Metabolismo de Carboidratos

Prévia do material em texto

Metabolismo de Carboidratos. 
Dra. Leticia Labriola 
Abril 2020 
Objetivos: Estrutura de carboidratos. 
 
O aluno deverá estar apto a: 
 
 
1. Resumir a via da gliconeogênese, incluindo substratos, enzimas únicas e 
mecanismos regulatórios. 
2. Descrever o papel da gliconeogênese na manutenção da glicemia. 
3. Compreender o funcionamento das lançadeiras malato-aspartato e glicerol fosfato 
e a sua função na gliconeogênese. 
4. Compreender o metabolismo de alcool no fígado. 
5. Compreender as bases da síndrome de Von Gierke. 
 
Mulher de 18 anos, estudante, sem histórico de doenças, dá 
entrada no pronto socorro com confusão mental e 
apresentando vômitos após ingestão aguda de grande 
quantidade de álcool. 
Ao exame clínico apresenta velocidade respiratória irregular, 
hipotermia, turgor da pele (sinal de desidratação) e confusão 
mental. 
Medida de glicemia indica hipoglicemia acentuada. 
A paciente recebe glicose endovenosa, além de ser reidratada 
com solução salina, e é liberada. 
 
substratos 
para a 
gliconeogênese 
lactato 
glicerol 
piruvato 
intermediários 
do ciclo de Krebs 
Gliconeogênese 
aminoácidos 
glicogênicos 
NH3 
músculo 
hemácias 
triacilglicerol 
AGL 
 
glicogênio 
glicose 6-fosfato 
piruvato 
lactato 
glicose 6 - fosfato 
Gliconeogênese - ciclo de Cori 
lactato lactato 
glicose 
sangue 
músculo fígado 
Glicogenólise/Gliconeogênese 
glicose 
glicose 6-fosfato 
frutose 6-fosfato 
frutose 
1,6-difosfato 
diidroxiacetona 
fosfato 
gliceraldeído 
3-fosfato 
1,3 difosfo- 
glicerato 
3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato 
piruvato 
fosfoenolpiruvato 
AcetilCoA 
glicose 
glicose 6-fosfato 
hexoquinase 
frutose 6-fosfato 
frutose 
1,6-difosfato 
fosfofrutoquinase 
piruvato 
fosfoenolpiruvato 
piruvato quinase 
Gliconeogênese 
reações irreversíveis na via glicolítica 
piruvato acetil CoA 
piruvato 
desidrogenase 
ciclo de Krebs 
reação de desvio da hexoquinase 
ATP 
ADP 
glicose 
glicose 6-fosfato 
hexoquinase 
H2O 
Pi 
glicose-6-fosfatase 
Gliconeogênese 
glicose-6-fosfatase fígado, rins e intestino 
frutose 6-fosfato 
frutose 1,6-difosfato 
ATP 
ADP 
fosfofrutoquinase 
H2O 
Pi 
frutose 1,6-difosfatase 
reação de desvio da fosfofrutoquinase 
Gliconeogênese 
lactato 
Gliconeogênese - lactato 
piruvato 
oxaloacetato 
malato malato oxaloacetato 
fosfoenolpiruvato 
glicose 
mitocondria 
sangue citosol 
 oxaloacetato 
piruvato 
carboxilase 
ATP ADP CO2 H2O 
malato 
NADH+H+ NAD+ 
malato 
desidrogenase 
reações de desvio da piruvato quinase 
Gliconeogênese 
ATP 
ADP 
piruvato 
fosfoenolpiruvato 
piruvato 
quinase 
oxaloacetato 
NADH+H+ NAD+ 
malato 
desidrogenase 
fosfoenolpiruvato 
carboxilase 
GTP 
GDP 
CO2 
citosol 
mitocondria 
piruvato 
malato 
glicose 
Lançadeiras: Transportam os 
elétrons de NADH citosólico 
para a matriz mitocondrial 
Lançadeira Malato-Aspartato 
Lançadeira Malato-Aspartato 
 
- Reação global: 
 
 
 NADH(cit) + NAD
+
(mit) NAD
+
(cit) + NADH(mit) 
 
 
- Reversível 
 
- Presente em fígado, rim, coração 
 
 
Gliconeogênese - glicerol 
diidroxiacetona 
fosfato 
glicerol 3-fosfato 
desidrogenase 
NAD+ 
NADH+H+ 
glicerol glicerol 3-fosfato 
glicerol quinase 
ATP ADP 
gliceraldeído 
3-fosfato 
aldolase 
glicose 
Lançadeira Glicerol Fosfato 
Lançadeira Glicerol Fosfato 
 
- Reação global: 
 
 
 NADH(cit) + FAD(mit) NAD
+
(cit) + FADH2(mit) 
 
 
- Irreversível 
 
- Presente em músculo, cérebro 
 
Regulação da gliconeogênese 
piruvato 
oxaloacetato 
gliconeogênese 
glicose 
acetil CoA 
ciclo de Krebs 
energia 
glicose 
piruvato 
carboxilase 
piruvato 
desidrogenase 
acetil CoA + - 
Piruvato - PEP 
Pyr Pyr 
CO2 
ATP ADP 
OxaloAc Malato 
NADH NAD+ 
Malato 
NAD+ 
NADH 
Oxaloacetato 
PEP 
GTP 
GDP 
CO2 
Regulação Neoglicogênese 
Pyr 
CO2 ATP ADP 
Oxaloacetato 
+ AcetilCoA 
Piruvato carboxilase 
Oxaloacetato 
CO2 GTP GDP 
PEP 
(+ Glucagon) 
PEP carboxiquinase 
(Biotina) 
Regulação Neoglicogênese 
Frutose 1,6 P Frutose 6 P 
Frutose 1,6 bisfosfatase 
Pi 
- AMP - Frutose 2,6P 
Regulação Neoglicogênese 
Frutose 1,6 P Frutose 6 P 
Frutose 1,6 bisfosfatase 
Pi 
- AMP - Frutose 2,6P 
Frutose 6P Frutose 2,6 P 
ATP ADP 
Fosfofrutoquinase 2 
Frutose 6P Frutose 2,6 P 
Frutose 2,6 bisfosfatase 
Pi 
- citrato + AMP 
+ PEP 
(+ insulina no fígado) 
(+ glucagon no fígado) 
frutose 6-fosfato 
frutose 1,6-difosfato 
ATP 
ADP H2O 
Pi 
fosfofrutoquinase frutose 1,6-difosfatase 
frutose 2, 
6-difosfato + - 
Regulação da gliconeogênese 
Insulina Glucagon 
Glicose 6 P Glicose 
glicose 6 fosfatase 
Pi 
Regulação Neoglicogênese 
- Enzima localizada no RE do fígado e rim 
 
- Jejum aumenta a expressão 
 
Gliconeogênese é a via pela qual a glicose é sintetizada. 
Para que este processo resulte termodinamicamente 
favorável, algumas enzimas que participam na glicólise 
são remplaçadas na gliconeogênese por enzimas que 
diferem em como (ou de que forma) os processos de 
conversão metabólica, hidrólise de ATP ou produção de 
ATP estão acoplados. 
Resumo 
Lactato Desidrogenase 
Metabolismo Etanol 
CH3 
 H 
C OH 
 H NAD
+ NADH 
CH3 C 
 H 
O 
álcool desidrogenase 
CH3 C 
 H 
O 
NAD+ NADH 
acetaldeído desidrogenase 
+ H2O CH3 C 
 O- 
O 
CH3 C 
 O- 
O 
acil-CoA sintetase 
ATP AMP HS-CoA 
CH3 C 
 SCoA 
O 
Alcoolismo 
Agudo 
 
 - Hipoglicemia 
 
 - Acidose 
 
Crônico 
 
 - Desnutrição calórico-proteica 
 
 - Toxicidade por acetaldeído - cirrose 
 
 - Deficiência de folato, TPP (B1), vit. A e D 
Coma 
Assista o vídeo do Prof. Onuchic sobre síndrome de Von Gierke 
(deficiência de glicose 6 fosfatase) e responda a seguinte pergunta: Porquê 
esta deficiência prejudica tanto ao sistema nervoso? 
A partir da informação presente nos dois slides a seguir responda: 
Porquê a acidose metabólica pode ser tratada com citrato ou bicarbonato? 
70% do CO2 
formado nos 
tecidos é 
transformado a 
H2CO3 e 
HCO3
- no 
plasma. 
1. Indicar a localização das enzimas da via gliconeogênica e as vitaminas necessárias para 
neoglicogênese. Descrever os passos irreversíveis da glicólise, e como são substituídos na 
gliconeogênese. 
2. Quais os principais substratos para a gliconeogênese? Explique porque lipídeos não geram 
glicose. 
3. Escrever a reação global da síntese de glicose a partir de lactato. 
4. Descrever a atividade da glicólise e gliconeogênese na presença de altas relações ATP/ADP e 
baixas relações ATP/ADP. Indicar os mecanismos de regulação que determinam a atividade 
da glicólise e gliconeogênese. 
5. O glucagon induz à quebra de proteínas, liberando aminoácidos (incluindo a alanina) no 
fígado. Indique o efeito dessa quebra nas vias glicolítica e gliconeogênica. 
6. O lactato produzido no músculo pode ser convertido a glicose no fígado. Descreva as 
condições em que o músculo gera lactato, e porque a conversão para glicose não ocorre no 
próprio músculo. 
7. Explique porque um período de exercício físico intenso leva a aumento da velocidade 
respiratória do indivíduo, que perdura por vários minutos após o exercício. 
8. Descrever as lançadeiras de malato-aspartato e glicerol fosfato. Qual a vantagem que cada 
uma apresenta em relação à outra? 
9. Descrever o mecanismo pelo qual a ingestão de etanol causa acidose e hipoglicemia. 
10. Com base nos dados abaixo, explique porque a população oriental apresenta maior 
sensibilidade à ingestão de etanol: 
a)O acetaldeído é responsável pela maior parte dos efeitos da embriaguez. 
b) A álcool desidrogenase é uma enzima quaternária, em que uma das subunidades pode 
ser do tipo 1 (pH ótimo = 10) ou 2 (pH ótimo = 8). Na população oriental, predomina 
a subunidade 2. 
c)Há duas acetaldeído desidrogenases. Uma delas, presente na mitocôndria em grandes 
quantidades, tembaixo Km, a outra, citosólica, tem alto Km. Grande parte da 
população oriental possui uma deficiência da isoforma mitocondrial. 
Leia o texto e responda: 
 
-1. Como explica a hipoglicemia desenvolvida 
no bebê logo após o nascimento? 
-3. Qual foi a conduta médica adotada? Por 
quê? 
-2. Qual é a fonte de glicose de um bebê 
antes do nascimento? 
 oxaloacetato 
piruvato 
carboxilase 
ATP ADP CO2 H2O 
malato 
NADH+H+ NAD+ 
malato 
desidrogenase 
reações de desvio da piruvato quinase 
Gliconeogênese 
ATP 
ADP 
piruvato 
fosfoenolpiruvato 
piruvato 
quinase 
oxaloacetato 
NADH+H+ NAD+ 
malato 
desidrogenase 
fosfoenolpiruvato 
carboxilase 
GTP 
GDP 
CO2 
citosol 
mitocondria 
piruvato 
malato 
glicose 
 
Lógica para que a reação 
Ocorra na mitocôndria 
Citossol: 
NADH/NAD+ = 8 x10-4M, 
5 vezes menor que na mit.