Aula teorica 8 Introdução ao metabolismo, degradação de carboidratos e via glicolítica

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Introdução ao Metabolismo; Degradação de Carboidratos 
e Via Glicolítica 
 
 
 
Quantidades médias de macronutrientes consumidos diariamente 
 
Nutrientes Quantidades Constituintes Percentual 
Carboidratos 300g 
Polissacarídeos 
Dissacarídeos 
Monossacarídeos
66 
31 
3 
Gorduras 100g 
Triacilglicerois 
Fosfolipídeos 
Colesterol 
94 
5 
1 
Proteínas 100g 100 
Fibras 10 – 20g Celulose 100 
 
 
 
 
Estoque de “enegia” (pessoa de 65 Kg) 
 
Combustível Quantidade Energia Equivalente 
Duração (como única fonte 
de energia) 
Carboidratos 
Glicose 12 g 0,2 MJ 30 min. 
Glicogênio 450 g 7,7 MJ 18 horas 
Lipídeos 15 Kg 55 MJ 55 dias 
(Triacilgliceróis) 
Proteínas 12,5 Kg 210 MJ 21 dias 
 
 
 
 
 
 
 2
Vias Metabólicas 
 
 
 
 
 
Catabolismo Æ Ac-CoA 
Carboidratos Proteínas Gorduras 
Monossacarídeos Aminoácidos Àcidos Graxos
e Glicerol
Ac~CoA
CAT
2H
2CO2 
ATP 
Alimento 
Proteínas 
Carboidratos 
Lipídeos 
Ácidos Nucléicos, etc
•Catabólicas 
•Anabólicas 
•Anfibólicas 
Produtos 
da 
digestão 
Vias 
Anfibólicas
CO2 + H2O 
~P
Processos 
Endergônicos2H
Digestão Absorção
Vias 
Anabólica
Vias 
Catabólicas
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Digestão e Absorção de Carboidratos 
 
Polissacarídeos (amido, glicogênio) 
Dissacarídeos (sacarose, lactose, maltose) 
Monossacarídeos (glicose, frutose, galactose) 
 
Enzimas: Dissacaridases e Endoglicosidases 
Boca: alfa-amilase salivar (ptialina) rompe aleatoriamente ligações 
glicosídicas α(1Æ4). pH 6,6 a 6,8. 
Intestino delgado (duodeno e jejuno): alfa-amilase pancreática (pH 7,1), 
várias dissacaridases (sacarase, β-galactosidase, isomaltase, trehalase) e 
oligossacaridases (glicoamilases) membranares das células da mucosa 
intestinal (pH 5,0 – 7,0). 
 
Produtol final da digestão de carboidratos: 
• Glicose 
• Frutose 
• Galactose 
• manose 
 
 
 
6% 
< 1% 
São absorvidos na parede intestinal por transporte 
ativo ou difusão simples e entram na circulação 
através da veia porta, chegando ao fígado. 
 4
Transportadores de Glicose 
 
 
 
 
 
 
 
 
Entrada de Glicose no Metabolismo 
Glicose 
Glicose Glicose 
Glicose glicose-6-fosfato 
glicose-6-fosfato 
Pi 
Hexocinase 
Glicocinase 
GLUT4 
G6Pase 
GLUT2 
Insulina 
Fígado, 
células-β 
Músculo, 
adipócito 
Km = 10-4 M 
Km = 10-2 M 
Glicogênese 
Glicólise 
Via das 
Pentoses 
GLUT1 ( Eritrócitos, cérebro, rins, colon) Æ Assimilação de glicose 
GLUT2 ( Fígado, células-ß) Æ Assimilação rápida de glicose 
GLUT3 ( Cérebro, rins, placenta) Æ Assimilação de glicose 
GLUT4 (Músculo, adipócitos) Æ Insulina-dependente 
GLUT5 (Intestino delgado) Æ Absorção de glicose 
 
SGLT (Intestino Delgado e rins) Æ Assimilação de glicose dependente de 
 Na+ 
Exterior 
Interior 
N 
C 
Membrana 
 5
Visão Geral do Metabolismo de Carboidratos 
 
 
 
Glicólise 
 
• Funções: gerar ATP e blocos de construção de macromoléculas 
 
 
 
Glicose 
Hexoses fosfato 
Glicogênio 
Via das Pentoses 
Triose fosfatos 
Piruvato 
Acetil-SCoA 
Triacilglicerol 
Ácidos Graxos 
Colesterol 
Proteínas Aminoácidos 
CO2 
2CO2 
Lactato 
Ciclo de 
 Krebs 
Ribose fosfato 
Dieta 
CO2 
Glicólise 
---------------------------------------------------------------------------------------
Mitocôndria 
Citosol 
 6
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHH
H
O-P
OH
CH2OHCH20-P
OH
OH
O
OH
CH2O-PCH20-P
OH
OH
O
CHO
CH 2 -O-P
H OH
CH 2 OH
CH 2 -O-P
O
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHH
H
OH
 
 
 
 
CO2-
CH3
O
CO2-
CH2-O-P
OHH
CO2-
CH2OH
O-PH
CO2-
CH2
O-P
CH3
CH
HO CO2-
CO2-P
CH2-O-P
OHH
 
 
 7
TIPOS DE REAÇÕES QUE OCORREM NA GLICÓLISE 
 
1) Transferência de fosforila 
2) Deslocamento de fosforila 
3) Isomerização: cetose ⇔ aldose 
4) Desidratação 
5) Clivagem de aldol (quebra de ligação C-C) 
 
1ª ETAPA 
a) fosforilação 
b) isomerização 
c) fosforilação 
 
1- Fosforilação da Glicose 
 
 
 
 
Glicos
AT
 8
Hexoquinase x Glicoquinase 
 
 Hexoquinase Glicoquinase 
Distribuição Tecidual Maioria dos tecidos Fígado e Células β 
Km 0,1 mmol/L 10 mmol/L 
Vmáx Baixa Alta 
 
Inibição pela G-6-P Sim Não 
 
2 – Isomerização da Glicose-6-fosfato 
 
 
 
3 – Fosforilação da Frutose-6-fosfato 
 
 
 
 
 9
2ª ETAPA 
 
a) clivagem de aldol 
b) isomerização 
c) reação de óxidorredução 
• doação de elétrons ⇒ NAD+ é o aceptor 
d) transferência de fosforila 
 
4 – Clivagem da Frutose-1,6-bifosfato 
 
 
 
 
 
5 – Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato 
 
 
 
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6 – Formação de ATP a partir do 1,3-difosfoglicerato e ADP 
 
 
 
3ª ETAPA 
 
a) deslocamento de fosforila 
b) desidratação 
c) transferência de fosforila 
 
7 – Troca do grupo fosfato do carbono 3 para o 2 
 
 
 
8 – Desidratação do 2-fosfoglicerato 
 
 
 11
9 – Formação do Piruvato e ATP 
 
 
 
 
 
Redução do piruvato a lactato 
 
 
 
Em condições anaeróbicas a reação do 
piruvato a lactato se acopla à reação de 
conversão do gliceraldeído-3-fosfato a 
gliceraldeído-1,3-bifosfato na via 
glicolítica para reciclagem do NAD+. O 
lactato é transformado em glicose no 
fígado. 
 
 
 
 12
 
Ao final da via glicolítica o balanço energético pode ser sintetizado 
pela equação 
 
 
 
• Em aerobiose, o NADH formado segue para a cadeia respiratória. 
 
 
 
CONTROLE DA VIA GLICOLÍTICA 
 
• Pontos de controle: enzimas que catalisam reações irreversíveis 
 
a) hexocinase (hexoquinase) 
b) fosfofrutocinase 
c) piruvato cinase 
 
• Formas de regulação 
 
• moduladores alostéricos 
• modificação covalente (controle por fosforilação) 
• quantidade de enzimas (controle da transcrição) 
 
 
transferência de 
fosforilas 
A fosfofrutocinase é o elemento de controle mais importante 
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I) Concentração de ATP 
 
• Inibição alostérica por ATP ⇒ reduz a afinidade pela frutose-6-
fosfato 
• Ativação alostérica por AMP ⇒ aumenta a afinidade pela frutose-6-
fosfato 
• Diminuição do pH ⇒ inibe a enzima ⇒ menor produção de lactato 
 
II) Concentração de citrato ⇒ aumenta efeito inibidor do ATP 
 
III) Concentração de frutose-2,6-bifosfato 
 
• Frutose-2,6-bifosfato é um potente ativador da PFK-1 
• Alta relação Insulina/Glucagon aumenta o nível de F-2,6-BF 
• Baixa relação Insulina/Glucagon diminui o nível de F-2,6-BF 
 
• Inibição da fosfofrutocinase 1(PFK-1) ⇒ inibe a hexocinase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
acúmulo de frutose 6-fosfato 
isomerização a glicose 6-fosfato 
acúmulo de glicose 6-fosfato 
1. síntese de glicogênio 
2. oxidação pela via das pentoses-fosfato 
inibe hexocinase 
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• Piruvato cinase ⇒ forma de isoenzimas ou isozimas 
• forma L no fígado (liver) – Inativada por fosforilação quando [AMPc] 
• forma M nos músculos e cérebro 
 
• Finalidade: inibição da forma L não interfere com o metabolismo de 
glicose no cérebro ou no músculo 
• Inibidores: alanina, alta concentração de ATP 
• Estimuladores: alta concentração de frutose 6-fosfato 
 
DESTINOS METABÓLICOS DO PIRUVATO 
 
1) Convertido em acetil-CoA ⇒ ciclo do ácido cítrico (aerobiose) 
 
2) Síntese de ácido láctico (lactato) ⇒ glicólise anaeróbica 
• músculo em atividade intensa 
• isoenzimas: lactato desidrogenase (LDH) 
• sub-unidade M (M4) ⇒ músculo 
• sub-unidade H (H4) ⇒ coração 
• M3H,M2H2 e MH3 ⇒ soro sangüíneo 
• piruvato + NADH + H+ lactato + NAD+ 
 
3) Fermentação alcoólica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Piruvato descarboxilase 
• íons Mg2+ 
• pirofosfato de tiamina (PPT) 
• Obs.: tiamina ⇒ vitamina B1 
Piruvato 
acetoaldeído 
etanol 
piruvato descarboxilase 
álcool desidrogenase NADH 
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Mapa esquemátido dos controles da via glicolítica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Metabolismo da Frutose 
 
 
 
 
Metabolismo da Galactose 
 
 
Frutose 
Frutose - 1-P 
D-Gliceraldeído 
Diidroxiacetona- 
fosfato 
Gliceraldeído-3- 
fosfato 
Piruvato 
Frutose-1-6- 
difosfato 
Frutose-6-P 
Glicogênio 
Glicose D-Sorbitol Glicose-6-P 
Triocinase 
Aldolase B 
Frutocinase 
Sorbitol desidrogenase 
Aldose 
redutase 
NADH 
ATP NADPH 
ATP 
ATP 
Triose fosfato 
isomerase 
Aldolase A 
Aldolase B 
Fosfofrutocinase FDPase ATP 
Glicocinase 
hexocinase 
Fosforilase GS 
PGIsomerase 
 
Galactose Galactose-1-P 
Glucose-1-P 
UDPGlc 
UDPGal 
Glicogênio Glicose-1-P 
Glicose-6-P 
Glicose 
Fosforilase 
Galactocinase 
Galactose-1-P 
uridil transferase 
Uridina difosfo- 
galactose 4-epimerase 
NAD+ PGM 
G-6-Pase 
ATP ADP 
Glicose 
UDPGlc 
UDPGal Glicose-6-Pi 
Glicose-1-P 
Lactose 
Fígado 
Glândula Mamária 
ADP 
ATP 
Hexocinase 
Lactose sintase 
PGM 
UDPGlc 
Pirofosforilase 
Uridina difosfo- 
galactose 4-epimerase 
UDPGlc 
GS 
--------------------------------------------------------------------------------------------------- 
Dieta