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METABOLISMO APLICADO DE CARBOIDRATOS Processos Biológicos no Organismo Animal Profa. Dra. Thalita Cucki thalitacucki@anhembimorumbi.edu.br 2015 AGV´s glicose AGV´s METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS CHO (glicose) = principal combustível do organismo (trabalhos biológicos); precursores de metabólitos intermediários; CHO (glicose) = deve estar sempre disponível para todas as células → se encontra solúvel no sangue (níveis estáveis = glicemia); Fígado = metabolizador, distribuidor e armazenador (glicogênio); ≠ Monogástricos X Ruminantes (digestão fermentativa e não fermentativa); GLICOSE G-6-P Corrente Circulatória GLICOSE GLICOSE GLICOSE GLICOSE CÉREBRO MÚSCULOS Tec. ADIPOSO HEMÁCEAS Outros GLICOSE (G-6-P) (G-6-P) (G-6-P) (G-6-P) (Ác. Graxos + Glicerol) Glicogênio (GLICOGÊNIO) METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS GLICOSE Glicogênio Ribose-5-fosfato NADPH 2 F6P – 1 GA3P Piruvato TGC a.a TGC a.a Corpos Cetônicos Acetil CoA Transf. Elétrons BE + BE - Glicólise CK CR Glicogênese Lipogênese Complexo AGS Glicerol Glicogenólise Glicerol Ácidos Graxos Gliconeogênese B-‐‑ oxidação Cetogênese e Cetogenólise a.a Glicogênio Lipólise Colesterol Lançadeiras Inúmeros destinos metabólicos: animais = 3 destinos principais: - ser armazenada (como polissacarídeo) = glicogênio; - ser oxidada a compostos de três átomos de carbono (piruvato) = glicólise (citosol); - ser oxidada a pentoses = via das pentoses fosfato (citosol); GLICOSE Glicogênio Ribose-5-fosfato Piruvato METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS ✔ GLICÓLISE * Oxidação da GLICOSE (citosol) = energia para as células; * Pode ser aeróbica ou anaeróbica; * Duas fases: - preparatória: fosforilação da glicose e sua conversão para gliceraldeído-3-fosfato (uso de ATP); - pagamento: conversão do gliceraldeído-3-fosfato para piruvato (formação de ATP); Animais superiores Células específicas (eritrócitos, retina) METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS ✔ GLICÓLISE Atuação Enzimática *quinase: doa ou recebe P (ATP – ADP); * isomerase: mudança posicional de átomos entre Carbonos (reorganiza molécula); * aldolase: quebra a molécula ao meio (1 hexose = 2 trioses); * desidrogenase: sai ou entra H (NAD – NADH2); * mutase: muda P e H na cadeia; * enolase: sai (ou entra) H2O; METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS ✔ GLICÓLISE (citosol / anaeróbica) = Fase preparatória 1) GLICOSE 5) PDHA (fosfodihidroxic etona) 4) Frutose 1.6 diP 3) F-6-P 2) G-6-P Hexoquinase (outros órgãos) Glicoquinase (fígado) ATP ADP (- 1 ATP) Isomerase Fosfofrutoquinase ATP ADP (- 1 ATP) GA3P (gliceraldeído 3 fosfato) Aldolase (a) Isomerase + METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS ✔ GLICÓLISE (citosol) = Fase oxidativa 5) PDHA (fosfodihidroxic etona) GA3P (gliceraldeído 3 fosfato) Isomerase + 2 GA3P (gliceraldeído 3 fosfato) 6) 2 1.3 di PGA Desidrogenase 2 NADH2 2 ATP 7) 2 3 PGA Quinase 8) 2 2 PGA Mutase Enolase 9) 2 PEP (fosfoenolpirúvico) Piruvato quinase 10) 2 Ácido Pirúvico 2 Ácido Lático Lactato desidrogenase 2 NADH2 2 NAD 2 NAD 2 ADP 2 ADP 2 ATP 2Pi 2H2O METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS ✔ GLICÓLISE * Glicose (6 C): degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas = 2 moléculas de Piruvato (3 C) = ATP; Piruvato Organismos ou tecidos aeróbicos (mitocôndria) Organismos ou tecidos anaeróbicos CK CR Fermentação do Ácido Lático Precursor de glicose e a.a (gliconeogênese) Ciclo de Krebs (Ciclo do ácido cítrico) é a primeira parte do metabolismo aeróbico; o piruvato (glicólise) é transformado em acetil CoA; NADH2 e FADH2 = são utilizadas na cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa para produzir ATP = cadeia respiratória; (mitocôndria) GLICÓLISE (citosol) 2 Ácido Pirúvico 2 acetil COA OAA NADH2 Acetil COA Iso citrato £ cetoglutárico Sintase cítrica Citrato OAA + H2O Piruvato desidrogenase Aconitase H2O Desidrogenase isocítrica NADH2 CO2 Desidrogenase do £ ceto CO2 NADH2 Succinil COA CO2 Succinato ADP Desidrogenase succínica FADH2 Fumarato Fumarase H2O Malato Desidrogenase málica NADH2 OAA Ciclo de Krebs (mitocôndria) Quinase CO2 CoASH CoASH CoASH CoASH NAD NAD NAD ATP FAD NAD GTP GDP BALANÇO ENERGÉTICO Glicólise: (piruvato) - 2 ATP + 2 NADH2 (2 x 3 ATP = 6 ATP) + 4 ATP = 8 ATP (lactato) 8 ATP - 2 NADH2 (2 x 3 ATP = 6 ATP) = 2 ATP Ciclo de Krebs: 4 NADH2 (x 2) = 8 x 3 ATP = 24 ATP 1 FADH2 (x 2) = 2 x 2 ATP = 4 ATP 1 ATP (x 2) = 2 x 1 ATP = 2 ATP __________ 30 ATP Balanço: 8 + 30 = 38 ATP A oxidação de 1 molécula de NADH2 permite a produção de 3 ATP A oxidação de 1 molécula de FADH2 permite a produção de 2 ATP Assim: Cadeia Respiratória (mitocôndria) Fosforilação oxidativa + cadeia transportadora de elétrons = Cadeia Respiratória; Corresponde à síntese de ATP direcionada pela transferência de elétrons ao oxigênio; Todas as etapas enzimáticas na degradação oxidativa dos carboidratos, lipídeos e proteínas nas células aeróbicas = convergem para a cadeia respiratória; A fosforilação oxidativa envolve a redução do O2 a H2O com elétrons doado pelo NADH2 e FADH2; Cadeia Respiratória as moléculas de NADH2 e FADH2 geradas na glicólise e no CK transferem os elétrons para o O2 em uma série de reações conhecidas também como cadeia transportadora de elétrons = captadores (proteínas – enzimas) transportam H2 (NAD e FAD) do ciclo de Krebs para a cadeia respiratória); essa série de reações gera um gradiente de prótons H+ = a energia estocada desse gradiente leva ao processo de fosforilação oxidativa; o O2 é reduzido à água e a energia liberada do fluxo de prótons é usada para produzir ATP; produto final do metabolismo aeróbico é CO2 e H2O = respiração celular; Cadeia Respiratória FMN + NADH2 NAD + FMNH2 NADH Q Redutase 1ª Bomba Q Citocromo Redutase C Citocromo Oxidase 3ª Bomba 2ª Bomba ATP ATP ATP 2 (H +1/2 O) = H2O (mitocôndria) NADH2 = 3 ATP = 3 bombas; FADH2 = 2 ATP = 2 bombas; 2e- 2e- 2e- 2e- 2e- Ultrapassam a 1ª bomba = pressionada libera ATP; Transporta os 2e- p/ a 2ª bomba; Capta o FADH2 Citocromo C Ubiquinona Mononucleotídeo flavina
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