIVA 
- NADPH para uso em reações biossintéticas  FASE OXIDATIVA 
 
 As células que se dividem rapidamente, como aquelas da medula óssea, 
da pele e da mucosa intestinal e tumores, utilizam a pentose ribose-5-
fosfato para fazer RNA, DNA e coenzimas. 
 
 Em outros tecidos, o doador de elétrons NADPH é necessário para as 
reduções biossintéticas. 
Via das pentoses-fosfato 
Fase oxidativa 
 Oxidação da glicose-6-fosfato 
pela glicose-6-fosfato-
desidrogenase, NADP+ é 
o aceptor de elétrons. 
 
 6-fosfogliconato sofre 
oxidação e descarboxilação 
pela 6-fosfogliconato-
desidrogenase para formar 
ribulose-5—fosfato. 
 
 A fosfopentose-
isomerase converte a 
ribulose-5-fosfato 
ao seu isômero aldose, 
ribose-5-fosfato. 
 
 
 
 
 
Via das pentoses-fosfato 
Balanço e saldo da fase oxidativa 
 Resultado líquido: 
-produção de NADPH, (agente redutor para as reações 
biossintéticas) 
-ribose-5-fosfato (precursor para a síntese de nucleotídeos) 
 
 
Via pentoses-fosfato 
Fase não oxidativa 
 Objetivo: reciclar as pentoses-fosfato a glicose-6-fosfato 
utilizando os NADPH 
 A ribulose-5-fosfato é primeiro transformada a xilulose-5- 
-fosfato. 
 
 
 
 
Via pentoses-fosfato 
Fase não oxidativa 
 No total, seis pentoses-fosfato são convertidas a cinco 
hexoses-fosfato 
 
 
 
 
Questões para estudo 
 Qual o principal objetivo da glicólise? 
 
 Em que condição ocorre a fermentação lática? Qual a 
principal função desta via? 
 
 Porque existem desvios na Gliconeogênese? Como ocorrem 
esses desvios? 
 
 Quais são os produtos finais da fase oxidativa da via das 
pentoses-fosfato e onde esses produtos serão utilizados?