Catabolismo de carboidratos

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Conteúdos programados
Aula 1:metabolismo de carboidratos
Aula 2: metabolismo de lipídios
Aula 3: Metabolismo de proteínas
Aula 4: Integração hormonal e efeito dos hormônios 
sobre o metabolismo.
Você sabe responder estas questões?
Como os carboidratos são transformados em energia? De onde vem a glicose?
A glicólise anaeróbica ocorre em ausência de oxigênio?
Como a insulina regula a concentração sérica de glicose? O que você entende por
resistência a insulina?
Como a concentração de glicose regula a liberação de insulina?
A entrada de glicose no fígado é mediada por insulina?
Como é mantida a concentração sérica de glicose durante o jejum?
Para que serve o glicogênio? Aonde é armazenado?
Introdução ao Metabolismo
Estudo das transformações químicas no organismo. Divide-se em
catabolismo e anabolismo.
Catabolismo: oxidação de carboidratos, lipídeos e proteínas. Forma
coenzimas reduzidas e ATP. Moléculas grandes são transformadas
em moléculas pequenas.
Anabolismo: vias de biossíntese de moléculas. Gasta coenzima
reduzida e ATP. Moléculas pequenas formam moléculas grandes.
Principais coenzimas
• NAD+ (oxidada) e NADH (reduzida)
• FAD (oxidada) e FADH2 (reduzida)
• Coenzimas reduzidas significam energia
para a célula (ATP). Coenzimas oxidadas
significam que falta energia para a célula.
Como regular o metabolismo?
Para regular e integrar as vias metabólicas as células modificam a
atividade das enzimas, resultando em quantidades diferentes de produtos.
A atividade das enzimas pode ser regulada por:
1. Enzimas alostéricas (reguladas por efetores alostéricos positivos e
negativos)
2. Modificação covalente reversível
3. Hormônios (insulina, glucagon e epinefrina)
Esta regulação faz com que a via metabólica produza a quantidade exata
de intermediários necessária.
Enzimas
• São proteínas capazes de ligar-se a um ou mais substratos,
catalizando a formação de um produto. Podem possuir
mais de um nome, mas somente uma classificação
universal.
• Possuem um sítio ativo ou catalítico aonde o substrato se
liga.
• Algumas enzimas são regulatórias mas não todas.
• Algumas enzimas precisam de coenzimas e\ou cofatores
• E + S ES E + P
As enzimas regulatórias podem estar mais ou 
menos ativas. Se estiverem mais ativas, haverá 
maior formação de produto; se estiverem menos 
ativas, menos produto será formado.
Em vermelho: efetores negativos (menos produto); em 
verde, efetores positivos (mais produto será formado)
Catabolismo de carboidratos: glicólise e 
glicogenólise
Ao final do capítulo o aluno deverá ser capaz de:
Conhecer o catabolismo citosólico da glicose e do glicogênio
 Diferenciar o metabolismo aeróbico do anaeróbico
 Conhecer os principais destinos do piruvato em diferentes tipos de
células
Alguns carboidratos da dieta
• Amido: polímero de glicose. Apenas vegetais.
• Glicose e frutose: frutas
• Sacarose: açúcar
• Lactose: leite e derivados
Todos estes carboidratos são metabolizados pela glicólise
para formar ATP. Se não houver necessidade de ATP, o
excesso é transformado em glicogênio (fígado) e tripalmitina
(adipócitos) e armazenado.
Glicogênio e amido são formados por 
glicose
Estrutura diferente leva a função 
diferente
Glicogênio: sintetizado e
armazenado no fígado e
MEE. Encontrado em
mamíferos. Usado como
fonte de energia pois
libera glicose para manter
a glicemia e gerar ATP
na glicólise anaeróbica.
Ramificação a cada 8-12
resíduos
Amido: não é sintetizado
nem armazenado por
mamíferos mas pode ser
utilizado como fonte de
energia (libera glicose).
Encontrado nos vegetais
Ramificação a cada 24-30
resíduos de glicose
Grânulos de glicogênio nos 
hepatócitos (cerca de 200 g)
A glicólise
• Nesta via, uma molécula de glicose é
quebrada em duas de piruvato com
produção de energia (ATP e NADH). Via
catabólica, oxidativa e que ocorre no
citosol.
• Primeira via metabólica a ser elucidada e a
mais estudada.
• Via citosólica e única fonte de energia em
eritrócitos, medula renal, cérebro e esperma.
Destinos do piruvato
Formação de lactato: lactato 
desidrogenase
Glicólise anaeróbica
• M.E.E durante exercício intenso de curta
duração. Lactato acumulado pode causar
dor muscular (cãibras são causadas pela
hiperexcitabilidade do neurônio motor e/ou
desequílibrio na concentração de eletrólitos
induzido pela sudorese)
• Lactato enviado ao fígado para biossíntese
de glicose
Uso de flúor em cremes dentais e 
enxaguatórios bucais
• Bactérias anaeróbicas cariogênicas
(Streptococcus e Lactobacillus) utilizam a
sacarose formando lactato capaz de atacar o
esmalte dos dentes. Na placa dentária o pH
chega a 4,0 cinco minutos após a ingestão
de carboidratos fermentáveis. O flúor
promove a formação de um esmalte mais
resistente e, em alguns casos, pode inibir o
crescimento bacteriano.
Glicólise aeróbica
1.O piruvato passa para a matriz mitocondrial e é
descarboxilado formando acetil-CoA
2. Acetil-CoA entra no ciclo do ácido cítrico que
forma coenzimas reduzidas (NADH e FADH2)
3. As coenzimas reduzidas entregam os elétrons para
cadeia de transporte de elétrons formando ATP por
fosforilação oxidativa
• Esta figura é fundamental para
o entendimento do catabolismo.
Se você não entendeu pergunte
ao professor
Ciclo do ácido cítrico ou TCA
Cadeia de transporte de elétrons e fosforilação 
oxidativa
Atividade
No mapa metabólico que você recebeu identificar:
1. produto inicial e final da via
2. compartimento celular em que a via ocorre
3. as enzimas hexocinase/glicocinase; fosfofrutocinase 1; piruvato cinase e
piruvato desidrogenase
4. etapas irreversíveis da glicólise
5. formação de lactato (glicólise anaeróbica)
6. formação de acetil-CoA (segue para glicólise aeróbica)
7. TCA (ciclo do ácido cítrico) e coenzimas formadas
8. oxidação das coenzimas na cadeia de transporte de elétrons
9. formação de ATP por fosforilação oxidativa
A glicólise controla a liberação de insulina no 
pâncreas
A insulina controla a glicólise nos músculos e 
tecido adiposo
• Produzida no pâncreas (células β) e liberada para a
circulação
• Age em tecidos insulino-dependentes (MEE,
cardíaco e tecido adiposo)
• Liga a receptores específicos (não entra na célula)
promovendo a translocação de GLUT-4 para a
membrana celular e consequente captação de
glicose
Dois mecanismos gerais 
de ação hormonal:
Os hormônios do tipo 
peptídeo (insulina, 
glucagon) e amina 
(adrenalina) agem mais 
rapidamente que os 
hormônios esteróides e 
da tireóide.
Transportador Função OBS
GLUT 1 Controla nível basal de 
glicose em todos tecidos
Hipoglicemia aumenta 
expressão de GLUT1
GLUT 1-3 Regula nível de glicose no 
cérebro
Expressão reduzida na 
doença de Alzheimer
GLUT 2 Controla glicemia no
fígado, pâncreas, mucosa 
intestinal e rins
Diabéticos podem ter 
deficiência neste 
transportador
Expressão é aumentada pela 
hiperglicemia
GLUT 4 Presente em MEE, coração 
e adipócitos
Contração muscular 
aumenta expressão.
Exercício extenuante 
(inflamação) leva a 
resistência a insulina por 
redução deste transportador
Dietas ricas em gorduras 
diminuem expressão
GLUT 5 Transporte de frutose
Como a insulina aumenta a captação de 
glicose sem entrar na célula?
Curiosidade
Algumas neoplasias são caracterizadas pelo
aumento da expressão de GLUT 1 e GLUT 3.
Quanto maior a expressão pior o prognóstico
do paciente. Explique como você entende esta
relação.
Como é mantida a glicemia durante o jejum?
De onde vem a 
energia utilizada 
na glicólise 
anaeróbica?
Glicogenólise
• Via que libera glicose do glicogênio para manter a
glicemia (fígado) e para atividade física (MEE). O
estoque de glicogênio é de cerca de 200-250g e
pode durar várias horas.
• Para isso, a glicogênio fosforilase cliva ligações
em -1-4 até 4 oses de distância da ramificação
-1-6.
• Uma transferase muda um bloco de 3 oses de um
ramo externo para outro,expondo a ligação -1-6.
• A -1-6 glicosidase ou enzima de desramificação
(ou oligo -1-6 para -1-4 glucantransferase)
cliva a ligação -1-6 liberando glicose livre.
Atividade
Pintar, em seu mapa metabólico, a
glicogenólise, identificando:
1. Intermediários inicial e final
2. Glicogênio fosforilase
3. Compartimento celular em que ocorre a via
Exercícios de fixação de conteúdos
1. Cite as enzimas que catalisam reações irreversíveis da glicólise. Qual o
objetivo desta via?
2. Explique as duas fases da glicólise e identifique em que compartimento
celular elas ocorrem.
3. Escreva e explique as reações que representam os destinos do piruvato
em mamíferos.
4. O que você entende por glicogenólise ? Qual o objetivo desta via ?
Qual a reação catalisada pela glicogênio fosforilase?
5. Explique a relação existente entre insulina e glicólise.
6. Quais os tecidos dependentes de insulina? Qual o transportador de
glicose nestes tecidos?
7. Como a insulina aumenta a captação de glicose nos tecidos insulino-
dependentes?
8. Qual o papel do TCA e da cadeia de transporte de elétrons no
metabolismo?