CARBOIDRATOS

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CARBOIDRATOS
CLASSIFICAÇÃO E ESTRUTURA DOS CARBOIDRATOS
Os carboidratos com um aldeído como seu grupo funcional mais oxidado são denominados aldoses.
Aqueles com um grupo cetona como seu grupo mais oxidado são cetoses. 
O gliceraldeído é uma aldose, enquanto a diidroxiacetona é uma cetose.
Os dissacarídeos contêm duas unidades de monossacarídeos, os oligossacarídeos contêm cerca de 3 a 12 unidades de monossacarídeos e os polissacarídeos contêm mais de 12 unidades de monossacarídeos, podendo chegar a centenas de unidades de açúcares em sua estrutura.
Nota: Nos açúcares, a numeração dos carbonos inicia na extremidade que contém o carbono da carbonila, isto é, o grupo aldeído ou cetona 
lsômeros e epímeros
frutose, glicose, manose e galactose são todos isômeros um do outro, apresentam a mesma fórmula química, C6H1206. Se dois monossacarídeos diferem na sua configuração ao redor de apenas um determinado átomo de carbono (com exceção do carbono da carbonila), eles são definidos como epímeros um do outro. (Eles também são isômeros)
Por exemplo, a glicose e a galactose são epímeros em C-4 - suas estruturas diferem somente na posição do grupo -OH no átomo de carbono 4.
A glicose e a galactose são eímeros em c-4 e a glicose e a manose epímeros em c-2
Em seres humanos, a grande maioria dos açúcares é do tipo D-açúcares.
Intolerância à lactose.
O mecanismo pelo qual a enzima é perdida não é claro, mas é determinado geneticamente e representa uma redução na quantidade da proteína enzimática, mais do que uma enzima modificada e inativa.
 Tratamento : a remoção da lactose da dieta, ou ingerir a lactase em forma de pílulas antes de comer.
Glicólise
A via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para a quebra da glicose, com o objetivo de fornecer energia (na forma de ATP) e intermediários para outras vias metabólicas. A glicólise é o centro do metabolismo dos carboidratos, pois praticamente todos os glicídeos podem ser convertidos em glicose.
O piruvato é o produto final da glicólise aeróbica, a qual prepara as condições necessárias para a descarboxilação oxidativa do piruvato a acetil-CoA, o principal combustível do ciclo do ácido cítrico. Alternativamente, a glicose pode ser convertida em piruvato, que é reduzido pelo NADH para formar lactato. Essa conversão de glicose em lactato é denominada glicólise anaeróbica, que permite a produção contínua de ATP em tecidos que não apresentam mitocôndrias (por exemplo, os eritrôcitos) ou em células em que o oxigênio esteja em quantidade insuficiente.
TRANSPORTE DA GLICOSE PARA DENTRO DAS CÉLULAS
A glicose não pode difundir diretamente para dentro das células. Portanto, ela utiliza um dos dois seguintes possíveis mecanismos de transporte: um sistema de transporte por difusão facilitada, independente de Na+, ou um sistema de cotransporte monossacarídeo-Na+.
Transporte por difusão facilitada, independente de Na+
Esse sistema é mediado por uma família de pelo menos 14 transportadores de glicose encontrados nas membranas celulares. Eles são designados GLUT-1 a GLUT-14 (isoformas 1 a 14 dos transportadores de glicose).
Especificidade tecidual da expressão gênica dos GLUTs. 
Os transportadores de glicose apresentam um padrão de expressão com especificidade tecidual. 
 GLUT-3: o principal transportador da glicose nos neurônios. 
GLUT-1 é abundante nos eritrôcitos e no encéfalo, mas apresenta pouca expressão no músculo do adulto
GLUT-4 é abundante no tecido adiposo e no músculo esquelético.- O número de transportadores GLUT-4 nesses tecidos é aumentado pela insulina.
As demais isoformas de GLUT também apresentam distribuição comespecificidade tecidual.
Funções especializadas das isoformas de GLUT
 Na difusão facilitada, o movimento da glicose segue um gradiente de concentração.
O GLUT-1 , GLUT-.3 e GLUT-4 estão envolvidos principalmente na captação de glicose a partir do sangue.
O GLUT-2, encontrado no fígado, no rim e nas células B do pâncreas, pode transportar a glicose tanto para dentro dessas células quanto das células para o sangue (controla a glicemia)
 O GLUT-5- é o principal transportador para a frutose (em vez da glicose) no intestino delgado e nos testículos. 
O GLUT-7 encontrado no fígado e em outros tecidos gliconeogênicos, medeia o fluxo de glicose através da membrana do retículo endoplasmático.
Sistema de co-transporte monossacarídeo-Na+
Esse é um processo que requer energia e que transporta a glicose "contra" um gradiente de concentração - de concentrações menores de glicose, fora da célula, para um meio com concentrações maiores, no interior da célula. É um processo mediado por carreador, no qual o movimento da glicose está acoplado ao gradiente de concentração do Na+, o qual é transportado concomitantemente à glicose para o interior da célula.
Esse tipo de transporte ocorre nas células epiteliais do intestino, túbulos renais e plexo corôide.
REAÇÕES DA GLICÓLISE (10 reações)
A conversão de glicose em piruvato acontece em dois estágios.
As cinco primeiras reações correspondem a fase de investimento -gasto de energia na forma de ATP (consome 2 ATPs)
As reações subseqüentes da glicólise constituem uma fase de produção de energia, na qual ocorre uma produção líquida de duas moléculas de ATP por molécula de glicose metabolizada (formação de 4 ATPs)
 Duas moléculas de NADH são formadas quando é produzido piruvato (glicólise aeróbica)
 enquanto o NADH é convertido novamente em NAD+ quando o lactato for o produto final (glicólise anaeróbica)
1. Fosforilação da glicose (hexoquinase)
Moléculas fosforiladas de glicídeos não atravessam facilmente as membranas celulares- não há carreadores específicos na membrana e eles são muito polares para difundir através dela. A fosforilação irreversível da glicose portanto, retém efetivamente o glicídeo na forma de glicose-6-fosfato citosólica, assegurando assim seu metabolismo na célula. 
Há gasto de ATP e é irreversível- primeiro ponto regulatório
2. lsomerização da glicose-6-fosfato (fosfoglicose-isomerase)
Produção de frutose-6-fosfato, reação facilmente reversível 
3. Fosforilação da frutose-6-fosfato (fosfofrutoquinase-1 (PFK-1))
Forma frutose 1,6-bifosfato
Reação irreversível de fosforilação- gasto de ATP
Mais importante ponto de controle e o passo limitante da velocidade da glicólise 
A PFK-1 é 
INIBIDA por níveis elevados de ATP e citrato
ATIVADA por níveis elvados de AMP e frutose 2,6-bifosfato
4. Clivagem da frutose-1,6-bisfosfato (aldolase)
Clivagem da a frutose-1,6-bisfosfato em diidroxiacetona-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato 
Reação reversível.
(Nota: A aldolase 8, no fígado e no rim, também cliva a frutose-1 ,6-bisfosfato
e funciona no metabolismo da frutose da dieta [veja a pág. 136).)
5. lsomerização da diidroxiacetona-fosfato (triose-fosfato-isomerase)
A triose-fosfato-isomerase interconverte essas duas trioses, a diidroxiacetona- fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato. A diidroxiacetona-fosfato isomeriza, dando gliceraldeído-3-fosfato, para um posterior metabolismo pela via glicolítica. Essa isomerização resulta na produção líquida de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato pelos produtos da clivagem da frutose-1 ,6-bisfosfato.
6. Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato (gliceraldeído-3 fosfato-desidrogenase)
É a primeira reação de oxidação-redução da glicólise 
Produz NADH
7. Síntese do 3-fosfoglicerato (fosfoglicerato-cinase)
Produção de ATP e é reversível
Quando o 1 ,3-BPG é convertido em 3-fosfoglicerato, o grupo fosfato de
alta energia do 1 ,3-BPG é utilizado na síntese de ATP a partir de ADP. 
Uma vez que duas moléculas de 1 ,3-BPG são produzidas para cada molécula de glicose que entra na via glicolítica, a reação dessa quinase forma 2ATPs
8. Troca do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2 (fosfoglicerato-mutase)
A troca do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2 do fosfoglicerato
9.Desidratação do 2-fosfoglicerato (enolase)
formação do fosfoenolpiruvato (PEP), que contém um enol fosfato de alta 
A reação é reversível, apesar do produto ser um composto de alta energia.
10. Formação dopiruvato, com produção de ATP (piruvato-cinase)
terceira reação irreversível da glicólise - ponto regulatório
O equilíbrio da reação favorece a síntese de ATP 
Ativada por frutose1,6-bisfosfato
INIBIDA por Acetil-CoA, ATP e ácidos gaxos de cadeia longa
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia ramificada formado,
exclusivamente, por a-D-glicose.
GLICOGÊNESE
Ação da glicose-1-fosfato:UTP uridililtransferase: produz UDP-glicose e pirofosfato a partir de glicose-1-fosfato e UTP 
A glicose da UDP-glicose é transferida para as extremidades não-redutoras das cadeias de glicogênio pela glicogênio-sintase que faz ligações glicosídicas a-1,4
A glicogênio-sintase é um ponto regulatório para a síntese de glicogênio
Enzima ramificadora
Ação da α-1,4→α-1,6-glicanotransferase
- retira a extremidade não-redutora para formar ramificações(cerca de 7 resíduos de glicose)
- apenas de cadeias com no mínimo 11 resíduos de glicose
-coloca os resíduos de glicose a no mínimo 4 residuos de distância de outo ramo
PARA ISSO:
-quebra ligações glicosídicas a-1,4
-faz ligações glicosídicas a-1,6
GLICOGENÓLISE
O glicogênio é quebrado em glicose e glicose-1-fosfato
A glicogênio-fosforilase é um ponto regulatório da glicogenólise
glicogênio-fosforilase quebra ligações glicosídicas a-1,4, formando glicose-1-fosfato mas não atua a partir de 4 resíduos de distância de um ramo
Enzima desramificadora:
1- Ação da glicanotransferase ou transglicosidase – transfere 3 resíduos de glicose para a cadeia principal
2- Ação da α-1,6-glicosidase - quebra a ligação glicosídica a-1,6 e forma glicose
A glicose-1-fosfato é convertida em glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase
A glicose-6-fosfatase depois converte glicose-6-fosfato em glicose
Metabolismo de monossacarídeos e dissacarídeos
A principal fonte de frutose é a sacarose. 
A entrada da frutose nas células é independente de insulina. 
A frutose é fosforilada pela frutocinase a frutose-1-fosfato e, a seguir, clivada pela aldolase B em diidroxiacetona-fosfato e gliceraldeído. Uma deficiência da frutocinase causa frutosúria.
Deficiência de aldolase B causa a intolerância hereditária à frutose, na qual hipoglicemia grave e falência hepática levam à morte se a quantidade de frutose na dieta não for severamente limitada.
 A glicose pode ser reduzida pela aldose-redutase em sorbitol em vários tecidos, incluindo cristalino, retina, células de Schwann, fígado, rins, ovários e vesícula seminal. 
A hiperglicemia resulta no acúmulo de sorbitol naquelas células que têm deficiência de sorbitol-desidrogenase.
Os eventos osmóticas resultantes causam inchaço das células e podem contribuir para a formação de catarata, neuropatia periférica, nefropatia e retinopatia que ocorrem no diabetes.
 A principal fonte de galactose na dieta é a lactose.
 A entrada da galactose nas células não é dependente de insulina. 
A galactose é fosforilada pela galactocinase, que produz galactose-1-fosfato. Esse composto é convertido pela galactose-1-fosfato-uridiltransferase em UDP-galactose, com o nucleotídeo sendo fornecido pela UDP-glicose.
Uma deficiência dessa enzima causa galactosemia clássica. A galactose-1-fosfato acumula, e o excesso de galactose é convertido em galactitol pela aldose-redutase. Isso causa danos hepáticos, retardamento mental grave e catarata. O tratamento exige a remoção da galactose da dieta.
 Para a UDP-galactose entrar nas rotas do metabolismo da glicose, ela deve antes ser convertida em UDP-glicose pela UDP-hexose-4-epimerase. Essa enzima pode também ser usada para produzir UDP-galactose a partir da UDP-glicose, quando a primeira for necessária para a síntese de carboidratos estruturais. A lactose é um dissacarídeo que consiste de galactose e glicose. O leite e seus derivados são fontes de lactose na dieta.
A lactose é sintetizada pela lactose-sintase a partir da UDP-galactose e da
glicose na glândula mamária lactante. 
Metabolismo de corpos cetônicos: β-oxidação + gliconeogênese = cetogênese + colesterologênese
Tiamina é precursora da piruvato-desidrogenase
Biotina precursora de piruvato-carboxilase