METABOLISMO ANAERÓBICO DE CARBOIDRATOS

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METABOLISMO ANAERÓBICO DE CARBOIDRATOS
METABOLISMO: todas as reações que acontecem no organismo, uma vez que os seres vivos necessitam continuamente de
energia p/ diversas funções biológicas. Os organismos são classificados quanto ao mecanismo de obtenção de energia de
duas formas:
- FOTOTRÓFICOS: energia luminosa é transformada em energia química pela fotossíntese (bactérias verdes e púrpuras,
algas e plantas);
- QUIMIOTRÓFICOS: obtém energia oxidando compostos inorgânicos (nitrogênio, ferro e enxofre) - micro-organismos - e
orgânicos - humanos e animais.
HIDRÓLISE DO AMIDO: ɑ-amilase salivar hidrolisa parcialmente o amido durante a mastigação e a ɑ-amilase pancreática
hidrolisa o amido no duodeno liberando maltose e dextrina.
DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS: a hidrólise da maltose, dextrina, sacarose e lactose é realizada pelas enzimas presentes na
superfície das células do intestino delgado.
ABSORÇÃO E TRANSPORTE DE CARBOIDRATOS: a D-glicose, D-frutose,
D-galactose absorvidas pelas células intestinais são transportadas p/ a circulação
pela veia porta, por meio do transportador de membrana GLUT2. O hormônio
insulina promove a entrada da glicose nas células e reduz a taxa de glicose no
sangue.
METABOLISMO ANAERÓBICO DE CARBOIDRATOS:
1) VIA GLICOLÍTICA/GLICÓLISE/SEQUÊNCIA DE EMBDEN MEYHORF: é a principal via de obtenção de energia (ATP) nos
músculos esqueléticos a partir de glicose, ocorre no citosol (líquido que preenche o citoplasma), na ausência de oxigênio.
DESTINOS DO PIRUVATO: lactato ( tecido muscular, bactérias láticas), acetil
Coa (ciclo de Krebs) e etanol + gás carbônico (leveduras).
- ATP formado pode ser utilizado p/ contração muscular, síntese e
degradação de compostos, manutenção da T(°C) corporal, entre outros.
ETAPAS DA VIA GLICOLÍTICA:
1ª FASE → PREPARATÓRIA: p/ cada molécula de glicose são consumidas 2 moléculas de ATP p/ oxidá-la.
1ª reação → fosforilação da glicose p/ produzir glicose-6-P, com gasto de ATP;
2ª reação→ isomerização da glicose 6P, catalisada pela Fosfoglicose Isomerase;
Glicose-6-fosfato´é um intermediário.
3ª reação → adição de + 1 grupo fosfato na frutose 6-fosfato, catalisada pela Fosfofrutoquinase;
- A reação é irreversível;
- A fosfofrutoquinase é uma enzima alostérica (o excesso de ác. cítrico
inibe a enzima);
- A reação é um sítio importante da regulação metabólica.
4ª reação → aldolase hidrolisa a frutose 1,6-difosfato em duas trioses fosfato;
5ª reação → a triose dihidroxiacetona-fosfato pode ser isomerizada p/ gliceraldeído 3-fosfato; pela triose-fosfato isomerase.
Até esta etapa da da Via Glicolítica uma molécula de glicose (6 C) foi
transformada em 2 trioses na forma de gliceraldeído-3-fosfato, com gasto de 2
ATP.
2ª FASE → PAGAMENTO OU PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO DE ATP: p/ cada molécula de triose são formadas 2 moléculas
de ATP.
6ª reação → oxidação do gliceraldeído, catalisada pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase.
7ª reação → a fosfoglicerato quinase catalisa a transferência de um fosfato do 1,3-difosfoglicerato p/ o ADP p/ formar o ATP.
8ª reação → fosfoglicerato mutase catalisa a transferência do grupo fosfato do carbono 3 p/ o carbono 2
9ª reação → enolase catalisa a desidratação do 2-fosfoglicerato p/ formar fosfoenolpiruvato, um composto com um
grupo enólico de alta energia.
10ª reação → piruvato quinase catalisa a transferência do fosfato do
fosfoenolpiruvato p/ o ADP, produzindo ATP e piruvato.
- reação irreversível;
- piruvato quinase é uma enzima alostérica e sofre regulação por.
IMPORTÂNCIA DA VIA GLICOLÍTICA EM ALIMENTOS:
● MATURAÇÃO → glicogênio muscular é metabolizado anaerobicamente até ácido lático após o abate, causando a queda
do pH da carne (7 → 5,1).
○ Ação de diversas enzimas proteolíticas no processo de amaciamento da carne = carne maturada.
● FERMENTAÇÃO LÁCTICA: bactérias lácticas envolvidas na produção de iogurte, leite azedo, chucrute, produzem lactato
desidrogenase.
→ Transformação do ác. pirúvico, por meio da ação da lactato desidrogenase, com produção de ATP e água, além da
desidrogenação da coenzima NADH.
● TIPOS DE FERMENTAÇÃO LÁCTEA:
○ Fermentação homoláctica: só produz ác.
láctico;
○ Fermentação heterolática: produz ác. láctico,
etanol e gás carbônico;
○ Fermentação propiônica: resulta em aroma típico - ác. propiônico - e olhadura típica (acúmulo de gáscarbônico).
● FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: produção de etanol cerveja, vinho e bebidas destiladas / panificação: produção de gás
carbônico durante a fermentação da massa do pão e biscoitos.
→ Transformação do ácido pirúvico em acetaldeído, por meio da ação da piruvato descarboxilase, com produção de gás
carbônico. O acetaldeído é transformado em etanol por meio da ação da álcool desidrogenase, além da desidrogenação da
coenzima NADH.
Efeito Pasteur: em condições altamente aeróbicas e baixa [açúcar] (1%) a levedura pode oxidar carboidrato aerobicamente p/
produzir biomassa.
○ Via Oxidativa: Glicose + 6O2→ 6CO2+ 6H2O
○ Via Fermentativa (Anaerobiose): Glicose à→ 2 Etanol + 2CO2
○ Saccharomyces cerevisiae são aeróbicas facultativas. Em presença de oxigênio, baixa concentração de açúcar, o
metabolismo aeróbico é favorecido, e então produz massa celular + CO2. Na ausência de oxigênio, alta concentração de açúcar,
a fermentação anaeróbica é favorecida, produzindo Etanol + CO2.
Efeito Crabtree ou Efeito Pasteur-Reverso: em alta [glicose], a aeração não
muda o metabolismo da levedura de fermentativa p/ oxidativo. A levedura
continua a fermentar a glicose p/ etanol.
→ Fermentação do suco de uva: durante os primeiros dias as leveduras se
multiplicam consumindo oxigênio do mosto - um mosto anaeróbico implica
numa fase de fermentação alcoólica e produção de etanol.
REGULAÇÃO E ENTRADAS DA GLICÓLISE
Regulação Coordenada:
→ Fígado: tem como função manter o nível de glicose circulante constante, por meio da fosforilase do glicogênio (mecanismo
ativado pelo glucagon → baixa concentração de glicose no sangue)
→ Músculos: fornecer ATP para contração; fosforilase do glicogênio ativada pela adrenalina
Regulação por Enzimas:
→ Ponto 1: hexoquinase → responsável por converter glicose em glicose 6P; inibição alostérica pelo produto; irreversível; a
glicose entra no citoplasma e não sai só se for fosforilada pela hexoquinase
→ Ponto 2: fosfofrutoquinase → responsável por fosforilação da frutose 6P; regulação pela [ATP] ( inibição a altas
concentrações); inibição por alta [citrato] → regula a intensidade da glicólise de acordo com a velocidade do ciclo de Krebs
→ Ponto 3: piruvato quinase → conversão do ácido fosfoenolpirúvico em ácido pirúvico (transferência do fosfato para o ADP,
formando ATP); ativação por frutose 1,6 difosfato; inibição por alta [ATP] e [acetil CoA]
Vias de entrada
Amido (alimentos) + ɑ-amilase salivar → amido parcialmente hidrolisado + ɑ-amilase pancreática→ maltose + maltotriose +
oligossacarídeos de menor massa molecular + maltase (mucosa intestinal) → glicose
→ Células do epitélio intestinal produzem sacarase-isomaltase que hidrolisa sacarose e isomaltose em monossacarídeos
(glicose + frutose) que podem ser absorvidos.
Monossacarídeos:
INTESTINO: os monossacarídeos glicose, frutose e galactose são absorvidos pelas células da mucosa do intestino e são
transportadas por meio dos capilares e vasos sanguíneos para todos os tecidos.
Frutose → FÍGADO: frutose + ATP + frutoquinase fosforila→ Frutose-1P + ADP
- Frutose-1P pode ser convertido em dihidroxiacetona e gliceraldeído 3P e estes são metabolizados em piruvato e
subsequentemente em Acetil-CoA, de forma não regulada.
- Excesso de Acetil-CoA é convertido em AG.
MÚSCULOS/RINS/TECIDO ADIPOSO: frutose + ATP + hexoquinase fosforila→ Frutose-6P + ADP
Lactose:
INTESTINO: a β-galactosidase sintetizada no epitélio do intestino hidrolisa a lactose em galactose + glicose.
- Intolerância a Lactose: indivíduos intolerantes a lactose apresentam diarréia aquosa, cólicas e flatulência → lactose atrai
água para o interior do intestino por osmolalidade → lactose é fermentada por bactérias intestinaisno intestino grosso
produzindo gases [metano e hidrogênio] e ácidos orgânicos irritantes como ácido acético e láctico.
- β-galactosidase utilizada para a produção de leite com baixo teor de lactose para pessoas intolerantes a lactose /
eliminação de arenosidade (cristais de lactose) em sorvete, leite concentrado, doce de leite / hidrólise de lactose em soro de
leite.
Galactose:
A galactose só é transformada em glicose quando ligada ao UDP (uridina difosfato glicose) → o que por sua vez exige sua
prévia fosforilação. Após isto, ela só será liberada com a entrada de uma segunda galactose para ligar-se a este UDP,
liberando a primeira como glicose-1-P. A fosfoglicomutase é, mais uma vez a responsável pela conversão a glicose-6-P que de
fato entra na glicólise. O UDP é utilizado, portanto, apenas na ativação da galactose.
galactose + ATP + galactoquinase→ galactose 1-fosfato + ADP
→ Galactosemia: deficiência de qualquer uma das 3 enzimas → galactoquinase, fosfogalactose uridil transferase e
UDP-galactose - 4 epimerase.
(i) Galactosemia por deficiência de galactoquinase: altas [galactose] no sangue e na urina, indivíduos desenvolvem catarata
durante a infância / limitação rigorosa de galactose na dieta → diminui severidade.
(ii) Galactosemia clássica (por deficiência de fosfogalactose uridil transferase): retardo no crescimento na infância,
anormalidade na fala, deficiência mental, dano hepático que pode ser fatal mesmo quando a galactose é retirada dadieta.
(iii) Galactosemia por deficiência de UDP-galactose - 4 epimerase: sintomas similares, porém é menos grave quando a
galactose da dieta é cuidadosamente controlada.
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	Regulação Coordenada:
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