Metabolismo da Glicose

Prévia do material em texto

GLICÓLISE, GLICONEOGÊNESE E METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
1. VIA GLICOLÍTICA
2. CICLO DE KREBS 
3. CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
1. Citosol
2. Matriz Mitocondrial
3. Membrana Interna da Mitocôndria
RESPIRAÇÃO CELULAR
GLICÓLISE
• A D-GLICOSE É O PRINCIPAL COMBUSTÍVEL DA GRANDE MAIORIA 
DOS ORGANISMOS, ONDE SUA COMPLETA OXIDAÇÃO LIBERA UMA 
GRANDE VARIEDADE DE ENERGIA .
• A GLICOSE NÃO É APENAS UM EXCELENTE COMBUSTÍVEL, MAS
UM PRECURSOR, CAPAZ DE SUPRIR UMA VASTA GAMA DE
INTERMEDIÁRIOS METABÓLICOS E ARMAZENADA NA FORMA DE
GLICOGÊNIO.
• EM CERTOS TECIDOS E TIPOS CELULARES DE MAMÍFEROS
(ERITRÓCITOS, MEDULA RENAL, CÉREBRO E ESPERMA), A
GLICOSE, POR MEIO DA GLICÓLISE, É A ÚNICA FONTE DE ENERGIA
METABÓLICA.
ALGUNS CONCEITOS 
IMPORTANTES
GLICÓLISE
GLICONEOGÊNESE
GLICOGENÓLISE
NOS VEGATAIS SUPERIORES E 
NOS ANIMAIS, A GLICOSE TEM 
TRÊS DESTINOS:
• ALGUNS SERES VIVOS (ex: microorganismos) E ALGUMAS CÉLULAS DE
ANIMAIS VERTEBRADOS (ex. eritrócito, músculo, cérebro e tecido nervoso)
METABOLIZAM CARBOIDRATOS DE FORMA INCOMPLETA FORMANDO ÁC.
LÁCTICO, ETANOL OU OUTROS COMPOSTOS E ENERGIA QUÍMICA.
• OUTROS ORGANISMOS OU CÉLULAS DE VERTEBRADOS DEGRADAM 
CARBOIDRATOS DE FORMA COMPLETA (CO2 e H2O)
• ALGUNS ORGANISMOS SOBREVIVEM DEGRADANDO CARBOIDRATOS
SÓ ATÉ AC. PIRÚVICO QUE SERÁ O PRECURSOR DE AMINOÁCIDOS,
NUCLEOTÍDEOS E OUTROS COMPOSTOS NECESSÁRIOS PARA O
CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO.
ATENÇÃO!
• VIA GLICOLÍTICA 2 FASES: PREPARATIVA (consumo de 2 ATP) DE
PAGAMENTO LEVANDO A UM SALDO FINAL DE 2ATP.
• AS CÉLULAS (ex.músculo e eritrócito) QUE FORMAM ÀC. LÁCTICO (meio
pH ÁCIDO), NECESSITAM TRANSPORTÁ-LO ATÉ O FÍGADO PARA
FORMAR GLUCOSE (GLICONEOGÊNESE) QUE SERÁ ARMAZENADA
(GLICOGÊNIO) OU ENVIADA PARA O SANGUE (manutenção da
concentração) OU DEGRADADA EM OUTROS TECIDOS (V. GLICOLÍTICA).
ATENÇÃO!
• QUANDO A GLICOSE É PROVENIENTE DA QUEBRA DO AMIDO, HÁ
PRODUÇÃO DE 3 ATP, POIS A QUEBRA DO AMIDO PELA FOSFORILASE
LEVA A FORMAÇÃO DO PRODUTO GLICOSE-1P QUE ENTRA NA VIA
GLICOCLÍTICA NA FORMA FOSFORILADA , NÃO NECESSITANDO ATP
PARA SER ATIVADA.
GLICÓLISE
ENZIMAS RELACIONADAS A REGULAÇÃO DA GLICÓLISE
AS ENZIMAS QUINASE DA VIA GLICOLÍTICA CATALISAM REAÇÕES IRREVERSÍVEIS
QUE CONSTITUEM PONTOS DE REGULAÇÃO DA VIA METABÓLICA.
POR QUE O NADH PRODUZIDO AO LONGO DA GLICÓLISE NECESSITA SER
REOXIDADO A NAD+ E CONSEQUENTEMENTE RECICLADO?
A FOSFOFRUTOQUINASE-1 É UMA ENZIMA REGULADORA, ASSIM COMO A
HEXOQUINASE, ONDE SUA ATIVIDADE AUMENTA SEMPRE QUE O SUPRIMENTO
DE ATP DA CÉLULA SE TORNA BAIXO OU QUANDO EXISTE UM EXCESSO DOS
PRODUTOS DA HIDRÓLISE DE ATP.
NÍVEIS ALTOS DE ATP SINALIZAM QUE A CÉLULA ESTÁ PRODUZINDO ATP MAIS
RÁPIDO DO QUE O CONSUMO.
BALANÇO ENERGÉTICO DA 
GLICÓLISE
GLICOSE + 2NAD+ + 2 ADP + 2Pi 
2PIRUVATO + 2 NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
• 2 NADH EM CONDIÇÕES ANAERÓBICAS SERÁ REOXIDADO EM 
NAD+ PELA TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS PARA A CADEIA 
RESPIRATÓRIA.
• A TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS DO NADH PARA O O2 NAS
MITOCÔNDRIAS FORNECE ENERGIA PARA A SÍNTESE DO ATP PELA
FOSFORILAÇÃO LIGADA À RESPIRAÇÃO.
EFEITO PASTEUR
LOUIS PASTEUR
• DESCOBRIU QUE TANTO A VELOCIDADE DA
FERMENTAÇÃO QUANTO A QUANTIDADE TOTAL DE
GLICOSE POR ELA CONSUMIDA ERAM MUITAS VEZES
MAIORES EM CONDIÇÕES ANAERÓBICAS DO QUE SOB
CONDIÇÕES AERÓBICAS.
• O RENDIMENTO DE ATP SOB CONDIÇÃO ANAERÓBICA É MUITO MENOR QUE
O OBTIDO NA OXIDAÇÃO COMPLETA DA GLICOSE SOB CONDIÇÕES
AERÓBICAS.
• PARA PRODUZIR A MESMA QUANTIDADE DE ATP EM CONDIÇÃO ANAERÓBICA,
É NECESSÁRIO CONSUMIR MAIS GLICOSE
FERMENTAÇÃO
É O PROCESSO DE DEGRADAÇÃO INCOMPLETA DE SUBSTÂNCIAS
ORGÂNICAS, COM LIBERAÇÃO DE ENERGIA, OCORRENDO NA AUSÊNCIA DE
OXIGÊNIO. PORTANTO, É UMA SÍNTESE ANAERÓBICA REALIZADA POR
FUNGOS, BACTÉRIAS, ALGUNS PROTOZOÁRIOS E SERES HUMANOS,
BACTÉRIA → LACTOBACILOS UTILIZADOS NA PRODUÇÃO DE IORGUTES E 
COALHADAS; 
- FUNGOS → SACCHOMYCES CEREVISIAE, UMA LEVEDURA CONHECIDA 
COMO FERMENTO DE PADARIA, E OUTRAS UTILIZADAS NA PRODUÇÃO DE 
VINHO E CERVEJA; 
- SERES HUMANOS → CONTRAÇÃO DE CÉLULAS MUSCULARES EM 
ESTADO DE BAIXA OXIGENAÇÃO E SOBRECARGA METABÓLICA 
(INTENSIDADE DE EXERCÍCIO). 
FERMENTAÇÃO LÁCTICA FERMENTAÇÃO ALCÓLICA
O LACTATO FORMADO POR MÚSCULOS ATIVOS DE
ANIMAIS VERTEBRADOS PODE SER TRANSPORTADO
ATÉ O FÍGADO ONDE É RECICLADO. APÓS VIGOROSA
ATIVIDADE FÍSICA, A ACIDIFICAÇÃO PROVOCA
SENSAÇÃO DE DOR.
Reação da fermentação alcoólica
Reação da fermentação lática
CATABOLISMO
GLICÓLISE ANABOLISMO
GLICONEOGÊNESE
REGULAÇÃO DO CATABOLISMO DOS CARBOIDRATOS
TECIDOS ANIMAIS
GLUCOSE: Via Glicolítica : catabolizada a PIRUVATO sendo a
maior parte oxidado via Ciclo do Ácido Cítrico com função
principal de gerar ATP.
Vias secundárias: produz pentoses fosfato e os ácidos
ascórbico e urônico.
FUNÇÕES DA VIA DAS PENTOSES
-Produzir redutores potentes no citoplasma na forma de NADPH
- Converter hexoses em pentoses, particularmente D-ribose-5-
fosfato, requerida para síntese de ácidos nucléicos e de coenzimas
(NADH).
A via ocorre no citoplasma e é constituída de 2 etapas
ETAPA 1
-Reações da oxidação da glucose fosforilada com formação da D-
ribose-5-P e NADPH e, liberação do CO2.
- A enzima Glicose-6-fosfato-desidrogenase é a reguladora chave
da via. Sua deficiência ocasiona a anemia hemolítica.
Em certas condições metabólicas a via termina com a formação da D-
ribose-5-fosfato e NADPH e, síntese de nucleotídeos (ETAPA 1).
ETAPA 2
- Algumas células necessitam mais de NADPH do que ribose-5-P. Neste caso,
elas passam a utilizar um sistema interligado de rearranjo entre açúcares
levando a formação de açúcares: trioses, tetroses, pentoses, hexoses e
heptoses e um “link” reversível entre as vias das pentoses e glicolítica.
PAPEIS IMPORTANTES D0 NADPH
- Redutor de reações biossintéticas (síntese de ácidos graxos de
cadeia longa no fígado e glândulas mamárias).
- Síntese de esteróides (rins).
- Carboxilação redutiva de ácido pirúvico a ácido málico.
- Reações de hidroxilação
-Um possível excesso de ribose-5-P pode ser convertido nos 
intermediários da via glicolítica gliceraldeído-3-P e frutose-6-P que 
levam a produção de ATP.
- A via pode ser repetida ciclicamente envolvendo 6 moléculas de 
Glucose-6-P, com formação de 12 NADPH e liberação de 6CO2, 
resultando no oxidação total de 1 molécula de GLUCOSE 
ATENÇÃO!