METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

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METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
Os nutrientes (macromoléculas) são digeridos nos intestinos, fora das células ou em macromoléculas dentro dos lisossomos, pois dentro tem enzimas digestivas que fazem o desdobramento das macromoléculas. Logo o resultado: os monômeros, são soltados no citosol, onde a sua oxidação gradual inicia. 
Metabolismo: conjunto de raçoes químicas
Anabolismo: conjunto de reações químicas que sintetizam moléculas a partir de outras mais simples. Reações endergônicas, vias metabólicas endergônicas, redutoras que consomem ATP.
Catabolismo: metabolismo encarregado da degradação ou quebra de moléculas complexas em outras, mas simples, geralmente fornece energia para o organismo. Reações exergônicas, vias metabolismo exergônicas, oxidativas que liberam ATP.
Glicose: fonte extracelular de energia libre conservada em ATP, fonte de energia universal, principal substrato oxidável.
Na oxidação de carboidratos, lipídios ou proteínas perdem se elétrons e prótons, e seus átomos de carbono são convertidos em CO2.
Os H+ e e- são recebidas pelas coenzimas na forma oxidada, passam a forma reduzida. 
A reoxidacão das coenzimas é devido a transferência de H+ e e- para o oxigênio molecular que é convertido em água. 
A energia que se utiliza nesta oxidação é utilizada para sintetizar um composto rico em energia: ATP. Esta energia química armazenada no ATP é utilizada para promover processos biológicos (O ATP doa energia para tornar possíveis reações energeticamente inviáveis:
- Processos químicos (biossínteses)
- Processos mecânicos (contração muscular)
- Processos elétricos (condução de estímulos nervosos)
- Processos osmóticos (transporte ativo através de membranas)
- Processos luminosos etc. (bioluminescência)
Existem enzimas que promovem esta reação, catalizadoras como as ATPases, elas podem estar presentes nas bombas de sódio e potássio, (entram dois potássios e saem dois sódios) ela é hidrogenia, ela gasta ATP, al igual que qualquer impulso nervoso. O ATP hidrolisa-se e a energia é liberada, em forma de energia de calor, produzindo ADP. AMP, GDP, UTP, outras fontes de energia iguais. 
Forman Macronutrientes:
Carboidratos ---- Glicose
Lipídios --- Ácidos graxos
Proteínas --- Aminoácidos
Conversões que eles podem fazer:
Proteínas ---- ácidos graxos e glicose
Carboidratos --- ácidos graxos
A Glicose (vem de um amido, que se sintetizo a partir da energia da luz) pode tomar caminhos diferentes, passa por vias de oxidação para produzir energia:
Armazenamento (Glicogênio, amido, sacarose)
Formação de energia (Glicólises: Piruvato) 
Via das pentoses fosfato (Ribose-5-fosfato) 
Além disso também temos síntese endógena de glicose (glicogênese): proteínas, lactato e glicerol.
NAD+ (Niacina adenina dinucleotídeo): Coenzima que vem da vitamina B3 (Niacina), captor de dois elétrons e um próton (capturador), carregador de energia para a fabricação do ATP. NAD+ oxidada (não carrega energia), NADH reduzida (quando recebi elétrons). 
FAD (Flavinha adenina dinucleotídeo): Coenzima que vem da vitamina B2 (Riboflavina), recebi dois elétrons e dois prótons, reduzindo-se a FADH2. 
Pela fosforilação oxidativa eles serão convertidos em ATP, todo metabolismo tem como objetivo final o ATP para poder ser utilizado ou em vias de construção, se fara o processo de tradução, para biossínteses de proteínas, lipídeos.
GLICOLISE OU VIA GLICOLITICA
As plantas sintetizam glicose a partir da luz, nos consumimos esses nutrientes, é absorvida pelas células intestinais, e vai entrar no sangue para logo passar por vias de oxidação para produzir energia em forma de ATP. A glicólise acontece no citosol (Hialoplasma), conversão de glicose em piruvato, produzindo ATP e moléculas redutoras com enzimas reduzidas, carregando e-.
Toda glicólise extracelular (vinda da alimentação ou do glicogênio no fígado o nos músculos), é transportada desde a sangue, por uma proteína transportadora a célula, mas ela também pode tirar a glicose da célula e mandar de novo para o sangue, por isso quando ela entra no citosol é marcada pela fosforilação. 
Insulina: Hormônio produzido pelo pâncreas que tem a função ajudar a glicólise do sangue a entrar na célula. 
Glucagon: Hormônio produzido pelas células alfa do pâncreas, age aumentando ou estimulando a produção de glicólise na sangue.
10 REAÇÕES SEQUENCIAIS DA VIA GLICOLITICA
FASE DE INVESTIMENTO
ETAPA 1 FOSFOLIAÇAO DE ATP
1. GLICOSE A GLICOSE 6-FOSFATO, a primeira marcação da glicose na via é o aumento de um grupo fosfato, mas a fosforilação da glicose com um fosfato inorgânico é inviável por ter energia livre positiva, então se utiliza outra reação de fosforilação com energia livre negativa com o ATP (doador de grupo fosfato). Reação irreversível, realizadas por hexoquinases (transferase) (quinases, enzimas catalizadoras, promovem transferência do grupo fosfato ao carbono número 6, de um composto de alta anergia como o ATP a um receptor, glicose).
Há 4 tipos quinases nos vertebrados, a hexoquinases IV ou glicoquinase, está presente nos hepatócitos e nas células B do Pâncreas. A glicose 6-P não pode atravessar a membrana celular e permanece dentro. ATP -- ADP + H+, o Mg consegue estabilizar as cargas negativas do ATP.
2. GLICOSE 6-P A FRUTOSE 6-P, conversão ou isomerização da Glicose 6-P (muda de forma), por a ação de uma isomerase: fosfoglicoisomerase, formando a Frutose 6-P.
3. FRUTOSE 6-P A FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO, fosforilação da frutose 6-P, reação irreversível catalisada pela FOSFOFRUTOQUINASE 1, forma-se uma hexose com dois grupos fosfato: Frutose 1,6 Bifosfato. ATP – ADP + H+.
ETAPA 2
4. FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO A DIIDROXÍACETONA FOSFATO + GLICERALDEÍDO 3-FOSFATO, por ação da aldolase a Frutose é clivada em duas trioses fosforiladas que são isômeras: Diidroxíacetona fosfato e Gliceraldeído 3-P.
5. DIIDROXÍACETONA FOSFATO a GLICERALDEÍDO 3-P, a Diidroxíacetona é Inter convertida por ação da enzima TRIOSE FOSFATO ISOMERASE em Gliceraldeído 3-P.
Uma molécula de glicose forma duas moléculas de Gliceraldeído 3-P, de agora em adiante a via terá todos seus intermediários duplicados.
FASE DE PAGAMENTO
ETAPA 3 TRANSFERENCIA DE GRUPOS FOSFATOS PARA ADP
6. GLICERALDEÍDO 3-P A 1,3 BIFOSFOGLICERATO, duas moléculas de Gliceraldeído 3-P são fosforiladas cada uma por um fosfato inorgânico, formando assim duas moléculas de 1,3 Bifosfoglicerato, é uma reação de oxido-redução/fosforilação complexa, catalisada pela enzima GLICERALDEÍDO 3-P DESIDROGENASE. P + NAD+ -- NADH + H+.
ETAPA 4 FORMACAO DE ATP
7. 1,3 BIFOSFOGLICERATO A 3-FOSFOGLICERATO, um grupo fosfato do 1,3 Bifosfoglicerato é transferido a um ADP catalisada pela enzima FOSFOGLICERATO QUINASE, devido a quantidade alta de energia que 1,3 BFG tem, formando o 3-Fosfoglicerato. ADP + P – ATP.
8. 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO, deslocamento do grupo éster fosfato do C3 á C2, catalisada a transferência intramolecular pela enzima FOSFOGLICERATO MUTASE, a mutase doa um grupo no C2 e recebi o grupo fosfato do C3, formando o 2-Fosfoglicerato.
9. 2-FOSFOGLICERATO A FOSFOENOLPIRUVATO, a enzima enolase desidrata o 2-Fosfatoglicerato, originando o fosfoenolpiruvato. Este possibilita a formação de ATP na seguinte reação.
10. FOSFOENOLPIRUVATO A PIRUVATO, transferência do grupo fosforil do Fosfoenolpiruvato para o ADP, o PIRUVATO QUINASE catalisa o Fosfoenolpiruvato, quitando um grupo fosfato formando ATP e piruvato.
Produto neto: 2 piruvatos, 2 NADH, 4ATP, 2H+, 2H2O
Balanço energético: Glicose +2NAD+ + 2ADP +2Pi --- 2piruvato + 2NADH +2H+ +2ATP +2H2O 
 Investimento --- Produto Terminal
A produção de ATP está associada à redução de NAD+ (seja por anaerobiose ou aerobiose).
Logo disso o piruvato passara por diversas oxidações (aeróbias ou anaeróbias), e dependendo de qual ele passe formara um composto diferente.
Oxidação Parcial da Glicose/ Oxidação Anaeróbia (sem o O2) produz apenas uma pequena parcela (menos do 10% do total de ATP obtido pela oxidação aeróbia), ainda assim conseguem suprir sua demanda energética.É realizada se não tiver oxigênio suficiente, todas as fermentações seguem um padrão comum.
1. Primeira etapa: Glicólise a Piruvato, com produção de NADH
2. Segunda etapa: conversão de NADH a NAD+.
FERMENTAÇÃO
As fermentações são processos autossuficientes (não precisam de outras vias para regenerar a coenzima NAD+) que diferem pelas reações que efetuam para poder regenerar o NAD+, devido a isso o piruvato pode ser convertido em lactato (fermentação láctica), etanol (fermentação alcoólica), propionato, butirato etc.
Fermentação Láctica: o piruvato converte-se em lactato, recebe e- do NADH e se reduz.
Realizado por diversos organismo e presentes em células especificas nos mamíferos (nas hemácias, fibras musculares brancas e fibras musculares vermelhas). Quando as fibras musculares vermelhas estão submetidas a esforço intenso, o oxigênio que traz a circulação não é suficiente para poder realizar a oxidação do NADH resultante do trabalho muscular, então se produz uma anaerobiose, permitindo a regeneração do NAD+, a glicose pode prosseguir formando o ATP.
Somando processo da glicólise se forma a seguinte equação:
Glicólise +2ADP +2Pi ------------ 2Lactato +2ATP +2H2O
Fermentação Alcoólica: nas leveduras e outras bactérias, logo de formar o piruvato este é descarboxilado com a enzima piruvato descarboxilase e a coenzima tiamina pirofosfato (TPP), originando um acetaldeído, que serve como aceptor de e- do NADH, e reduz-se a etanol.
Equação geral: Glicólise +2ATP + 2Pi ------------ +2Etanol +2CO2 +2ATP +H2O2
Produção liquida de 2mol de ATP em cada fermentação.
Oxidação Total da Glicose/ Oxidação Aeróbia (com O2 e produção de H2o e O2): libera energia transformada em ATP. Com oxigênio, o piruvato vai para o ciclo de Krebs e depois para a cadeia transportadora de elétrons onde produzira 32 (34) ATPS, CO2 e H2O.
1. Glicose (C6) a 2 Piruvato (C3), no citosol, por meio da glicólise 
2. Piruvato (C3) a Acetil-CoA (C2), na mitocôndria, descarboxilação do piruvato.
3. Acetil-Coa (C2) + Oxalacetato (C4) a um composto de C6, no ciclo de Krebs, perde dois carbonos sob a forma de CO2 e se regenera a C4.
Os produtos de ATP são recebidos pelas coenzimas, em cada Etapa, e a produção de H+ e e- em cada etapa deriva-se a grande produção de ATP, o 90%
Se já não se necessita produzir energia, a glicose não vai seguir a via aeróbica senão ela se vai converter em uma molécula de glicogênio 
PIRUVATO A ACETIL-COA
O produto da glicólise vai para a mitocôndria (matriz mitocondrial) pela permeasse específica: piruvato translocase ou monocarboxilato translocase, onde é feita a oxidação.
Conversão de piruvato a Acetil-CoA, para realizar a oxidação total, o piruvato deixa de aceitar de e- do NADH produzido pela glicólise, esta será oxidada pelo oxigênio e já não será regenerada pois é o aceptor final de e- no metabolismo aeróbio. Esta conversão é catalisada por um complexo multienzimático de 3 enzimas, 5 coenzimas e um cofator.
1. A descarboxilação do piruvato e a ligação do grupo hidroxietila ao TPP (tiamina pirofosfato), é promovida pela piruvato desidrogenase, esta é a encarregada da oxidação do grupo hidroxietila a etila e sua transferência ao acido lipídico, na forma oxidada, forma dissulfeto, que se reduz a ácido lipóico.
2. O acido lipóico e um cofator da enzima diidrolipoil transacetilase, a enzima transfere um grupo acetila para a coenzima A, formando o Acetil-CoA e a forma dissulfridrila do ácido lipóico.
3. A forma reduzida do ácido lipóico é oxidada pelo diidrolipoil desidrogenase, uma flavoproteína contendo FAD como grupo prostético recebe os e- e H+ e os transfere para o NAD+, formando o NADH que será oxidado na CTE, processo irreversível.
Formula Geral: 2(Piruvato + Coenzima A + NAD+ --------- Acetil-CoA + NADH + CO2)
CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO/TRICARBOXILICO 
Ocorre na matriz mitocondrial, onde o piruvato foi convertido em Acetil-CoA.
Além de glicose, outros aminoácidos e ácidos graxos produzem Acetil-CoA, este é o ponto de convergência do metabolismo degradativo de carboidratos, aminoácidos, ácidos graxos e toda molécula serão totalmente oxidadas a CO2 e acompanhada da produção de coenzimas reduzidas. O fim do ciclo da início as vias anabólicas. Nesta parte se produz ATP, NADH e FADH e outros esqueletos carbônicos para a biossíntese.
1. ACETIL-COA + OXALACETATO A CITRATO, se condensa o acetil-CoA e o oxalacetato, reação catalisada pelo CITRATO SINTASE, formando assim o Citrato.
2. CITRATO A ISOCITRATO, o citrato sofre uma desidratação produzindo o cis-aconitato + H2O, se hidrata, promovido pela enzima ACONITASE, formando assim o Isocitrato
3. ISOCITRATO A Α-CETOGLUTARATO, o ISOCITRATO DESIDROGENASE catalisa a oxidação do Isocitrato a α-cetoglutarato, com redução de NAD+ a NADH e H+, e se libera o CO2 (descarboxilação oxidativa). C4
4. Α-CETOGLUTARATO A SUCCINIL-COA: o a-cetoglutarato sofre uma descarboxilação oxidativa de um α-cetoácido e a ligação da coenzima A (perde um CO2 e se reduz o NAD+ em NADH + H+) gerado pelo complexo α-cetoglutarato desidrogenase formando assim o Succinil-CoA que tem uma ligação tioéster rica em energia no CoA (transportado do grupo Succinil) (reação irreversível).
COMPLEXO Α-CETOGLUTARATO DESIDROGENASE: 
a) α-cetoglutarato desidrogenase
b) diidrolipoil transuccinilase
c) diidrolipoil desidrogenase
d) Tiamina pirofosfato (cofator)
5. SUCCINIL-COA A SUCCINATO: Se liga um fosfato á Coa no Succinil-CoA, formando uma ligação de alta energia (Succinil-Pi), este fosfato é transferido ao GDP, gerando assim um GTP e deixando o Succinato, esta ação é catalisada pela SUCCINIL-COA-SINTETASE.
6. SUCCINATO A FUMARATO: O Succinato é oxidado pela SUCCINATO DESIDROGENASE e o FAD se reduz a FADH2.
7. FUMARATO A MALATO: O Fumarato e hidratado pela enzima fumarase e se converte em Malato.
8. MALATO A OXALACETATO: O Malato sofre uma oxidação e o NAD+ se reduz a NADH + H+, catalisada pela enzima MALATO DESIDROGENASE, gerando o Oxalacetato.
Balanço energético: 2x (Acetil CoA + 3NAD+ + 1 FAD + 1ADP/GDP + Pi + H2O) --- 2x (3NADH + 3H+ +2CO2 + FADH2 + 2ATP/GTP + HS-CoA)
1. FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE
2. CONVERSÃO DA GLICOSE 6-FOSFATO EM FRUTOSE 6-FOSFATO
3. FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE 6-FOSFATO EM FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO
4. CLIVAGEM DA FRUTOSE 1,6-BIFOSFATO
5. INTERCONVERSÃO DAS TRIOSES FOSFATO
6. OXIDAÇÃO DO GLICERALDEIDO 3-FOSFATO EM 1,3-BIFOSFOGLICERATO
7. TRANSFERÊNCIA DO FOSFATO DO 1,3-BIFOSFOGLICERATO PARA ADP
8. CONVERSÃO DA 3-FOSFOGLICERATO EM 2-FOSFOGLICERATO
9. DESIDRATAÇÃO DO 2-FOSFOGLICERATO EM FOSFOENOL PIRUVATO
10. TRANSFERÊNCIA DO GRUPO FOSFATO DO FOSFOENOLPIRUVATO PARA ADP