Metabolismo Glicidico

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Nicolas Martins 2025.1 - Bioquímica II
METABOLISMO GLICÍDICO
► Metabolismo Glicídico
✓ INTRODUÇÃO
- Metabolismo = Conjunto de reações químicas que se passam no interior das
células vivas
- Metabolismo Intermediário = Conjunto de reações químicas que se passam no
interior das células vivas que fica intermediário ao processo de digestão
● Para que ocorra metabolismo, é necessário a alimentação, logo quando nos
alimentamos de alimentos de origem glicídica temos macromoléculas ( Lactose,
Celulose, Amido) que são transformados em micromoléculas ,por enzimas, como
Glicose, Frutose, Galactose que irão para a corrente sanguínea e chegando ao fígado
onde irão seguir a via de INTERCONVERSÃO DAS OSES
● A glicose no sangue vai sofrer a primeira via, a GLICÓLISE ou VIA GLICOLÍTICA, onde
a glicose vai ser oxidada para a extração da energia na forma de ATP
● Quando há excesso de Glicose, ela ser armazenada na forma de glicogênio na via da
glicogênese e a queima desse glicogênio é glicogenólise
● A glicose pode seguir uma outra via, que apesar de ser oxidativa, não tem finalidade
energética, e sim a produção de NADPH e de Ribose 5-P. Trata-se da VIA DAS
PENTOSES FOSFATO
● A glicose pode seguir a VIA DOS ÁCIDOS URÔNICOS, com a finalidade de sintetizar
substâncias importantes para o processo de detoxificação
● Por último, a glicose também pode ser produzida a partir de substâncias
não-glicídicas, através de uma triagem não-glicídica de moléculas de lactato. Trata-se
da GLICONEOGÊNESE
✓ VIA GLICOLÍTICA
- Processo anaeróbio
- Ocorre no citosol
- Reações que metabolizam uma molécula de glicose (6 carbonos) em 2 moléculas
de piruvato (3 carbonos),com um balanço concomitante de 2 moléculas de ATP.
As duas moléculas de piruvato vão:
1. Se tiver oxigênio e mitocôndria, o piruvato será transformado em Acetil
CoA através da enzima piruvato desidrogenase, e depois será direcionado
para o ciclo de Krebs.
2. Se não tem oxigênio e/ou mitocôndria o piruvato segue o caminho
anaeróbico e forma o lactato (ácido láctico elevado)
B.1) Entrada de Glicose na célula
➥ Transporte Ativo secundário = Processo de transporte de glicose contra o
gradiente de concentração aproveitando a energia do transporte de sódia a favor do
gradiente ocorrendo no intestino, plexo coróide e rim
➥ Difusão facilitada GLUT = Forma clássica de internalização da glicose, a favor
do gradiente de concentração utilizando uma proteína transmembrana chamada
GLUT 4 que transporta a glicose do compartimento extracelular para o intracelular
ESTÁGIOS DA VIA GLICOLÍTICA
1. Etapa de investimento Transformação de glicose pura em frutose 1,6 bisfosfato. É
chamada de etapa de investimento pois há um investimento de ATP nessa fase,
gastando energia para que essa etapa ocorra.
- Tem função de aprisionar o substrato na célula e formar um composto que
possa ser prontamente clivado em 2 unidades fosforiladas com 3 carbonos.
- Transferência de um fosfato do ATP para a Glicose no C6. A Glicose fosforilada
pode ser difundida pela membrana devido às cargas negativas e permite que ela
possa ser catalisada depois ( Fosforilação da glicose pura pela glicoquinase
(fígado e célula beta) / Hexoquinase (outros tecidos))
2. Etapa de divisão Clivagem da frutose 1,6 bisfosfato (6 carbonos) em 2 fragmentos
de 3 carbonos. Tudo que acontecer posterior a essa etapa, passa a ter
estequiometria dobrada.
- Realizar a cisão da frutose 1,6 bisfosfato, passando agora a trabalhar com a
estequiometria dobrada com 2 moléculas de 3C.
3. Etapa de recuperação da produção de ATP pela oxidação do piruvato. Começa
com 1,3 bisfosfoglicerato (1,3 BPG).
- Produção de ATP pela oxidação do piruvato. Saldo final 2 ATPS
ESTEQUIOMETRIA DA VIA GLICOLÍTICA
Investimento - 2 ATPS
Produção - 4 ATPS
5 ATPS dos 2 NADH+H
Saldo ( Com mitocôndrias) - 7 ATP
OBS.: Vía anaeróbica produz 2 ATP e a vía aeróbica 5 ATP + 2 ATP de investimento = 7
ATP
● Shuttles = Sistema de transporte mitocondrial interno que é impermeável a certos
substratos, como o NADH+ e H +. Podem ser de dois tipos
- Malato-Aspartato: acontece no fígado. Produz um NADH+H+ no citosol, durante
as reações, esse por sua vez pode ser entregue ao oxaloacetato (intermediário
do CK), virando malato com os elétrons do shuttle, que entra na matriz
mitocondrial, virando novamente oxaloacetato, entregando os elétrons para um
NADH+H+ de dentro da mitocôndria. No fígado, investe 2 ATPs, produz 4 ATPs e 5
ATPs (2 NADH+ H + - cada um 2,5 ATPs), totalizando 7 ATPs.
- Glicerol-fosfato: acontece no músculo e no cérebro. O NADH+ H + entrega o
elétron para a Dihidroxiacetona, que vira glicerol 3-fosfato. O glicerol 3-fosfato
por sua vez não passa pela membrana interna da mitocôndria, e assim, chega
em uma proteína periférica e entrega 2 NADH+ H + para formar 2 FADH2. O
shuttle produz uma quantidade menor de ATP, visto que há investimento de 2
ATPs, produção de 4 e 3 ATPs (2 FADH2 – cada um 1,5 ATPs), totalizando 5 ATPs.
DESTINO DO PIRUVATO: Fermentação lática, Fermentação alcoólica, Produção de OAA
e Produção de Acetil CoA
REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA:
Dois propósitos. (1) Produzir ATP, gerado pela glicólise (2) Provisão de brocas de
construção para as reações de síntese
1. Regulação rápida ou alostérica reversível (milissegundos): mexendo com o sítio
alostérico da enzima.
2. Regulação por modificação covalente (segundos): fosforilando e desfosforilado
enzimas.
3. Regulação por indução / repressão enzimática (horas): construindo novas
enzimas ou não.
- Enzimas reguladoras:
1. Hexoquinase: Ela é regulada pelo produto da reação.
2. Glicocinase: regulada por indução e repressão, através de hormônios (glucagon
e insulina).
3. Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1): ela é regulada alostericamente pelo citrato
✓ GLICONEOGÊNESE
É a síntese de glicose a partir de substratos não glicídicos, como glicerol, lactato,
piruvato e alguns aminoácidos.
REAÇÕES ESPECÍFICAS - CARBOXILAÇÃO DO PIRUVATO: São reações que na via
glicolítica são irreversíveis:
1. Carboxilação do piruvato: é uma carboxilação do piruvato em oxaloacetato, que vai
seguir a via anabólica do CK, virar malato (shuttle) e depois vai ser descarboxilado no
citosol, onde virará PEP. A energia usada vem do metabolismo lipídico, produzindo
NADs.
2. Desfosforilação da frutose 1,6 bisfosfato: importante sítio regulador dentro da célula,
a partir dos níveis energéticos.
3. Formação da glicose pura: A glicose-6-fosfatase está no Retículo Liso, onde a
glicose-6-P chegará, gerando 2 produtos: A glicose pura e o Pi. A glicose pura vai
posteriormente à corrente sanguínea e vai aumentar a glicemia
✓ VIA DAS PENTOSES FOSFATO
Também conhecida como desvio das hexoses monofosfato e via do 6-Fosfoglicerato.
Via oxidativa na maioria das células sem objetivo energético. Funções:
1. Formar NADPH
2. Produção de Pentose
3. Interconversão dos glicídios com 3C, 4C, 6C e 7C em intermediários para a
4. glicólise
Radicais Livres
● Os radicais livres são espécies químicas dotadas de elétrons desemparelhados
de função deletéria, sendo altamente reativos. Eles podem agir à distância,
lesando proteínas, DNA
● São também chamados de espécies químicas reativas derivadas do Oxigênio,
onde o mais deletério é o Radical Hidroxila, envolvido em lesões de repetição,
Cânceres, doenças inflamatórias e envelhecimento
● Nosso organismo utiliza um sistema enzimático que combate os RL e são
dependentes de NADPH
Eliminação dos Radicais Livres
É feito pelo Glutatião que está envolvido em uma série de reações de oxirredução
onde estão empregadas as enzimas Glutationa peroxidase e Glutationa redutase, onde
o papel redutor do NADPH vai ser crucial para a redução do Glutatião que aí vai
atuará nos radicais livres
Via do Eritrócitos
● A hemácia possui um sistema de controle e proteção contra os radicais livres,
pois possui o Fe + + em sua hemoglobina e isto gera radicais livres hidroxila.
Ocorre que a via das pentoses é importante para para protegermos contra os
radicais livres
O Excesso de Peróxido de Hidrogênio (a partir do uso de certasdrogas como
antimaláricos, antibióticos e ingestão de grãos de fava) vai se converter em radical
hidroxila, que transforma o Fe +2 em Fe +3. Após produzido o Radical hidroxila, ele não
é mais destruído
● Assim, a glicose pura entra na hemácia, é fosforilada em Glicose- 6-P e segue a
via glicolítica ou vai para a via das pentoses, onde a enzima Glicose-6P
desidrogenase vai formar NADPH, importante para reduzir o Glutatião oxidado, e
o glutatião reduzido vai reduzir o peróxido em água – Íon selênio
RADICAIS LIVRES NA FAGOCITOSE
● Na fagocitose, o uso do RL é benéfico para o organismo. Assim, na fagocitose, a
bactéria é englobada pelo Macrófago, ocorrendo uma explosão respiratória,
com grande consumo de Oxigênio
● A enzima NADPH oxidase forma o radical superóxido que forma Peróxido
● Logo, infecção generalizada leva a maior produção de Peróxido e em certas
pessoas pode ter uma doença
► Metabolismo Glicídico II
Interconversão de Oses
O fígado é o órgão encarregado de transformar a galactose e a frutose em
glicose e distribuir esta ose para os outros tecidos onde será utilizada como fonte de
energia.
INTRODUÇÃO
A Frutose, a Galactose e, em menor proporção, outros monossacarídeos contribuem
para o metabolismo estrutural, de maneira que quando adentram no nosso organismo
acabam entrando no metabolismo da Glicose
- Frutose: Obtida na forma de dissacarídeo Sacarose, ou na forma livre no mel,
frutas e vegetais. A frutose pode ser absorvida de duas maneiras:
DIFUSÃO FACILITADA Mediada pela GLUT 5. Atua no transporte da frutose na
dieta. Ação não depende de Insulina
CO-TRANSPORTE COM A GLICOSE Mecanismo de alta absorção. A entrada
conjunta com Glicose abre junções paracelulares. Aumenta em 29% a absorção
de Frutose
- Produção Endógena (Via do Sorbitol)
● Ocorre quando o Álcool Sorbitol é oxidado em reação catalisada pela
Sorbitol-desidrogenase
● O Sorbitol pode ser obtido pela alimentação, através de várias plantas da
família das Rosáceas (maçãs, pêras, cerejas, ameixas), além de doces, goma de
mascar e sucos dietéticos.
- Metabolismo da frutose
1) – DA SACAROSE A FRUTOSE 1-P
● A Sacarose da dieta é convertida pela Sacarose em Frutose e Glicose
● A Frutose vai pela veia porta ser metabolizada no Fígado
● A enzima frutoquinase fosforilada a frutose em Frutose-1-P (Via Principal), mas a
hexocinase transforma frutose em Frutose-6-P
● A deficiência da Enzima leva à Frutosúria essencial (Benigna, por causa do
mecanismo alternativo da Hexocinase)
- Fosforilação da Frutose
Hexoquinase = baixa afinidade pela Frutose maior afinidade pela Glicose saturada em
concentrações normal de Glicose na célula
Frutoquinase = específica para Frutose encontrada no fígado, rim e intestino delgado
Km baixo no fígado
2) PARTE – DA FRUTOSE 1-P À VIA GLICOLÍTICA
● A Enzima Aldolase B “quebra” a Frutose-1-P em e Dihidroxiacetona –P,
intermediário da Via Glicolítica, cujo produto final, em aerobiose é o Piruvato
● O gliceraldeído formando vai por um desvio ser transformado pela
Gliceraldeído Cinase em Gliceraldeído-3-P, intermediário da Glicólise
● Alimentos ricos em Frutose aceleram o metabolismo a Acetil-CoA, uma vez que
no para chegar via frutose na via glicolítica é mais rápido pois não precisa
passar pela PFK-1
● A deficiência da Aldolase B leva à Intolerância hereditária à Frutose, doença
grave, pelo acúmulo de Frutose-1-P, que inibe a glicogênio fosforilase da
Glicogenólise hepática, levando à hipoglicemia
3) PARTE – A FORMAÇÃO DO TRIACILGLICEROL
● Logo, uma seqüência de reações de Redução (uso do NADH) e de uma
fosforilação, formaremos Glicerol-P matéria prima para a formação de TAG,
Fosfolipídios
OBS.: Descobriu-se recentemente que pessoas que consumiam grande quantidade de
frutas,aumentava no sangue a concentração de triacilgliceróis, o que não é bom pela
produção das placas de ateroma, e logo aterosclerose
4) PARTE – DA FRUTOSE 6-P À GLICONEOGÊNESE
● A Frutose 6-P formada é convertida em Glicose 6-P e está em Glicose Pura pela
Glicose-6-Fosfatase, ganhando a corrente sangüínea
● A Gliconeogênese vai ocorrer quando a célula hepática está com bons estoques
de ATP, estando no jejum prolongado e o organismo em Hipoglicemia
5) PARTE – DA FRUTOSE 6-P À GLICONEOGÊNESE
● A Frutose-6-P pode ser convertida à Glicose-6-P e este pode ser polimerizado na
forma de Glicogênio
● Isso vai ocorrer no estado pós-absortivo pois naquele momento não há
hipoglicemia
OBS.: No caso do Envenenamento pela frutose, o médico deve lançar mão de uma
dieta restritiva para a frutose e também, por tabela, para a sacarose
Relação Frutose e Medicina Reprodutiva – A frutose é o único combustível para os
SPTZ realizarem seu movimento flagelar, para que atinjam o terço médio da tuba
uterina e realizem a fecundação.
VIA DO SORBITOL
Mecanismo alternativo de “aprisionamento” de uma ose na célula através da redução
de um aldeído a um álcool, formando os itóis. Este mecanismo aumenta a natureza
hidrofílica da molécula, aumentando sua avidez por água.
•Teoria do acúmulo de Sorbitol e edema celular = Tentativa de se explicar mecanismos
lesivos da diabetes mellitus. Entrada de glicose na célula não é controlada pela
insulina onde a presença de sorbitol acaba “atraindo” água para dentro da célula
- Galactose: Compõe o dissacarídeo Lactose. Possui importância crucial no
metabolismo corporal. Está associada a várias Doenças
Metabolismo da Galactose
A galactose irá ser encaminhada para o fígado onde sofre interconversão das
oses
1) DA LACTOSE À GALACTOSE-1-P
● A Lactose é convertida em Galactose e Glicose, e a principal via que vai ser
seguida é a transformação da Galactose pura em Galactose-1-P, por ação da
Galactoquinase. Se a enzima usada fosse a Hexocinase, teríamos Galactose-6-P
OBS.: A Hiper Galactosemia irá causar também, por conseguinte, um acúmulo de
galactose, e está em excesso, causará a produção do itol da galactose, o galactitol,
que ocorre por um mecanismo semelhante ao sorbitol. Os danos são semelhantes aos
danos do sorbitol, como lesão hepática, retardamento mental severo e catarata
Fosforilação da Galactose = é feita pela enzima galactoquinase, sua deficiência pode
causar acúmulo de galactiol e galactosuria
2) DA GALACTOSE-1-P À UDP-GALACTOSE
● A UDP – Glicose vem da Quebra do Glicogênio (glicogenólise), e vai reagir com a
Galactose-1-P transferindo fosfato e UDP de uma para a outra. A Deficiência da
Galactose-1-P Uridil transferase causará a galactosemia hereditária, onde vai
ocorrer uma hiper galactosemia e posteriormente galactosuria
Galactosemia Clássica = deficiencia hereditaria de Galactose 1-P-URIDILTRANSFERASE
- A galactose não é metabolizada.
- Aumento da concentração intra-hepática de Gal-1-P (efeito tóxico).
- Galactosuria.
- Catarata (galactiol no cristalino)
- Retardo mental.
Diagnóstico de Galactosemia:
- Determinação da atividade enzimática
- Pesquisa de glicídios redutores na urina
- Identificação de Galactose na urina
3) DE GALACTOSE A GLICOSE
● A Molécula de Glicose-1-P se transforma em Glicose- 6-P por ação da
fosfoglicomutase, mostrando que a Galactose que chega no corpo é
transformada em glicose pela glicose-6-fosfatase
● A Glicose-1-P pode também ser metabolizada em UDP-Glicose e este se
polimeriza em Glicogênio
OBS.: Estas possibilidades variam de acordo com as variações hormonais e
necessidades corporais
4) DE UDP - GALACTOSE À UDP - GLICOSE
5) DESTINOS DA UDP - GALACTOSE
● Para a UDP Galactose entrar no fluxo do metabolismo da glicose, ele deve ser
primeiro convertido em UDP-Glicose pela Hexose 4-Epimerase. Essa UDP Glicose
vai ser aproveitada na formação de UDP – Galactose e Glicose-1P
OBS.: A UDP é um doador de Galactoses a várias vias como a Síntese de Lactose,
Glicoproteínas, Glicolipídios e Glicosaminoglicanos
6) A SÍNTESE DE LACTOSE
● A Lactose é um dissacarídeo, formado pela glicose e galactose em ligação
Glicosídica β-1,4. A Lactose é sintetizada pela Lactose Sintase
(UDP-Galactose:glicose galactosyltransferase)
OBS.: Nas células exceto a Mama em Lactação,a enzima transfere a Galactose da
UDP para a N-acetil-D Glicosamina, formando a N-Acetil-Galactosamina
Na mama em Lactação por ação da Prolactina, aumenta a síntese da α-
Lactoalbumina, formando a Lactose
- Manose: Existe pouca manose na dieta, e logo ela é transformada em
Manose-6-P pela Hexocinase e transformada em Frutose-6-P
VIA DAS PENTOSES FOSFATO
● Também conhecida como Desvio das hexoses Monofosfato e via do 6-
Fosfoglicerato. Na maioria das Células é uma via oxidativa, PORÉM sem finalidade
Energética, mas sim com os Seguintes objetivos:
1) Formar NADPH – Coenzima reduzida importante para a Biossíntese de Ácidos
Graxos, Colesterol e para funcionar como um “redutor Bioquímico”, importante
para as Reações de Redução das Ações Deletérias dos Radicais livres, mantendo
a integridade das hemácias
2) Produção de Pentose – A Ribose 5-P vai estar presente no ATP, CoA, NAD, FAD, RNA
e DNA
3) Interconversão dos glicídios com 3C, 4C, 6C e 7C em intermediários para a
Glicólise
1) DESIDROGENAÇÃO DA GLICOSE-6-P
● Esta reação é uma descarboxilação oxidativa, a qual levará à formação da
Ribulose-5-P, uma cetose.
● A Enzima desta reação, a Glicose-6-P desidrogenase é a enzima mais
importante da via, cuja deficiência poderá a levar à anemia hemolítica
● A Reação vai levar à produção de NADPH
2) REAÇÕES NÃO-OXIDATIVAS
● Temos como reações mais importantes a formação da Ribose-5-P, a qual
acontece por um processo de isomerização. Em células que se dividem
muito, a via para aí.
● Além disso, esta via produz uma série de intermediários da via Glicolítica
como a Glicose-6-P e Gliceraldeído-3-P
4) UTILIDADE DO NADPH
● O NADPH é também um intermediário de alta energia, mas seus elétrons não são
para a cadeia respiratória, mas para uso na Biossíntese redutora e também na
biossíntese de ácidos graxos e esteróis