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03/09/2014
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METABOLISMO 
DOS 
CARBOIDRATOS
apobarbosa@gmail.com
UNIP – UNIVERSIDADES PAULISTA
Disciplina de Fisiologia
Prof. Ana Paula Barbosa Nunes 
Taxa de transferência de energia dentro dos 
músculos ativos modifica de acordo coma solicitação
↑ 4 vezes
↑ 120 vezes
Energia contidas nos 
alimentos não pode ser 
transferida diretamente para 
os processos biológicos
Armazenamos este potencial 
energético contido nos 
alimentos
em locais e 
compartilhamentos
acionamento
↓
Necessidade de síntese
Transferência de energia no corpo
 Dinâmica de energia humana → envolve 
transferência de energia por intermédio de 
ligações químicas
 A energia potencial contida nas ligações de 
carboidratos, das gorduras e das proteínas é 
liberada por etapas em pequenas quantidades 
quando as ligações são desfeitas
Transferência de energia no corpo
 O organismo mantém o seu fornecimento 
contínuo de energia com o ATP 
 Molécula carreadora de energia livre
 A energia proveniente dos macro nutrientes é 
recolhida e conduzida através do ATP (Trifosfato 
de Adenosina) → acionar todos os processos 
biológicos
Papel receptor- doador de energia do ATP
 2 principais atividades transformadoras de 
energia de célula
1. Extrair a energia potencial do alimento e 
conservá-la dentro das ligações do ATP
2. Extrair e transferir a energia química contida 
no ATP para acionar o trabalho biológico
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ATP + H2O → ADP + Pi - ΔG 7,3 Kcal/mol
( 90g)
Átomos de fósforo 
e oxigênio
ATPase
A reação cliva a ligação fosfato mais extrema para liberar um íon fosfato (fosfato 
inorgânico) + energia livre → energia disponível para o trabalho 
ATP + H2O ADP + Pi - ∆G 7,3 Kcal/mol 
A energia liberada na hidrólise do ATP 
→aciona todas as formas de trabalho biológico
ATP → “moeda corrente de energia”
ex: estimula locais específicos sobre os elementos contráteis para ativarem os motores 
moleculares que vão acionar o encurtamento das fibras musculares 
ATPase
ATP + H2O ADP + Pi - ∆G 7,3 Kcal/mol 
ATPase
Hidrólise da molécula de ATP ocorre sem a presença de O 2
Gera energia rapidamente (fontes anaeróbias intramuscular)
 Qualquer movimento corporal pode acontecer imediatamente sem 
consumir oxigênio
• corrida rápida para pegar um ônibus
• bloqueio de voleibol
• realização de flexão e extensão
• prender a respiração num pique de natação
O corpo mantém um 
fornecimento 
contínuo de ATP 
através de diferentes 
vias metabólicas
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VIAS METABÓLICAS UTILIZADAS DURANTE O EXERCÍCIO Vias Metabólicas de síntese de ATP
Citosólicas
Anaeróbias
Lática Alática
Glicólise ATP
Anaeróbia Pcr
Mitocondrial
Aeróbia
ATP ( 90g)
-Quantidade armazenada pequena
= 20,2 mmol/Kg 
→Poucos segundos de contração
-Salto em altura
-Arremesso de dardo
-Tacada de Golfe
-REVERSÍVEL
Anaeróbio Alático
ATP + H2O ADP + Pi - ∆G 7,3 Kcal/mol 
ATPase
FOSFOCREATINA - Fosfato de Creatina → PCr
•para superar a limitação de ATP 
→ continua uma síntese ininterrupta 
– parte dessa energia vem da cisão anaeróbia 
PCr (fosfocreatina)
• Armazenamento →4 a 5x maior de ATP
Produção máxima de energia em cerca de 10 seg
Cr + ADP Cr + ATP
Anaeróbio Alático
Como tem mais energia livre da sua hidrólise → aciona a fosforilação de ADP para ATP
Creatina cinase
FOSFOCREATINA - PCr
Transferência de energia 
anaeróbia
Glicólise anaeróbia
Glicogênio muscular
O esforço máximo passar de 
10 segundos
A energia para ressíntese
contínua de ATP terá que 
provir do catabolismo menos 
rápido dos macronutrientes
armazenados 
CARBOIDRATOS
Os carboidratos são as fontes universais de energia 
para as células animais e vegetais. A glicose é o 
carboidrato mais importante
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polissacarídios
animal: glicogênio
• pessoa bem nutrida / 80 kg/ 
armazena 500 g de carboidrato
Cada grama de glicose = 4 Kcal
500 g = 1.500 a 2.000 Kcal de energia 
(corrida de 20 milhas em alta intensidade)
Sintetizado a partir da glicose – glicogênese (enzima glicogênio sintase)
CARBOIDRATOS
GLUT-4
Citoplasma
Receptor
de insulina
Glicose
Insulina
GLUT-4
Metabolismo de Carboidratos durante o Repouso 
 Estoques de glicogênio muscular são preservados para o uso durante 
a atividade muscular esquelética
 Os estoques de glicogênio hepático são responsáveis de manter a 
glicemia entre as refeições
Cérebro
SNC 
células sanguíneas e rins
Metabolismo dos Carboidratos
 Vias catabólicas:
1. Glicólise aeróbica (piruvato)
2. Glicólise anaeróbica (ácido lático)
 Vias anabólicas:
1. Glicogênese (glicose → Glicogênio)
2. Ciclo das pentoses (Glicose → Ribose-5-fosfato)
3. Cadeia respiratórias (NADH2 e FADH2 → ATP)
4. Gliconeogênese (não carboidratos → Glicose)
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 ADP: Adenosina difosfato
 Função: Aceptor de fosfato inorgânico (Pi)
 NAD: Nicotinamida-adenina dinucleotídeo
 Função: transportador de hidrogênio
 FAD: Flavina adenina dinucleotídeo
 Função: transportador de hidrogênio
Moléculas Transportadoras
Glicólise
oxidação da molécula de glicose, formando duas 
moléculas de ATP e liberando duas moléculas de 
ácido pirúvico.
 Fase de investimento energético
2 ATP + C6H12O6 → 2 gliceraldeido – 3 –fosfato
 Fase de geração de energia
2 gliceraldeido – 3 – fosfato → 2 NADH2 ; 4 ATP ;
2 piruvatos
• Saldo energético = 2 ATPs
Catabolismo de Carboidratos
Catabolismo de Carboidratos
Ciclo de Krebs
 Sinônimos: Ciclo de ácidos tricarboxílicos
Ciclo de ácido cítrico
Ciclo de Krebs
 Conceito: via catabólica de oxidação total 
da glicose a CO2 e H2O, com liberação de 
energia
 Só ocorre em condições aeróbicas 
 Ocorre na matriz mitocondrial
Ciclo de Krebs
Etapas enzimáticas enzimas
1. Síntese de citrato 1. Citrato sintase
2. Conversão de citrato a isocitrato 2. Aconitase
3. Oxidação descarboxilativa do Isocitrato a ἀ-
Cetoglutarado
3- isocitrato descarboxilase
4. Oxidação descarboxilativa do ἀ-
Cetoglutarado a SuccinilCoA
4. ἀ cetoglutamato desidrogenase
5. Hidrólise do SuccinilCoA a Succinato 5. Succinil CoA sintetase
6. Oxidação do Succinato a Fumarato 6. Succinato desidrogenase
7. Hidratação do Fumarato a Malato 7. Fumarase
8. Oxidação do Malato a Oxaloacetato, que 
inicia um novo ciclo
8. Malato desidrogenase
Cadeia de transporte de 
elétrons
 Ocorre nas cristas mitocondriais
 Também chamado de fosforilação 
oxidativa
 Sistema de transferência de 
elétrons provenientes do NADH e 
FADH2
 O2 serve como aceptor da H+ que 
são carreados pelas moléculas de 
NADH e FADH2
Catabolismo de Carboidratos
Cadeia de transporte de elétrons
Os elétrons são passados de molécula 
para molécula nas cristas mitocondriais 
chamados CITOCROMOS
O elétron ¨pula” de um convertida em 
ATPcitocromo para outro até chegar no 
O2, ocorrendo liberação de energia 
• Saldo energético total = 38 ATPs
Catabolismo de Carboidratos
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Resumo do Saldo em ATP
Etapa Saldo em ATP
Glicólise 2
Ciclo de Krebs 2
Cadeia respiratória 32 ou 34 
Total 36 ou 38 ATPs
Vias metabólicas
 Glicólise– oxidação da glicose para obter ATP
Oxidação→ transferência de átomos de oxigênio, de hidrogênio ou elétron. 
 Ciclo de Krebs – oxidação do acetil-CoA para obter 
energia
 Fosfolilação oxidativa –síntese de ATP à partir da 
energia liberada pelo transporte de elétrons na 
cadeia respiratória 
Gl
Ciclo de Krebs
 Sinônimos – ciclo dos ácidos tricarboxílicos, 
ciclo do ácido cítricoou cliclo de Krebs 
 Conceito– via catabólica cíclica de oxidação 
total da glicose a Co2 e H2O, com liberação de 
energia
 Só ocorre em condições aeróbicas
 Ocorre na matriz mitocondrial
Glicogênese
 fígado armazena glicogênio para enviar glicose pelo 
sangue aos outros tecidos, quando necessário;
 Ocorre em todos os tecidos, de forma mais 
proeminente no fígado e músculo;
 O fígado armazena para consumo próprio, só utiliza 
durante o exercício quando há necessidade de 
energia rápida
Vias metabólicas
 Gliconeogênese- síntese de glicose à partir de 
moléculas menores
 Glicogenólise – conversão de glicogênio em glicose
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Via das Pentoses
 Via alternativa de oxidação de glicose-6-fosfato, leva 
a produção de: Ribose – fosfato, CO2 e NADPH
 Produção de pentose para produção de 
nucleotídeos (DNA e RNA)
 Via citoplasmática, anaeróbia e ocorre no fígado, 
glândulas mamárias, tecido adiposo e hemácias
Glicólise anaeróbia
 Degradação da glicose sem O2, tendo 
como produto final o ácido lático; 
 via mais rápida que a glicólise 
anaeróbia sendo utilizada quando 
exercícios vigorosos são realizados;
 Quando uma molécula de glicose é 
degradada anaerobiamente o 
piruvato se transforma em lactato.
Manipulação Dietética 
Reservas de Glicogênio e Endurance – Biópsia por agulha
6 indivíduos – conteúdo de glicogênio no quadríceps femural
1. 0,63 g/ 100g (músculo úmido) 
2. 1,75 g/ 100g (músculo úmido) 
3. 3, 75 g/ 100g (músculo úmido) 
1 - 5% carboidrato
2. 50% carboidrato
3. 82% carboidrato
Equilíbrio energético 
Otimiza o desempenho físico
Ajuda a manter a massa corporal magra
Responsividade ao treinamento
Função imune
Função reprodutiva
INGESTÃO ADEQUADA
Antes do exercício 
Ingestão de açúcares simples → acelera depleção de glicogênio
Frutose → absorvida mais lentamente → menor resposta insulínica
INGESTÃO ADEQUADA
Durante o exercício – melhora desempenho físico e mental
Retarda a fadiga e reduz dano muscular (4:1 de carboidrato para 
proteína)
Poupa o glicogênio muscular 
(principalmente nas fibras tipo I de contração lenta)
Mantém um nível sanguíneo de glicose mais apropriado 
 nutriente energético prontamente disponível para os 
músculos ativos durante o exercício intenso
Pouco benefício → durante exercício de baixa intensidade
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Reabastecimento das reservas de glicogênio
Alimento com taxação de índice glicêmico de moderado a alto 
após exercício prolongado
Dieta com 75% de carboidratos (21 kcal por kg de massa 
corporal) durante as próximas 5 horas → recupera o desempenho
anaeróbio até quase os valores basais
Dieta com 45% de carboidrato → não ocorria qualquer melhora
Estratégia – consumir cerca de 50 a 75 g de carboidrato com 
índice glicêmico de alto a moderado a cada 2 horas até alcançar 
500 a 700 g (7 a 10 g pror Kg de massa corporal)