Aula de metabolimo energetico

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OBJETIVOS
- Conhecer as principais reservas celulares;
- Correlacionar a utilização de glicogênio a hiper e 
hipoglicemia;
- Observar as correlações clinicas do metabolismo de 
glicogênio;
- Conhecer como são sintetizadas e degradas as 
gorduras para formação de energia;
- Reconhecer o papel dos aminoácidos no ciclo da 
uréia e no fornecimento de energia.
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Retomada
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1. Definição
É um homopolissacarideo. Molécula de reserva dos
eucariotos, animal, constituída por unidades de glicose unidas na porção linear
com ligações glicosídicas (14) e a cada 8 a 10 glicoses uma ramificação onde
a ligação é (16). O peso molecular pode chegar a 100 milhões.
Grânulos de glicogênio no fígado
2. Vias Metabólicas:
Glicogênese – é a síntese do glicogênio. 
Glicogenólise – é a degradação do glicogênio.
3. Tecidos que metabolizam o glicogênio:
 Fígado 6% Normoglicemia
• Hipoglicemia – Ativa a Glicogenólise
• Hiperglicemia – Ativa a Glicogênese
 Músculos 0,7%
• Fonte de energia - ATP.
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3. Glicogênese
 Região contendo ligações (14)
• Formação da Glicose-1P - PRIMER
• Formação do UDP-Glicose
• Enzima: Glicogênio Sintetase i ou d – une glicoses a cadeias pré-
existentes.
 Região de Ramificação ligações (16)
• Pré-requisito: 10 resíduos de glicose unidas.
• Enzima de Ramificação (Amilo(1-41,6)-transglicosilase)
Na falta do primer: A síntese do glicogênio é iniciada a partir de 1 glicose ligada 
ao resíduo de tirosina da proteína Glicogenina.
Glicogênese
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4. Glicogenólise
 Região contendo ligações (14)
• Liberação de Glicose-1P – por fosforólise.
• Formação da Dextrina limite
• Enzima: Fosforilase a ou b
(Cofator: Piridoxal – derivado da Vit. B6)
 Região de Ramificação ligações (16)
• Ação das enzimas:
Desramificação (Glicosil 4,4 transferase)
(16)-Glicosidase (libera glicose livre).
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Glicogenólise
5. Regulação
 Enzimas que sofrem regulação:
• Glicogênio Sintetase
• Fosforilase
Mecanismo de regulação:
• Modulação Alostérica
• Ação Hormonal
• Modificação covalente
Ação dos Hormônios:
• Insulina: aumento da síntese de glicogênio.
• Glucagon: aumento na degradação do glicogênio.
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5.1 Modulação Alostérica
Glicogênio 
Glicose 1P
Glicose 6P(-)
ATP(-)
Glicose(-)
AMP(+)
Ca+2
Glicose 6P(+)
G
li
co
g
e
n
ó
li
se
G
lico
g
ên
ese
Fosforilase Sintetase
5.2 Ação Hormonal
Adenilato 
ciclase
Adenilato 
ciclase
ATP AMPc
Proteína 
quinase
Fosforilase
quinase
Fosforilase
quinase
Fosforilase bFosforilase a
Glicogênio 
sintase I
Glicogênio 
sintase D
Proteína 
quinase
EPINEFRINA
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FIGADO
ATIVA QUINASES
FOSFORILASE b
Inativa
Mecanismo de Ação Hormonal
ATP
ADPFOSFORILASE a
Ativa
ATP
ADP
SINTETASE I
Ativa
P
SINTETASE D
InativaP
GLICOGÊNIO GLICOSE 1P
GLICOSESA
NGUE
GLICOSE 6P
FOSFATASE
glicogênio Glic-6P Glicose
livre
sangue
5.3 Modulação Alostérica
MÚSCULO
ATIVA QUINASES
FOSFORILASE b
Inativa
Mecanismo de Ação Hormonal
ATP
ADPFOSFORILASE a
Ativa
ATP
ADP
SINTETASE I
Ativa
P
SINTETASE D
InativaP
GLICOGÊNIO GLICOSE 6P
GLICOLISE 
(ATP)
glicogênio Glic-6P ác. lático
sangue
C.K.-CO2+H2O
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6. Doenças relacionadas
ao Glicogênio
A análise enzimática, para fins
diagnósticos, em tecidos hepáticos ou
musculares de todos os tipos de doenças
do armazenamento do glicogênio, está
atualmente concentrada no Duke
medical Center (USA), Divisão de
Genética.
O diagnóstico pré-natal de três tipos de
doenças de armazenamento do
glicogênio (tipos II, III e IV) também é
possível, sendo realizado através de
culturas de células amnióticas neste
laboratório.
Moléstia de Von Gierke
• Deficiência na glicose-6-fosfatase.
• Acúmulo anormal de glicogênio
• Afeta o fígado, rins e até o intestino.
• Hipoglicemia severa no jejum, acidose láctica e hiperuricemia
gotosa, hiperlipidemia e deficit no crescimento.
•Farmacológico: Alopurinol para hiperuricemia,
Bicarbonado para acidemia,
Cálcio para Osteopenia.
•Tratamento:
•alimentação intragástrica contínua a noite,
•transplante hepático,
•transposição cirurgia de veia porta.
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Revista de Pediatria SOPERJ - v.10, no 1, p21-27, junho 2009
Tipo Ia é de herança genética autossômica recessiva,
ou seja, têm um risco de ocorrência de 25% a cada
gestação de pais heterozigotos, apresentando
incidência de 1:100.000 nascidos vivos.
Correlação entre as vias
Glicose
Glicose 6-fosfato
Glicose 1-fosfato
Frutose 6-fosfato
6-Fosfogluconato
Piruvato
Ribose 5-fosfatoGlicogênio
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É uma via alternativa de oxidação da glicose.
•Características:
•Utiliza o NADP  NADPH.
•Não tem finalidade de produzir energia ATP, nem utiliza
energia para realização.
•Libera CO2 e H2O.
•Tecidos que necessitam de
NADPH:
Via das Pentoses ou RHM
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Via das Pentoses ou RHM
6 Glic6P + 12 NADP+ + 6H2O  6 Ribose5P + 6CO2 + 12 NADPH + 12 H
+
Além do 
glicogênio, quais 
as outras fontes 
de energia que 
o corpo pode 
utilizar?
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Lipídios
Alifáticos
Simples
(C-H-O)
Complexos
(C-H-O-X)
Cíclicos Esteróis
Ác. graxos
Triglicerídeos
Cerídeos
Fosfolipídios
Glicolipídios
Lipídeos - São classificados de acordo com a natureza química
A maioria dos lipídios são derivados ou 
possuem em sua estrutura ácidos graxos (AG)
Ácidos graxos
Ácidos carboxílicos
Mistura de AG Saturados e 
Insaturados
Maior interação 
entre as moléculas
+sólido
Menor interação 
entre as moléculas
+ fluido
AG Saturados
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SATURADOS MONOINSATURADOS POLIINSATURADOS
CADEIA 
CURTA
CADEIA 
LONGA
Coco 
Babaçu 
Amêndoas
Cacau 
Banha 
Dendê 
Sebo
Ômega 9 
Oliva 
Canola 
Girasol 
Ômega 6 
(Linoléico) 
Milho 
Algodão 
Soja 
Girasol
Ômega 3 
(Linolênico) 
Linhaça 
Atum 
Salmão 
Arenque
São ésteres de ácidos graxos (AG) com o álcool glicerol
Triglicerídeos
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Excesso calórico na dieta
(elevado conteúdo de glicídios ou 
proteínas)
Síntese de ácidos graxos
Triacilglicerol
Momento Metabólico da Síntese 
de Ácidos Graxos
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Local da síntese de AG
Ocorre no citosol de 
células hepáticas, 
adiposas
e glândulas 
mamárias (lactação), 
renais e nervosas. 
Regulação da Biossíntese de Ácidos Graxos
Glucagon
Síntese de ácidos graxos
Insulina
Síntese de ácidos graxos
Acetil-CoA
Provém da mitocôndria e é formado a partir de:
Piruvato (da glicose)
Ácidos graxos (das gorduras)
Alguns aminoácidos (das proteínas)
Acetil-CoA NÃO sai da mitocôndria diretamente.
Os átomos de Carbonos do Acetil-CoA são transportados para o citosol 
sob forma de CITRATO.
A síntese de ácidos graxos tem Acetil-CoA e Malonil-CoA
como doadores de carbonos, e NADPH -agente redutor.
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Glicose
(2) Gliceraldeido-3P
PEP
Piruvato
Acetil-CoA
Oxaloacetato Citrato Citrato
Piruvato desidrogenase
Piruvato 
Carboxilase
Acetil-CoA
Oxaloacetato
ATP
ADP + Pi
Malato
2 NAD+
2 NADH + H
Malato
desidrogenase
NADP+NADPH
Malonil-CoA
CO2
Enz. Málica
Ribose-5P
NADP+ NADPH
G-6PD
AGS-Sintase
1 und
1 und
4 carbonos
ATP e 
NADH + H
ADP 
e Pi
4 ADP + 4Pi
4 ATP
citrato liase
Acetil-CoA
Acetil-CoA carboxilaseMalonil-CoA
Biotina
Reação da Acetil-CoA Carboxilase:
formação do Malonil-CoA
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O
OOC-CH2- C-SCOA
CH3-C-SCoA
O
O malonil-CoA fornece as 
unidades de 2 carbonos que são 
adicionadas à cadeia de ácido graxo 
em crescimento.
A acetil-CoA é a doadora inicial 
de unidades de 2 carbonos para a 
síntese dos ácidos graxos. 
Os doadores de unidades de carbonos
Sintase dos
ácidos graxos
HS -
HS -
Complexo 
multienzimático, 
composto de 2 
homodímeros. Cada 
monômero possui 7 
atividades enzimáticas, 
incluindo uma porção 
proteíca carreadora de 
grupo acil (ACP). 
A ACP possui uma 
fosfopantoteína com grupo 
sulfidrila
A enzima b-cetoacil-
ACP sintase possui 
uma cisteína
O Complexo AGS-Ácido Graxo Sintase I 
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Complexo AGS I (mamíferos)
1.Condensação
2.Redução
3.Desidratação
4.Redução da 
dupla ligação
5.Deslocamento 
do grupo para o 
KS
6.Entrada de 
outro Malonil
1ª Rodada
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Inicio da 2ª rodada
Palmitoil-ACP vira Palmitato
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Triacilgliceróis 
dos Adipócitos
Lipídios da 
Dieta Alimentar
Biossíntese a 
partir de Glicose e 
Aminoácidos
Fontes de Ácidos Graxos para a Oxidação
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Classificação quanto ao tamanho da cadeia
Tipos de Ácidos Graxos
Classe Nº de Carbonos
Cadeia Curta <C6
Cadeia Média C6-C12
Cadeia Longa >C13-21
Cadeia Muito Longa >22
-Os carbonos dos ácidos graxos são convertidos em 
acetil-CoA;
- Formação de NADH + H+ e FADH2 para a produção 
de ATP. 
Função da b-Oxidação
de Ácidos Graxos
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Local da oxidação
A b-oxidação de 
ácidos graxos 
de cadeia curta, 
média e longa 
ocorre na matriz 
mitocondrial
Os ácidos graxos são oxidados durante:
• O estado alimentado 
• O jejum alimentar
• A inanição
• O exercício físico
• O diabete não tratado
Momento Metabólico da Oxidação de 
Ácidos Graxos
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FASE 1 -ATIVAÇÃO e TRANSPORTE
É a entrada dos ácidos graxos na mitocôndria sob a forma de
ACIL-CoA.
A enzima envolvida é a Acil-CoA sintetase (Tioquinase)
(reticulo endoplasmático ou membrana externa da mitocôndria).
Gasto de 2 ATP ou PPi (Pirofosfato).
Ácido graxo + 2 ATP Ácido graxo -ADP + PPi
Ácido graxo-ADP + CoA-SH Ácido graxo-SCoA + 2ADP
Ácido graxo + CoA-SH + 2ATP Ácido graxo-SCoA + 2ADP +PPi
b-Oxidação
b-Oxidação Mitocondrial
1) Ativação dos Ácidos Graxos (AG >14C)
2 ATP
CoASH
CH3 - (CH2)14 - COO
- (Ácido graxo)
Acil-CoA graxo
Acil-CoASintase
2 ADP + PPi
Pirofosfatase
2 Pi
β-oxidaçãoConversão em TG e fosfolipídeos
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Após ativado o ACIL-CoA é transportado para dentro da
mitocôndria, por um carreador específico a Carnitina (Uma amina
quaternária (3-hidroxi-4-N-trimetilamino-butirato), é sintetizada no organismo (fígado, rins e
cérebro) a partir de dois aminoácidos essenciais: lisina e metionina, exigindo para sua
síntese a presença de ferro, ácido ascórbico, niacina e vitamina B6).
A transferência de radicais acila da CoA para a Carnitina é feita
pela enzima Carnitina Acil Transferase I (CAT I) – ou Carnitina
Palmitoil Transferase I (CPT1) .
Do lado da matriz o ACIL-CoA é regenerado pela Carnitina Acil
Transferase II (CAT II) ou Carnitina Palmitoil Transferase II
(CPTII) .
FASE 2 -TRANSPORTE 
2) Transporte para a Matriz Mitocondrial
Carnitina-Acilcarnitina-translocase
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FASE 3 - b-OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS
 Consiste na quebra do ácido graxo no seu carbono b, agora 2
carbonos mais curto
 Cada volta na oxidação libera: 
1 NADH + H+
1 FADH2
1 Acetil - CoA – última volta libera 2 (PAR)
 4 enzimas – uma para cada etapa: Desidrogenação, Hidratação,
Desidrogenação e Tiólise.
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FADH2
H2O
NADH + H+
Acetil-CoA
FASE 4 - RESPIRAÇÃO CELULAR
É a síntese de ATP acoplada a b-oxidação - NADH + H+ e FADH2
vão para o C.K., C.R. e FO.
Ex.: A oxidação de um ácido graxo de 16 carbonos produz quantos
ATP?
8 Acetil –CoA (10x8) 80 ATPs
7 NADH + H+ (7x2,5) 17,5 ATPs
7 FADH2  (7x1,5) 10,5 ATP____
Total  108 ATPs
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Estágios de 
oxidação de 
ácidos graxos
Quantas voltas são dadas 
para a oxidação total do 
palmitato?
Quantos acetil-CoA são 
formadas no total?
Quantos FADH2 e NADH?
Quanto ATPs são 
formados?
Qual o ganho liquido do 
palmitoil-CoA?
C 16
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Oxidação - ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS
Obedece 2 passos para ação enzimática: Conversão do isômero “cis”
em “trans” e ação de enzimas adicionais.
Oxidação - ÁCIDOS GRAXOS COM NÚMERO IMPAR
Formação de um resíduo de PROPIONIL-CoA, que por reações e gasto
de energia é convertido em SUCINIL-CoA, que entra no C.K. para ser
oxidado.
Qual o mais energético o AG de 16 ou 17 carbonos?
Regulação Hormonal da b-oxidação
Jejum, inanição
[glucagon]
[insulina]
Oxidação de AG
Diabetis não tratada
Insulina
Oxidação de AG
REGULAÇÃO ALOSTÉRICA
Ocorre na CAT I – inibida por Malonil-CoA (aumenta quando tem
carboidrato disponível e é precursor da biossíntese de ácidos
graxos), NADH + H+, Acetil-CoA, AMP.
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Metabolismo de Corpos Cetônicos
Formação de corpos cetônicos
Acetil CoA
Acetoacetato
Acetoacetato 
descarboxilase
Acetona b-hidroxibutirato
CO2
b-hidroxibutirato 
desidrogenase
NADH + H +
NAD+
Matriz 
mitocondrial
Expiração: hálito cetônico Tecidos extra-hepáticos
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1. CONCEITO:
É a via de formação dos corpos cetônicos.
2. LOCAL:
Mitocôndria hepática.
3. CONDIÇÃO METABÓLICA:
Ciclo de krebs deficiente (Falta de Oxaloacetato). Ex.: JEJUM – baixa 
concentração de oxaloacetato + baixa concentração de Acetil- CoA no CK.
4. CORPOS CETÔNICOS:
Acetoacetado, b-hidroxidobutirato e Acetona.
Cetogênese
5. CONDIÇÕES METABÓLICAS:
Jejum prolongado, Diabetes, Alimentação rica em gorduras,
Exercícios prolongados.
6. FORMAÇÃO DO ACETACETATO:
Ocorre com a formação de Acetoacetato que:
por descarboxilação = Acetona
por desidrogenação. =b-hidroxidobutirato
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7. NO DIABETES E DURANTE O JEJUM:
Fatores: infarto do miocárdio, infecção, trauma ou omissão de insulina.
Diabético não-tratado: insulina os tecidos extra hepáticos não captam
glicose, ativando a neoglicogênese. Os níveis de Malonil diminuem e ativa a b-
oxidação (fígado e mm)  ACUMULO ACETIL-CoA produção de Corpos
Cetônicos.
 os CC no sangue baixam o pH = Acidose (extrema: coma e morte)
 os CC na urina e sangue de diabéticos não tratados se elevam =Cetose
Cetoacidose Diabética Grave. Tratamento: líquidos, insulina e potássio.