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Estrutura dos Carboidratos:
 Os Carboidratos são moléculas orgânicas que contém carbono, hidrogênio e oxigênio e que em geral apresentam a fórmula empírica (CH2O)n, ou seja CnH2nOn. A letra (n) descrita na fórmula representa o número de carbonos. Na figura abaixo os carboidratos possuem 3 carbonos (C) , então aplicando a fórmula teremos C3H6O3. Os carboidratos tem em sua estrutura os grupos funcionais aldeídos ou cetonas e contêm ainda grupos hidroxilas (OH). Assim, eles são chamados de poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas.
 Há vários exemplos de carboidratos, mas a glicose e a frutose são muito conhecidas pela população em geral. A glicose é um carboidrato com 6 carbonos, ou seja, C6H12O6 e possui o grupo funcional aldeído, enquanto a frutose possui o mesmo número de carbonos, hidrogênio e oxigênio, C6H12O6, porém, possui um grupo funcional diferente, o grupo cetona.
 Os carboidratos com sabor doce, como sacarose, glicose e frutose, comuns na alimentação humana, são chamadas de açúcares. No início do século passado, foram adotadas por Fischer, as fórmulas no sentido linear, como as figuras acima. Um outro pesquisador, chamado Tollens, verificou que as moléculas dos carboidratos, com mais de cinco carbonos tente a formar um anel, ou seja, ficar na forma cíclica. Atualmente, adota-se as projeções propostas por Haworth, que permite, uma visualização da molécula na forma cíclica. Menos de 1% de cada monossacarídeo com mais de cinco carbonos na sua estrutura estão na forma de cadeia aberta, eles são encontrados predominantemente na forma cíclica.
 Digestão dos carboidratos
 Os principais polissacarídeos da dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). Essa digestão é rápida e geralmente está completa no momento que o conteúdo estomacal atinge a junção duodeno e jejuno. A hidrólise de ligações glicosídicas é catalisada por uma família de glicosidases que degrada os carboidratos. O amido é a principal fonte de carboidratos da dieta e, sendo um polissacarídeo, deve ser hidrolisado até glicose. A digestão começa na boca, onde as ligações glicosídicas (ligações entre os carboidratos) são “quebradas” em presença das enzimas especiais presentes na saliva (amilase salivar ou ptialina). A amilase salivar atua brevemente sobre o amido da dieta, de maneira aleatória. Os produtos da digestão da amilase uma mistura de oligossacarídeos. No estômago, há uma "parada"da digestão por causa do seu pH ácido, mas quando o seu conteúdo entra no intestino delgado ele é neutralizado pelo bicarbonato e a amilase pancreática (secretada pelo pâncreas) continua o processo de digestão do amido.
Resumindo, as hidrólises aleatórias do amido pelas enzimas amilases salivar e pancreática resultam em moléculas polissacarídeas cada vez menores chamadas de dextrinas, até se reduzirem à condição de dissacarídeos chamadas de maltoses. As maltoses serão hidrolisadas em duas moléculas de glicose, através da ação da enzima maltase. 
A sacarose é um dissacarídeo que é quebrado pela ação da enzima sacarase em uma molécula de glicose e uma de frutose Transporte:
A glicose, presente na luz intestinal, é absorvida (por transporte ativo ou simples difusão) e encaminhada para o sangue em concentrações controladas (glicemia). Intolerância à lactose
 
 A mais comum dessas deficiências é a intolerância a lactose, causada pela ausência da enzima lactase. Várias são as causas que podem culminar na ausência da lactase 
 A lactase hidrolise a lactose, açúcar do leite, em glicose e galactose.
 A maioria das crianças possuem atividade máxima da lactase até os dois anos. Depois desse período pode-se distinguir dois grupos: os que digerem a lactose, também chamados de lactose persistente ou normolactasia e os que tem uma má digestão da lactose, também chamados de lactose não persistente ou hipolactasia. O grupo que não digere a lactose corresponde a aproximadamente 75% da população mundial.O mecanismo pelo qual a enzima é perdida ainda não é claro. 
 A doença também pode ser congênita, ou seja, afetar a criança desde seu nascimento, porém essa é uma doença rara de caráter autossômico e recessivo. 
 A intolerância à lactose também pode estar relacionada a doenças intestinais como a doença de Crohn´s ou drogas que danifiquem a mucosa do intestino delgado. 
 O diagnóstico da intolerância à lactose pode ser realizado de duas maneiras. Uma delas envolve a realização de uma curva glicêmica onde coleta-se uma amostra de sangue do paciente em jejum depois o paciente recebe uma dose de lactose e novas amostras de sangue são coletadas após 15, 30, 60 e 90 minutos.
GLICÓLISE
 A glicose é o principal substrato para as reações energéticas, sendo a glicólise o principal processo de utilização energética da glicose, presente em todos os seres vivos, desde a mais antiga e simples bactéria até o mais recente e complexo organismo multicelular. A glicólise, entretanto, é um processo essencialmente anaeróbico, com o metabolismo aeróbico produzindo quase vinte vezes mais energia para os processos metabólicos intracelulares. Desta forma, o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória (Cadeia Transportadora de elétrons acoplada a Fosforilação Oxidativa) correspondem à seqüência natural do metabolismo da glicose e dos demais compostos energéticos (ácidos graxos e aminoácidos). A glicólise, também conhecida como via de Ebden-Meyerhof, é a primeira via metabólica da molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres vivos (a exceção dos vírus) realizam, invariavelmente, a glicólise seja em condições de aerobiose ou de anaerobiose, com as enzimas glicolíticas presentes no citoplasma. A glicólise é um processo anaeróbio onde se observa a transformação de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato e em condições de aerobiose, o metabolismo da glicose prossegue com as demais vias produtoras de energia (ciclo de Krebs e cadeia respiratória), mas somente se a célula possuir mitocôndrias funcionais, uma vez que esses processos são todos intramitocondriais. A glicólise ocorre em uma seqüência enzimática de 10 reações, divididas em duas fases: a primeira fase corresponde até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato e caracteriza-se como uma fase de gasto energético de 2 ATPs nas duas fosforilações; a segunda fase compreende desde as duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato até as duas moléculas de piruvato. Tal fase caracteriza-se pela produção energética de 4 ATPs em reações oxidativas enzimáticas independentes de oxigênio, utilizando o NADH como transportador de hidrogênios da reação de desidrogenação. O rendimento energético líquido final do metabolismo anaeróbio da glicose, portanto é de somente 2 ATPs. Em condições de aerobiose, porém, o piruvato não é reduzido e sim oxidado nas mitocôndrias pelo complexo enzimático piruvato-desidrogenase (também chamado de piruvato-descarboxilase) havendo a formação de acetil-CoA e a liberação de uma molécula de CO2 por cada piruvato oxidado. É formado, também, um NADH na reação de desidrogenação, indo para a cadeia respiratória, uma vez que já está dentro das mitocôndrias. É importante observar que, havendo a oxidação do piruvato, o NADH (produzido na glicólise) que seria utilizado para sua redução, é poupado, possibilitando que os elétrons por ele transportados penetrem nas mitocôndrias e sejam convertidos em ATP (na cadeia respiratória). A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros deles constituem a fase preparatória. Nestas reações a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose1,6-bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações. A seguir a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato;este é o passo em que ocorre a "lysis" que dá o nome ao processo. A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma Segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato, e com isso termina a primeira fase da glicólise. Desta forma, duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a molécula de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, depois, um retorno positivo para este investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato. O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são investidas na fase preparatória da glicólise. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de duas moléculas de NADH a cada molécula de glicose. Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações químicas são particularmente notáveis: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e 3. A transferência de átomos de hidrogênio ou elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto, o piruvato, depende do tipo de célula e das circunstâncias metabólicas. 
Resumindo: Na glicólise, para cada molécula de glicose há uma produção de: - 2 NADH e - 2ATP (saldo final) - 2 Piruvatos A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associados a redução do NAD+ para NADH. Como NAD+ existe nas células em concentração limitantes, muito inferior a quantidade de substrato), a manutenção da glicose depende da reoxidação do NADH em NAD+. A oxidação da glicose e a produção de ATP estão associados a redução de NAD+ para NADH. Como NAD+ existe nas células em concentração limitantes, muito inferior a quantidade de substrato), a manutenção da glicose depende da reoxidação do NADH em NAD+. Os organismos regeneram o NAD+ através de dois processos básicos, segundo a disponibilidade de oxigênio:
Em aerobiose – utilizam O2(da respiração) para oxidar NADH. Em anaerobiose – não utiliza o O2,o própri o piruvato produzido pela glicólise serve como aceptor dos elétrons do NADH, sendo reduzido a lactato. A degradação anaeróbica da glicose é chamada de Fermentação. As fermentações são processos auto-suficientes, ou seja, independem de outras vias por serem capazes de regenerar as coenzimas que são utilizam para a produção de ATP.
 Fermentação Lática Este processo é utilizado por: · algumas espécies de bactérias · hemácias · fibras musculares de contração rápida · fibras musculares em geral quando submetidos a esforço intenso Em certos organismos, como a leveduras e algumas bactérias, a regeneração do NAD+ é feita por outro processo: O piruvato é descarboxilado, originando um acetaldeído, que, servindo como aceptor dos elétrons do NADH, reduz a etanol.
 Fermentação Alcoólica: Em certos organismos, como a leveduras e algumas bactérias, a regeneração do NAD+ é feita por outro processo: O piruvato é descarboxilado, originando um acetaldeído, que, servindo como aceptor dos elétrons do NADH, reduz a etanol.
CICLO DE KREBS
 O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde a uma série de reações químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981). O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariotes e no citoplasma dos procariotes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular). O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja, possui reações catabólicas e anabólicas, com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2. Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é transformado em acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase. Este composto vai reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo anterior formando-se citrato. O citrato vai dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-cetoglutarato com libertação de NADH, e de CO2. O alfa-cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro carbonos com formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato. Após o ciclo de krebs ocorre outro processo denominado fosforilação oxidativa. O ciclo do ácido cítrico começa com o Acetil-CoA, transferindo seu grupo acetila de dois carbonos ao composto receptor oxaloacetato, de quatro carbonos, formando um composto de seis carbonos, o citrato. O citrato então passa por uma série de transformações químicas, perdendo dois grupos carboxila na forma de CO2. Os carbonos liberados na forma de CO2 são oriundos do oxaloacetato, e não diretamente do Acetil-CoA. Os carbonos doados pelo Acetil-CoA se tornam parte do oxaloacetato após o primeiro passo do ciclo do ácido cítrico. A transformação dos carbonos doados pelo Acetil-CoA em CO2 requer vários passos no ciclo de Krebs. No entanto, por causa do papel do ácido cítrico no anabolismo (síntese de substâncias orgânicas), ele pode não ser perdido já que muitas substâncias intermediárias do ciclo também são usadas como precursoras para a biosíntese em outras moléculas. A maior parte da energia disponível graças ao processo oxidativo do ciclo é transferida por elétrons altamente energéticos que reduzem o NAD+, tranformando-o em NADH. Para cada grupo acetila que entra no cliclo de Krebs, três moléculas de NADH são produzidas (o equivalente a 2,5 ATPs). Elétrons também são transferidos ao receptor Q, formando QH2. No final de cada ciclo, o Oxoalocetato de quatro carbonos é regenerado, e o processo continua.
 As principais etapas do ciclo de Krebs:
 1°: Oxalacetato(4 carbonos) Citrato(6 carbonos) O ácido acético proveniente das vias de oxidaçao de glicídios, lipídios e proteínas, combinamse com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial.
Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima A, sai da reação como CoASH.
 2°: Citrato (6 carbonos) Isocitrato(6 carbonos) O citrato sofre uma desidratação originando o isocitrato. Esta etapa acontece para que a molécula de citrato seja preparada para as reações de oxidação seguintes
 3°: Isocitrato αcetoglutarato (5 carbonos) Nesta reação há participaçao de NAD, onde o isocitrato sofre uma descaborxilação e uma desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como produto o alfa-cetoglutarato
 4°: αcetoglutarato Succinato (4 carbonos) O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o Succinato
 5°: Succinato Succinil - CoA O succinato combina-se imediatamente com a coenzima A, originando um composto de potencial energético mais alto, o succionil-Coa.
 6°: Succinil-Coa Succinato Nesta reação houve entrada de GDP+Pi, e liberação de CoA-SH. O succinil-CoA libera grande quantidade de energia quando perde a CoA, originando succinato. A energia liberada é aproveitada para fazer a ligação do GDP com o Pi(fosfato inorgânico), formando o GTP, como o GTP não é utilizado para realizar trabalho deve ser convertido em ATP, assim esta é a única etapa do Ck que forma ATP.
 7°: SuccinatoFumarato Nesta estapa entra FAD. O succinato sofre oxidaçao através de uma desidrogenação originando fumarato e FADH2. O FADH2 é formado apartir da redução do FAD.
 8°: Fumarato Malato O fumarato é hidratado formando malato.
9°: Malato Oxalacetato Nesta etapa entra NAD. O malato sofre uma desidrogenacão originando NADH, a partir do NAD, e regenerando o oxalacetato.
 A influência do ciclo de Krebs no processo da respiração celular começa com a glicólise, processo ocorrido no citoplasma de uma célula, onde a glicose, obtida através dos alimentos ingeridos, passa por uma série de dez reações químicas que culminam na formação de duas moléculas de ácido pirúvico. É a partir desse ponto que começa a participação do ciclo de Krebs na respiração propriamente dita. O ciclo de Krebs ocorre dentro da mitocôndria, logo as moléculas de ácido pirúvico têm que entrar nela. Esse processo só ocorre quando há moléculas de oxigênio suficientes para cada molécula de glicose; se há, na entrada do ácido pirúvico na mitocôndria faz com que o oxigênio reaja com o ácido formando gás carbônico e libera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes na fórmula da glicose. Esses elétrons são transportados pelo NADH e o FADH, duas moléculas transportadoras. Os elétrons então se responsabilizam pela união de mais um átomo de fósforo, com uma molécula de adenosina difosfato(ADP) formando a adenosina trifosfato o famoso ATP. Esta molécula de ATP então é que fornecerá a energia para a vida da célula e o transporte ativo de substâncias pelo corpo. Os compostos intermediários do ciclo de Krebs podem ser utilizados como precursores em vias biossintéticas: oxaloacetato e a-cetoglutarato vão formar respectivamente aspartato e glutamato. A eventual retirada desses intermediários pode ser compensada por reações que permitem restabelecer o seu nível. Entre essas reações, que são chamadas de anapleróticas por serem reações de preenchimento, a mais importante é a que leva à formação de oxaloacetato a partir do piruvato e que é catalisada pela piruvato carboxilase. O oxaloacetato além de ser um intermediário do ciclo de Krebs, participa também da gliconeogênese. A degradação de vários aminoácidos também produz intermediários do ciclo de Krebs, funcionando como reações anapleróticas adicionais.
 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA ACOPLADA À CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS A fosforilação oxidativa é uma via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir trifosfato de adenosina (ATP). O processo refere-se à fosforilação do ADP em ATP, utilizando para isso a energia libertada nas reações de oxidação-redução. Durante a fosforilação oxidativa, existe transferência de elétrons de moléculas doadoras (moléculas redutoras) a moléculas recebedoras (moléculas oxidantes), numa reação de oxido-redução. As transferências de elétrons constituem estas reações de oxido-redução, que se processam com libertação de energia, biologicamente aproveitável para a biossíntese de ATP. Em eucariontes, tais reações redox são feitas por cinco complexos principais de proteínas mitocondriais. Ao conjunto de complexos protéicos envolvidos nestas reações, dáse o nome de cadeia transportadora de elétrons.
A energia derivada do transporte de elétrons é convertida numa força motriz proteônica e é principalmente utilizada para bombear prótons para o exterior da matriz mitocondrial. Este processo é denominado quimiosmose e origina energia potencial sob a forma de um gradiente de pH (ou seja, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da mitocôndria) e de potencial elétrico através da membrana. A energia é utilizada quando ocorre um fluxo de prótons a favor do gradiente de concentração através da enzima ATP sintase (ATP sintetase). Embora a fosforilação oxidativa seja uma parte vital do metabolismo, é um processo que produz espécies reativas de oxigênio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogênio, que induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo, oxidando proteínas e lípidios de membrana) e contribuindo para processos de envelhecimento celular e patologias. Existem também diversos venenos e medicamentos que têm como alvo as enzimas desta via metabólica, inibindo sua atividade.
Diversos processos bioquímicos catabólicos, tais como a glicólise, o ciclo dos ácidos tricarboxílicos e a beta-oxidação, produzem a coenzima NADH. Esta coenzima contém elétrons que possuem um alto potencial de transferência (correspondente a um potencial de elétrons muito negativo). Ou seja, ao acontecer a oxidação do NADH, é libertada grande quantidade de energia. No entanto, a célula não liberta esta energia de uma só vez, pois tal reação poderia ser incontrolável. Os elétrons são então removidos do NADH e transferidos para o dioxigênio (O2) através de uma série de passos catalisados por diferentes enzimas, em que cada passo liberta uma pequena quantidade de energia. Este conjunto de enzimas, designados complexos I, II, III e IV, constitui a cadeia transportadora de elétrons e se encontra na membrana interna da mitocôndria. As enzimas neste sistema de transporte de elétrons utilizam a energia libertada na oxidação do NADH para bombear prótons através da membrana interna da mitocôndria. Isto gera o acúmulo de prótons no espaço intermembrana, originando um gradiente eletroquímico através da membrana. A energia armazenada sob este potencial é então utilizada pela ATP sintase para produzir ATP.
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
 A via das pentoses-fosfato, ou simplesmente via das pentoses, é uma via alternativa de oxidação de glicose-6-fosfato, que leva à produção de 4 compostos importantes, a ribose-5fosfato, NADPH, gliceraldeído-3-fosfato e a frutose-6-fosfato. - A ribose-5-fosfato é a pentose constituinte dos nucleotídeos, que vão compor os ácidos nucléicos (material genético DNA e RNA), e de muitas coenzimas, como o ATP, NADH, FADH2 e coenzima A. - O NADPH atua como coenzima doadora de hidrogênio em sínteses redutoras e em reações para proteção contra compostos oxidantes. - O gliceraldeído-3-fosfato e a frutose-6-fosfato são moléculas intermediárias da via glicolítica (glicólise). Na via das pentoses são produzidos vários açúcares fosforilados, com um número variável de átomos de carbono. A energia vinda da oxidação da glicose é armazenada sob a forma de NADPH e não de ATP, como na glicólise. A via das pentoses fosfato compreende uma etapa inicial que é oxidativa, na qual a glicose-6fosfato é convertida a ribulose-5-fosfato e CO2 por duas oxidações intercaladas por uma reação de hidrólise. Além disso, ocorre a conversão de NADP a NADPH. A etapa seguinte, que não é oxidativa, vai transformar a ribulose-5-fosfato em ribose-5-fosfato pela ação de uma isomerase. Esta pentose sofre em seguida conversões e gera açúcares fosforilados com números variados de átomos de carbono. Todas as etapas não-oxidativas são reversíveis, o que permite que haja interconversão entre os diferentes açúcares. Assim como a glicólise, a via das pentoses também ocorre no citosol; elas estão relacionadas por intermediários comuns que são a glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e o gliceraldeído-3fosfato. Esse compartilhamento de intermediários e a interconversibilidade permite que esta seja uma via de desvio da glicólise (conhecido como shunt das pentoses), ao mesmo tempo que é uma integração entre várias vias metabólicas.
 Regulação da via das pentoses A atividade da via das pentoses vai variar de acordo com tecido, sendo mais intensa em tecidos que ativam ácidos graxos constantemente, como é o caso do fígado e do tecido adiposo. As duas desidrogenases que participam da via convertem NADP a NADPH e vão ser inibidas competitivamente por NADPH. A utilização da glicose-6-fosfato pela via das pentoses ou pela glicólise vai depender das relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células. Quando a relação ATP/ADP é baixa, a glicose vai ser degradada pela via glicolítica, produzindo ATP; não vai ocorrer a síntese de ácidos graxos e a relação NADPH/NADP é alta,inibindo a via das pentoses.
Mas se a relação ATP/ADP é alta, a via glicolítica fica inibida e a síntese de ácidos graxos é favorecida, consumindo NADPH e desinibindo as desidrogenases. Portanto quando a carga energética das células é alta, o consumo de glicose-6-fosfato pela via das pentoses é favorecida.
 A via das pentoses é ativa quando as taxas glicêmicas são altas; os níveis altos de insulina resultantes acarretam, no tecido adiposo, aumento da permeabilidade à glicose e, no fígado, intensa síntese de glicocinase. Essas duas condições propiciam a síntese de ácidos graxos.
 
GLICONEOGÊNESE (NEOGLICOGÊNESE)
 Gliconeogênese é o mecanismo pelo qual se produz glicose por meio de conversão de compostos não-carboidratos, sendo a maior parte deste processo realizado no fígado e uma menor parte no córtex dos rins. Os precursores não-glicídios incluem: piruvato, lactato, aminoácidos (alanina) e glicerol. Quando há deficiência do suprimento de glicose pela dieta ou por dificuldade na sua absorção pelas células, a glicose pode ser produzida endogenamente a partir de outros substratos. Isso é importante para certos tecidos como as células nervosas e para os eritrócitos que necessitam continuamente de energia. Por outro lado, o fígado utiliza intensamente essa via para fazer a conversão do lactato muscular em glicose, interelação conhecida como Ciclo de Cori. A maioria dos tecidos é capaz de suprir suas necessidades energéticas a partir da oxidação de vários compostos, tais como aminoácidos, açúcares e ácidos graxos. Mas alguns tecidos usam apenas glicose como fonte de energia, como é o caso do cérebro. Para que o suprimento de glicose não seja interrompido, o organismo tem mecanismos que se destinam a preservar o nível de glicose circulante, mesmo quando em jejum. Quando a concentração de glicose circulante vinda da alimentação vai diminuindo, o glicogênio hepático vai ser degradado fazendo com que a glicemia volte a valores normais. Mas o glicogênio hepático é insuficiente para conseguir manter a concentração de glicose normal por um período muito longo. Com isso vai ser acionada outra via, a da síntese de glicose; nela a glicose vai ser formada a partir não só de carboidratos, mas também de aminoácidos, lactato e glicerol. A transformação da alanina e lactato em glicose inicia-se por sua conversão a piruvato. A transformação de piruvato em glicose pela gliconeogênese se dá pelo processo inverso da glicólise, havendo a participação de praticamente as mesmas enzimas, com exceção das que catalisam reações irreversíveis (piruvato cinase, fosfofrutocinase e glicocinase). Estas reações são contornadas por outras reações, que para isso, usam enzimas diferentes.
 Portanto, três etapas diferem da glicólise: 1° etapa: A reação que era catalisada pela piruvato cinase passa a ser catalisada pela piruvato carboxilase e pela fosfoenolpiruvato carboxicinase. O piruvato é transformado em oxaloacetato pela piruvato carboxilase. E o oxaloacetato é convertido em fosfoenolpiruvato pela fosfoenolpiruvato carboxicinase. O fosfoenolpiruvato produzido nesta etapa vai ser transformado em frutose-1,6-bifosfato pelas enzimas que também fazem parte da glicólise, e que, como catalisam reações reversiveis, podem operar a via no sentido inverso. 2º etapa: Há a conversão da frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato, sendo que esta reação é catalisada pela frutose-1,6- bifosfatase. 3º etapa: nessa etapa haverá a conversão de glicose-6-fosfato em glicose. O grupo fosfato ligado ao carbono 6 da glicose-6-fosfato vai sofrer uma reação de hidrólise, catalisada pela glicose-6-fosfatase. O produto dessa reação vai ser a glicose, que por não estar mais fosforilada, poderá atravessar a membrana plasmática. A enzima glicose-6-fosfatase só existe no fígado e nos rins.
 PRODUÇÃO ENERGÉTICA
 A gliconeogênese é uma síntese porque utiliza um precursor de 3 carbonos e tem como produto final a glicose, que tem 6 carbonos. Assim como as demais sínteses, este processo consome energia na forma de ATP. Para cada molécula de glicose formada a partir de piruvato são gastos 6 ATPs, que são utilizados nas reações catalisadas por piruvato carboxilase, fosfoenolpiruvato carboxicinase e fosfoglicerato cinase.
 Ciclo de Cori
 O lactato produzido no músculo esquelético em exercício é liberado no sangue. No ciclo de Cori, a glicose oriunda do sangue é convertida, pelo músculo em exercício em lactato , que será difundido para o sangue. Esse lactato é captado pelo fígado e reconvertido em glicose, pela via da gliconeogênese, que é liberda de volta para a circulação.
GLICOGÊNESE
 A glicogênese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio pré-existente. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis de glicose sangüínea. O primeiro passo envolve a síntese de glicose-1-fosfato e UTP:
 Glicose 1-fosfato + UTP + H2O → UDP-glicose + 2 Pi
 Essa reação é catalisada pela UDP-glicose pirofosfatase. Essa reação seria reversível se não fosse pela rápida hidrólise exergônica (o que implica a necessidade de água) do pirofosfato a ortofosfato (catalisada pela pirofosfatase). Na segunda reação, UDP-glicose é transferida ao grupo hidroxila da cadeia de glicogênio existente, formado uma ligação glicosídica α-1,4. Essa reação é catalisada pela glicogênio sintetase. Essa enzima só consegue promover essa adição se a cadeia contiver no mínimo quatro unidades. Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma "molécula primária". A enzima glicogênio sintetase é ativada pela fosfoproteína fosfatase A. Essa enzima é ativada pela insulina. A glicogênese ocorre inteiramente no citosol (citoplasma) e corresponde ao processo de síntese de glicogênio. Para tanto, são necessários um substrato (UDPglicose), e as enzimas glicogenina (responsável pela síntese do iniciador), a glicogênio sintase (responsável pelo alongamento da cadeia) e uma enzima ramificadora (a qual criará ramificações).
 O primeiro passo envolve a síntese do iniciador (o 1° UDP-glicose): GLICOGENINA + o 1° UDP-Glicose. A formação da UDP glicose, que é o precursor do glicogênio, ocorre através da fosforilação da glicose (às custas de ATP) formando glicose-1fosfato, unido-se a uma UTP, e quem faz este processo todo é a UDP glicose pirofosforilase. Essa reação é irreversível. Glicose + UTP + ATP → UDP-glicose + Ppi + ADP.
 Na segunda reação, a glicogênio sintase entra em ação alongando entre 8 e 11 resíduos a cadeia de glicogênio. Em seguida, ela se afasta, interrompendo a glicogênese. Essa enzima só consegue promover essa adição se a cadeia contiver no mínimo quatro unidades (ligações 1-4). Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma "molécula primária".
Por fim, a enzima ramificadora acelera a síntese e a degradação do glicogênio e cria extremidades livres com maior solubilidade (metabolização) e também cria novos sítios para alongação (sintase) e degradação (fosforilase). Ela transfere blocos de 5 à 8 resíduos, rompendo uma cadeia já formada, criando uma nova extremidade ligando o carbono1-6.
 
 GLICOGENÓLISE
 
Na degradação do glicogênio se dá a retirada repetida de unidades de glicose a partir das extremidades não redutoras (uma das extremidades da cadeia principal e o final das ramificações) pela enzima glicogênio fosforilase. Ao quebrar as ligações glicosídicas (do tipo alfa 1-4), a enzima adiciona um fosfato à molécula na posição C1. Em seguida a enzima fosfo-glicomutase converte a glicose-1-P em glicose-6-P. Esta fosforilase, entretanto, não possui atividade em ligações do tipo alfa 1-6, ou seja, ligações que unem as ramificações à cadeia principal. Além disso, também não tem acesso às ligações alfa 1-4 entre glicoses muito perto destas ramificações (em número de 4). Para agir nestas ligações, faz-se necessária uma segunda enzima, a enzima desramificadora. Esta, no entanto, não age diretamente sobre as quatro glicoses restantes na ramificação: apenas a glicose envolvida na ligação alfa 1-6 é mantidana ramificação e o restante é transferido à cadeia principal. Feito isso, esta enzima irá quebrar também a ligação alfa 1-6 e liberar finalmente aquela glicose restante. A regulação hormonal é realizada através da fosforilação da enzima, ou seja, por ligação covalente, sendo um processo lento. A adrenalina, através do AMPcíclico ativa a fosforilase quinase por fosforilação. Esta por sua vez faz o mesmo com a fosforilase a do glicogênio. A adrenalina está associada a momentos em que é necessária uma grande carga energética, sendo importante a mobilização das reservas de glicogênio do músculo. Há um segundo tipo desta enzima, a fosforilase b, que é regulada alostericamente (um processo rápido). Os moduladores neste caso são o ATP (em altas concentrações no repouso, inibindo a atividade da enzima), e o AMP (de efeito contrário, estando em maiores concentrações durante o gasto de ATP).
 Glicogenólise Hepática X Glicogenólise Muscular
 No fígado o imperativo é a manutenção da glicose circulante, e não a resposta rápida a uma alta demanda como ocorre, por exemplo, na contração muscular. Mas também a fosforilase no fígado pode ser controlada alostericamente, porém neste caso, é a própria glicose e não o AMP que expõe os sítios da enzima à desfosforilação, inativando-a. A regulação hormonal dá-se de forma semelhante à do músculo, porém pelo glucagon, liberado quando os níveis de glicose no sangue estão baixos. A insulina, que não tem poder inibitório no fígado, é um modulador negativo da fosforilase no fígado. Há outras diferenças quanto à utilização das reservas entre fígado e músculo. O primeiro utiliza suas reservas para "alimentar" todos os tecidos. A manutenção da glicemia é importante especialmente para células como hemácias e neurônios, que não podem utilizar outras fontes de energia. Assim, os níveis sangüíneos de glicose só diminuirão quando o fígado já houver esgotado suas reservas - quando então ainda resta a alternativa da síntese de glicose, ou seja, há o disparo para a gliconeogênese (neoglicogênese), um processo hormonal. Já o músculo, não "exporta" suas reservas, e só as utiliza no gasto energético de sua atividade de contração. Como o tecido muscular não possui a glicose-6-fosfatase (presente no fígado e rins), o glicogênio armazenado nos músculos não pode suprir o organismo diretamente com glicose. Dessa forma a glicose-6-fosfato é oxidada até piruvato e daí até lactato. O lactato então sai das células musculares, alcança o fígado através da circulação e serve como substrato para a gliconeogênese hepática. O restante da produção de glicose nas 24 horas deriva da gliconeogênese, a partir de aminoácidos liberados na proteólise muscular, de glicerol e outros compostos intermediários contendo átomos de carbono.
Lipídeos
 Conceito e importância Os lipídeos são um grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água (hidrofóbicas) esolúveis em solvente orgânicos (solventes apolares) (éter, clorofórmio etc..).eles incluem as gorduras, os óleos, os esteróides, as ceras e compostos relacionados. Devido a sua insolubilidade em soluções aquosas, os lipídeos corporais são geralmente compartimentalizados nos adipócitos ou transportados no plasma em associação com as proteínas. Os lipídeos são as maiores fontes de energia do corpo, e também fornecem barreira hidrofóbica que permite a separação do conteúdo aquoso da célula com as organelas. Os lipídeos são utilizados com outras funções no organismo, como hormônio esteróides, vitaminas lipossolúveis, entre outros. Funções biológicas gerais dos lipídeos: - componentes das membranas celulares, - isolantes térmicos, - reserva de ener gia (tecido adiposo). - muitos de seus derivados formam vitaminas e hormônios. O conhecimento da estrutura química e do metabolismo dos lipídeos é necessário para compreender as relações de muitas áreas biológicas: nutrição e obesidade, armazenamento e fornecimento de energia e mesmo patologias como a aterosclerose.
ESTRUTURA DE LIPÍDEOS: Muitos lipídeos são compostos anfipáticos(ou anfifílicos), ou seja, apresentam na molécula uma porção polar, hidrofílica, e uma porção apoIar, hidrofóbica. Um exemplo é o ácido graxo:
 Os ácidos graxossão ácidos carboxílicos com uma longa cadeia carbônica (hidrocarbonetos), geralmente com número par de átomos de carbono (entre 14 e 24), sem ramificações, podendo ser saturada ou conter uma ou mais insaturações. Os ácidos graxos mais comuns são os de 16 e 18 carbonos. O grupo Ácidos graxos livres são pouco encontrados no organismo: mais freqüentemente estão ligados a um álcool, que pode ser o glicerol ou a esfingosina. Quando os lipídeos estão ligados a um glicerol são chamados de Triacilgliceróis (TG) e glicerofosfolipídeos Os triacilglicerois (TG), também chamados de gorduras ou triglicerídeos, constituem cerca de 90% dos lipídeos da dieta e são a principal forma de armazenamento de energia metabólica nos seres humanos.
 Quando os lipídeos estão ligados a uma esfingosina são chamados esfingolipídeos. Os triacilgliceróis (também chamados de triglicerídeos) atuam como a maior reserva de energia em animais (são uma forma de armazenamento de ácidos graxos), sendo a mais importante classe de lipídeos, apesar de não serem componentes das membranas celulares. Os triacilglicerois são armazenados nas células adiposas, sob forma anidra (ou seja, sem a presença de água) e pode ocupar a maior parte do volume celular.
 Estrutura do triacilglicerol: Os glicerofosfolipídeos e os esfingolipídeos, juntamente com o colesterol, fazem parte das membranas celulares. A temperatura de fusão dos ácidos graxos diminui com o número de insaturações (contêm ligações duplas) e aumenta com o comprimento da cadeia. Assim, ácido esteárico (saturado, ou seja, que contêm ligações simples) e ácido oleico (uma insaturação), ambos com 18 carbonos, têm pontos de fusão muito diferentes: 69,6°C e 13,4 °C respectivamente. A maior parte dos ácidos graxos necessários ao metalolismo do homem e são produzidos endógenamente em seu próprio organismo. Fazem exceção dois ácidos graxos insaturados: · Ácido linoleico com 18 carbonos e duas insaturações · Ácidos linolênico com 18 carbonos e três insaturações Os ácidos graxos que devem necessariamente constar da dieta são chamados de Ácidos graxos essenciais. Os ácidos graxos essenciais são importantes para a fluidez das membranas e para a síntese de prostaglandinas. Prostaglandinas estão envolvidas em várias ações biológicas tais como: vasodilatação, relaxamento de músculo liso, contração uterina. Classificação dos lipídeos: - Simples: constituídos exclusivamente por ésteres de ácidos graxos e só apresentam C, H e O em suas moléculas. Exemplo: Glicerídeos (acilgliceróis) e cerídeos (ceras animais e vegetais). - Lipídeos Compostos: são ésteres de ácidos graxos com outros grupos além do álcool e do ácido graxo. Exemplo: - fosfolipídeos – lipídeos que contém além do álcool e ácido graxos também um grupo fosfato. - glicolipídeos- são lipídeos que possuem a molécula de ácido graxos ligada a um álcool, a esfingosina, e este a um carboidrato. - Esteróis: Os esteróis são lipídeos especiais encontrados na maioria das células eucarióticas. O colesterol é um esterol, ele é precursor de outros esteróis, tais como: sais e ácidos biliares, hormônios esteróides (ex: sexuais), vitamina D, entre outros.
 Lipogênese
 Processo que ocorre preferencialmente no tecido adiposo, ocorrendo também no tecido hepático, e que consiste na síntese de ácidos graxos e triglicerídeos, que serão utilizados como reserva energética. Em uma hiperglicemia a insulina ativa as vias hipoglicemiantes que são a glicólise, glicogênese e via das pentoses. No caso do excesso de ATP, tanto o ciclo de Krebs quanto a cadeia respiratória são bloqueados causando o acúmulo de acetil-coA dentro da mitocôndria, então o mesmo sai para o citoplasma na forma de citrato e através da enzima citrato liase no citoplasma celular volta a ser acetil-coA. É agora que começa a síntese de ácido graxo, uma via hipoglicemiante, citoplasmáticae anaeróbica, tendo como molécula precursora o acetilcoA, proveniente, por exemplo, do metabolismo dos carboidratos. Esta via tem como hormônio ativador a insulina e como inibitório o glucagón. A principal enzima do processo é a acetil-coA carboxilase, a qual atua com o auxílio da biotina (vitamina que carrega o CO2 agindo em conjunto com a acetil-coA carboxilase na transformação do acetil-coA em melanil-coA). Os ácidos graxos sintetizados se combinam por esterificação com o glicerol, na finalidade de se produzirem triglicerídeos armazenáveis. No tecido hepático a síntese de triglicerídeos ocorre por meio da enzima gliceroquinase que é abundante neste tecido. No tecido hepático, as vias ativadas para a produção de gordura são: - via glicolítica - via das pentoses - síntese de ácido graxo - síntese de triglicerídeos - glicogênese No tecido adiposo a síntese de triglicerídeos não ocorre por meio da enzima gliceroquinase que não existe neste tecido, então o glicerol fosfato é obtido através da fosfodiidroxicetona (via glicolítica ou pentoses). No tecido adiposo, as vias ativadas para a produção de gordura são: - via glicolítica - via das pentoses - via síntese de acido graxo - via síntese de triglicérides
 Lipólise
 Processo que ocorre no tecido adiposo e que consiste na degradação da gordura, ou seja, das reservas energéticas (triglicerídeos) para a produção de energia, onde o triacilglicerol deve ser hidrolisado até ácidos graxos livres e glicerol que serão mobilizados e lançados na corrente circulatória. Esta hidrólise ocorre no tecido adiposo por ação da lipase hormônio sensível (LHS) (enzima que regula o processo), que como o próprio nome diz é sensível a ação de hormônios, sendo esta inibida pela insulina que dificulta a lipólise e sendo favorecida pela presença de glucagón e adrenalina. Outros hormônios como GH, T3 e T4 também estimulam a LHS. Os ácidos graxos livres no sangue se associam a proteína albumina plasmática formando lipoproteína com destino a tecidos consumidores como o músculo e o fígado, onde os graxos livres se separam da albumina plasmática para entrar nas células e sofrerem a β-oxidação (ciclo de Lynen). O glicerol será degradado somente no fígado, pois é onde se tem a enzima gliceroquinase. Dentro das células os ácidos graxos livres deverão ser ativados através da enzima acil-coA sintetase que transforma o ácido graxo em acil-coA (ácido graxo livre), para cada ácido graxo ativado consome-se 1 ATP. O acil-coA (ácidos graxos livres) é transportado do citoplasma para dentro da mitocôndria através da ação da carnitina que é uma proteína transportadora. Na mitocôndria ocorrera o ciclo de Lynen que gradativamente vai quebrando os ácidos graxos livres e liberando acetil-coA que ativará o ciclo de Krebs para a produção de ATP.
 Cetogênese
 Processo que consiste na produção de corpos cetônicos pelo fígado (acetato, Bhidroxibutirato e acetona) durante um jejum prolongado ou em casos de diabetes. Nessa situação em que o organismo está em condições hipoglicemiantes, a lipólise é intensificada (transformação de triglicerídeos em ácidos graxos e estes em acetil-CoA, o que provoca um aumento de sua concentração). Além disso, o tecido hepático ativa a gliconeogênese. Sendo assim, é gerado um excesso de Acetil-CoA, o qual não é totalmente consumido pelo Ciclo de Krebs. O resultado é um acúmulo de acetil-CoA, que é transformado em corpos cetônicos. Tais corpos cetônicos, quando em grandes concentrações, resulta em cetose, a qual pode ser diagnosticada clinicamente pelo hálito cetônico. Quando o indivíduo apresenta altos níveis de corpos cetônicos no sangue (cetonemia), pode apresentar um quadro de cetoacidose, ou seja, uma diminuição do pH sanguíneo. É possível ainda a identificação de corpos cetônicos na urina (cetonúria).
 Cetólise
Processo que consiste no catabolismo (consumo) de corpos cetônicos, sendo realizado pelos tecidos cerebral e muscular cardíaco e esquelético. Tais tecidos convertem os corpos cetônicos novamente a acetil-Coa, para produção de energia; dada a extrema necessidade constante de energia desses tecidos.