Metabolismo da Glicose nas Células

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03/02/2021
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PROF. LUAN LISBOA
O que nós iremos aprender ao 
longo desse curso
• Descomplicar, apredender, desmistificar e prescrever carboidratos com
mais segurança e resultados na dieta dos nossos pacientes
• Avisos importantes:
• Acesso às aulas e materiais pdf
• Acesso ao certificado
O que você irá aprender na aula 
de hoje
• Como ocorre o processo de entrada da glicose na célula
• E, uma vez dentro da célula, quais os possíveis destinos da glicose e o
que regula esses destinos?
Glicogênese
Glicogenólise
glicólise
Lipogênese
Oxidação
Via das pentoses
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Só para lembrar...
Aprender bioquímica e
fisiologia te deixa
“imune” a esses
terrorismos nutricionais
Nessa aula vamos falar de vias 
bioquímicas, mas não se apavore
• Não tente decorar os nomes das enzimas, reações, etc.
• Foque em entender a importância da via, da reação, do sistema, do órgão,
etc. para o funcionamento do organismo
• Se não entende algum conceito básico sobre as células, química e etc,
não passe direto, volte, pesquise o que é e descubra
• Sempre utilize os “porquês”!
• “Essa via faz isso” (por que?); Essa enzima faz essa reação (pra que?)
Na aula passada falamos sobre o 
processo de digestão e absorção dos 
carboidratos
• Após a digestão e absorção, os alimentos fornecem glicose para a
corrente sanguínea e a mesma segue para ser captada pelas células dos
diversos tecidos
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Transportadores de glicose 
(GLUT)
• A glicose é uma substância que não consegue penetrar livremente a
membrana plasmática e para que seu transporte ocorra para o interior
da célula, é fundamental a ajuda de proteínas transportadoras
• A expressão dos transportadores de glicose nos tecidos está ligada aos
diferentes metabolismos destes
• Cada grupo de transportadores possui propriedades cinéticas únicas,
caracterizando suas funções e sua distribuição por diferentes tecidos
Os principais tipos de GLUT`s
• GLUT 1 (alta afinidade)
• Expresso em muitos tecidos. Hemácias, rins, cérebro (BHE)
• GLUT 2 (baixa afinidade)
• Fígado, células b pancreáticas, rim e intestino
• GLUT 3 (alta afinidade)
• Neurônios
• GLUT 4 (média afinidade) - insulinodependente
• Músculo esquelético e cardíaco e tecido adiposo
GLUT 4
• Em resposta ao estímulo insulínico, ocorre a translocação para a
membrana plasmática aumentando a densidade do receptor
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Ação da insulina e translocação 
do GLUT4
Ligação da insulina a unidade alfa do receptor
Auto fosforilação dos resíduos de tirosina na subunidade beta
Catalisa a fosforilação nos resíduos de tirosina do IRS
Ligação e ativação da PI3K
PI3K transforma PIP2 e PIP3
PIP3 recruta proteínas (PDK) 
PDK fosforila e ativa outras proteínas ATK/PKB
AKT/PKB fosforiladas recrutam o GLUT4
Resistência a insulina
Fosforilação nos resíduos de serina do IRS
Vias metabólicas da glicose no meio 
intracelular a depender do ambiente
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Considerando um estado 
alimentado, quais os destinos da 
glicose na célula?
Glicose
Glicogênese
• A prioridade sempre será o glicogênio através
da glicogênese
• É o processo bioquímico que transforma a
glicose em glicogênio
• Ocorre principalmente no fígado e músculos
• O músculo armazena apenas para o consumo
próprio
• O fígado utiliza o glicogênio para manutenção
da glicemia
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Glicogênio
• Os animais armazenam energia em forma
de polímeros de glicose
• Plantas  Amido, mistura de amilose (a1-4)
e amilopectina (a1-4 e a1-6 a cada 24-30
resíduos de glicose)
• Animais  Glicogênio (a1-4 e a1-6 a cada 8-
14 resíduos de glicose)
• Cada polímero de glicogênio pode conter
até 120mil unidades de GLI
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. Ed. Porto Alegre : Artmed, 2013.
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Glicogênio
• Importantes nas células que
fazem uso de glicogênio, células
musculares (1-2%) e nas células
hepáticas (10%)
• A estrutura altamente ramificada
do glicogênio permite a rápida
degradação
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Glicogênio
• Qual seria a razão pela qual o organismo faria um esforço metabólico
dessa ordem para usar glicogênio como fonte de energia, quando as
gorduras, que são mais abundantes no organismo, aparentemente
servem para o mesmo propósito?
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. Ed. Porto Alegre : Artmed, 2013.
Glicogênio
• Os músculos não podem mobilizar as gorduras tão rapidamente quanto
o fazem com o glicogênio
• Os ácidos graxos não podem ser metabolizados anaerobicamente
• Os animais não podem converter ácidos graxos em glicose; desse modo,
o metabolismo das gorduras não pode, sozinho, manter
adequadamente os níveis de glicose no sangue
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
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Glicogênese
• A glicogênese é um processo
anabólico e como tal requer energia
• A conversão direta de glicose em
glicogênio é termodinamicamente
desfavorável
• Esse passo é obtido pela combinação
de G1P com uridina-trifosfato (UTP)
para formar uridina-difosfato-glicose
(UDP-glicose ou UDPG)
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Visão geral da glicogênese
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Gasto energético da glicogênese
• Síntese do glicogênio
1 - Glicose 6-p  Glicose 1-p
2 - Glicose 1-p +UTP  UDP-glicose + PPi
3 - PPi +H2O  2Pi
4 - UDP-glicose + Glicogênion  Glicogenion+1 + UDP
5 - UDP +ATP  UTP+ADP
Glicose+ATP + Glicogênion + H2O  Glicogênion+1 +ADP+2Pi
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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Além da síntese de 
glicogênio, o excedente de 
glicose pode ser convertido 
em ácidos graxos e pode ser 
estocado no tecido adiposo
Aspectos importantes 
importantes
• Não existe conversão direta de glicose para ácidos graxos!
• É um processo anabólico e requer energia!
Síntese de gorduras a partir dos 
carboidratos
• A síntese de ácidos graxos ocorre principalmente no fígado e glândulas
mamárias, e em menor grau, no tecido adiposo e no rim
• O processo não começa pela glicose e sim com uma molécula chamada
de acetil coenzima-A e produz, de maneira geral, o ácido palmítico, que
é um ácido graxo saturado de 16 carbonos
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
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Glicose
Glicogênio
Glicose
Ácidos graxos
3 passos 18 passos
Considerando um excesso de 
energia, qual via tende a ser mais 
simples?
G
lic
o
g
ê
n
e
se
S
ín
te
se
 d
e 
no
vo
Síntese de glicogênio Síntese de gorduras
“-Ah Luan, mas o problema é o 
excesso de insulina!”
A insulina estimula 
síntese de glicogênio
A insulina estimula a 
síntese de ácidos graxos
A insulina sinaliza um estado de 
“abundância” de nutrientes
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Considerações sobre a síntese 
de gorduras
• O excesso de lipídios da dieta é rapidamente armazenado em forma de
TG no tecido adiposo
• Quantidades excessivas de carboidratos e proteínas da dieta podem ser
convertidos em AGs, e armazenados como TGs no adipócito
• A síntese é estimulada em resposta ao excesso de energia (ATP e Acetil-
CoA)
• A insulina também age estimulando a ação de enzimas chaves
Visão geral da síntese de 
ácidos graxos no hepatócito
Oxaloacetato
Citrato
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
Insulina
Via das pentoses
A
m
in
o
ác
id
o
s
Mas calma lá, converter glicose em 
ácidos graxos não é igual a engordar
• Após a síntese de ácidos graxos, os mesmos precisa ser estocados no
tecido adiposo em forma de triglicérides
• E para “engordar” a estocagem deve superar a mobilização
• Mais uma vez, depende do excesso de energia disponível, pois só faz
sentido guardar (ao ponto de aumentaros estoques) se tiver sobrando
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Outra via que utiliza a glicose 
para produção de compostos
• Via das pentoses fosfato
• Não ocorre necessariamente devido ao excesso de energia e de glicose,
mas depende desse estado para ocorrer de forma satisfatória
• Ocorre quando o corpo precisa replicar células e produzir compostos
Via das pentoses
• Via alternativa de oxidação da glicose
• Ação intensa em tecidos que que sintetizam ativamente ácidos graxos e
em tecidos que estão em crescimento, regeneração
• Ribose 5-fosfato
• Pentose que compõe os ácidos nucléicos e coenzimas
• Formação de intermediários da glicólise
• Nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH)
• Coenzima de processos de síntese, especialmente de AGs
• Reação contra compostos oxidantes
• A energia derivada da oxidação da glicose é armazenada na forma de
poder redutor (NADPH) e não para a síntese de ATP
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
A via das pentoses pode ser 
dividida em 2 fases
• Etapa oxidativa
• Produção de NADPH
• Glicose 6-fosfato – Ribose 5-
fosfato
• Etapa não oxidativa
• Interconversão entre glicídios
fosforilados
• Ribose 5-fosfato  Glicose 6-
fosfato
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Considerando um estado de jejum, 
quais os destinos da glicose na 
célula?
Glicose
Glicogenólise fornece glicose 
para os tecidos
• O fornecimento de glicose para os tecidos deve ser ininterrupto!
• Quando em déficit/ausência de nutrientes, o glicogênio pode ser
degradado para a obtenção de glicose para os tecidos, esse processo é
chamado de glicogenólise
• A glicogenólise libera glicose para as rotas oxidativas ou para a corrente
sanguínea (fígado)
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Ação da glicogênio fosforilase
• Uma enzima remove um resíduo de glicose
terminal de um ramo do glicogênio
• O Piridoxal-fosfato derivado da vitamina B6
age como cofator da glicogênio fosforilase
• Por isso a ramificação do glicogênio é tão
importante
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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Glicogenólise
• Para a glicose ser liberada na corrente sanguínea precisa ser
desfosforilada
• Isso requer ação da enzima glicose 6-fosfatase (presente somente no
fígado e rins)
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Visão geral do processo de 
glicogenólise
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Quando essa glicose chega aos 
tecidos, é utilizada para a geração de 
energia
• A via bioquímica responsável por utilizar a glicose para a geração de
energia é a glicólise
• Glicólise tem a sua origem no Grego em que glykys, “Doce”, e lysis
“quebra”
• Uma molécula de glicose é “partida ao meio” em uma série de reações,
gerando duas moléculas de três átomos de carbonos cada, chamada de
piruvato
• Parte da energia dessa quebra da glicose é conservada na forma de ATP
e NADH
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Glicólise
• A glicólise é uma via central
quase universal do
catabolismo da glicose, a via
com o maior fluxo de
carbono na maioria das
células
• Obtenção de energia mesmo
em condições anaeróbias
• Os tecidos têm necessidade
de transformar a energia
contida na glicose em ATP
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Nesse processo, tem uma enzima 
com uma característica bem 
importante
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Formação do lactato
• O conteúdo de NAD+ é limitado na célula
e a sua ação é essencial na formação de 1-
3-bifosfoglicerato,
• Com disponibilidade de O2 NADH é
reciclado na cadeia transportadora de
elétrons
• Em condições anaeróbicas, o PIRUVATO
recebe estes hidrogênios e é convertido
em LACTATO
• Sem a formação de lactato, a glicólise
"travaria" por não dispor do conteúdo
necessário de NAD+
A importância da glicose para os 
tecidos
• Como a glicose é tão importante, em situações de baixa ingestão e
redução dos estoques corporais de glicogênio, o corpo precisa fabricá-
la!
• A gliconeogênese (via que produz glicose a partir de outras fontes)
explica a importância da glicose para a vida
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Gliconeogênese
• Síntese de glicose a partir de diferentes substratos
• Rota essencialmente de JEJUM
• 90% Hepática, 10% renal
• Produz glicose para ser lançada a circulação
• Mantém a glicemia em níveis mínimos normais
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Gliconeogênese
• Aminoácidos
• Degradação endógena
• Lactato
• Músculos
• Células que não possuem mitocôndrias
• Glicerol
• Hidrólise de triacilgliceróis
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Precursores
da neoglicogenese
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Precursores
da neoglicogenese
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Gliconeogênese
• Transformar piruvato (ou algum intermediário
em glicose
• 7 das 10 reações são inversas da glicólise
• Uma enzima, reforça o papel do fígado nesse
processo
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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O que nós iremos aprender na 
próxima aula,sexta-feira, dia 05/02
• Metabolismo da galactose,
• Metabolismo da frutose e a sua relação com a saúde
• Qual o papel dos hormônios no metabolismo dos carboidratos e como
isso tem relação com a saúde
Todo o conteúdo dessa aula foi 
baseado, principalmente, nesses 3 
livros
Muito obrigado e 
até sexta-feira, dia 
05/02!
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