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HILLARY FERREIRA BIOQUIMICA MÓDULO 03 VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS CONCEITO: • São obtidas., absorvidas e transportadas junto com a gordura da dieta; • Não são facilmente excretadas por sua natureza hidrofóbica e, por isso, ficam armazenadas principalmente no fígado e no tecido adiposo; • Chega a ser preocupante altos níveis de vitaminas lipossolúveis em detrimento da toxicidade; TRANSPORTE E ABSORÇÃO DAS VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS • Os processos de absorção e do transporte dessas vitaminas são feitos juntamente com a gordura que para ser absorvidas precisa de um processo muito elaborado de substâncias digestivas que além das enzimas são os sais biliares que emulsificam a gordura da dieta e transformam grandes gotas de gordura em pequenas gotas que conseguem ser absorvidas na forma de micelas, caem nos enterócitos, são englobadas por lipoproteínas e as vitaminas lipossolúveis acompanham essa trajetória, por isso a dieta pobre em gordura e síndromes no sistema biliar causam hipovitaminose de vitamina A. IMPORTÂNCIA MÉDICA: • Deficiência: o Insuficiência nutricional: causa rara em comparação com outras pois trata-se de uma vitamina lipídica, o Distúrbios que afetam a digestão e a absorção dela ▪ Distúrbios do sistema biliar e dieta pobre em gordura: ➢ Pois os processos de absorção e do transporte dessas vitaminas são feitos juntamente com a gordura que para ser absorvidas precisa de um processo muito elaborado de substâncias digestivas que além das enzimas são os sais biliares que emulsificam a gordura da dieta e transformam grandes gotas de gordura em pequenas gotas que conseguem ser absorvidas na forma de micelas, caem nos enterócitos, são englobadas por lipoproteínas e as vitaminas lipossolúveis acompanham essa trajetória. Então, a dieta pobre em gordura e síndromes no sistema biliar causam hipovitaminose de vitaminas lipossolúveis. ▪ Diarreias recorrentes; ▪ Síndrome do intestino irritado; ▪ Síndrome de crohn. o Estratorréia: ▪ Quando a gordura não é absorvida e sai nas feses. HILLARY FERREIRA o Condições socioeconômicas desfavoráveis: ▪ Verminoses; ▪ Situações que levem a diarreias; ▪ Situações que levem a infecções intestinais e infecções no geral: ➢ Pois aumenta a demanda em detrimento de um consumo muito grande e os níveis dessas vitaminas podem baixar. • Síndromes de Deficiência o Xeroftalmia: um ressecamento patológico da retina, por deficiência do Retinol (vitamina A) que se não for tratado pode causar uma cegueira provisória como a cegueira noturna; o Raquitismo e Osteomalácia: a deficiência do Calciferol (vitamina B) compromete o equilíbrio dos níveis de cálcio entre o sangue e os tecidos que pode levar ao raquitismo em crianças e à osteomalácia, má formação óssea, em adultas e adultos; o Distúrbios neurológicos e anemia hemolítica do RN: pode ser causada pela deficiência do Tocoferol (vitamina E) pois ela protege as membranas das hemácias contra a lipoqueroxidação, o ataque dos radicais livres e assim as hemácias, desprotegidas, acabam sendo oxidadas antes dos 120 dias e a medula não tem como responder tão bem antes dos 120 dias, então causa a anemia hemolítica; o Doença hemorrágica do RN: deficiência das Quinonas (vitamina K): as crianças recém nascidas, como não têm bactérias no intestino e não tem uma dieta rica em vitamina K, não tem os níveis suficientes dessa vitamina e aí foi estipulado que toda criança recém nascida deve tomar uma injeção de vitamina K para evitar hemorragias pois, como ela é lipossolúvel vai sendo armazenada e liberada aos poucos até ela começar a produzir e ingerir esta vitamina. A BIODISPONIBILIDADE: • Conceito: a quantidade da vitamina que é absorvida, transportada pela corrente sanguínea, disponibilizada para os tecidos e que chega na célula; • Não é a mesma ingerida pois fatores influenciam ali seja atrapalhando ou contribuindo; o Fisiologia do indivíduo: ▪ Desordens gastrointestinais; ▪ Estado nutricional prévio do indivíduo: a biodisponibilidade de uma pessoa desnutrida é diferente da de uma pessoa com o estado nutricional normal; ▪ Substâncias ingeridas ao mesmo tempo que a vitamina é ingerida, como álcool, drogas e até outros alimentos. FUNÇÕES: • Antioxidante: proteção das células e tecidos contra a ação de radicias livres, agentes oxidantes; • Hormonal: SÃO ELAS: • Retinol ou Vit. A; • Calciferol ou Vit. D; • Tocoferol ou Vit. E; • Quinonas ou Vit. K. HILLARY FERREIRA DIABETE MELITO VISÃO GERAL: • Um grupo heterogêneo de síndromes caracterizadas por elevação da glicemia em jejum, causada por deficiência relativa ou absoluta de insulina; • Não é uma doença, é uma síndrome; • Principal causa de cegueira e amputação de membros em adultos; • Importante causa de falha renal, ataques cardíacos e AVC; DIAGNÓSTICO: • Pode ser: o Clínico: ▪ Não comprova apenas alerta, desconfia; ▪ Percebido através de sinais e sintomas, como: ➢ Emagrecimento; ➢ Polifagia; ➢ Poliúria; ➢ Fraqueza; ➢ Desanimo; ➢ Polidipsia. o Laboratorialmente: ▪ Fecha o diagnóstico; ▪ Através do exame laboratorial de glicemia em jejum, que é interpretado da seguinte maneira: G ≥ 126 mg/dL → Diabetes 99 ≤ G < 126 → Pré-diabetes 70 ≤ G < 99 → Hipoinsulinemia DIABETES MELITUS TIPO II CARACTERÍSTICAS: • Caracteriza-se por uma resistência dos tecidos à ação da insulina pela inativação dos seus receptores nas células; • Não se origina de problemas na função do pâncreas de produzir insulina (problemas em suas células beta) mas causa, gradativamente, tal situação; • Não leva paciente à insulinodependência, se for controlada antes de virar uma diabete melitus tipo II; • Consiste no tipo de diabetes mais frequente, pois está relacionado ao comportamento, a alimentação e a atividades físicas, e em uma sociedade moderna, principalmente em países desenvolvidos, a alimentação é hipercalórica e o sedentarismo é bastante frequente. • São 625 mil novos casos nos EUA por ano; HILLARY FERREIRA • As alterações metabólicas são mais brandas quando se compara às da diabete tipo I, pois não se tem falência pancreática e parte da insulina produzida ainda consegue agir pois não são todos os receptores que estão inativos; • Não envolve vírus nem anticorpos; • Aumento da gliconeogênese. ETIOLOGIA (CAUSAS) • Por questões comportamentais, como a alimentação hipercalórica e a falta de atividade física, combinadas ou não com questões genéticas que determinem uma pré-disposição para ganho de peso, o corpo acumula gordura, principalmente a abdominal. Essa gordura produz várias substâncias inflamatórias e a gordura abdominal é a mais perigosa pois ela produz uma quantidade maior dessas substâncias. Tais substâncias inativam, nos tecidos, principalmente os consumidores periféricos como a o adiposo e o muscular, os receptores da insulina. Dessa forma, o pâncreas produz insulina, mas nem toda a quantidade produzida consegue agir pois muitos dos seus receptores estão inativos e assim, a glicose não consegue sair do sangue e entrar na célula para ser quebrada e transformada em energia, causando fraqueza e hiperglicemia. Logo, o corpo avisa para o pâncreas produzir mais insulina, só que o problema não estava na falta dela e sim na falha dos seus receptores, causando hiperinsulinemia e ainda fazendo o pâncreas trabalhar mais do que devia; • Anda se tem um equilíbrio de glicemia, mas à s custas de uma compensação pancreática, que é resultado de um súper esforço do pâncreas; • Entretanto, em uma hora, bem próxima, o pâncreas não consegue mais compensar por um declínio na função das suas células beta causado por: esse súper esforço do pâncreas, por fundo genético, pela toxicidade da própria glicose aumentada no sangue e pela toxicidade dos ácidos graxos livres em consequência da obesidade; • A combinação de resistência dos tecidos à ação da insulina com a disfunção de célulasbeta do pâncreas que gera a diabete tipo II; • Nesse tipo de diabete não há riscos de cetoacidose como ocorre na tipo I, pois ainda tem glicose nas células e o fígado não precisa ativar a produção de energia a partir de lipídeo, que gera corpos cetônicos diminuindo o PH do sangue; • Essa falta de glicose nas células, principalmente as do tecido adiposo e dos músculos que são as que mais dependem da glicose, faz o corpo estimular o fígado a fazer gliconeogênese, produção de glicose a partir de compostos aglicanos (não-açúcares ou não-carboidratos). Mas o problema não estava na falta da glicose e sim na inativação dos receptores de insulina para que essa glicose entra na célula, então o fígado produz glicose e joga na corrente sanguínea que já estava cheia dela, aumentando ainda mais a glicemia; • Mesmo que a paciente esteja regulada quanto à alimentação a glicose continua alta em razão da gliconeogênese em uma maior quantidade; • Esse súper esforço do pâncreas causa, a longo prazo, um estresse pancreático, culminando na falência total desse órgão, o que muda o quadro da paciente de diabete melitus tipo II para diabete melitus tipo I. HIPERGLICEMIA NA PACIENTE DE DIABETE MELITUS TIPO II • Motivos: HILLARY FERREIRA o Não captação de glicose pelas células dos tecidos, principalmente os periféricos como o adiposo e o muscular, em decorrência da disfunção dos receptores de insulina deixando essa glicose no sangue; o Aumento da gliconeogênese, súper produção de glicose pelo fígado. FISIOLOGIA DO CORPO • Saudável: o Após uma refeição a glicemia aumenta e as células beta do pâncreas secretam insulina; o Os receptores de insulina dos tecidos a recebem e forma-se o complexo: insulina-receptor; o Esse complexo mobiliza proteínas de dentro da célula que mobilizam os glut’s, transportadores de glicose, para a membrana celular e eles captam a glicose que está no sangue; o Essa glicose é quebrada pela célula produzindo energia para o corpo. • Pessoa apenas com resistência à insulina: o Após uma refeição a glicemia aumenta e as células beta do pâncreas secretam insulina; o Muitos receptores de insulina estão inativos e são formados poucos complexos: insulina- receptor, o que, consequentemente, faz com que seja produzida pouca energia para o corpo; o O pâncreas secreta mais insulina e consegue COMPENSAR, regulando os níveis de glicemia; o Entretanto, o pâncreas trabalha mais do que devia e uma hora algumas das suas células beta começam a falhar, gerando uma diabete tipo II. • Com diabete melitus tipo II: o Após uma refeição a glicemia aumenta e as células beta do pâncreas secretam insulina; o Muitos receptores de insulina estão inativos e são formados poucos complexos: insulina- receptor, o que, consequentemente, faz com que seja produzida pouca energia para o corpo; o O pâncreas secreta mais insulina mas não consegue compensar totalmente e os níveis de glicemia continuam altos; o O pâncreas ainda trabalha mais do que devia e uma hora, bem próxima, ele entra em um estresse pancreático e para de produzir insulina por completo, gerando uma diabete melitus tipo I. CONSE QUÊNCIAS • Complicações micro e macrocelulares como: o Doenças renais; o A deficiência da insulina, em decorrência da disfunção das células beta do pâncreas permite a lipólise, por isso a paciente emagrece muito; o Pé diabético (falta de cicatrização); o O aumento na produção de insulina pelo pâncreas, em decorrências da hipoglicemia: ▪ Estimula a lipogênese (produção de gordura no corpo); ▪ Retém água e sódio; ▪ Aumenta a produção de angiotensina que é vasoconstritora, estimulando a hipertensão arterial; HILLARY FERREIRA ▪ Estimula a produção de fatores de coagulação, fibrinogênio, formando trombos; ▪ A insulina é um hormônio anabólico, é sempre de síntese. • Doenças crônicas: o Doenças vasculares: ▪ Doenças cardiovasculares; ▪ Acidente vascular cerebral (AVC). o Nefropatia; o Retinopatia (a cegueira diabética): ▪ A glicose em excesso vai para os tecidos que não são insulinodependentes como a retina e se transforma em sorbitol que é tóxico e causa ressecamento patológico e destruição da retina, culminando na cegueira. o Neuropatias. DIAGNÓSTICO • Sintomas: o Poliúria: a paciente urina muito e com glicose, pois é a tentativa do corpo de eliminar essa glicose para compensar; o Polidipsia: a paciente bebe muito pois, em decorrência da poliúria, ela perdeu muita água e eletrólitos, o que causa essa sede excessiva; o Polifagia: a paciente come muito, em decorrência da necessidade do corpo de ter energia e mesmo assim se sente extremamente fraca, pois a glicose n entrou na célula para produzir energia. • Exames: o Anticorpos: ▪ Se não houver anticorpos anti células beta pode ser diabetes tipo II. • Nível de glicemia: o Hipoglicemia: 69 mg/dL > G o Normal = 70 mg/dL < G < 99 mg/dL; o Pré-diabética = 100 mg/dL < G < 125 mg/dL; o Diabética = 126 mg/dL < G; TRATAMENTOS • Mudanças comportamentais como a atividade física e uma alimentação saudável para reduzir o peso e diminuir a secreção de substancias inflamatórias que inativam os receptores de insulina, mantendo os níveis de glicemia o mais próximo possível do normal; HILLARY FERREIRA • Caso as mudanças comportamentais não resolvam se insere o uso de medicamentos hipogliceminantes, mantendo os níveis de glicemia o mais próximo possível do normal; • Se ainda persistir, é recomendado o tratamento com insulina para manter os níveis de glicemia o mais próximo possível do normal; • Assim, as complicações a médio e longo prazo serão prevenidas. DIABETE GESTACIONAL CONCEITO • Diabete temporária, ocorrendo apenas durante a gestação; CARACTERÍSTICAS • Caracteriza-se por uma resistência dos tecidos à ação da insulina pela inativação temporária dos seus receptores nas células em consequência de hormônios produzidos em decorrência da gravidez que causam essa inativação; • Não se origina de problemas na função do pâncreas de produzir insulina (problemas em suas células beta) mas causa, gradativamente, tal situação; • Não leva paciente à insulinodependência, se for controlada antes de virar uma diabete melitus tipo II; • Não envolve vírus nem anticorpos; • Aumento da gliconeogênese; • Na maioria das vezes, após o término da gestação, esses hormônios param de ser produzidos e os receptores voltam a ser ativos, curando a paciente. ETIOLOGIA (CAUSAS) • Por consequência da gravidez, o corpo produz várias substâncias inflamatórias que inativam, temporariamente, nos tecidos, principalmente os consumidores periféricos como a o adiposo e o muscular, os receptores da insulina. Dessa forma, o pâncreas produz insulina, mas nem toda a quantidade produzida consegue agir pois muitos dos seus receptores estão inativos e assim, a glicose não consegue sair do sangue e entrar na célula para ser quebrada e transformada em energia, causando fraqueza e hiperglicemia. Logo, o corpo avisa para o pâncreas produzir mais insulina, só que o problema não estava na falta dela e sim na falha dos seus receptores, causando hiperinsulinemia e ainda fazendo o pâncreas trabalhar mais do que devia; • Anda se tem um equilíbrio de glicemia, mas à s custas de uma compensação pancreática, que é resultado de um súper esforço do pâncreas; • Quando o pâncreas não consegue mais compensar pelo declínio da funcionalidade das suas células beta e isso se combina com a resistência dos tecidos à ação da insulina, estamos diante de uma caso de diabete gestacional; • Nesse tipo de diabete não há riscos de cetoacidose pois ainda tem glicose nas células e o fígado não precisa fazer gliconeogênese, que gera corpos cetônicos aumentando o PH do sangue; • Essa falta de glicose nas células, principalmente as do tecido adiposo e dos músculos que são as que mais dependem da glicose, faz o corpo estimular o fígado a fazer gliconeogênese, produção deglicose a partir de compostos aglicanos (não-açúcares ou não-carboidratos). Mas o problema não estava na falta da glicose e sim na inativação dos receptores de insulina para que essa glicose entra na célula, então o fígado produz glicose e joga na corrente sanguínea que já estava cheia dela, aumentando ainda mais a glicemia; HILLARY FERREIRA • Mesmo que a paciente esteja regulada quanto à alimentação a glicose continua alta em razão da gliconeogênese em uma maior quantidade; • Mas isso tudo pode ser controlado tranquilamente durante a gravidez e quando ela passar tais hormônios param de ser produzidos e a paciente fica curada. VITAMINA K FUNÇÃO • É coenzima de uma reação pós-traducional, pós síntese, que promove a carboxilação e, consequentemente, a ativação do ácido glutâmico das proteínas ou fatores de coagulação sanguínea pela adição de uma carboxila na sua composição. Essa carboxilação amadurece tais fatores, o que permite a sua interação com as plaquetas, pois dá a estes uma extremidade negativa que é necessária para a ligação com a extremidade positiva do cálcio que é a ponte de ligação desse fator com as plaquetas, formando o coágulo definitivo e permitindo a coagulação sanguínea. HILLARY FERREIRA DISTRIBUIÇÃO • Está presente em plantas na forma de filoquinona ou K1; • É produzida pelas bactérias da flora intestinal que sintetiza a menanquinona ou o K2 que se transformam em vitamina K. DEFICIÊNCIA • Antibioticos de terapia prolongada: o Redução das bactérias intestinais; • Recém-nascidas (os): o Pois têm intestinos estéreis e ainda não consomem alimentos que contém a vitamina K. BEBÊS E A INJEÇÃO DE VITAMINA K • Assim que as (os) bebês nascem ainda não está formada sua flora intestinal, então foi estabelecida uma injeção intramuscular de vitamina K para todas(os) as (os) recém-nascidas(os) para evitar uma possível hemorragia, como ela é lipossolúvel ela fica armazenada e vai sendo liberada aos poucos pelo corpo até que a criança adquira sua flora intestinal e consuma alimentos que contenham essa vitamina. CONSQUÊNCIAS DA HIPOVITAMINOSE DE VITAMINA K • Hipoprotrombinemia, pouca formação de trombos, coágulos, impedindo a eficácia da coagulação sanguínea e gerando sangramentos. VITAMINA E FORMA ATIVA • Alfa-tocoferol. FUNÇÃO • Antioxidante protetora de membrana, prevenindo a peroxidação lipídica, o ataque nas membranas e, consequentemente, a oxidação de componentes celulares pelo oxigênio e por radicais livres. DEFICIÊNCIA • Bebês prematuras (os) podem nascer com a deficiência dessa vitamina; • Adultas (os) que não consigam absorver e transportar lipídeos podem ter a deficiência dessa vitamina pois, já que esta é uma vitamina lipossolúvel, vem junto com a gordura da dieta. CONSEQUÊNCIAS • Anemia hemolítica, as membranas das hemácias ficam desprotegidas e as células ficam mais vulneráveis a ataques de radicais livres. PERCURSO METABÓLICO OU METABOLISMO CELULAR CONCEITO • É o conjunto de reações químicas intracelulares que transformam os nutrientes, substratos energéticos, moléculas capazes de gerar energia (carboidratos, lipídeos e proteínas), em energia (ATP), para as atividades do organismo, e novos compostos necessários para o crescimento, desenvolvimento e renovação dos tecidos. HILLARY FERREIRA ELE GARANTE • Homeostasia da glicose; • Homeostasia dos lipídeos; • Homeostasia das proteínas; • O mecanismo da temperatura corporal; • Equilíbrio ácido-base do corpo; • A saúde, a vida. DIVISÃO • Catabolismo: são reações de degradação de moléculas complexas em compostos mais simples com liberação de energia química (ATP), ou seja, reações exogênicas, exergônicas. Exemplo: glicólise, gliconeogênese e lipólise; • Anabolismo: são reações de síntese ou formação de macromoléculas a partir de compostos simples com o consumo de energia (ATP), ou seja, reações endogênicas, endergônicas. ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: para pacientes que precisam fazer coma induzido o objetivo é justamente prevalecer o anabolismo para que a recuperação aconteça rápido pois maioria da energia do corpo vai ser usada para essa recuperação. REGULAÇÃO • E Regulação extra ou intercelular: hormônios e neurotransmissores: o É uma regulação mais ampla do metabolismo; o Insulina: hormônio hipogliceminante, secretado, pelas células beta do pâncreas, em casos de aumento de glicose sanguínea; ele permite que a glicose que estava em grande quantidade no sangue entre na célula garantindo a homeostasia. Esse processo ocorre sempre após uma refeição e em qualquer outro caso de hiperglicemia; o Glucagon: hormônio hipergliceminante, secretado pelas células alfa do pâncreas em casos de hipoglicemia pois a quantidade de glicose que entrou na célula é dividida, uma parte é oxidada e utilizado na mesma hora, glicólise, e a outra sofre glicogênese é armazenada em forma de glicogênio. Portanto, quando há casos de hipoglicemia o pâncreas secreta o glucagon que permite a glicogenólise, garantindo a homeostasia. Ocorre muitas vezes durante o dia pois a alimentação do ser humano é intermitente, só ocorre mais ou menos a cada 3 horas então o organismo está preparado, devido à secreção desse hormônio, para aguentar essas 3 horas sem ingestão de substratos precursores da energia necessária. Porém, se o jejum for prolongado o glucagon não consegue controlar e aí o organismo entra em um estágio de luta e fuga e a adrenalina, o cortisol e o hormônio do crescimento entram em ação; o Adrenalina: entra em casos de hipoglicemia demorada e ajuda o glucagon, funcionando da mesma forma que ele e, consequentemente, jogando mais glicose no sangue para manter ao menos os níveis basais de glicemia; causa os efeitos adrenérgicos como a sudorese, tremor, taquicardia e ofegância; o Cortisol e hormônio do crescimento: neurotransmissores e hormônios contrarreguladores da insulina responsáveis pela homeostasia da glicose sanguínea em casos de hipoglicemia demorada; HILLARY FERREIRA ❖ A insulina ao se ligar ao seu receptor já provoca uma ação direta dentro da célula, já o glucagon, quando se encaixa ao seu receptor, precisa influenciar, dentro da célula, um outro mensageiro para realizar a função ou ação que ele quer, trata-se do sistema de segundos mensageiros. o Oferta de nutrientes - comanda qual hormônio deve ser secretado: ▪ Estado alimentado: secreção de insulina; ▪ Jejum: secreção de glucagon, em caso alongado também se tem a adrenalina, cortisol e hormônio do crescimento. Ainda nesse caso também há a queima de gordura, ácidos graxos, como segundo substrato principal de energia e o terceiro é a proteína, mas é em último caso e causa efeitos como fraqueza, se for muito utilizada, pois a proteína sai da função estrutural que ela deveria estar. Apesar dessas fontes secundárias de energia, existem tecidos que são glicosedependentes como o encéfalo e para esses tecidos ocorre a gliconeogênese, processo que forma uma nova glicose a partir de substratos não glicídicos. • Regulação intracelular - sistema de segundos mensageiros: o Algumas moléculas de dentro da célula são chamadas de segundos mensageiros por atuarem entre o mensageiro original (Hormônios ou neurotransmissores) e o efeito final dentro da célula; o Traduzem a ligação do hormônio ou neurotransmissor em resposta; o O mais importante do metabolismo é o adenilato ciclase, proteína de membrana que é acionada na presença do glucagon e forma o AMP cíclico, o segundo mensageiro dela. ESTÁGIOS • 1º estágio: hidrólise de macromoléculas em seus blocos constitutivos; • 2º estágio: transformar os blocos constitutivos em um composto comum, o Acetil CoA, de alta energia; • 3º estágio: Oxidação das moléculas de Acetil CoA no ciclo do Ácido Cítrico produzindo CO2, H2O e ATP, além de intermediários para outras vias metabólicas. Ocorre dentro das mitocôndrias. METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS INGESTÃO • Carboidratosda dieta: HILLARY FERREIRA o Amido, polissacarídeo (formado por várias unidades de glicose unidas) encontrado nos cereais; o Glicogênio, polissacarídeo (formado por várias unidades de glicose unidas) encontrado nos animais, mais especificamente no fígado e no músculo deles; o Sacarose, dissacarídeo (glicose + frutose), açúcar puro da nossa mesa do dia a dia, da cana de açúcar; o Lactose, dissacarídeo (glicose + galactose), encontrada no leite e nas substâncias derivadas dele; o Celulose, polissacarídeo presente nos vegetais, mas que não é digerido nem absorvida pelo corpo humano embora seja benéfico pois colabora com a flora intestinal. DIGESTÃO • Quebra do dissacarídeo ou oligossacarídeo em monossacarídeos; • Boca: o Enzima: ▪ α-amilase salivar: é secretada principalmente pelas glândulas parótidas e é de rápida ação. o O que digere: ▪ Digere menos de 5% do amido e do glicogênio (polissacarídeos). É uma digestão incompleta pois essa enzima não tem tempo suficiente e nem capacidade química para quebrar todos os tipos de ligações, então só consegue transformar o amido em polímeros menores como a maltriose, trissacarídeo constituído por três moléculas de glicose, e as dextrinas α-limitadas, polissacarídeo de baixo peso molecular; esses polímeros constituem pontos de ramificação das moléculas do amido. • Estômago: o Enzima: ▪ Não há atuação de enzimas desse órgão. o O que digere: ▪ Cerca de 30% dos polissacarídeos é digerido pela amilase salivar antes de o alimento se misturar completamente com as secreções gástricas. Após se misturar com essas secreções a amilase salivar sofre uma desnaturação e é inativada em decorrência do baixo PH do estômago já que amilase trabalha em PH = 6.8 e o do estômago consiste em cerca de 3.5. Se esse carboidrato for ingerido com proteínas e gorduras essa enzima atua um pouco mais pois elas podem mudar um pouco o PH do estômago permitindo que a amilase trabalhe um pouquinho mais. • Intestino delgado: o Enzima: ▪ α-amilase pancreática, secretada pelo pâncreas que vai quebrar os polissacarídeos (amido e glicogênio) e dissacaridases intestinais, a sacarase, a lactase, a isomaltase e a maltase que vai quebrar os dissacarídeos (sacarose, lactose, isomaltose e maltose) o O que digere: ▪ Amido, glicogênio, sacarose, lactose, isomaltose e maltose respectivamente; HILLARY FERREIRA ❖ A isomaltose e a maltose são dissacarídeos que vêm da quebra incompleta dos polissacarídeos, quando eles não são digeridos por completo. o Como ocorre a digestão: ▪ Quando o agora quimo ácido, em decorrência das secreções gástricas, chega no duodeno o pâncreas secreta um suco pancreático contendo bicabornato que neutraliza essa acidez, criando um PH ideal para a ação de uma nova amilase, a α- amilase pancreática que é muito mais forte do que a salivar e termina de quebrar por completo os polissacarídeos, o amido e o glicogênio, tendo como produto glicoses livres e deixando só algumas moléculas de maltose, dissacarídeo composto por duas moléculas de glicose; ▪ Em seguida, as próprias células intestinais, enterócitos, secretam as dissacaridases, enzimas que vão digerir os dissacarídeos, são elas: ➢ Sacarase: digere a sacarose separando glicose de frutose, deixando esses monossacarídeos livres; ➢ Lactase: digere a lactose separando glicose de galactose, deixando esses monossacarídeos livres; ➢ Maltase: digere a maltose separando glicose de glicose, deixando esses monossacarídeos livres. ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: as deficiências de dissacaridases atrapalham a digestão podendo causar desde leves a graves problemas. A título de exemplo, a intolerância à lactose se dá pela baixa funcionalidade ou falta da enzima lactase que, não digerindo a lactose, impede a absorção dela pois raramente o corpo absorve dissacarídeos. Esse composto então se acumula no intestino grosso, sofrendo ação das bactérias intestinais. O resultado são produtos, gases causadores de inflamações e lesões na mucosa do intestino, como o CO2 e o H2, provocando cólicas, flatulências, náuseas e vômitos na pessoa que sofre com essa deficiência. Além disso, também há a diarreia osmótica, pois, esses compostos também são osmoticamente ativos, atraindo a água de dentro da célula e causando essa diarreia, fazendo essa pessoa perder eletrólitos e causando consequências maiores se não for tratada. ABSORÇÃO E TRANSPORTE • A absorção é a saída do composto da luz do intestino para os enterócitos, células do intestino que possuem membranas em forma de escova, aumentando a superfície de contato e tronando mais eficaz o processo da absorção, são as microvilosidades; • São absorvidos apenas os monossacarídeos, ou seja, os compostos já digeridos e, raras vezes, dissacarídeos. Quase nunca se absorve moléculas maiores; • A absorção é feita através dos transportes: o Transporte ativo secundário: ▪ Transporta a glicose e a galactose; ▪ Feito pela SGLT-1, uma proteína transportadora especializada no transporte de glicose e galactose dependente de Na+ e encontrada na membrana das células do intestino; ➢ Reabsorção: Essa proteína também é localizada nas células da parede do túbulo renal pois, caso, por algum problema, a glicose seja filtrada por esses túbulos, ela é transportada, por essa proteína, do lúmen do túbulo renal para HILLARY FERREIRA a célula da parede desse túbulo e, posteriormente, para o sangue ao invés de ser eliminada na urina. Esse processo é chamado de reabsorção e evita problemas; ➢ Ela também é encontrada no plexo coroide, uma parte da barreira hematoencefálica, e tem como função nunca deixar faltar glicose no encéfalo capturando a glicose que pode estar sendo perdida e fazendo ela atravessar a barreira hematoencefálica, levando ela para o encéfalo para ser usada como fonte de energia, pois ele é glicosedependente. ▪ Gasta ATP; ▪ Como funciona: é um co-transporte no qual a glicose e a galactose se aproveitam da entrada do sódio na célula, da energia gasta nela, e entram junto com ele, pela mesma proteína transportadora e esse processo é favorecido pela SGLT-1; então, trata-se de um co-transporte de monossacarídeo-sódio. Ele é chamado também de simporte pois as duas substâncias, o monossacarídeo e o sódio, estão indo no mesmo sentido. A proteína transportadora de sódio só irá funcionar se estiver ligada também a um composto como a glicose, por exemplo, e o transporte do sódio é feito por um sistema chamado de bomba de sódio e potássio que se baseia na diferença de concentração destes compostos entre os espaços intra e intercelular. o Difusão facilitada: ▪ Transporta glicose, galactose e frutose; ▪ É feita pela família GLUT’s, proteínas transportadoras especializadas no transporte de glicose e frutose, independentes de Na+ e encontrada na membrana das células de alguns tecidos; trata-se de uma família de 14 tipos de GLUT’s com especificidade tecidual, cada tecido tem um tipo; os mais importantes são: ➢ GLUT-1: transporta glicose e é encontrado na membrana dos eriterócitos, glóbulos vermelhos, agindo para a sua sobrevivência e para garantir sua função. É encontrado também no encéfalo; faz o transporte no sentido do lúmen ou sangue para a célula; ➢ GLUT-2: transporta glicose e é encontrado no fígado e nos rins, agindo para garantir sua função; faz o transporte no sentido do lúmen ou sangue para a célula e também no sentido da célula para o sangue, dependendo do momento metabólico, pois é nesses órgãos que ocorre a gliconeogênese sendo de extrema importância o transporte inverso, principalmente no fígado pois ele faz a maior parte da glicogenólise para mandar a glicose que estava no glicogênio para as células, antes de ser necessário a gliconeogênese; é o único GLUT a fazer esse transporte inverso; ele transporta os três monossacarídeos; ➢ GLUT-3: transporta glicose e é encontrado no neurônio, agindo para garantir sua função; faz o transporte no sentido do lúmenou sangue para a célula; ➢ GLUT-4: transporta glicose e é encontrado em vesículas no tecido adiposo e no músculo esquelético, agindo para garantir suas funções; é insulinodependente para sair das vesículas e ir para as membranas e faz o transporte no sentido do lúmen ou sangue para a célula; ➢ GLUT-5: transporta glicose e é encontrado na membrana das células do intestino, agindo para garantir suas funções e também para ser transportada para as outras células do corpo. Transporta também a frutose para os HILLARY FERREIRA testículos, sendo encontrado na membrana das células deles; a frutose é fonte de energia para a espermatogênese ou para maturação dos espermatozoides. Faz o transporte no sentido do lúmen ou sangue para a célula; ➢ GLUT-7: mede o fluxo de glicose para o retículo endoplasmático dos rins e do fígado. o Transporte pelo solvente: ▪ É um transporte adicional de glicose feito pelas junções celulares que a leva para o espaço paracelular (espaço entre as células), resultando em um acentuado aumento de glicose nesse espaço; ▪ Como ocorre: ➢ As altas concentrações de glicose produzem elevação da pressão osmótica no espaço paracelular, resultando na absorção osmótica de água da luz intestinal, através das junções celulares, diretamente para o espaço paracelular sem passar pelo interior do enterócito. ▪ Esse transporte não tem muita relevância em baixas concentrações de glicose, mas pode ser importante em altas concentrações pois o transporte ativo se torna limitado em decorrência do número limitado de enzimas e proteínas transportadoras. Além disso, em altas concentrações de glicose, esse transporte pode ser equivalente a até 3 vezes a quantidade absorvida pelo mecanismo de co- transporte de sódio; ▪ Ele pode ser intensificado pela presença de moléculas de actomiosina no interior das paredes dos enterócitos adjacentes às junções celulares pois elas se atraem em altas concentrações de glicose e literalmente abrem as estas junções. • Os monossacarídeos são absorvidos (saem do lúmen da célula para a célula) pelo GLUT5 e vão para a veia porta, para o sangue, com a finalidade de serem distribuídos para as células do corpo, pelo GLUT2; • A glicose representa cerca de 80% de todos os monossacarídeos ingeridos, digeridos e absorvidos. A frutose e a galactose não chegam a 10% cada uma. ARMAZENAMENTO • Assim que a glicose entra na célula, parte dela logo sofre glicólise e a outra é armazenada inteligentemente pela célula para os períodos normais de jejum que o ser humano tem, já que sua alimentação é intermitente; • Entretanto, a glicose armazenada pelas células, na forma de glicogênio após a glicogênese, só supre a falta da glicose por pouco tempo. Por isso, o fígado recebe uma boa quantidade de glicose e a armazena. A glicose armazenada no fígado, glicose hepática, é distribuída para todas as células quando há a falta da glicose nelas; o músculo também armazena uma grande quantidade, mas ela serve exclusivamente para suas próprias células. Portanto, o fígado e o músculo são importantes armazenadores de glicose; HILLARY FERREIRA • O glicogênio do fígado só supre, através da glicogenólise, o jejum normalmente quando ele dura até 18 hrs; quando passa disso o armazenamento não consegue suprir e já é necessária a gliconeogênese, a produção de uma nova glicose. PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS DE UTILIZAÇÃO DE CARBOIDRATOS • Quando a glicose está no corpo ocorrem alguns processos que buscam manter os níveis de glicose no corpo pelo menos em níveis basais, condição mínima de energia. GLICÓLISE • Conceito: o Via (conjunto de reações enzimáticas sequenciais nas quais o produto de uma é imediatamente o substrato da outra) utilizada por todas as células para quebrar a glicose com o objetivo de obter energia (ATP) e compostos intermediários para outras vias metabólicas. É o centro do metabolismo dos carboidratos. • Como ocorre a via glicolítica: o A Via glicolítica é um conjunto de 10 reações que vão removendo parcialmente a energia e preparando a molécula para as próximas etapas, o ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons, que removem o restante da energia; o Fases/Estágios: ▪ Fase de investimento de energia (ATP): 5 reações com gasto de 2 ATP’s: ➢ Primeira reação – fosforilação do carbono 6: assim que a glicose entra na célula ocorre a primeira reação que é a saída da hidroxila e, posteriormente, a entrada de um grupo fosfato, fosforilação, no carbono 6 dessa hexose, transformando-a em glicose-6-fosfato. Essa reação foi realizada pela enzima hexocinase, ativada pela insulina, e esse fosfato veio de uma molécula de ATP que, transformando-a em ADP, marca o primeiro gasto de energia; com essa fosforilação, a célula retém a glicose dentro dela, permitindo o seu posterior metabolismo; → A hexocinase: Está presente em quase todos os tecidos; Tem especificidade ampla, ou seja, não fosforila só a glicose, mas também outras hexoses; Km: tem grande afinidade pela glicose, ou seja, consegue fosforilar mesmo com uma baixa quantidade de glicose; Vm: só fosforila a quantidade de glicose que a célula vai usar, não consegue fosforilar mais. Glicocinase: ✓ Está presente apenas no fígado, pois é nele onde se deposita a maior quantidade de glicose, e nas células beta do pâncreas onde funciona como um sensor de pico de glicose avisando para estas células produzirem mais insulina; HILLARY FERREIRA ✓ É um tipo de hexocinase, uma isoenzima, ou seja, enzima de mesma função embora tenha características cinéticas diferentes pois: Tem Km, ou seja, tem baixa afinidade por glicose, o que quer dizer que ela só entra em ação, só fosforila, se a quantidade de glicose for enorme como por exemplo após a ingestão do alimento pois, depois de ser absorvida pelos enterócitos e mandada pro sangue, a glicose é depositada em grande quantidade no fígado pela veia porta; Ela também tem Vm, ou seja, fosforila uma quantidade indefinida de glicose e em uma alta velocidade. ➢ Segunda reação – isomerização da glicose-6-fosfato: a enzima fosfoglicose isomerase realiza uma isomerização, mudança de função, na glicose-6-fosfato que deixa de ser aldeído e passa a ser cetona se transformando, portanto, em frutose-6-fosfato; ➢ Terceira reação – fosforilação do carbono 1 da frutose-6-fosfato: a enzima fosfofrutose-1 fosforila, adiciona um grupo fosfato no carbono 1 da frutose- 6-fosfato, transformando-a em frutose-1,6-bifosfato. Esse fosfato veio de uma molécula de ATP que, transformando-a em ADP, marca o segundo gasto de energia; → Via alternativa: uma pequena parte da frutose-6-fosfato pode ir para uma via alternativa e, ao invés de produzir frutose-1,6-bifosfato, ela vira frutose-2,6-bifosfato pela ação da enzima fosfofrutocinase-2 que insere grupo fosfato no carbono 2. Isso ocorre quando a quantidade de glicose e, consequentemente, de insulina na célula está altíssima e esse novo composto é um reforçador da velocidade da via glicolítica, um regulador alostérico, pois as vezes uma reação precisa ser potencializada e se a concentração de glicose está muito alta é importante que a glicólise seja intensificada. Por isso, a insulina também tem como função a ativação dessa via alternativa para potencializar a glicólise. ➢ Quarta reação – lise da molécula de frutose-1,6-bifosfato ao meio: a enzima aldolase promove a lise, quebra da molécula de frutose-1,6-bifosfato em duas moléculas: um aldeído, o gliceraldeído-3-fosfato e uma cetona, a diidroxiacetona; ➢ Quinta reação – isomerização da diidroxiacetona: a enzima triose fosfato isomerase isomeriza a diidroxicetona, transformando-a em um outro gliceraldeído-3-fosfato que, junto com o anteriormente formado, segue para a próxima fase da glicólise. HILLARY FERREIRA ▪ Fase de rendimento de energia (ATP): 5 reações, ocorridas duas vezes (5 com um gliceraldeído-3-fosfato e 5 com outro),com produção bruta de 4 ATP’s e líquida de 2 ATP's: ➢ Sexta reação – oxidação e fosforilação do gliceraldeído-3-fosfato: a enzima gliceraldeído-3-fosfato hidrogenase realiza uma desidrogenação desse composto transformando-o em 3-fosfoglicerato e entregando esse hidrogênio para um NAD que entra temporariamente na reação e sai em forma de NADH. Além disso, a enzima fosforila o carbono 1 do gliceraldeído-3-fosfato com um fosfato inorgânico transformando esse composto em 1,3- bifosfoglicerato; é a ÚNICA OXIDAÇÃO da via; por isso, ela é a reação que extrai mais energia do composto; esse fosfato adicionado é um fosfato inorgânico; ➢ Sétima reação – desfosforilação do 1,3-bifosfoglicerato: pela ação da enzima fosfoglicerato cinase, o fosfato adicionado no carbono 1 do 1,3-bifosfoglicerato sai, se ligando a um ADP e transformando-se em ATP, ocorrendo, então, a primeira produção de ATP e a transformação do 1,3-bifosfoglicerato em 3-fosfoglicerato; ➢ Oitava reação – mudança na posição do grupo fosfato do carbono 3 para o 2: a enzima fosfoglicerato mutase muda o grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2, transformando o 3-fosfoglicerato em 2- HILLARY FERREIRA fosfoglicerato e permitindo que esse composto possa sofrer, posteriormente, a ação da enzima enolase pois ela só reconhece o 2- fosfoglicerato; ➢ Nona reação – desidratação do 2-fosfoglicerato: a enzima enolase desidrata, retira água do 2-fosfoglicerato, causando uma reorganização dessa molécula redistribuindo sua energia e, consequentemente, transformando-a em fosfoenolpiruvato; ➢ Décima reação – desfosforilação do fosfoenolpiruvato: a enzima piruvato cinase retira o último grupo fosfato que reage com uma molécula de ADP, formando energia (ATP), e transforma o fosfoenolpiruvato em piruvato livre. o Das 10 reações 7 são reversíveis (a mesma enzima também realiza a reação inversa) e três são irreversíveis, nas quais estão os pontos de controle da via. HILLARY FERREIRA • Reação completa: • Regulação da via: o Durante a glicólise existem três pontos de controle que regulam a velocidade da via e estão localizados nas únicas reações irreversíveis dela; o Primeira reação: ▪ Regulação hormonal: ➢ A insulina, no estado alimentado, vai no DNA e ativa produção da enzima hexocinase, além de ativar a atividade das hexocinases já existentes, promovendo o início da glicólise; ➢ O glucagon, no jejum, inibe a hexocinase, inibindo a glicólise, e ativa a gliconeogênese. ▪ Regulação alostérica (produtos da própria célula que regulam enzimas): ➢ O aumento na concentração de glicose causa um feedback positivo e ativa a enzima hexocinase, pois o aumento na concentração do reagente sempre ativa a reação; HILLARY FERREIRA ➢ O aumento na concentração de glicose-6-fosfato causa um feedback negativo e inibe a hexocinase, pois o exagerado aumento na concentração do produto sempre inibe a reação. o Terceira reação: ▪ Onde está localizado o principal ponto de controle da via; ▪ Regulação hormonal: ➢ A insulina, no estado alimentado, vai no DNA e ativa produção da enzima fosfofrutocinase-1, além de ativar as já existentes, ativando a glicólise; ➢ O glucagon, no jejum, inibe a fosfofrutocinase-1 e também a fosfofrutocinase-2 e, consequentemente, inibe também a produção da frutose-2,6-bifosfato, o que vai retardar a glicólise. Isso faz sentido já que na hipoglicemia o corpo precise de mais glicose no sangue e não sendo quebrado na célula. Com a retardação da glicólise, é viabilizada a gliconeogênese. ▪ Regulação alostérica: ➢ A alta concentração de AMP aumenta a velocidade da via pois indica pouca energia dentro da célula já que ele é o ATP sem dois fosfatos, adenosina monofosfato; ➢ A alta concentração da frutose-2,6-bifosfofato, provocada pela ação da insulina além da alta concentração da glicose, aumenta a velocidade da reação; ➢ A baixa concentração da frutose-2,6-bifosfato, provocada pela ação do glucagon, diminui a velocidade da reação; ➢ A alta concentração de ATP inibe a enzima fosfofrutocinase-1, pois ele é um produto no final da reação e todo produto com exagerado aumento de concentração inibe, diminui a velocidade da via; ➢ A alta concentração de citrato, composto do ciclo de Krebs, também indica uma produção exagerada de ATP, pois se tem citrato demais quer dizer que o ciclo de Krebs tá ocorrendo mais do que deveria. Portanto, a alta concentração de citrato diminui a velocidade da via. o Décima reação: ▪ Regulação hormonal: ➢ A insulina, no estado alimentado, vai no DNA e ativa produção da enzima piruvato cinase, além de ativar as já existentes, ativando a glicólise; ➢ O glucagon, no jejum, inibe a piruvato cinase quando ativa a sua fosforilação pela proteína-cinase A, inibindo a glicólise para que possa ocorrer a gliconeogênese. ▪ Regulação alostérica: ➢ A alta concentração da frutose-1,6-bifosfato aumenta a velocidade da via pois ela indica que a fosfofrutocinase-1 estava trabalhando muito e, por conseguinte, que a célula estava em pobreza energética. Então, HILLARY FERREIRA essa alta concentração de frutose-1,6-bifosfato age proativamente sobre a piruvato cinase, aumentando a velocidade da via. • A ação da insulina: o No estado alimentado, a quantidade de glicose está alta no sangue. Consequentemente a de insulina também. Ela encaixa no seu receptor e vai promover respostas dentro na célula que vão ativar umas vias e inativar outras: ▪ Nas células do tecido adiposo e do músculo, onde age o GLUT4, é preciso de insulina para que a glicose saia do sangue e entre nelas. Secretada pelas células beta do pâncreas, a insulina se liga ao seu receptor, presente na célula, e induz o GLUT4 a sair de suas vesículas no citosol da célula para ir para a membrana para capturar essa glicose, trazendo-a para dentro da célula; ▪ Existem tecidos que não dependem da insulina para a entrada de glicose, como é o caso da retina, mas nesses tecidos essa insulina mesmo assim provoca outros efeitos não relacionados com a entrada de glicose na célula como as reações de ativação e inibição descritas anteriormente. HILLARY FERREIRA • Sistema de segundos mensageiros: o Glucagon: ▪ No jejum há pouca concentração de glicose no sangue e, consequentemente, muita concentração de glucagon; ▪ O glucagon se liga ao seu receptor de membrana e ativa dentro da célula uma proteína chamada adenilato-ciclase que vai gerar a produção de AMP cíclico, o segundo mensageiro, que vai ativar, dentro do citoplasma, a proteína-cinase A, um grupo de proteínas que começa a fosforilar, com o fosfato do ATP, outras enzimas seja para ativa-las ou inibi-las; ▪ Apesar de se ter um gasto de energia na fosforilação, já que o grupo fosfato foi retirado do ATP, o lucro do processo vai compensar. • Tipos: o Anaeróbia: ▪ Ocorre em células sem mitocôndrias ou pobremente vascularizadas, logo, o metabolismo energético é menor; HILLARY FERREIRA ▪ Exemplos dessas células são os eritrócitos/hemácias (glóbulos vermelhos) maduros, o cristalino, as células da retina e os leucócitos; ▪ Após as 10 reações, é necessária uma segunda reação para que os NADH’s produzidos na glicólise entreguem o H+ e voltem a ser NAD, sendo economizado para próximas reações pois há poucos NAD’s na célula. Por isso, a enzima LDH converte os piruvatos em dois lactatos para que os 2 NADH’s percam estes hidrogênios. ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: nos eritrócitos essa reação garante o formato da sua membrana de disco bicôncavo, importante para dar a ela flexibilidade e maleabilidade para entrar nos vasos mais estreitos do nosso corpo, conseguindo executar sua função, que é a distribuição do oxigênio, com eficácia. Se a glicólise anaeróbia for ineficiente, pela disfunção de alguma ou todas as enzimas da reação, das quais a mais comum de obter essa disfunção é a piruvato cinase, o formato dessa hemácia vai mudar e, além de não executarbem a sua função, ela vai ser reconhecida como uma célula estranha e os macrófagos a fagocitam. Esse quadro gera uma anemia hemolítica crônica, não tem cura pois é um defeito de enzima, é genético; ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: fisiologicamente, o lactato produzido na glicólise anaeróbia vai para o sangue e regula o PH dele. Entretanto, se houver um colapso circulatório, por exemplo, as células que deveriam ganhar oxigênio não ganham e começam a fazer glicólise anaeróbia produzindo muito lactato, causando uma acidose metabólica seguida de morte se algo não for feito. Esse lactato também fica no fígado pois lá ele é precursor da gliconeogênse. o Aeróbia: ▪ É feita em células ricas em mitocôndrias ou altamente vascularizadas, adequadas à oferta de O2, logo, o metabolismo energético dessas células é maior; ▪ Um exemplo dessas células é o hepatócito, célula do fígado; ▪ Depois das 10 reações, já produzindo alguns ATP’s, as duas moléculas de piruvato produzidas vão para a mitocôndria para serem convertidas, já produzindo mais alguns ATP’s, em Acetil CoA, o principal HILLARY FERREIRA combustível do Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs). Os NADH’s produzidos vão para a cadeia transportadora de elétrons que libera os prótons H+. A alta concentração desse próton ativa a proteína ATPASE que produz ATP ao unir ADP + P. Isso também permite que o NAD volte para continuar a reação; • O que aconteceu com os outros monossacarídeos também absorvidos? o A frutose tem parte de sua quantidade transformada em glicose e outra parte vai ou para o fígado, sendo convertida e gliceraldeído-3-fosfato e para o músculo, sendo convertida em frutose-6-fosfato, participando da glicólise em ambos os casos, além de uma parte ir para os testículos sendo importante na formação ou maturação dos espermatozoides; o A galactose é transformada em glicose-6-fosfato, participando da glicólise. GLICONEOGÊNESE • Conceito: o Tecidos como o músculo em exercício, o testículo, encéfalo, cristalino, eritrócitos maduros, medula renal e córnia, são glicosedependentes. Estes 6 últimos tem essa condição pois não são capazes de oxidar outras fontes, como lipídios e proteínas, para obter energia já que esse processo ocorre na mitocôndria e esses tecidos não tem esta organela; o Portanto, o fígado, que se sustenta muito bem com oxidação de ácidos graxos para formar energia, armazena glicose em forma de glicogênio que, através da glicogênese é quebrado liberando glicose no sangue que será distribuída para os tecidos que precisam; o Entretanto, quando o glicogênio está acabando, certa de 18 horas de jejum, o fígado e os rins começam a fazer gliconeogênese que consiste na síntese de uma nova glicose a partir de fontes não glicídicas para manter os níveis basais de glicose no corpo. O fígado é responsável por 90% e os rins por 20% desse processo. Se o jejum for ainda mais prolongado este último órgão entra com até 40%. • Principais precursores: o Glicerol (vem do lipídio): ▪ É a segunda opção de fonte de energia; ▪ Quebra o triacil glicerol gerando ácidos graxos e glicerol. Este entra na corrente sanguínea e vai para o fígado onde ele vai ser fosforilado em glicerol-fosfato e convertido em diidroxiacetona que, pela reação inversa da glicólise, vai se transformar em gliceraldeído-3-fosfato e, em sequência, nos outros compostos até ser transformado em glicose. HILLARY FERREIRA o Lactato (vem da glicólise anaeróbica): ▪ No músculo em exercício é necessária a glicólise anaeróbica; nessa reação a glicose acaba sendo convertida em lactato que sai do músculo e vai, pela corrente sanguínea, para o fígado; essa reação também ocorre em várias outras células como já fora citado; ▪ O lactato é convertido em oxalacetato, participando da gliconeogênese. o Proteínas corporais: ▪ As proteínas musculares são quebradas e formadas em aminoácidos que vão pelo sangue para o fígado; HILLARY FERREIRA ▪ Nesse órgão eles são convertidos em piruvato, entrando na gliconeogênese. o α- Cetoácidos (aminoácidos glicogênicos) ▪ Intermediários do Ciclo do Ácido Cítrico (Krebs) dos quais a principal a Alanina; ▪ Saem da célula e vão, pelo sangue, para o fígado onde são convertidos em piruvato, entrando logo no início da gliconeogênese. • Como ocorre: o Das 10 reações da glicólise, 7 são reversíveis, ou seja, as mesma enzimas que agem pela glicólise, também fazem a transformação inversa e, consequentemente, agem pela gliconeogênese; o As 3 irreversíveis precisam de enzimas específicas para a gliconeogênese que ocorre da seguinte maneira: ▪ Primeira reação: ➢ A enzima fosfoenol carboxicilase carboxila (adiciona de CO2) o piruvato e, consequentemente, transforma-o, com gasto de energia formando ADP + P inorgânico, em oxalacetato, um composto intermediário; ➢ O oxalacetato precisa sair da mitocôndria para o citosol mas não consegue atravessar a membrana então ele vai ser desidrogenado e, consequentemente, convertido em malato pela enzima malato desidrogenase mitocondrial só para realizar essa passagem; depois, ele é hidrogenado pela enzima malato desidrogenase citozóica HILLARY FERREIRA quando chega no citosol, se transformando novamente em oxalacetato; ➢ Por conseguinte, seu carbono 6 é retirado pela enzima piruvato carboxilase e, consequentemente, transformado em fosfoenolpiruvato; ➢ Essa reação gasta muita energia, entretanto, o lucro dessa reação compensa a energia gasta. ▪ Segunda reação: o fosfoenolpiruvato é hidratado e convertido, pela enzima enolase, em 2-fosfoglicerato; ▪ Terceira reação: o 2-fosfoglicerato tem o seu grupo fosfato deslocado do carbono 2 para o 3 pela enzima fosfoglicerato mutase e, portanto, transformado em 3-fosfoglicerato; ▪ Quarta reação: o 3-fosfoglicerato é fosforilado pela enzima fosfoglicerato cinase, pelo fostato de um ATP, liberando ADP e, consequentemente, transformando-se em 1,3- bifosfoglicerato; ▪ Quinta reação: o 1,3-bifosfoglicerato é desfosforilado, liberando um fosfato inorgânico e, ao mesmo tempo, é hidrogenado pela enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase e com o hidrogênio de um NADH, que sai como NAD. Portanto, o 1,3- bifosfoglicerato é transformado em gliceraldeído-3-fosfato; ▪ Sexta reação: dois gliceraldeído-3- fosfato são unidos pela enzima aldolase, se transformando em frutose-1,6-bifosfato; ▪ Sétima reação: a enzima frutose bifosfatase desfosforila o carbono 1 da frutose-1,6-bifosfato além de hidratar esse composto transformando-o em frutose-6-fosfato; ▪ Oitava reação: a enzima fosfoglicose isomerase isomeriza a frutose-6-fosfato, mudando sua função e transformando-a em glicose-6-fosfato; HILLARY FERREIRA ▪ Nona reação: a enzima glicose-6-fosfatase retira o grupo fosfato do carbono 6 da glicose-6-fosfato, entregando a um ADP e formando ATP, e ainda hidrata o composto transformando-a, finalmente, em glicose. • Gasto de energia: o A gliconeogênese gasta uma certa quantidade de energia para ocorrer e ela é acionada justamente pelo estado hipoglicêmico do corpo. Entretanto, o lucro do processo compensa além de parte da energia liberada pela oxidação dos ácidos graxos ser usada. • Regulação: o Primeira reação: ▪ Regulação alostérica: ➢ O aumento da concentração de Acetil CoA, roda mais rápido o ciclo de Krebs, gerando mais energia, o que ativa a enzima piruvato carboxilase, permitindo que a primeira reação da gliconeogênese ocorra; pois muita energia indica que há pouca glicose já que ela foi quebrada; ➢ A diminuição da concentração de Acetil CoA, roda mais devagar o ciclo de Krebs, gerando menos energia, o que inibe a enzima piruvato carboxilase, inibindo a primeira reação da gliconeogênese; pois pouca energia indica que há muita glicose já que ela não foi toda quebrada, sendo necessária a gliconeogênese. ▪ Regulação inter/extracelular: ➢ O glucagonse liga ao seu receptor e mobiliza a enzima adenilato ciclase que ativa o AMPc e este ativa as proteínas-cinase A que vão fosforilar a enzima fosfofrutocinase-2 impedindo que ela produza a frutose-2,6-bifosfato, o que ativa a gliconeogênese e inibe a glicólise; ➢ A insulina destrói o AMPc impedindo a fosforilação da enzima fosfofrutocinase-2, o que inibe a gliconeogênese e ativa a glicólise. o Sétima reação - principal ponto de controle: ▪ Regulação alostérica: ➢ A pobreza energética, alta concentração de AMP, inibe a enzima frutose bifosfatase e, consequentemente, a gliconeogênese; ➢ Já a alta concentração de ATP, riqueza energética, ativa a enzima frutose bifosfatase e, consequentemente, a gliconeogênese, acelerando-a também; o Décima reação: ▪ Regulação alostérica: ➢ A enzima glicose-6-fosfatase é inibida pela alta concentração da frutose-2,6- bifosfato, o que inibe também a gliconeogênese; ➢ A enzima glicose-6-fosfatase é ativada pela baixa concentração da frutose- 2,6-bifosfato, o que ativa também a gliconeogênese. ❖ CURIOSIDADE MÉDICA: O álcool, quando ingerido sem alimento, inibe a gliconeogênese e em um metabolismo correto é normal que, no período entre refeições, a glicose baixe de nível e então aí que é ativada a gliconeogênese, mas em uma pessoa muito bêbada, como esse processo está inibido, ocorre uma hipoglicemia e ela tem que tomar glicose na veia; HILLARY FERREIRA HILLARY FERREIRA GLICOGÊNESE • É a síntese do glicogênio a partir do excesso de glicose após uma refeição riquíssima em carboidrato; • É feita principalmente e em uma maior quantidade no fígado e no músculo, neste para uso próprio, pela necessidade quando há um intenso exercício físico, e no fígado pois ele quem vai mandar glicose para todas as células do corpo no jejum entre as refeições mantendo os níveis de glicose no corpo por até 18 horas sem a ingestão de glicose. Entretanto, essa reação ocorre em todas as células do corpo para se sustentarem nestes casos enquanto a glicose do fígado não chega; • Glicogênio: o É um homopolissacarídeo (polissacarídeo de apenas um tipo de monossacarídeo, a glicose) que funciona como uma reserva de glicose, de energia; o As glicoses são unidas por ligações glicosídicas do tipo α-1,4 (unindo o carbono 1 de uma glicose com o carbono 4 da outra) e num intervalo de 8 a 10 unidades de glicose há uns pontos de ramificação que são feitos por ligações α-1,6 (o carbono 1 de uma glicose com o carbono 6 de outra); o Essas ramificações são importantes pois a molécula vai estar com muitas extremidades ao invés de uma só e como a enzima que quebra o glicogênio quando necessário age pelas extremidades a ação da glicogenólise fica mais rápida e eficaz; o Tipos: ▪ Glicogênio hepático: ➢ Reservatório de glicose para a corrente sanguínea e para todas as células do corpo; ➢ Dura até 18 horas; ➢ Regulação: → Regulação inter/extracelular ou hormonal: No estado alimentado – alta razão insulina/glucagon: ✓ Ativa a enzima glicogênio sintase e quebra o AMPc, inibindo a enzima HILLARY FERREIRA glicogênio fosforilase. Assim, esta alta razão ativa a glicogênese e inibe a glicogenólise; No estado de jejum – baixa razão insulina/glucagon: ✓ O glucagon ativa a adenilato ciclase que ativa o AMPc que atriva a proteína cinase A que vai fosforilar a glicogênio fosforilase cinase e por pró ação esta enzima ativa a glicogênio fosforilase. Assim, ela ativa a glicogenólise; A explicação para a existência de uma nova enzima é que duas enzimas ativadas ao mesmo tempo vão amplificar e acelerar ainda mais o processo. → Regulação intracelular/alostérica: A alta concentração de glicose-6-fosfato ativa a enzima glicogênio sintase e inibe a enzima glicogênio fosforilase, ativando a glicogênese e inibindo a glicogenólise; já a baixa concentração provoca o processo inverso; A alta concentração de ATP ativa a enzima glicogênio sintase e inibe a enzima glicogênio fosforilase, ativando a glicogênese e inibindo a glicogenólise; já a baixa concentração provoca o processo inverso; A alta concentração de AMP inibe a enzima glicogênio sintase e ativa a enzima glicogênio fosforilase, inibindo a glicogênese e ativando a glicogenólise; já a baixa concentração provoca o processo inverso. ▪ Glicogênio muscular: ➢ Reservatório de glicose para as suas próprias células; ➢ Regulação: → Regulação inter/extracelular: No estado alimentado – alta razão insulina glucagon: ✓ Ativa a glicogênio sintase e inibindo a glicogênio fosforilase, o que ativa a glicogênese e inibe a glicogenólise. No estado de jejum de intervalo entre alimentos, onde vai estar presente o glucagon, a quantidade de glicogênio diminui só um pouco, mas em um jejum mais prolongado ela diminui mais: ✓ O glucagon ativa a adenilato ciclase que ativa o AMPc que ativa a proteína cinase A que vai fosforilar a glicogênio sintase e por pró ação esta enzima ativa a glicogênio fosforilase. Assim, ela ativa a glicogenólise; A explicação para a existência de uma nova enzima é que duas enzimas ativadas ao mesmo tempo vão amplificar e acelerar ainda mais o processo. HILLARY FERREIRA Na atividade física excessiva, a quantidade de glicogênio diminui muito; → Regulação intracelular/alostérica: A alta concentração de glicose-6-fosfato ativa a enzima glicogênio sintase e inibe a enzima glicogênio fosforilase, ativando a glicogênese e inibindo a glicogenólise. A baixa concentração dela provoca o processo inverso; O Ca+ é ativador da glicogênio fosforilase, logo, sua alta concentração ativa a glicogenólise muscular; A alta concentração de ATP ativa a enzima glicogênio sintase e inibe a enzima glicogênio fosforilase, ativando a glicogênese e inibindo a glicogenólise; já a baixa concentração provoca o processo inverso; A alta concentração de AMP inibe a enzima glicogênio sintase e ativa a enzima glicogênio fsoforilase, ativando a glicogenólise sintase; já a baixa concentração provoca o processo inverso. HILLARY FERREIRA • Como ocorre: ❖ É necessário que a glicose esteja em sua forma ativa; o Primeira reação – fosforilação da glicose: é a mesma da glicolise, a hexocinase fosforila a glicose para manter ela na célula a transformando em glicose-6-fosfato; o Segunda reação – mudança do grupo fosfato: pela ação da enzima fosfoglicomutase muda a posição do grupo fosfato do carbono 6 para o carbono 1, transformando o composto em glicose-1-fosfato; o Terceira reação – ativação da glicose: a enzima UDP-glicose pirofosorilase condensa a glicose-1-fosfato com uma molécula de UTP (prima do ATP), esses compostos juntos têm 4 fosfatos mas após se condensar são liberados dois fosfatos inorgânicos e se forma UDP- glicose, a forma ativa da glicose; o Quarta reação – os fosfatos: os dois fosfatos liberados saem ligados então a enzima pirofosfatase desidrata a molécula e gera dois fosfatos inorgânicos livres no citosol que vão ser muito importantes inclusive a sexta reação da glicólise. ❖ É necessário um segmento inicial que é um asceptor de glicose, um apoio para se adicionar as glicoses e ele pode ser um fragmento de um glicogênio que não foi totalmente esgotado no jejum anterior e também uma proteína chamada glicogenina; o Quinta reação – pequena cadeia: a glicogenina é uma proteína e também uma enzima, ela faz um processo de autoglicosilação, pegando glicoses da sua forma ativa e adicionando-a a si para formar uma pequena cadeira de 2 a 4 unidades de glicose para que seja possível a ação da enzima glicogênio sintase; ❖ Caso o glicogênio for feito com um fragmento de outro glicogênio essa reação não é necessária, já começa logo a próxima; o Sexta reação – formação propriamente dita: ▪ A enzima glicogênio sintase vai continuar inserindo glicoses nessa pequena cadeira, com ligações α-1,4 alongando-a até atingir de 8 a 10 unidades de glicose; ▪ Então, outrasenzimas, as enzimas ramificadoras, mais especificamente a 4,6 transferase, fazem uma ramificação tirando uma cadeia de aproximadamente 6 ou 8 unidades de glicose da cadeia que está sendo formada pela enzima glicogênio sintase e vai liga-la ao carbono 6 de outra glicose dessa cadeia principal, ou seja, ela quebra uma ligação α-1,4 e forma uma ligação α-4,6, deixando agora duas extremidades; ▪ A enzima glicogênio sintase começa a fazer as ligações α-1,4 nas duas extremidades, a da cadeira principal e a da ramificação e esse processo vai acontecendo e criando mais ramificações em grupos de 8 a 10 unidades de glicose e ligações α-1,4 em todas as extremidades que vão surgindo até o glicogênio ficar do tamanho necessário; ▪ Essas glicoses que estão sendo adicionadas pela enzima glicogênio sintase vêm da sua forma ativa UDP-glicose e liberam moléculas livres de UDP. • Pontos de gasto de energia da glicogênese: o Fosforilação da glicose no carbono 6 pela hexocinase; o Formação da forma ativa da glicose, condensação a glicose-1-fosfato com UTP. HILLARY FERREIRA GLICOGENÓLISE • Quebra do glicogênio para liberar glicose para o sangue; • Ocorre no jejum normal, no intervalo entre as refeições; • Todas as células fazem, mas no fígado e nos músculos é mais intensa pois há mais glicogênio devido à grande necessidade de suprir a glicose das células do corpo no jejum, no caso do fígado e à alta demanda de energia em situações de exercício excessivo, no caso do músculo; • Como ocorre: o Primeira reação – clivagem: a enzima glicogênio fosforilase cliva unidades de glicose nas extremidades do glicogênio liberando glicose-1-fosfato até deixar um grupo de 4 unidades antes do ponto de ramificação pois essa enzima tem atuação limitante até esse ponto e por isso esse grupo se chama dextrina limite; tem que ser um grupo com 4 unidades pois se fosse qualquer outro número de unidades ele não seria reconhecido pela próxima enzima; o Segunda reação – desrramificação 1: a enzima 4,4-transferase pega três unidades de glicose da dextrina limite e coloca na extremidade da ligação principal que vai ser alongada e quebrada pela enzima glicogênio fosforilase normalmente. A enzima 4,4-tranferase quebra uma ligação α-1,4 e forma outra, por isso essa nomenclatura; o Terceira reação – desrramificação 2: a enzima 1,6-glicosidase quebra a ligação α-1,6 da cadeia com essa última unidade de glicose antes do ponto de ramificação e libera ela como glicose livre; HILLARY FERREIRA o Isso vai ocorrendo até que o glicogênio acabe ou que a insulina entre em ação devido um pico de glicose, pela ingestão de algum alimento, e desative essa reação devido à falta de necessidade da sua ocorrência; o Produtos: glicose livre e glicose-1-fosfato na proporção de 1 para 8; o Destinos da glicose livre e da glicose-1-fosfato: ▪ No fígado e um pouquinho nos rins: ➢ A glicose livre vai pro sangue; ➢ A glicose-1-fosfato: → Sofre a ação da enzima fosfoglicomutase que tira o grupo fosfato do carbolo 1 e coloca no carbono 6 transformando-a em glicose-6- fosfato; → A enzima glicose-6-fosfatase, a última enzima da gliconeogênese, retira esse fosfato deixando a glicose livre para ir pelo GLUT2 para o sangue e, posteriormente, para as células que precisam; → Esse último passo só ocorre no fígado e nos rins pois eles são os únicos órgãos que tem essa enzima devido ao fato de serem os únicos a fazerem gliconeogênese, já que essa enzima é caraterística desse processo. Entretanto, a contribuição dos rins é muito pouca em comparação com a do fígado pois este recebe uma quantidade bem maior de glicose. ▪ Nos músculos e em todas as outras células: ➢ A glicose livre vai ser usada na glicólise; ➢ A glicose-1-fosfato: → Sofre a ação da enzima fosfoglicomutase que tira o grupo fosfato do carbolo 1 e coloca no carbono 6 transformando-a em glicose-6- fosfato; → Esse composto entra na glicólise, naquela segunda reação, e a gera energia que a célula precisa. ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: Doença do armazenamento de glicogênio – Síndrome de Pompe: Conceito: É a deficiência da enzima glicogênio fosforilase que impede a glicogenólise, ou seja, o glicogênio só é formado e não é quebrado quando precisa; Consequências: Acúmulo de glicogênio no fígado, estreatose hepática, que depois pode evoluir para uma cirrose; Crises de hipoglicemia; Acúmulo de glicogênio no coração. Este órgão cresce, o que atrapalha suas funções e quando isso ocorre o tempo de vida da pessoa é de no máximo 2 anos. Medidas: HILLARY FERREIRA Alimentar-se a cada uma hora; Medir a glicemia a todo momento. Doença do armazenamento de glicogênio – Doença de Von Gierke: HILLARY FERREIRA CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO (KREBS) • É um ciclo (pois o produto final volta a ser o substrato inicial) que tem 8 reações mitocondriais (elas ocorrem na matriz mitocondrial), sendo 4 de oxidação. Ele é a rota final para onde convergem os três metabolismos oxidativos: carboidratos, lipídios (ácidos graxos) e proteínas (aminoácidos) que têm seus esqueletos carbonados eliminados como CO2; • O ciclo tem caráter anfibólico, ou seja, promove reações catabólicas e anabólicas; HILLARY FERREIRA • O catabolismo de aminoácidos no ciclo produz intermediários para o ciclo e os intermediários do ciclo podem ser usados para reações de síntese de moléculas. Logo, o ciclo de Krebs não pode ser visto como um sistema fechado, mas como uma rota metabólica na qual substâncias entram e saem de acordo com a necessidade do corpo; • Função no metabolismo dos carboidratos: o Oxidar o Acetil CoA para liberar (em forma de ATP, “hidrogênio” e GTP) a maior parte de energia da glicose que foi ingerida, digerida, absorvida e catabolizada pelo corpo. • Como funciona: o Reação preparatória: ▪ Glicólise: quebra de uma glicose em dois piruvato; ▪ Descarboxilação oxidativa do piruvato em Acetil CoA: ➢ A glicose tem 6 carbonos e quando é convertida em dois piruvatos cada um fica com 3; ➢ Ocorre então uma descarboxilação da molécula de piruvato que perde um carbono (CO2); ➢ Ao mesmo tempo que ocorre essa descarboxilação também há uma oxidação pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase que retira um hidrogênio da molécula de piruvato e entrega a um NAD que sai como NADH; essa oxidação tira um pouco de energia do composto e entrega para esse NAD: → 1ª enzima: piruvato desidrogenase: Desidrogena o piruvato; A coenzima tiamina pirofosfato (TPP) que é a forma ativa da vitamina B1 se liga com a cadeia que sobrou formando hidroxietil-tiamina pirofosfato, um intermediário; → 2ª enzima: diidrolicoil transacetilase: Primeiro ela remove a tiamina pirofosfato (que vai aguardar o próximo piruvato) e liga o que sobra com o ácido nipóico oxidado formando acetil-ácido nipóico; Depois ela remove o ácido nipóico ligando o que sobrou que é o Acetil com a CoA formando Acetil CoA. → 3ª reação: Diidrolipoil desidrogenase: O ácido nipóico reduzido sofre a ação da diidrolipoil desidrogenase que tira dois hidrogênios desse composto e entrega para o FAD formando FADH2; O ácido nipóico sai oxidado para reiniciar o processo; Pela ação da mesma enzima o FADH2 entrega seus hidrogênios para dois NAD formando dois NADH e saindo como FAD para reiniciar o processo. IMPORTÂNCIA MÉDICA: a ausência da enzima piruvato desidrogenase causa um quadro chamado de Acidose Lática Congênita pois há um acúmulo de piruvato, já que ele não está se transformando em Acetil CoA e, devido ao estrago que causa pela HILLARY FERREIRA deficiência de Acetil CoA para rodar o ciclo de Krebs, é extremamente ofensivo para o encéfalo pois as células dele são bastante dependentes desse ciclo, o que prejudica suas funções. Além disso, ele também é extremamente sensível ao excesso de lactato, o qual é letal, mata as células. o O ciclo de Krebs: ▪ Primeira reação: hidrataçãoe condensação do Acetil CoA (2 carbonos) com o oxalacetato (4 carbonos) pela enzima citrato sintase formando citrato (6 carbonos) e liberando um CoA que vai ser usado em outras reações dentro da célula inclusive mais tarde no próprio ciclo do ácido cítrico; foi uma reação de organização da molécula que ocorre apenas para que a energia fique melhor disponibilizada para a próxima reação. ▪ Segunda reação: a enzima aconitase isomeriza o citrato o transformando em isocitrato; é também uma reação apenas de organização molecular; ▪ Terceira reação: descarboxilação oxidativa do isocitrato pela enzima isocitrato desidrogenase que libera carbono na forma de CO2 e energia na forma de hidrogênio que é entregue para o NAD formando NADH; o isocitrato se transforma, então, em α-cetoglutarato (5 carbonos); ▪ Quarta reação: a enzima α-cetoglutarato desidrogenase promove a segunda descarboxilação oxidativa do ciclo. Dessa vez, isso ocorre com a adição de um CoA transformando o α-cetoglutarato em succinil CoA (4 carbonos). O carbono sai na forma de CO2 e a energia sai na forma de hidrogênio que é entregue ao NAD que sai como NADH; ▪ Quinta reação: a enzima tiocinase quebra o CoA do Succinil CoA liberando, além do CoA, energia que promove a união do GDP + P formando GTP; ▪ Sexta reação: a enzima succinato desidrogenase remove dois hidrogênios do succinato e entrega ao FAD liberando FADH2 e transformando o succinato em fumarato; reação de liberação de energia; ▪ Sétima reação: a enzima fumarase hidrata o fumarato transformando-o em malato; outra reação de organização molecular; HILLARY FERREIRA ▪ Oitava reação: a enzima malato desidrogenase retira um hidrogênio do malato e entrega ao NAD liberando NADH e transformando esse malato em oxalacetato, que reinicia o ciclo. • Pontos de regulação: o Reação 1: ▪ Inibição da enzima citrato sintase: ➢ A alta concentração de citrato pois, por ser produto avisa que aquela reação estar ocorrendo demais e, portanto, é preciso ser inibida; ▪ Ativação da enzima citrato sintase: ➢ A alta concentração de Acetil CoA pois, por ser substrato, avisa que a reação deve ser ativada e acelerada para transforma-lo em produto; o Reação 3: ▪ Inibição da enzima isocitrato desidrogenase: ➢ Altas concentrações de ATP e NADH que indicam riqueza energética, ou seja, que a reação deve ser retardada pois há muito produto; ▪ Ativação da enzima isocitrato desidrogenase: ➢ Altas concentrações de Ca+ pois indicam que é necessária mais energia para a contração muscular, ele tem como uma das funções nunca deixar faltar energia para a contração muscular; ➢ Altas concetrações de ADP e AMP que indicam pobreza energética e que, portanto, é necessário a ativação da reação para produzir mais energia. o Reação 5: ▪ Inibição da enzima α-cetoglutarato desidrogenase: ➢ Altas concentrações de Ca+ pois indicam que é necessária mais energia para a contração muscular, ele tem como uma das funções nunca deixar faltar energia para a contração muscular; ➢ Altas concetrações de ADP e AMP que indicam pobreza energética e que, portanto, é necessário a ativação da reação para produzir mais energia. ▪ Ativação da enzima α-cetoglutarato desidrogenase: ➢ Altas concentrações de ATP e NADH que indicam riqueza energética, ou seja, que a reação deve ser retardada pois há muito produto; ➢ Altas concentrações de Succinil CoA que é produto indica que a reação deve ser retardada pois há muito produto. ❖ IMPORTÂNCIA MÉDICA: a reação 2 é inibida pelo fluoracetato (veneno de rato) que compete com o citrato pela enzima aconitase, mediadora da reação que forma o isocitrato, impedindo que ela ocorra e, consequentemente, comprometendo o ciclo. • Pontos de liberação de energia (reações de oxidação): o Reação 1: reação de quebra do CoA do Acetil CoA na sua condensação com o oxalacetato para formar o citrato, pela enzima citrato sintase, libera energia na forma de CoA; o Reação 3: a reação de descarboxilação oxidativa do isocitrato o transformando em α- cetoglutarato pela enzima isocitrato desidrogenase libera energia na forma de H+ que é entregue para o NAD que sai como NADH; HILLARY FERREIRA o Reação 4: a reação de oxidação do α-cetoglutarato em succinil CoA pela enzima α- cetoglutarato desidrogenase libera energia na forma de H+ que é entregue para o NAD que sai como NADH; o Reação 5: a oxidação do succinato CoA que o transforma em succinato pela enzima tiocinase libera, além do CoA, energia que promove a fosforilação do GDP com Pi formando GTP; o Reação 6: a oxidação do succinato em fumarato pela enzima succinato desidrogenase libera energia na forma de H+ que é entregue para o FAD que sai como FADH2; o Reação 8: a oxidação do malato o transformando em oxalacetato pela enzima malato desidrogenase libera energia na forma de H+ que é entregue para o NAD que sai como NADH; • Reações de descarboxilação: o Reação 3: a descarboxilação oxidativa do isocitrato que o transforma em α-cetoglutarato pela enzima isocitrato desidrogenase libera um carbono na forma de CO2; o Reação 4: a descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato que o transforma em succinil CoA pela enzima α-cetoglutarato desidrogenase libera um carbono na forma de CO2; • Produtos: o 1 CoA: intermediário liberado para outras reações; o 1 GTP: forma de energia que é liberada para a célula realizar suas atividades; o 1 FADH2 e 3 NADH que vão para a cadeia transportadora de elétrons. CADEIRA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS • Uma cadeira localizada na membrana interna da mitocôndria composta por quatro complexos proteicos que retiram o elétron do NADH e do FADH2 e entregam para o oxigênio. Cada complexo tem uma certa afinidade por elétrons sendo em ordem crescente (IV > III > II > I) e depois tem o oxigênio que é a molécula que tem mais avidez por elétrons dentro da célula; HILLARY FERREIRA • Como ocorre: o NADH: ▪ O hidrogênio, por afinidade dos complexos proteicos, quebra sua ligação com o NAD e é bombeado para o complexo I, depois o II e depois o IV; ▪ Enquanto isso, prótons de H+ são bombeados para o espaço intermembranoso da mitocôndria da seguinte maneira: ➢ 1 NADH = 10 prótons de H+: → 4 H+ são bombeados no primeiro complexo; → 4 H+ no terceiro complexo; → 2 H+ no quarto complexo (pois a energia é menor). ▪ Só os elétrons chegam no oxigênio; ▪ Quando os elétrons chegam ao oxigênio automaticamente se forma a molécula de água; ▪ Os prótons de H+ são distribuídos de modo a permitir a fosforilação oxidativa; ▪ Os NAD liberados voltam para as reações que precisam dele, como a glicólise e o próprio ciclo de Krebs, pois a quantidade de NAD na célula é pouca e, portanto, é importante que ele se reoxide para que ocorra esse reaproveitamento; ▪ 1 NADH = 2,5 ATP. o FADH2: ▪ Os hidrogênios dos FADH2 vão sendo bombeados para os complexos II e depois para o IV; ▪ Enquanto isso, são bombeados prótons para o espaço intermembranoso da mitocôndria da seguinte maneira: ➢ 1 FADH2 = 6 H+: → 4 H+ no segundo complexo; → 2 H+ no quarto complexo (pois a energia é menor). ▪ Só os elétrons chegam no oxigênio; ▪ Quando os elétrons chegam ao oxigênio automaticamente se forma a molécula de água; ▪ Os prótons de H+ são distribuídos de modo a permitir a fosforilação oxidativa; ▪ Os FAD liberados voltam para as reações que precisam dele, como o próprio ciclo de Krebs; ▪ 1 FADH2 = 1,5 ATP. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA • Os prótons de hidrogênio, que são obtidos na cadeia respiratória tanto dos NADH como dos FADH2, são distribuídos da seguinte maneira: o 1 H+ volta para dentro da matriz mitocondrial pelo transportador de Pi (fosfato inorgânico) levando um átomo de Pi com ele; o 3 H+ ativam a enzima ATP sintase e ela liga um ADP que estava dentro da matriz com um Pi transportado com a ajuda de um H+ formando ATP, energia. HILLARY FERREIRA RESPIRAÇÃO CELULAR • O ciclo do ácido cítrico
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