Metabolismo de Carboidratos

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Metabolismo de 
Carboidratos 
Dra. Luciana Bastos Rodrigues 
Câncer e treinamento de exercício afetam a 
glicólise de modo semelhante 
 
• Hipóxia – ativação de HIF-1 – induz enzimas 
glicolíticas, GLUT 3, GLUT 4 e VEGF, facilitando glicólise 
e crescimento de vasos sanguíneos 
 Carboidratos Alimentares Glicose Glicose - 6 - fosfato 
Glicose - 1 - fosfato Glicogênio 
Glicólise 
Ácido Pirúvico 
C iclo de Krebs 
Cadeia respiratória 
Produç ão de CO 
2 
 
H 2 O e 
ENERGIA (ATP) 
Glicose  Glicogênio = Glicogênese 
Glicogênio  Glicose = Glicogen ólise 
Metabolismo de Carboidratos 
Metabolismo da Glicose 
Glicogênio 
Lactato 
Glicogenólise 
Glicogênese 
Glicólise 
Gliconeogênese 
Glicose 6 Fosfato 
Glicose 1 Fosfato 
Piruvato 
Acetil CoA 
Citrato 
Ciclo de 
 Krebs 
Lipogênese 
Ciclo das 
Pentoses 
Ácidos Graxos 
Oxaloacetato Aminoácidos 
Ribose 5 Fosfato 
Glicose 
Interconversão de Oses 
Fígado 
Sangue 
Tecidos 
Glicose 
Galactose 
Frutose 
Glicose 
ATP 
CO2 
H2O 
Interconversão de Oses 
Gal 
Glic 
Frut 
Galactoquinase 
Gal-1-P 
Hexoquinase 
Glic-6-P 
Hexoquinase 
Frut-6-P 
Ciclo de Krebs(ATP,CO2,H2O) 
Glicólise 
Glic-1-P 
Glicose 
Pi 
 Ciclo das 
Pentoses 
Glicogênio 
Frut-1-P 
Fruto- 
quinase 
Metabolismo da Frutose 
Frut-6-P 
Ciclo de Krebs(ATP,CO2,H2O) 
Glicólise 
Frut-1-P 
Frutose 
P- Diidroxiacetona Gliceraldeído 
H2C
CO
H2C OH
O PO3
-2
-2
-2
-2
C
C
H2C
OHH
O PO3
H2C
CO
C
C
HHO
OHH
C
H2C
OHH
O PO3
O PO3
HO
NadoxNadred Glicerol 
ATP
ADP
CHO
C
H2C
OHH
OH
H2C OH
H2C OH
C OHH
Fosfato de Glicerol 
Glicerolfosfato 
 desidrogenase 
Glicerol 
quinase 
desidrogenase 
Gli-6-P 
Frut-1,6-BiP 
Gliceraldeído 3 P 
Destino da Frutose 1 Fosfato 
Frut 1 P Diidroxiacetona P 
Gliceraldeído 
Glicólise 
Aldolase B 
Álcool 
Desidrogenase 
Glicerol 
Triacilglicerois 
Fosfoglicerídios 
Quinase 
Metabolismo da Frutose 
Deficiência da Aldolase da Fru1P 
Acúmulo de Fru 1 P (FRUTOSEMIA) 
Depleção de Pi e ATP Fígado 
Danos às células: gradientes iônicos, 
Hepatomegalia, icterícia, hemorragia e doença 
renal 
lise osmótica 
Frut 1 P Diidroxiacetona P 
Gliceraldeído 
Aldolase B 
Metabolismo da Galactose 
Gal-1-P 
 UDPG 
Fosfogalactouridil 
transferase 
Glic-1-P 
 UDPGal 
Fosfogliceromutase 
Glic-6-P 
Glicosil-4-epimerase 
Galactosemia 
• Galactosemia: aumento de galactose 
 Deficiência hereditária de fosfogalactouridil 
transferase. 
Gal-1-P Glic-1-P 
Galactosemia 
• A galactose não é 
metabolizada. 
• Aumento da conc. intra-
hepática de Gal-1-P 
(efeito tóxico – Fígado, 
rins, cérebro e olhos). 
• Galactosúria. 
• Catarata (galactiol no 
cristalino, retenção de 
água - catarata). 
• Retardo mental. 
Diagnóstico da Galactosemia 
Determinação da atividade da 
fosfogalactouridiltransferase nas 
hemácias. 
 
Pesquisa de glicídios redutores na 
urina. 
 
Identificação de galactose na urina. 
Metabolismo do Glicogênio: 
Síntese, degradação e 
regulação 
 
 
 
- Polissacarídeo ramificado 
 
- Constitui forma de armazenamento de 
glicoses 
 
 
Glicogênio 
PRINCIPAIS ESTOQUES TECIDUAL E CELULAR DE GLICOGÊNIO: 
 
TECIDO MUSCULAR – concentra o maior volume de glicogênio tecidual 
CÉLULA HEPÁTICA – concentra o maior volume de glicogênio celular 
 
Estrutura do 
Glicogênio 
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Glycogen.png 
 
 (1-4) 
 (1-6) 
Estrutura molecular do Glicogênio 
Extremidades não 
redutoras 
1 
1 
6 
 (1-4) 
1 4 
Fonte:http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/bq16.gif 
Extremidade 
redutora 
 Vantagens de armazenamento 
 
 
- Degradação controlada aumenta a 
concentração de glicose disponível entre as 
refeições 
 
- Fonte de glicoses para o cérebro 
 
- A glicose liberada pode fornecer energia 
na ausência de oxigênio, suprimento para a 
atividade anaeróbica. 
 
ENZIMAS QUE MODULAM FLUXO DO METABOLISMO 
DE GLICOGÊNIO : 
 
 
GLICOGENÓLISE – Degradação - Glicogênio Fosforilase 
GLICOGÊNESE – Síntese - Glicogênio Sintase 
 Carboidratos Alimentares Glicose Glicose - 6 - fosfato 
Glicose - 1 - fosfato Glicogênio 
Glicólise 
Ácido Pirúvico 
C iclo de Krebs 
Cadeia respiratória 
Produção de ATP 
Destinos da glicose 6 fosfato 
Via das pentoses 
 ELUCIDAÇÃO DO 
METABOLISMO DE 
GLICOGÊNIO 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Prêmio nobel, 1947 
Carl Cori, Gerty Cori 
 
Ciclo de Cori: 
 
Lactato como 
precursor de glicose 
Degradação do glicogênio: Glicogenólise 
 
 
Constituída por três etapas principais: 
 
- Liberação de glicose 1-P (glicogênio fosforilase) 
 
- Remodelagem da molécula (transferase) 
 
- Transformação de glicose 1-P em glicose 6-P 
para posterior metabolização (alfa 1,6- 
glicosidase – desramificadora) 
 
 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Glicogenólise: visão geral 
 
 Glicogênio fosforilase – Cliva seu substrato 
pela adição de ortofosfato (fosforólise) 
Glicogenólise: Primeira etapa 
Glicogênio + Pi glicose 1P + glicogênio 
 (n unidades) (n-1 unidades) 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Conversão de 
glicose 1-P em 
glicose 6-P 
Liberação de glicose - Hepatócito 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Glicogenólise: Segunda etapa 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Glicogenólise: Terceira etapa 
Enzima 
desramificadora 
Tecidos 
 Constituída por três etapas principais: 
 
- Ativação do Açúcar (UDP -glicose) 
 
- Incorporação do açúcar (glicogênio sintase) 
 
- Formação da ramificação (enzima ramificadora) 
 
Glicogênese: Síntese do glicogênio 
GLICOGÊNESE – 1ª ETAPA (Ativação do Açúcar) 
Uridina Difosfato Glicose (UDP-glicose) 
Luis Leloir, 1957 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Formação de UDP-glicose 
UDP-glicose pirofosforilase 
Glicose 1-phosphate + UTP UDP-glicose + PPi 
UDP - glicose 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Glicose 1-P UTP 
 
Gastos: 2ATPs 
GLICOGÊNESE – 2ª ETAPA (Incorporação do Açúcar) 
Glicogênio sintase 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Glicogenina 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
- Formação do “primer”inicial : Oito oses 
Ramificações: Aumenta a solubilidade da 
molécula e o número de extremidades não 
redutoras 
GLICOGÊNESE – 3ª ETAPA (Formação da ramificação) 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Enzima ramificadora 
7 glicoses 
Regulação do metabolismo do 
glicogênio 
 - Controlado por mecanismos múltiplos que se 
interconectam 
- Fosforilase do glicogênio: Interações alostéricas e 
fosforilação reversível (epinefrina, glucagon e 
insulina) 
- Regulação diferenciada no fígado e no músculo 
 
 
Fosforilase 
do músculo 
Fosforilase cinase 
ATP, glicose 
6P 
Inativa 
Ativa 
Fosforilase a 
fosfatase 
Fonte: Lehninger Principles of BiochemistryFourth Edition 
Fosforilase do fígado 
Regulação alostérica da fosforilase hepática: 
Insensível a regulação por AMP 
Sensível a níveis de glicose 
Ativa Inativa 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
AMPLIFICAÇÃO DE SINAIS 
HORMONAIS – CASCATA DE 
REGULAÇÃO PARA A 
DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Proteína ligada a GTP 
Fosfatase 1 
Glicogênio sintase 
é inativada por 
fosforilação 
 
Insulina induz a 
síntese 
Ativa Inativa 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Controle coordenado 
 
Controle 
coordenado do 
metabolismo do 
glicogênio 
Regulação hormonal coordenada 
http://diabetesunb2-2010.blogspot.com.brl 
Fonte: Lehninger Principles of Biochemistry 
Fourth Edition 
Doenças de armazenamento de glicogênio 
Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Glicogenose 
 
 
Deficiência da enzima glicose-6-
fosfatase 
 Acúmulo de glicogênio 
Dilatação do fígado, hipoglicemia, 
aumento da glicólise hepática- 
aumento de lactato e piruvato no 
sangue, atraso de desenvolvimento 
Doença de Von Gierke - (glicogenose tipo I) 
 
 Acúmulo de glicogênio em fibras musculares 
esqueléticas 
 Doença é autossômica recessiva - Falta da 
enzima fosforilase muscular 
 Manifesta na idade adulta como intolerância ao exercício 
físico intenso – Câimbras, dores fortes 
Doença de McArdle (glicogenose tipo V) 
 Conclusões 
- Glicogênio: reserva energética facilmente 
mobilizada 
- Degradação e síntese: vias diferentes 
- Fosforilase e sintase: reguladas por 
fosforilação reversível e por interações 
alostéricas 
- Epinefrina e glucagon: sinalizam 
necessidade de degradação do glicogênio 
- Insulina: estimula a síntese de glicogênio 
- Degradação e síntese do glicogênio são 
reguladas de modo recíproco