ADA1 Metabolismo de carboidratos glicólise e gliconeogênese

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ADA1 – Metabolismo de carboidratos: glicólise e gliconeogênese 
 
 
1) O que é glicólise? Identifique a fase preparatória e a fase de rendimento. 
Porque recebem esta denominação? 
 
A glicólise é o processo que degrada uma molécula de glicose, por meio de uma série 
de reações catalisadas por enzimas, gerando 2 moléculas de piruvato. 
 
A fase preparatória corresponde as 5 primeiras reações da glicólise, gastando 2 ATPs. 
Já a fase de rendimento corresponde as 5 reações finais e produzem 4 ATPs e 2 
NADHs. 
 
A fase preparatória recebe esse nome pois é nesta fase que ocorre a ativação da 
glicose e sua preparação para as reações subsequentes. Já a fase de rendimento 
possui esse nome porque é nesta fase que ocorre a produção 4 moléculas de ATP, 
pagando o gasto inicial de 2ATP e dando um lucro de 2 moléculas de ATP. 
 
2) Cite e identifique na via glicolítica: 
- reações de oxirredução; 
 
gliceraldeído-3-fosfato é convertido em 1,3-bifosfoglicerato 
Gliceraldeído 3-P + Pi + NAD+ ↔ 1,3 bifosfoglicerato + NADH. 
Essa reação é catalisada pela enzima giceraldeído 3 fosfato desidrogenase e um 
fosfato inorgânico. 
 
- consumo de ATP; 
 
Glicose + ATP  Glicose 6P + ADP. 
A glicose é fosforilada pela enzima Hexocinase/ glicocinase com gasto de um ATP 
 
Frutose 6P + ATP → frutose 1,6 bifosfato + ADP 
A frutose é fosforilada pela enzima PFK-1 com gasto de um ATP 
 
- reações irreversíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reação 1 
 
Reação 3 
 
 
Reação 10 
 
 
Obs: após a reação 5, todas as reações acontecem em dobro, pois no final da fase 
preparatória são formadas 2 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato, mas nesse 
exercício só está sendo representada 1 das reações. 
 
- reações de fosforilação ao nível do substrato 
 
Reação 7 
 
Reação 10 
 
 
 
 
3) Qual é o destino: 
-Do piruvato na presença e na ausência de oxigênio? 
 
Em condições aeróbias, o piruvato formado na etapa final da glicólise é oxidado a 
acetato (acetil-CoA), que entra no ciclo do ácido cítrico e é oxidado a CO2 e H2O. 
 
Em condições anaeróbias, o piruvato é reduzido a lactato, regenerando o NAD+ a 
partir de NADH. 
 
- Da glicose: 
no cérebro 
Glicose será completamente oxidada na mitocôndria à CO2 e água 
 
 nas hemácias 
Glicose será parcialmente oxidada formando 2 piruvatos. Estes piruvatos serão 
reduzidos à lactato pela enzima lactato desidrogenase por meio da fermentação 
lática 
 
 músculo e coração 
Na presença de oxigênio, a glicose será completamente oxidada na mitocôndria 
à CO2 e água. 
Na ausência de oxigênio, a glicose será parcialmente oxidada formando 2 
piruvatos. Estes piruvatos serão reduzidos à lactato pela enzima lactato 
desidrogenase 
 
 no fígado 
Nesse órgão a glicose possui vários destinos, por exemplo glicólise, síntese de 
glicogênio ou Via das pentoses, produção de NADPH para a síntese de lipídeos 
ou ribose-5P para a síntese de ácidos nucleicos. 
 
4) Como que a frutose e a galactose podem ser convertidas em intermediários 
glicolíticos? 
 
A frutose e a galactose podem entrar na glicólise, sendo cada uma delas fosforilada 
e convertida a glicose6-fosfato, frutose-6-fosfato ou frutose-1-fosfato. A conversão 
de galactose-1-fosfato a glicose-1-fosfato envolve dois derivados nucleotidicos: 
UDP-galactose e UDP-glicose. 
 
 
 
5) Explique como ocorre o envenenamento por arsênio pentavalente. 
O arsênio pentavalente compete com o fosfato inorgânico como substrato da 
gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase na reação 6. Com isso, forma-se um complexo 
que sofre Hidrólise espontânea promovendo a produção de 3-fosfoglicerato sem 
síntese de ATP. 
 
6) Explique a participação do 2,3BPG na via glicolítica 
 
Uma parte do 3-fosfoglicerato é convertido em 2,3-bifosfoglicerato, com isso o 2,3-
bifosfoglicerato liga-se à desoxi-hemoglobina diminuindo sua afinidade pelo O2 
permitindo sua liberação nos tecidos. Esse 2,3-bifosfoglicerato é hidrolisado por uma 
fosfatase formando 3-fosfoglicerato. 
 
7) Explique a anemia hemolítica pela deficiência da piruvato cinase. 
 
Cinases são enzimas que catalisam a fosforilação de proteínas através da 
transferência de um grupo fosforila de ATP. Um defeito na piruvato cinase reduz a 
velocidade da glicólise e de ATP que altera a membrana do eritrócito e como 
consequência a sua forma, uma vez que é através da glicólise que ocorre a síntese 
de ATP necessário para que o eritrócito mantenha sua forma bicôncava e flexível. 
 
8) Explique a fisiopatologia da intolerância à lactose e a galactosemia 
 
No caso da intolerância à lactose, a ausência de lactase intestinal (enzima) faz com 
que a lactose não possa ser completamente digerida e absorvida no intestino delgado, 
passando para o intestino grosso, onde bactérias a convertem em produtos tóxicos 
que causam cãibras abdominais e diarreia. Além disso, a lactose não digerida e seus 
metabólitos aumentam a osmolaridade do conteúdo intestinal, favorecendo a retenção 
de água no intestino. 
 
O caso da galactosemia (nível elevado de galactose no sangue) é semelhante ao da 
intolerância à lactose, também ocorre uma ausência de uma enzima necessária para 
metabolizar a galactose. 
 
9) O que é gliconeogênese? Qual é a sua importância? Onde ocorre? 
 
A gliconeogênese é a “nova formação de glicose”, ou seja, é o processo em que ocorre 
a conversão de piruvato em glicose. Sua importância se deve pelo fato de que o 
estoque de glicogênio que possuímos não durar muito tempo no nosso organismo, ele 
se esgota rápido principalmente no momento que estamos em jejum ou quando 
estamos realizando exercícios físicos vigorosos. Com isso os organismos precisam 
de um método para sintetizar glicose a partir de precursores que não são carboidratos. 
 
A gliconeogênese ocorre principalmente no fígado, e em menor extensão no córtex 
renal e nas células epiteliais que revestem internamente o intestino delgado. 
 
10) Cite três precursores gliconeogênicos 
 
Lactato, aminoácidos glicogênicos, glicerol 
 
11) Explique porque a Glicólise não é reversão da gliconeogênse 
 
Embora compartilhem várias etapas, a gliconeogênese e a glicólise não são vias 
idênticas correndo em direções opostas. Sete das dez reações enzimáticas da 
gliconeogênese são o inverso das reações glicolíticas, mas as três reações estantes 
da glicólise são essencialmente irreversíveis e não podem ser utilizadas na 
gliconeogênese. Na gliconeogênese, as três etapas irreversíveis da glicólise são 
contornadas por um grupo distinto de enzimas, para serem efetivamente irreversíveis 
no sentido da síntese de glicose. 
 
12) Qual é o grupo prostético da piruvato carboxilase? O que provoca a 
deficiência desta vitamina? 
 
O grupo prostético da piruvato carboxilase é a biotina. A carência de biotina conduz a 
depressão, alucinações, dores musculares, dermatite esfoliativa e alopecia (por atrofia 
dos folículos capilares). 
 
13) Qual é o destino da glicose 6-P produzida via gliconeogênese no fígado? 
 
O fosfato da glicose 6-P será removido pela glicose 6-fosfatase produzindo glicose 
livre que será transportada para a corrente sanguínea com o objetivo de manter a 
glicemia. 
 
14) Qual é a importância do ciclo de Cori e da alanina? 
 
Ciclo de Cori mostra como o ácido lático produzido pelos eritrócitos e músculo em 
anaerobiose é transformado em glicose no fígado pela gliconeogênese evitando 
acidez metabólica durante exercício vigoroso. 
 
A alanina é uma das principais moléculas que transportam grupos amino de tecidos 
extra-hepáticos até o fígado. 
 
15) Regulação: Como ocorre a regulação do metabolismo da glicose 
 
No músculo: 
a) Hexocinase: Inibida em alta concentração de glicose 6-P 
b) PFK-1: inibição ATP, citrato e pH baixo. Ativação de AMP 
c) Piruvato cinase: Inibição ATP e alanina, ativação por frutose 1,6 BP 
 
No fígado: 
a) Glicocinase É ativada em altas concentrações de glicose e é inibida quando há 
altas concentrações de frutose 6-P. 
b) PFK-1 ATP, H+ e citrato a inibem. É ativada por frutose 2.6 bi fosfatoe AMP 
c) Piruvato cinase: ativada pela 1,6BP e inibida em altas concentrações de ATP, 
acetil-CoA, ácidos graxos de cadeia longa e alanina.