Bioenergética: Produção de ATP

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Bioenergética 
 Características: 
▪ Objetivo da alimentação é produzir ATP 
(adenosina trifosfato) 
▪ Enzimas cinases: produção ou quebra de ATP 
▪ Hexocinase é a enzima que quebra o ATP e 
libera energia, usando tal energia para a 
produção de glicose fosfato piruvato 
▪ Fosfoenol piruvato é quebrado em piruvato, 
liberando energia utiliza na produção de ATP 
 
Via aeróbica: 
▪ Produção de energia por meio do oxigênio 
▪ Via glicolítica + ciclo de Krebs + cadeia 
transportadora de elétrons 
▪ Moléculas transportadores de elétrons: NAD+ 
(NADH) e FAD+ (FADH2) 
▪ Enzimas desidrogenases: retirada de elétrons de 
alguma molécula, formando ou quebrando um 
NAD+ ou um FAD+ para que sejam 
transportados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biologia Celular I 
 
Via anaeróbica: 
▪ Via glicolítica + fermentação lática 
▪ Objetivo da fermentação é tirar o elétron do 
NADH, passar os elétrons para o piruvato, que 
vira ácido lático e repor o NAD+ 
▪ Não gera ATP 
 
 
Via glicolítica ou glicólise 
Definição: 
▪ Oxidação da glicose: perda e liberação de 
elétrons para produzir o ATP 
▪ Visa a liberação de elétrons que serão 
encaminhados para a mitocôndria para a 
produção de ATP 
▪ Ocorre no citoplasma 
▪ Acontece no citoplasma das células 
▪ Glicogenólise: via de quebra do glicogênio 
▪ Glicogênese: produção do glicogênio 
▪ Gliconeogênese: produção de glicose através de 
outras substâncias 
▪ Nove reações químicas estão envolvidas 
▪ A molécula de glicose tem 6 carbonos, que são 
transformados em dois piruvatos de 3 carbonos 
▪ Primeira metade: preparação para a oxidação da 
célula 
▪ Segunda metade: quebra da glicose, produção 
de ATP, resultado final de duas moléculas de 
piruvato 
→ Os neurônios só funcionam com glicose, quando 
estamos em jejum, nosso fígado quebra 
moléculas de glicose para manter o rendimento 
neuronal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regulação da hexocinase: 
▪ Hexoquinases encontradas em várias células do 
nosso corpo 
▪ Glicoquinase só é encontrada no hepatócito, 
menor afinidade com a glicose 
▪ Essas enzimas fazem a quebra do ATP, liberam 
energia e formam um grupo fosfato, que será 
adicionado ao carbono seis da glicose 
▪ A fosforilação da glicose é necessária para 
prender a glicose dentro da célula, evitando sua 
saída por difusão facilitada 
Primeira Reação: 
 
▪ O mg2+ é um cofator que age ativando as 
enzimas 
▪ Diferença de afinidade entre essas enzimas 
▪ A glicoquinase só vai quebrar a glicose quando o 
nível de concentração dela estiver alto 
▪ Hexocinase quebra a glicose a qualquer 
momento 
▪ A hexoquinase é a enzima regulatória da via 
glicolítica 
▪ A via glicolítica é irreversível 
▪ A glicose 6P (fosfato no carbono 6) inibe a ação 
das hexocinases I, II e III, evitando o acumulo de 
glicose 6P na célula 
▪ A glicoquinase não sofre inibição porque no 
hepatócito, quando há excesso de glicose, essa 
molécula é armazenada na forma de glicogênio 
para ser utilizada tardiamente 
▪ A glicoquinase é estimulada pela abundância da 
glicose e só é inibida quando a frutose 6P estiver 
em excesso 
 
 
Segunda Reação: 
▪ A glicoquinase é estimulada pela abundância 
da glicose 
▪ A glicose 6P é transformada em frutose 6P, 
um isômero, portanto, é reversível 
▪ A principal enzima reguladora da via 
glicolítica é a PFK1 
▪ PFK 1 é inibida com excesso de ATP (toda 
a via glicolítica para de funcionar, evitando a 
produção de mais ATP) 
▪ PFK 1 é inibida com excesso de citrato 
(significa que o Acetil-CoA está em excesso, 
assim como também há excesso de 
piruvato, o que não justifica produzir mais) 
▪ A enzima PFK 1 tem o ATP como efetor 
negativo e o AMP como efetor positivo nos 
sítios de regulação da enzima 
▪ Os sítios ativos são os locais de ligação do 
substrato e dos cofatores e coenzimas que 
precisam estar presentes para a enzima 
funcionar 
▪ Os cofatores (metais) e as coenzimas farão 
a PFK 1 funcionar 
▪ PFK I é estimulada pelo aumento de AMP e 
pela frutose 2,6 bifosfato 
→ Quando a frutose 6P está em excesso, ela 
também pode ser metabolizada pela PFK 2, 
produzindo frutose 2,6 bifosfato, que estimula 
a PFK I, indicando que há muita frutose para 
ser metabolizada 
Terceira Reação: 
 
▪ Fosforilação da frutose 
▪ Reação mais importante, há uma nova 
fosfatação da glicose no carbono 1 
Quarta e quinta reação: 
▪ A frutose 1,6 bi é quebrada em dois 
▪ A molécula é dividida ao meio 
▪ A partir daqui tudo na reação ocorre 
duplicado 
▪ Gliceraldeído sofre oxidação, ou seja, 
perde um eletron e é adicionado um 
fosfato, proveniente do citoplasma, 
formando o 1,3 bifosfoglicerado 
▪ Há a entrada de mais um fosfato e o NAD 
pega um H (oxida pela desidrogenase, 
acoplada ao NAD), formando 1,3 
bifosfoglicerato 
 
Sexta a nona reação: 
 
 
 
 
 
▪ 6,7,8 Perde fosfato e fornece energia 
para produzir o primeiro ATP pelas 
cinases e forma o 3- fosfoglicerato que 
sofre mudança de isomeria pela 
isomerase a enzima enolase transforma o 
composto em enol, o fosfoenolpiruvato 
▪ 9 Liberação de mais um fosfato formando 
mais um ATP e virando um piruvato 
▪ Piruvato cinase estimulada por níveis 
elevados de frutose 1,6 pois sinaliza a 
chegada de muita frutose e acelera o 
processo da última reação 
▪ Primeira, terceira e nona reação são 
exclusivas da via glicolítica, irreversíveis 
▪ As outras participam da gliconeogênese 
 
Piruvato cinase: 
▪ Ativação: frutose 1,6 bifosfato 
▪ Inibição: glucagon inativa a fosforilação do 
piruvato cinase (em jejum, a glicemia está 
baixa e o glucagon tende a aumentar, inibindo 
a via glicolítica, para que o hepatócito não use 
glicose, deixando-a para os neurônios 
 
 
 
Saldo da via glicolítica: 
▪ Gasta 2 ATPs 
▪ Forma 4 ATPs 
▪ Saldo geral: 
→ 2 piruvatos 
→ 2 ATP 
→ 2 NADH 
 
 
 
Observação: 
▪ Reação alternativa nas hemácias 
▪ 2,3 bifosfoglicerato tem função importante 
na modulação da ligação da hemoglobina 
com o oxigênio 
▪ Não faz parte da via glicolítica 
 
Resumo: 
▪ É a quebra da glicose 
▪ Amido- amilase-maltose-maltase- duas 
glicoses 
▪ A glicose entra nas células via 
transportadores- GLUT 
▪ GLUT-4: ativado pela insulina (musculo, 
coração, tecido adiposo) 
▪ 1° reação: glicose > glicose 6- fosfato; 
irreversível, hexocinase, fosfato vem do ATP, 
fosforilação 
▪ 2° reação: glicose 6-fosfato > frutose 6-
fosfato; isômeros, reversível, 
fosfoglicoisomerase 
▪ 3° reação: frutose 6-fosfato > frutose 1,6 
bifosfato, fosfato vem do ATP, PFK-1, 
irreversível 
▪ 4° reação: frutose 1,6-bifosfato > gliceraldeído 
3-fosfato e hidridoxiacetona fosfato; aldolase, 
reversivel 
De agora em diante, tudo é duplicado 
▪ 5° reação: dihidroxiacetona fosfato > 
gliceraldeído 3- fosfato 
▪ NAD+ > NADH + H+: coenzimas 
transportadoras 
▪ 6° reação: gliceraldeído 3-fosfato > 1,3- 
bifofastoglicerato (NAD+ > NADH H+) 
▪ 7° reação: 1,3- bifosfatoglicerato > 3 
fosfoglicerato e um fosfato forma ATP; 
fosfoglicerato quinase 
▪ 8° reação: 3- fosfoglicerato > 2- 
fosfoglicerato; fosfoglierato mutase 
▪ 9° reação: 2- fosfoglierato > 
fosfoenolpiruvato; enolase 
▪ 10° reação: fosfoenolpiruvato > piruvato e um 
fosfato formando ATP; piruvato quinase, 
irreversível 
▪ PFK-1, hexoquinase e piruvato quinase são as 
enzimas moduladoras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mais glicose, mais 
insulina 
Menos glicose, mais 
glucagon 
 Na formação de glicose 6P 
ocorre quebra de ATP 
 Niveis altos de citrato inibem a 
PFK 1 (muita atp, deve-se inibir 
a PFK 1) 
 Há 3 reações irreversíveis 
nessa via, sendo as enzimas 
regulatória a Hexocinase, a 
PFK 1 e Piruvato quinase 
Fermentação 
Fermentação lática: 
▪ A fermentação ocorre após a glicólise, 
utilizando do piruvato 
▪ Piruvato= ácido lático 
▪ Não há produção do ATP 
▪ NADH fornece o elétron virando NAD+, 
essencial para a via glicolítica 
▪ Forma de repor o NAD+ na ausência de 
O2 
▪ O piruvato sofre uma redução (ganha doiselétrons) formando uma hidroxila no lugar 
da carbonila, formando o ácido lático 
▪ O ácido lático só é metabolizado pelo 
musculo cardíaco e pelo fígado, fazendo 
a reação contraria a fermentação, 
transformado lactato em piruvato 
▪ O musculo cardíaco usa principalmente 
gordura, mas também usa o ácido lático 
para produzir ATP 
▪ Feita pelos seres humanos 
 
Acidose lática 
▪ Acidose lática: condição causada pelo 
acumulo de ácido lático no corpo, o que 
leva à acidificação do sangue, que reduz 
a atividade neuronal, podendo levar ao 
coma 
▪ Etiologias da acidose lática: 
→ Infarto agudo do miocárdio: dificuldade de 
ejetar o sangue arterial para os tecidos 
→ Choque circulatório: dificuldade em 
distribuir o sangue nos tecidos, 
provocando a falta de oxigênio nessas 
regiões 
→ Tromboembolia pulmonar: embolo de um 
trombp que se fragmentou obstrui um vaso 
pulmonar 
→ Embolia pulmonar e efisema pulmonar 
(destruição do tecido pulmonar) 
compromete a hematose 
 
Ciclo de cori: 
▪ Hepatócito capta o ácido lático e a partir 
dele, transforma em piruvato e depois em 
glicose, que volta para o sangue 
▪ Reutilização do ácido lático 
▪ Evita o acumulo de ácido lático 
▪ Musculo cardíaco também é capaz de 
utilizar o ácido lático como fonte energética 
 
Fermentação alcoólica: 
▪ Produzido por bactérias. Fungos 
▪ Apresentam a mesma via glicolítica que os 
humanos, mas fazem fermentação 
alcoólica 
▪ Descarboxilase (tira uma carboxila, recebe 
um elétron e forma um álcool, etanol) 
▪ Utilizada para a produção de alimentos 
 
 
 Fermentação láctea ocorre 
quebra de NADH para formar 
NAD+ 
 Fermentação alcoólica libera 
CO2 
 Na fermentação láctea, não 
se forma ATP 
Lançadeiras de elétrons 
Definição: 
▪ Os NADH precisam ser transportados para 
dentro da mitocôndria 
▪ Coenzimas transportadoras 
▪ O NADH é produzido no citosol durante o 
metabolismo de carboidratos, porém, o NADH 
não pode atravessar a membrana mitocondrial 
interna e assim, não pode ser oxidado pelo 
sistema de transporte de elétrons 
▪ Duas lançadeiras redoz possibilitam a oxidação 
do NADH citosolico sem a sua transferência 
para o interior da mitocôndria 
▪ Essas lançadeiras são potencializadas por 
isoformas, citoplasmática e mitocondrial, da 
mesma enzima, que catalisam reações opostas 
em lados opostos da membrana 
 
Lançadeira Glicerol 3-fosfato: 
▪ Muito usada pela musculatura esquelética 
▪ Transfere os elétrons do NADH do citoplasma 
para a mitocôndria, reduzindo FAD a FADH2 
▪ A glicerol-3-fosfato desidrogenase catalisa a 
redução da dihidroxiacetona-P com NADH para 
glicerol-3P, regenerando NAD+ 
▪ A glicerol-3P citoplasmática é reoxidada a 
dihidroxiacetona-3P por outra isoforma da 
glicerol-3P na face externa da membrana 
mitocondrial interna: esta enzima é uma 
flavoproteina na qual o FAD é reduzido a 
FADH2 
▪ Os elétrons são então transferidos para a via 
comum pela ubiquinona 
▪ Como os elétrons são transferidos ao FAD, o 
rendimento de ATP a partir do NADH é de 1,5 
em vez dos 2,5 disponiveis pelo DNA 
mitocondrial através do complexo NADH-Q 
redutase 
▪ Caso uma pessoa não possua as anzimas 
receptoras da membrana interna da 
mitocôndria, ela não irá conseguir produzir ATP 
mitocondrial (pois falta NAD+ para a via 
glicolítica), tendo a fermentação como única 
forma de obter energia 
 
Malato aspartato: 
▪ Muito utilizado pelo fígado e musculo cardíaco 
▪ Produz 2,5 ATP por mol de NADH 
▪ O malato pode atravessar a membrana 
mitocondrial interna, mas a membrana é 
impermeável ao produto, oxaloacetato (não há 
um transportador dele). A troca é então 
alcançada pela interconversão entre alfa- ceto 
(composto de Krebs) e alfa- aminoácidos, 
envolvendo glutamato citoplasmático e 
mitocondrial e alfa-cetoglutato, e isoenzimas da 
glutamato- oxaloacetato transaminase (aspartato 
aminotransferase) 
▪ As reações secundárias servem para fazer o 
oxalacetato voltar para o citoplasma 
▪ O glutamato vai doar o grupamento amino para 
o oxalacetato, assim, ele passa a ser um 
aminoácido, o aspartato 
▪ O aspartato tem um transportador e ocorre a 
reação reversa, ele doa um grupamento amino, 
virando alfa-ceto 
▪ Se a enzima TG0 estiver deficiente não é 
preciso fazer a reposição de oxalacetato, 
porque as lançadeiras não irão funcionar 
▪ Malato > oxalacetato + NAD+ 
▪ Para repor o NAD+ basta reagir o oxalacetato 
com a enzima malato desidrogenase (apresenta 
uma carbonila que vira hidroxila, denominado 
malato) 
▪ Na membrana interna tem uma proteína 
transporte que faz um cotrasporte (o malato 
entra e o alfa-cetoglutarato sai) 
▪ Não tem perda de ATP 
▪ Deve repor o oxalacetato para fora da 
mitocôndria (malato ao doar o eletron para o 
NAD voltou a ser oxalacetato) 
▪ A enzima aspartato (AST) encontrada no 
citoplasma presente principalmente nos 
hepatócitos (se for encontrada no sangue 
significa uma lesão, portanto utilizada para 
diagnostico) 
▪ Transfere um grupo Amino associadas ao 
metabolismo de aminoácidos 
▪ O glutamato transfere o grupamento amino 
(vira alfa-cetoglutarato) para o oxalacetato (vira 
o aminoácido aspartato) 
▪ São intermediários do ciclo de Krebs 
 
 
 
Descarboxilação oxidativa 
do piruvato 
Definição: 
▪ Molécula de piruvato perde o CO2 e adiciona a coenzima 
A 
▪ Piruvato em acetil- CoA 
▪ Gera um NAD 
▪ O oxigênio que liberamos na expiração vem de 
descarboxilações 
Regulação: 
▪ Piruvato é transportado do citoplasma para a mitocôndria, 
podendo somente entrar nela 
▪ Apresenta cinco coenzimas (TPP derivada da vitamina 
B1, coenzima A derivada da vitamina B5, coenzima NAD 
derivado da vitamina B2, coenzima FAD derivado da 
vitamina B3) 
▪ Ausencia de B1 e B2 comprometem o funcionamento 
do processo, seja por hábitos alimentares ruins ou pelo 
excesso de atibioticos que comprometem a absorção 
dos nutrientes 
▪ As enzimas reguladoras regulam a E1 que dita a 
velocidade da reação 
▪ O pH normal do sangue é 7,35-7,45 e a acidose se dá 
com 7,2 
▪ Se tem muito piruvato, inativa a enzima que inativa, 
então se estimula a transformação de puruvato em 
acetil- CoA (E1 muito ativa) 
▪ Se há muito ATP, acetil-CoA e NAD ativam a enzima 
que inibe, reduzindo a atividade da E1 
▪ No musculo o cálcio (B4) estimula a PDH fosfatase, ativa 
E1, gerando maior produção de acetil-CoA 
 
 
 
 
 
 
Ciclo de Krebs 
Definição: 
▪ Retirar elétrons e leva-los para a membrana 
mitocondrial para a produção de ATP 
▪ Quando o ciclo está muito ativo, produz muito 
CO2 que vai pro sangue 
▪ Produzir mais NAD e FAD2 para continuar o 
transporte de elétrons e produzir mais ATP 
▪ 8 reações 
▪ Pode ser uma continuação da via glicolítica ou 
pode ser uma via energética independente, 
como por exemplo, a partir de aminoácidos 
▪ Saldo: 3 NADH, 1 FAHD2 e 1 ATP ou GTP (que 
depois é convertido em ATP) 
▪ No ciclo, o acetil-coA forma 2CO2 
▪ Acetil-CoA----→ 3NADH – 1FADH2 – 1ATP – 
2CO2 
 
 
 
 
 
Reações: 
▪ Primeira: 
▪ Segunda: citrato em isocitrato; enzina aconitase 
▪ Terceira: 
→ Enzima reguladora 
→ Reação de descarboxilação oxidativa 
→ Isocitrato desidrogenase: inibida por ATP, NADH 
e ativada por CA+ e ADP 
 
▪ Quarta 
→ Coenzimas: TPP, NAD+, FAD, CoA, ácido lipóico 
→ Complexo: inibido por ATP, NADH e ativada por 
CA+ e ADP 
 
NADH 
▪ Quinta: 
▪ Sexta: 
▪ Sétima: 
▪ Oitava: 
 
Observações: 
▪ Acetil-CoA: produção de ácidos graxos para 
armazenar (caso não precise de ATP) ou 
produção de ATP 
▪ Corpos cetonicos são produtos da 
transformação de lipídios em glicose, sendo 
sintetizados na matriz mitocondrial dos 
hepatócitos por meio de um excesso de acetil-
CoA 
→ Esse aumento de acetil-coa se deve ao excesso 
de lipólise causado por uma baixa glicemia 
→ Células do sangue transformam os corpos 
cetônicos em acetil-coa 
→ Caso em jejum prolongado, as células 
(neurônios) preferem a glicose e caso não tenha 
glicose, os corpos cetônicos→ O excesso de corpos cetônicos pode gerar 
acidose 
→ Jejum prolongado aumenta a lipólise e, 
consequentemente, a quantidade de corpos 
cetônicos 
→ Ou seja, em jejum, em que há baixa glicemia, o 
hepatócito transforma o acetil em corpos 
cetônicos, que serão jogados na corrente 
sanguínea 
→ Corpos cetônicos geram ATP de forma mais 
rápida 
▪ Onde há NAD e FAD, ocorreu oxidação 
▪ O Acetil-CoA nem sempre será direcionado para 
o ciclo de Krebs 
▪ Se não precisa de ATP, armazena na forma de 
gordura 
 
 
Fosforilação Oxidativa 
Definição: 
▪ Cadeira respiratória 
▪ Primeira: a partir do transporte de elétrons, 
haverá a concentração do espaço 
intermembranoso com H+ 
▪ Segunda: H+ retorna para a matriz mitocondrial, 
onde terá energia para produção de ATP 
(NADH na matriz mitocondrial doa elétrons para 
complexo I) 
 
 
Complexos: 
▪ Complexos: I, II, III, IV trabalham em conjunto em 
reações químicas para o transporte de H+, o 
eletron passa de um composto para outro 
▪ Essas reações químicas liberam energia, que é 
usada pra levar o H+ para o espaço 
intermembranoso 
▪ Se eu concentro o H+ no espaço 
intermembranoso, a tendencia dele é voltar 
para a matriz mitocondrial pela ATPsintase e 
essa energia desse transporte é utilizada para 
produção de ATP 
▪ Os complexos I, III e IV tem energia suficiente 
para transportar esses elétrons para o espaço 
intermembranoso 
▪ Complexo II: não tem transporte de H+, não há 
energia suficiente 
▪ Complexo IV: aceptor final, quando reage pela 
última vez com os elétrons, doa os elétrons 
para o O2, se não tiver O2, ele não terá pra 
quem doar, logo, se o Complexo IV não reage, 
as outras reações param, a cadeia para de 
transportar e de receber elétrons, começa a 
sobrar NAD e FAD, para o ciclo de Krebs, sem 
via aeróbica 
▪ O complexo II é aceptor final dos elétrons 
▪ Complexo V: ATPsintase, proteína com 
atividade enzimática que faz o transporte do 
H+ para matriz mitocondrial e usa essa energia 
que vai produzir o ATP (libera energia na 
forma de calor) 
▪ A produção de ATP ocorre com o retorno do 
H+ em função da concentração no espaço 
intermembranoso (mais H+, maior produção de 
ATP) 
 
Saldo: 
▪ Cada molécula de NADH, produz 2.5 ATP 
▪ Cada molécula de FADH2, produz 1.5 ATP 
▪ FADH2 não reage com o complexo I, somente 
doa os elétrons (H+) para o complexo II, por 
isso produz menos ATP 
 
Tecido Adiposo: 
▪ No tecido adiposo unilocular, as 
mitocôndrias servem para a produção de 
ATP (queima de gordura) 
▪ No tecido adiposo multilocular há a 
termogenina, proteína (no lugar da 
ATPsintase), cahamada de desacoplador da 
cadeia 
→ Age desacoplando o transporte de H+ com a 
produção de ATP (o transporte de H+ não 
será usado para produção de ATP) 
→ O excesso de acetilsalicílico (AAS) pode causar 
o efeito de desacoplador, em que a mitocôndria 
não vai produzir ATP 
→ A energia desse transporte na termogenina é 
liberada como forma de calor 
→ Órgãos de maior metabolismo, com a 
produção e quebra de ATP, há liberação de 
calor, logo, são mais aquecidos (como coração 
e cérebro) 
→ Feijoada num dia muito quente faz passar mal 
pois o trato digestório estará em ata atividade, 
gastando muita energia, aumentando ainda mais 
a temperatura do corpo 
→ O hipotálamo controla a temperatura do corpo, 
atuando como termostato, porém em um 
recém-nascido não há esse controle, por isso a 
importância da produção de calor pela 
termogenina 
→ No frio, o hipotálamo faz uma vasoconstrição 
para evitar a perda de calor (mãos e pés frios) 
 
 
 
Gliconeogênese 
Definição: 
▪ Produção de glicose a partir de outras 
substâncias (aminoácidos, ácidos graxos) pelo 
fígado 
▪ Essencial à sobrevivência durante o jejum ou a 
inanição, quando as reservas de glicogênio estão 
esgotadas 
▪ O fígado uso aminoácidos das proteínas 
musculares como precursores primários de 
glicose, mas também usa lactato da glicólise e do 
glicerol do catabolismo de gorduras 
▪ Os ácidos graxos, mobilizados dos estoques de 
triglicerídeos do tecido adiposo fornecem 
energia para a gliconeogênese 
▪ Com a hipoglicemia, há: dor de cabeça, 
sonolência, desmaio, suor, frio, palidez, dificuldade 
de raciocínio, até como 
▪ O hepatócito regula cerca de 90% do processo 
e as células renais, o resto 
▪ Estímulos para começar: hipoglicemia: redução 
da insulina aumento de glucagon, aumento de 
adrenalina, aumento do hormônio de 
crescimento 
▪ Substancias que posso transformar em glicose 
▪ O hepatócito consegue transformar lactato em 
piruvato (glicose) 
▪ Os aminoácidos glicogênicos em piruvato e 
oxaloacetato 
▪ O fígado também capta o glicerol (TGL- 
triglicerídeos): 1 glicerol + 3 ácidos graxos e 
sempre que quebrar gordura, vai liberar glicerol 
que vai para o sangue e o hepatócito vai utiliza-
lo para a gliconeogênese 
▪ Para produzir glicose será utilizado basicamente 
a mesma via glicolítica, porém, ao contrario 
 
Etapas: 
▪ Pode acontecer a partir do piruvato (na 
mitocôndria), lactato (produzido no hepatócito, 
ocorrendo no citoplasma), aminoácidos e gliceral 
▪ Reação: Piruvato -> oxaloacetato -> malato 
 
→ A piruvato carboxilase vai transformar o piruvato 
em oxaloacetato, adicionando uma carbonila 
→ Carbonila recebe uma hidroxila da malato 
desidrogenase e transforma o oxaloacetato em 
malato 
→ O malato sai da via e volta a ser oxaloacetato 
→ Duas enzimas retiram CO2 e adicionam fosfato, 
o transformando em fosfoenolpiruvato 
→ Há uma reação reversível formando o 2 
fosfoglicerato e outra o 3 fosfoglicerato 
▪ A piruvato carboxilase é regulada pelo Acetil-
CoA, muito Acetil-CoA, mais gliconeogênese 
▪ Se há muito Acetil-Coa, não precisa de mais, 
assim, o piruvato vai para a gliconeogênese e 
não para a produção de ATP 
 
▪ Reação: Piruvato -> oxaloacetato -> malato 
▪ Só acontece se o hepatócito tiver ATP e NADH 
disponível, sem fonte energética, o fígado não 
produz glicose 
▪ Na reação de 3-fosfoglicerato para 1,3-
bifosfogliceralto gasta-se 1ATP 
▪ A partir de gliceraldeído-3-fostafo as reações 
ocorrem em dobro 
▪ A partir da reação de gliceraldeído-3-fosfato em 
frutose 16,6-bifosfato tem a presença da PFK 1 
na regulação 
▪ Frutose 1,6 vira frutose 1,6-bifosfato, através da 
enzima frutose-1,6-bifosfatase 
▪ PFK1: inibida por ATP, ativada pela frutose-2,6-
bifosfato 
▪ Com frutose-6-fosfato em excesso, a PFK2 
estimula a produção de frutose-2,6-bifosfato que 
estimula a PFK1 
▪ A frutose-2,6-bifosfato também inibe a frutose-
2,6-bifosfatase, estimula a via glicolítica e inibe a 
gliconeogênese 
 
 
 
 
▪ O glucagon estimula a frutose 2,6-bifosfatase 
▪ O excesso de ATP estimula a enzima frutose-
1,6bifosfatase, inibe a PFK1 e estimula a 
gliconeogênese 
▪ O excesso de AMP (pouca energia) inibe a 
enzima frutose-1,6-bifosfatase e estimula a PFK1 
▪ A partir de frutose 1,6 bifosfato haverá glicose 6-
fosfato 
▪ Glicose 6-fosfato se transforma em glicose 
através da enzima glicose-6-fosfatase (presente 
no fígado e rins) 
Saldo: 
▪ Gasto de 6 ATP 
▪ 2ATP piruvato para oxaloacetato 
▪ 2GTP oxaloacetato para fosfoenolpiruvato 
▪ 1ATP 3-fosfoglierato para 1,3 bifosfoglicerato 
▪ 1ATP mitocôndria 
▪ Hepatócito gasta ATP para produzir glicose 
 
 
 
 
 
A partir do glicerol: 
▪ A partir de meia hora de jejum já há a quebra 
de lipídios, liberando glicerol para o sangue 
▪ O glicerol chega ao hepatócito (único com a 
enzima glicerol cinase), que transforma glicerol 
3-fosfato, após isso, sofre uma oxidação 
através da enzima glicerol-3P desidrogenase 
(lançadeira), que reagirá com NAD+, produzindo 
didroxiacetona-fosfato 
▪ A dididroxiacetona-fosfato em gliceraldeído-3P 
entra na via para produção de glicose 
▪ Usando glicerol, o gasto energético será de 2 
ATP (2x a reação de glicerol para glicerol-3P), 
sendo mais vantajoso 
A partir do lactato: 
▪ Para produzir glicose a partir de lactato 
transforma o lactato em piruvato,pela lactato 
desidrogenase com NADH, e o piruvato gastará 
6ATP para produzir glicose 
▪ O glicerol é a mais vantajosa, depois piruvato e 
depois lactato 
▪ Em indivíduos diabéticos, apesar de 
hiperglicemia, a gliconeogênese não está inibida, 
pois os níveis de insulina estão reduzidos, o 
excesso de gliconeogênese piora o quadro 
hiperglicêmico e a metformina age reduzindo a 
gliconeogênese hepática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Glicogenólise e Glicogênese 
Glicogenólise: 
▪ Quebra do glicogênio no fígado e nos músculos 
(glicogênio apenas para o musculo) 
▪ Acontece na hipoglicemia 
▪ Para armazenar glicogênio, é preciso comer uma 
grande quantidade de alimento 
▪ Glicogênio: polissacarídeo ramificado, com 
ligações alfa-1,4 entre as moléculas de glicose e 
ramificações com ligações alfa-1,6 
▪ Hipoglicemia: adrenalina e glucagon estimulam a 
quebra do glicogênio pela enzima glicogênio 
fosforilase 
▪ Para a ação da glicogênio fosforilase preciso da 
enzima de desramificação para fazer a quebra 
das ligações alfa-1,6 (ramificações), produzindo 
glicose-1P 
▪ A glicose-1P será convertida em glicose-6-fosfato 
através da ação da enzima fosfoglicomutase 
(não gasta ATP, age de acordo com a 
concentração) 
▪ A glicose-6-fosfato será transportada para o RE 
pela proteína translocase (mecanismo que vale 
para a glicogenólise e a gliconeogênese) 
▪ Glicose-6-fosfato será convertida em glicose 
pela enzima glicose-6-fosfatase, que está no 
reticulo 
▪ Doença de Von Gierke: deficiência de glicose-6-
fosfatase e deficiência de translocase. Em jejum, 
o portador tem dificuldade de manter a glicemia, 
pois o hepatócito e os rins não conseguem 
liberar a glicose (podendo causar lesão nos rins 
pelo acumulo) 
▪ Doença de Pompe: deficiência da glicosidade 
acida no lisossoma. Acomete células que fazem 
endocitose, e o lisossoma não consegue 
degradas as substancias pela falta da enzima, que 
não consegue degradar também o glicogênio, o 
glicogênio acumula-se no lisossomo até ele 
perder a função 
▪ Regulação da glicogenólise: 
→ Glicogenio fosforilase (principal enzima da 
glicogenólise) é ativada com a adição de fosfato 
e com a enzima fosforilase cinase 
→ A enzima fosforilase cinase é ativdada pelo 
aumento de cálcio no musculo (significa muita 
contração e hipoglicemia) 
→ O aumento de AMP ativa a glicogênio fosforilase 
→ A hiperglicemia (insulina) inibe a glicogênio 
fosforilase, inibindo a quebra do glicogênio 
 
 
 
 
 
Glicogênese: 
▪ Formação do glicogênio 
▪ Acontece na hiperglicemia, após a alimentação 
(armazena no hepatócito e nos músculos) 
▪ Para a formação do glicogênio: necessário uma 
molécula iniciadora glicogenina (bolinha branca) 
▪ Glicogenina adiciona na 1° molécula de glicose na 
estrutura do glicogênio 
▪ Para acrescentar outras glicoses, há a 
participação da enzima glicogênio sintase 
▪ Para fazer as ligações alfa-1,6 (ramificações) há a 
participação da enzima de ramificação 
▪ Para unir as moléculas de glicose, precisa-se de 
energia, sem usar ATP, assim, une-se glicose-1P 
com o UTP, formando UDP-glicose: ligação de 
alta energia, quando quebra essa ligação, a 
energia liberada será utilizada para a união de 
glicoses 
▪ Regulação da glicogênio sintase: 
▪ Principal enzima da glicogênese 
▪ Estimulada pela insulina (hiperglicemia) 
▪ Insulina estimula a proteína fosfatase, que 
favorece a ativação da glicogênio sintase 
▪ A proteína cinase A é estimulada pela adrenalina 
e glucagon, inibindo a glicogênio sintase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metabolismo da Frutose 
Absorção: 
▪ A frutose é um dissacarídeo e contem a 
sacarose (glicose + frutose) 
▪ A digestão é feita pela enzima sacarase 
(presente nas microvilosidades intestinais) 
▪ A absorção da frutose é feita através do GLUT-
5 
▪ Alta concentração de frutose no intestino, ela é 
transportada para o interior do enterócito, depois 
ela sai da célula transportada pelo GLUT-2, passa 
pelo interstício e vai para os vasos sanguíneos, 
também pelo GLUT-2 e assim, fica circulando 
pra ser usada como fonte energética 
▪ O sangue que é drenado do estomago e do 
intestino vão para a veia porta do fígado, por 
isso que o fígado seja o primeiro a ter contato 
com os alimentos ingeridos, pois depois que 
passou pela veia porta, vai para a veia cava, entra 
no coração, sai do coração, pega a veia arterial 
e entra nas células 
▪ A frutose é muito metabolizada pelo fígado, 
então quem entrou pelo GLUT-2 no hepatócito, 
vai sofrer o metabolismo pela frutoquinase, 
pegando a frutose e a transformando em 
frutose-1-P 
▪ Frutoquinase só se encontra no hepatócito 
▪ As outras células também são capazes de 
metabolizar a frutose e transform-la em frutose-
6-P pela hexoquinase 
▪ Hexoquinase tem alta afinidade pela glicose, ou 
seja, se tiver na célula glicose e frutose, ela vai 
fosforilar a glicose. Assim, ela só metaboliza a 
frutose se estiver em excesso 
 
Reações: 
▪ No fígado, a primeira reação é adicionar o grupo 
fosfato na posição 1, gastando ATP 
▪ Após isso, forma-se a frutose-1-P 
▪ Depois, a aldolase B (só presente no fígado) 
divide a frutose-1-P em diidroxiacetona-P e em 
gliceraldeído, pois só há um fosfato disponível 
 
 
 
▪ A diidroxiacetona pode ser transformada em 
gliceraldeído-3-P e seguir na gliconeogênese ou 
na via glicolítica 
▪ O gliceraido, no fígado, pode ter uma 
triosequinase que adicionará fosfato no 
gliceraldeio, formando gliceraldeído-3-P ou pode 
começar a produzir gordura 
▪ Então, se a quantidade de glicose está ampla ou 
muito disponível, o fígado pegara a frutose e 
produzirá glicerol, que participa da produção de 
esteroides e triglicerídeos 
 
Deficiências enzimáticas: 
▪ Frutosemia: deficiência da frutoquinase. Não se 
percebe consequências, pois se as células não 
metabolizarem, a frutose sai na urina 
▪ Intolerância hereditária da frutose (IHF): é 
identificada no teste do pezinho, causada pela 
deficiência da aldolase B. O fígado tem a 
frutoquinase e vai metabolizar em frutose-1-P, 
então como foi metabolizado além de ter 
prendido a glicose, o fosfato também fica retido. 
O fosfato que tava no citoplasma do hepatócito 
ficou preso na molécula de frutose e a enzina 
que poderia fazer a quebra desse fosfato esta 
deficiente, tendo como consequências: 
→ Depleção do fosfatos 
→ Redução do ATP 
→ Aumento do AMP (hiperuricemia, excesso de 
acido úrico) 
→ Redução da glicogenólise e gliconeogênese 
→ Hipoglicemia 
→ Redução das proteínas hepáticas 
→ Redução da coagulação 
o Quando se tem uma baixa de produção de ATP, 
metaboliza-se até o AMP. Assim, como o AMP 
tem a base púrica adenina, o seu excesso vai 
dar origem ao acido úrico. Normalmente, o rim 
consegue eliminar, mas se a pessoa tiver caso 
de gota na família ou uma predisposição, pode 
causar o acumulo de ácido úrico nas articulações 
e inflamar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metabolismo da Galactose 
Absorção: 
▪ Vem da lactose (quebrada pela lactase), 
formando galactose + glicose 
▪ A absorção depende do sódio, sendo o 
transportador o CGLT-1. Depois que entra no 
enterócito, o GLUT-2 será o transportador 
▪ As células precisam de uma enzima especifica 
para o metabilismo da galactose, a 
galatoquinase 
▪ A galatoquinase irá gastar ATP, pegar a 
galactose e produzir galactose-1-P, que irá 
reagir com a UDP glicose para transformar UDP 
galactose e glicose-1-P. A enzima que faz isso é 
a GALT 
▪ UDP glicose: é a uridina difosfato, essa molécula 
é produzida toda que vez que tem a reação 
UTP + glicose 
▪ As ligações fosfato são de alta energia, então 
ao fazer essa reação, a glicose fica com mais 
energia na molécula, podendo fornecer energia 
para outras mreações 
▪ A UDP galactose vai ser usada para a produção 
dde lactose, dos glicolipideos 
▪ Essa UDP galactosepode sofrer ação da 
epimerase, que trocará a hidroxila de lugar e 
virar a UDP glicose 
 
Galactosemia: 
▪ Galactosemia leve: deficiência genética da 
galactoquinase, assim a galactose não é 
metabolizada, ficando em excesso na corrente 
sanguínea e com níveis elevados de galactose, 
existe uma enzima aldolase redutase presente 
nos rins, ovários, neurônios, retina e vesículas 
seminais, a qual tem baixa afinidade pela glicose 
e pela galactose, ou seja, só atua em excesso 
desses produtos. A galactose em excesso dá 
origem a um composto toxico (galactitol), que 
pode precipitar no cristalino e causar catarata 
→ Se a enzima for epimerase, terá excesso de 
UDP galactose e ela não será transformada em 
UDP glicose. Nesse caso, o problema é menor 
 
▪ Galactosemia clássica: deficiência da GALT. A 
GALT está presente em todas as células do 
orgaismo, assim, sua falta faz com o que o 
fosfato fique preso na galactose, tendo uma 
depleção de fosfato nas células e redução de 
ATP nas células 
→ O acumulo de GALT interfere com o 
metabolismo do fosfato e da glicose, levando à 
disseminação da lesão tecidual, falência dos 
órgãos e retardo mental 
→ Deve ser diagnosticada rapidamente e o 
paciente não deve ingerir lactose, a fim de 
evitar lesões 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Toxicidade da Glicose 
Problemática: 
▪ O excesso de glicose gera alterações 
metabólicas e a pessoa pode desenvolver 
doenças como a Diabetes Mellitus 
▪ O transporte da glicose no organismo pode ser 
dependente de NA+ (rins e intestino) e 
independe de NA+, realizado por GLUT-1 
(todos os tecidos), GLUT-2 (fígado, rins, células 
beta), GLUT-3 (em todos os tecidos), GLUT-4 
(vesículas e translocado para fibras musculares 
esqueléticas e adipócitos) 
 
Efeitos diabetes I: 
▪ Tem efeitos sobre o metabolismo dos 
carboidratos e das gorduras em um adipócito 
▪ Em uma pessoa normal, a insulina desencadeia 
a inserção de transportadores GLUT-4 na 
membrana plasmática, permitindo a captação 
de glicose no sangue 
▪ Em dependentes de insulina, o processo de 
inserção de GLUT-4 é inibido. Assim, a 
captação de glicose no sangue é impedida e as 
células ficam com deficiência de glicose, 
mesmo que sua concentração no sangue seja 
alta. Em decorrência disso, sem glicose para 
fornecer energia, os adipócitos degradam 
trigliicerois estocados em forma de gordura e 
fornecem os ácidos graxos resultantes para 
outros tecidos, como forma de substrato pra 
produzir ATP 
→ Dois subprodutos da oxidação dos ácidos 
graxos se acumulam no fígado, o acetoacetato 
e o beta-hidroxibutarato. Esses compostos são 
liberados na corrente sanguínea e fornecem 
energia para o cérebro, porém eles reduzem o 
pH do sangue e provocam uma cetoacidose. 
Esse processo também pode ocorrer nos 
músculos, a diferença é que os miócitos não 
armazenam triagliceróis 
 
 
Glicação não enzimática proteica: 
▪ A reação de glicação não enzimática e 
dependente da concentração entre glicose e 
proteínas modifica a estrutura e função das 
proteínas afetadas 
▪ As proteínas glicadas (produtos de Amadori) 
são substratos para a formação de produtos 
finais da glicação avançada (glicoxidação) AGE. 
Também as trioses fosfato originadas na 
glicólise e o aumento da atividade da via do 
poliol podem gerar precursores reativos de 
AGE, como o metiglioxal e a 3-desoxiglicosona 
 
Glicação proteica: 
▪ Em presença de metais de transição, como o 
cobre, a glicose se oxida 
▪ Essa auto oxidação gera espécies reativas de 
oxigênio 
▪ A glicose também se liga de forma não 
enzimática a resíduos de lisina e de valina em 
proteínas teciduais e plasmáticas, em um 
processo chamado glicação proteica 
▪ Quando a glicose interage com uma proteína, 
forma um composto labil conhecido como base 
de Schiff. Esse, por meio do rearranjo de 
Amadori, transforma-se em cetoamina 
▪ O produto de Amadori mais estudado é a 
hemoglobina glicada (A 1c, HbA 1c) 
▪ Outras proteínas como a albumina, o colágeno 
e a apolipoproteina B sofrem a glicação 
▪ A glicação afeta as funções proteicas, tal como 
a sua ligação a receptores de membrana. Por 
exemplo, a glicação da apolipoproteina B inibe a 
captação de partículas de LDL 
▪ A glicose em excesso reage ao entrar em 
contato com qualquer substancia proteica do 
corpo 
▪ A glicação não enzimática de proteínas inicia 
quando a glicemia do organismo é maior ou 
igual a 170mg/dl 
▪ Uma reação não enzimática ocorre entre a 
glicose e os grupos amino das proteínas, essa 
reação pode ser reversível diante do tempo de 
exposição e da concentração de glicose no 
organismo 
▪ Alguns dos AGEs são na verdade ligações 
proteicas cruzadas que se formam, por 
exemplo, no colágeno ou na mielina, diminuindo 
a elasticidade dessas proteínas. Os AGEs se 
acumulam normalmente com o aumento da 
idade, sendo essa acumulação mais rápido no 
diabetes com a presença de hiperglicemia. Os 
AGEs se ligam a seus receptores de 
membrana nas células endoteliais, gerando 
estresse oxidativo 
▪ O colágeno, a albumina e a hemoglobina são 
glicadas e têm funções importantes: 
→ Hemoglobina glicada: sua quantidade circulante 
reflete a glicemia média durante o período de 
vida do eritrócito 
→ Pode ser usada para diagnosticas o pré 
diabetes ou o diabetes desenvolvido, uma vez 
que todas as pessoas em algum momento 
terão hemoglobina glicada 
→ Como a hemoglobina é uma das proteínas que 
sofrem alteração ao sofrerem glicação, é 
possível realizar exames para ver se o nível 
está alterado há muito tempo 
 
Cicatrização do diabético: 
▪ O diabético tem um problema generalizado de 
defesa e inflamação do organismo 
▪ Como o sistema imune possui proteínas que 
participam do sistema de defesa e cicatrização, 
quando ocorre a glicação, perdem sua função 
▪ A cirurgia em diabéticos é muito grave, já que 
a glicemia do paciente deve ser controlada em 
todo o processo cirúrgico 
 
Via do poliol: 
▪ A hiperglicemia prolongada instauta um 
processo lento e silencioso de alterações 
estruturais e funcionais 
▪ A atividade aumentada da via do poliol está 
associada a neuropatia diabética e a cataratas 
▪ A hiperglicemia altera o estado redox da célula, 
ao aumentador NADH/NAD+ e ao diminuir 
NADHPH/NADP+. Essa alteração dirige os 
substratos para a via do poliol, onde a glicose é 
reduzida a sorbitol para aldose redutase 
▪ Durante a hiperglicemia, a via é ativada. Isso 
ocorre pois o sorbitol tem uma baixa afinidade 
pela glicose e só consegue realizar o processo 
com ela em excesso 
▪ A água possui uma forte atração pelo sorbitol 
e pela glicose, assim, onde essas moléculas 
estão mais, a água tende a ser atraída pra 
essas regiões 
▪ A enzima sorbitol desidrogenase, presente no 
fígado, ovários e vesícula seminal, oxida o 
sorbitol e produz frutose 
→ Quando a sorbitol desidrogenase é deficiente 
ou ausente, o sorbitol se acumula nas células, 
gerando efeitos osmóticos e as células acabam 
inchando devido a retenção de água