Catabolismo de Carboidratos

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Catabolismo
Aeróbio
e Anaeróbio
de Carboidratos1 1
1. Introdução
O
princípio geral da bioenergética é que moléculas precursoras, geralmente
pequenas, podem ser transformadas através do anabolismo que forma blocos maiores
de macromoléculas. Por outro lado, moléculas grandes como proteínas, carboidratos e
lipídeos podem ser degradados pelo catabolismo e gerar energia e produtos finais de
reação (que são, em geral, moléculas pequenas).
Em relação a glicose, temos como principais fontes o glicogênio, que é a reserva
de glicose no nosso organismo e através dos alimentos. O glicogênio nada mais é do
que um polímero de glicose com aproximadamente 55.000 moléculas de glicose
ligadas entre si que se apresentam em formato de grânulos e estão armazenadas nos
nossos músculos, fígado e rins. A degradação do glicogênio ocorre através de enzimas
desramificadoras, que tornam a molécula linear; da gligogênio fosforilase, que
transforma glicose em glicose-1-fosfato; e a fosfoglicomutase, que transforma glicose
1-fosfato em glicose-6-fosfato. Essa degradação geralmente é necessária quando o
indivíduo está praticando exercícios e a intensidade e duração desse exercício irá
determinar qual fonte energética será utilizada e de que forma. No catabolismo
aeróbico dos carboidratos ocorre a degradação da glicose na presença de oxigênio,
produzindo CO2, H2O e energia. No catabolismo anaeróbio dos carboidratos ocorre a
degradação da glicose na ausência de oxigênio, produzindo ácido láctico e pouca
energia.
2. Catabolismo Anaeróbico
Glicólise
A glicólise ocorre em 10 etapas, sendo as 5 primeiras componentes da fase
preparatória
Etapa 1: a glicose é fosforilada no grupo hidroxil ligado ao C-6, sendo transformada em
glicose-6-fosfato. Consumo de 1 ATP;
Etapa 2: a glicose-6-fosfato formada é convertida a frutose-6-fosfato;2 2
Etapa 3: a frutose-6-fosfato é fosforilada em C-1 para formar a frutose, 1,6-bifosfato.
Consumo de 1 ATP;
Etapa 4: a frutose-1,6-bifosfato é dividida em duas moléculas com 3 carbonos, a di
hidroxiacetona-fofato e o gliceraldeído-3-fosfato;
Etapa 5: a di-hidroxiacetona-fosfato é isomerizada a uma segunda molécula de
gliceraldeído-3-fosfato.
Nessa etapa, acaba a primeira fase da glicólise (preparatória). Nessa fase, duas
moléculas de ATP foram consumidas, aumentando o conteúdo de energia livre dos
intermediários.
Etapa 6: cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato
inorgânico para formar 1,3-bifosfoglicerato. Produção de 2 NADH a partir de 2 NAD+.;
Etapa 7: a 1,3-bifosfoglicerato vai ser transformada em 3-fosfoglicerato com a produção
de 1 ATP. Produção de 2 ATP somando as duas moléculas.
Etapa 8: ocorre a mudança na posição do fosfato e a 3-fosfoglicerato é transformada
em 2-fosfoglicerato;
Etapa 9: a enzima enolase vai transformar o 2-fosfoglicerato em fosfoenolpiruvato;
Etapa 10: o fosfoenolpiruvato é transformado em piruvato com a geração de 2 ATP.
Grande parte da energia gerada é conservada pela fosforilação acoplada de
quatro moléculas de ADP a ATP. O rendimento total para cada molécula de glicose são
quatro moléculas de ATP, mas o rendimento líquido é de apenas duas dessas quatro
moléculas já que duas moléculas de ATP foram consumidas na fase preparatória. A fase
preparatória ou de “débito” consome 2 ATPs, gerando 2 ADP. Na fase seguinte ocorre a
produção de 4 ATP, 2 NADH e piruvato.
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Fermentação láctica Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª Ed.4 4
Para que a glicólise permaneça acontecendo no processo de anaerobiose o
organismo realiza a fermentação láctica, na qual o piruvato é transformado em lactato
pela enzima lactato desidrogenase com o objetivo de recuperar o NAD+ necessário para
o processo descrito.
Fonte: http://bit.ly/2JpGcTq.
3. Catabolismo Aeróbico
Os
piruvatos produzidos na degradação da glicose são transportados para dentro
da mitocôndria e lá são transformados em Acetil-CoA, gerando gás carbônico. O Acetil
CoA vai entrar no ciclo de Krebs e vai possibilitar a geração de mais 2 ATP. No ciclo de
Krebs também serão geradas outras moléculas energéticas que vão levar elétrons para
a cadeia transportadora de elétrons da mitocôndria e, assim, inicia-se o processo de
geração de energia através da glicose de forma aeróbica, com a produção de 32-34 ATP
por glicose, sendo um processo muito mais vantajoso. 5
6Referências Bibliográficas
1. Alberts. Fundamentos da biologia celular. 2011.
2. MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 3. ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.
3. Nelson DL, M. Cox M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 2014.