Oxidações biológicas

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18/04/2018
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Carboidratos: Estrutura, funções, regulação 
hormonal e Oxidações biológicas 
(metabolismo)
Profa. Dra. Samira Abdalla da Silva
Carboidratos: Estrutura e funções
Profa. Dra. Samira Abdalla da Silva
Carboidratos
• Características
– São formados por C, H, O.
– São Conhecidos como:
• Hidratos de Carbono
• Glucídios
• Glicídios
• Açúcares
Funções dos carboidratos: 
Reconhecimento e adesão celular
Estrutural: parede 
celular de 
bactérias
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Classificação 
(quanto ao número de monômeros)
• Monossacarídeos
– Açúcares Fundamentais (não necessitam de qualquer 
alteração para serem absorvidos)
– Fórmula Geral: CnH2nOn n>3 
– Propriedades:
• solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos
• maioria com saber doce
• estão ligados à produção energética.
Classificação 
 Monossacaridíos: glicose, galactose e frutose
 Dissacarídios: maltose, sacarose e lactose
 Oligossacarídios: glicoproteínas
 Polissacarídios: glicogênio e amido
Sacarose Maltose
Carboidratos: regulação hormonal
Profa. Dra. Samira Abdalla da Silva
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Introdução – Pâncreas
• Hormônios pancreáticos são produzidos nas Ilhotas de Langerhans;
• Principais hormônios:
oinsulina – células beta
oglucagon – células alfa;
• Hormônios secundários: 
oSomatostatina – células delta;
oPolipeptídio pancreático – células PP.
Insulina 
• Hormônio proteico – 51aa;
• 5.808 Da;
• Formada pela cadeia A e B
ligadas por pontes dissulfídicas.
• Meia-vida: 5-8 min, 
depurada e degradada
pela enzima insulinase
(no fígado);
Síntese – Insulina 
• O gene da insulina codifica a pré-pró-insulina;
• 1ª clivagem no REG – pró-insulina;
• 2ª clivagem no CG – insulina + Peptídeo C.
Efeito da Insulina sobre GLUT-4
Transportadores de glicose
armazenados em vesículas;
Transportador da glicose se 
desloca para a membrana;
As pequenas vesículas se 
fundem, formando uma maior;
Pequenas vesículas voltam a se
formar quando os níveis de
insulina sobem. 
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Mecanismo de ação da insulina
• Ação: estimula a estocagem de glicídios e lipídios, e síntese de proteínas
• Mecanismo de ação no tecido muscular e adiposo
– Aumento do número de transportadores de glicose (GLUT4) na 
membrana plasmática
• Mecanismo de ação no fígado
– Ativa a glicoquinase (glicose  glicose-6-fosfato)
– No fígado há GLUT2 (não dependente de insulina)
Glucagon
• Polipeptídio de 29 AA, sendo sintetizado na forma de um precursor o 
pró-glucagon nas células α do pâncreas
• Seu principal alvo é o fígado
• Ação antagônica à da insulina  hiperglicemiante
• Receptor: Receptor de membrana que atua via proteina G e AMPc
Ação do glucagon
• Hipoglicemia → liberação de glucagon;
• Degradação de glicogênio
• Gliconeogênese:
Glicose-1-fosfato
Glicose-6-fosfato
Glicose
TAG
Glicerol Glicose-6-fosfato Glicose
Ácido Graxo
Acetil Coa+ 
Corpos cetônicos
ATP – músculo e 
cérebro
Insulina x Glucagon
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Carboidratos: Oxidações biológicas
Profa. Dra. Samira Abdalla da Silva
Fluxo das oxidações 
biológicas
Visão Geral
Glicólise
Glicose
Glicose-6-fosfato
Frutose-6-fosfato
Frutose-1-6-bifosfato
1,3-Bifosfoglicerato (2)
3-Fosfoglicerato (2)
2-Fosfoglicerato (2)
Fosfoenolpiruvato (2)
Piruvato (2)
Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldeído-3-fosfato
ATP
ADP
ATP
ADP
2 ATP
2 ADP
2 ATP
2 ADP 2 NADH +H
+
2 NAD
2 Pi
Fase 
preparatória
Fase 
do pagamento
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
Reações
O
H
OHH
OHH
OHOH
H
H
CH2HO
O
H
OHH
OHH
OHOH
H
H
CH2OP
O
-
-
O
O
O
CH2
OH
H
OH
OH
HH
CH2OP
O
-
-
O
O
OH
ATP
ADP
HexoquinaseMg2+
DG0’ = -16.7 KJ/mol
Fosfohexose isomerase
DG0’ = 1.7 KJ/mol
1
23
4
5
6
2
34
5
6
1
Glic.
G6P
G1P
1
2
Glicólise
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6
O
CH2
OH
H
OH
OH
HH
CH2OP
O
-
-
O
O
OH
OP
O
-
O
OO
-
O
O
-
P O CH2
H H
OH
OH
H
OH
CH2
O
OP
O
-
O
O
CH2
C HOH
C
HO
O
-
O
O
-
P O CH2
C
CH2OH
O
Fosfofrutoquinase-1
DG0’ = -14.2 KJ/mol
ATP
ADP
Mg2+
+
F6P
F1,6biP
DHAP G3P
-
-
Aldolase
DG0’ = 23.8 KJ/mol
3
4
Glicólise
Reações
O
-
O
O
-
P O CH2
C
CH2OH
O
DHAP
G3P
OP
O
-
O
O
CH2
C HOH
C
HO
-
Triose fosfato isomerase
DG0’ = 7.5 KJ/mol
HO P
O
-
O
-
O+
C
C
OO
H2C
HHO
O P
O
-
O
-
O
O
O
-
O
-
P
Gliceraldeído-3-fosfato
desidrogenase
DG0’ = 6.3 KJ/mol
NAD+
NADH + H+
1,3BPG
5
6 
Fase 1
Fase 2
Reações
Glicólise
G3P OP
O
-
O
O
CH2
C HOH
C
HO
-
HO P
O
-
O
-
O
C
C
OO
H2C
HHO
O P
O
-
O
-
O
O
O
-
O
-
P
NAD+
NADH + H+
1,3BPG
CysNAD
+
SH
Gliceraldeído-3-
fosfato desidrogenase
Cys
NAD+
S C C CH2OPO32
OH OH
H H
CysNADH
H+ S C C CH2OPO32
O OH
H
CysNAD+
S C C CH2OPO32
O OH
H
Reações
Glicólise
H
C
C
OO
H2C
HHO
O P
O
-
O
-
O
O
O
-
O
-
P
+
N
C
N
C
C
C
N
C
N
N
H
H
H
O
H
OH
H H
OH
H
H2C O P
O
-
O
O
P
O
-
O
-
O
H
N
C
N
C
C
C
N
C
N
N
H
H
H
O
H
OH
H H
OH
H
H2C O P
O
-
O
O
P
O
-
O
O
P
O
-
O
-
O
H
C
C
O
-
O
H2C
HHO
O P
O
-
O
-
O
+
Fosfoglicerato quinase
DG0’ = -18.5 KJ/mol
1,3BPG
3PG
Mg2+
7
Reações
Glicólise
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7
C
C
O
-
O
H2C
HHO
O P
O
-
O
-
O
C
C
O
-
O
CH2
H
O
O
-
O
-
PO
HO
C
C
O
-
O
CH2
O
O
-
O
-
PO
3PG
2PG
PEPH2O +
Fosfoglicerato mutase
DG0’ = 4.4 KJ/mol
enolase
DG0’ = 7.5 KJ/mol
Mg2+
8
9
Glicólise
Reações
C
C
O
-
O
CH2
O
O
-
O
-
PO
C
C
O
-
O
CH3
O
Adenosina P P
+
+
Adenosina P P P
Piruvato quinase
DG0’ = -31.4 KJ/mol
Mg2+,K+
PEP
Piruvato
10
C
C
O
-
O
CH3
HHO
C
C
O
-
O
CH3
HHO CH2
CH3
OH
Desidrogenase
láctica
Lactato
Piruvato
descarboxilase
Desidrogenase
alcoólica
EtanolAcetaldeído
Glicólise
Reações
Destinos do Piruvato
Glicólise
Fermentação láctica Oxidação aeróbica Fermentação alcóolica
• Monossacarídios
• Frutose
– Fígado:
frutose + ATP  frutose-1-fosfato + ADP (frutoquinase)
Glicólise
C
C
C
C
C
H2C
O
HHO
OHH
OHH
H2OH
O P O
-
O
-
O
O
-
O
O
-
P O CH2
C
CH2OH
O
Gliceraldeído 3-fosfato
CH2OH
C HOH
C
HO1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
+
Glicólise
Frutose-1-fosfato
aldolase
ATP
ADP
Triose quinase
OP
O
-
O
O
CH2
C HOH
C
HO
F1P
Gliceraldeído
DHAP
Vias de Entrada
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8
• Galactose
– galactose galactose-1-fosfato (galactoquinase)
HN
N
H
OH
H
OH
H
H
OC
O
-
O
O
P
O
-
O OP
O
H
OH
HOH
H
CH2OH
H
OH
O
O
O
-
O O
-
P
O
H
OH
HOH
H
CH2OH
H
OH
HN
N
H
OH
H
OH
H
H
OC
O
-
O
O
P
O
-
O OP
O
H
OH
HOH
H
CH2OH
OH
H
O
O
UDP glicose:galactose-1-P
uridiltransferaseUDP-galactose
UDP-glicose-4-
epimerase
UDP-glicose
glicose-1-fosfato
Vias de Entrada Glicólise
4 1
6
Fosforilase do
glicogênio
G1P
glucotransferase
a 16 glicosidaseglicose
G1P
G6P
Vias de entrada Glicólise
• Polissacarídios
• Glicogênio
– Fígado: glicemia glicose 6 
fosfatase
fosfoglicomutase
glicólise
músculo
Regulação Hormonal glicólise
Distúrbios do metabolismo dos carboidratos
Diabetes Mellitus tipo I
-Compreende de 5 – 10 % 
dos casos de diabetes
-Geralmente aparece na 
juventude
-Apresentam deficiência 
de insulina
- Sintomas: polidipsia e 
poliúria
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Diabetes Mellitus Tipo II
- Compreende 90% dos 
casos
- Geralmente aparece 
aos 40 anos de idade
- Resistência à insulina
Distúrbios do metabolismo dos carboidratos
Hipoglicemias
Glicemia abaixo de 50mg/dl
Sintomas: fraqueza, sudorese, náusea, calafrio....
Melhora dos sintomas com administração de glicose
Hipoglicemia de jejum:
 Excesso de insulina
 Enfermidades hepáticas
Distúrbios do metabolismo dos carboidratos
Marcadores bioquímicos para o diagnóstico de diabetes
Perfil glicêmico
Glicemia de 
jejum
Glicose pós-
prandial
Hb -
glicosilada
Teste de triagem Diagnóstico
Monitoramento
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Qual a indicação clínica dos exames?
Glicemia de jejum 
e pós-prandial
Identificar Hiper e 
hipoglicemias
Hb -
glicosilada
Monitorar pacientes 
com Diabetes Mellitus
Avaliação Laboratorial de pacientes diabéticos
Fonte: American Diabetes Association. Standards of Medical Care in
Diabetes. Diabetes Care 28:suplemento 1, janeiro,2005**
glicemia de jejum entre 70 mg/dl e 99mg/dl e inferior a 
140mg/dl 2 horas após sobrecarga de glicose.
2 amostras colhidas em dias diferentes com resultado 
igual ou acima de 126mg/dl ou quando a glicemia 
aleatória estiver igual ou acima de 200mg/dl na presença 
de sintomas
Normal
Diabetes
HB - glicosilada
• Traduz para o paciente em tratamento se o controle 
glicêmico foi eficaz, ou não, num período anterior de 
60 a 90 dias.
• Significado:
– Diabético controlado: Hb = 5 – 8%
– Diabético descontrolado: Hb = superior 8%
Resumo
• Oxidações biológicas
• Via da glicólise
• Metabolismo de monossacarídios
• Glicogenólise
• Regulação: hormonal, coordenada e enzimática
• Distúrbios do metabolismo dos carboidratos: deficiência de
piruvato quinase, diabetes mellitus, doenças de
armazenamento do glicogênio, frutosúria essencial,
intolerância hereditária à frutose, deficiência de G-6PD