Metabolismo Muscular

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Os músculos usam ATP para realizar trabalho 
mecânico: contração muscular 
 célula especializada na produção de ATP 
para a contração 
Adaptado para realizar trabalho mecânico de 
forma intermitente, de acordo com a demanda. 
 
→ Altamente resistente à fadiga 
→ Produz ATP (fosforilação oxidativa) 
→ Rico em mitocôndrias (grande potencial 
de produção de ATP) → Irrigado por 
redes densas de vasos sanguíneos 
(garantindo que chegue bastante 
oxigênio) → Oxigênio → ATP 
 
 
 
Menos mitocôndrias → suprimento menor de 
vasos sanguíneos 
Fadiga (consome ATP mais rápido do que 
produz) → quando em atividade → usa ATP mais 
rapidamente do que pode repor 
 
 
 
 
 
 
 
Fontes de energia para a contração muscular: 
liberação de ATP de alta energia a partir 
da creatina fosfato, alta intensidade e duração 
curta, precisa consumir muita energia para 
quebrar o ATP-CP 
Libera muito ácido láctico pelos músculos 
média intensidade, 
média/longa duração, consumo do glicogênio 
muscular para gerar energia
via oxidativa dos lipídeos, 
consumo do oxigênio 
Oxigênio oxida gordura 
 
Transforma uma molécula de glicose em duas 
moléculas de piruvato e formação de energia 
pelo ATP, ocorre no citosol 
Piruvato pode entrar no ciclo do ácido cítrico 
(dentro da mitocôndria) caso tenha disponibilidade 
de oxigênio 
Formação de glicose a partir do piruvato pela via 
oxaloacetato e fosfoenolpiruvato 
Gliconeogênese: formação da glicose a partir do 
piruvato 
Insulina e GLUT4 a glicose entra na célula 
2 
 
Vias metabólicas quebram o ATP transformando 
em energia – contração muscular 
→
O rendimento do musculo é sempre o mesmo: 
25% e os 75% dissipados na forma de calor 
 
Atividade leve ou repouso: Ácidos graxos, corpos 
cetônicos e glicose sanguínea 
Explosão de atividade intensa: Glicogênio 
muscular (armazenamento) 
 
Digestão: quebra o polissacarídeo em 
monossacarídeo 
Glicose monossacarídeo mais abundante 
 
Reação anaeróbica: lise da glicose → produção 
de piruvato e energia 
 
Açúcar de 6 carbonos com hidroxilas, bem 
solúvel em água. Na corrente sanguínea é 
transportada livremente. 
Glicose utiliza proteína transmembrana (GLUT4) 
para atravessar a membrana 
GLUT4 capta a glicose do meio extracelular e 
leva para dentro da célula 
Aumento na concentração da glicose sanguínea, 
pâncreas libera insulina na corrente sanguínea 
Insulina reage com receptor de insulina: 
sinalização intracelular 
 
Translocação do GLUT 
Glicose na célula: 
→ Quebrada formando piruvato que é usado 
na produção de energia (oxidação por 
glicólise) 
→ Glicogênio para ser armazenada 
→ Produção de Ácidos Graxos no fígado 
para armazenamento 
→ Matriz extracelular: síntese de polímeros 
estruturais 
→ Ribose-5-fosfato: oxidação pela via da 
pentose-fosfato 
 
 
 
 
Muita energia nas células: glicólise é inibida 
Inibição e ativação da glicólise pelas enzimas 
ATP inibe fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase 
AMP e ADP ativam se falta energia 
 
 
 
 
3 
 
 reações 1 até 5 
→ 2 fosforilações: transferência de fosfato, 
ATP doa fosfato 
→ Quebra de 1 hexose (glicose) em 2 trioses 
(piruvatos) 
→ ATP é investido para formam compostos 
com maior energia livre de hidrólise 
Faz parte do catabolismo porque tem saldo final 
positivo 
 
Enzima termina com transferência de 
fosfato/fosforilação 
 glicose, frutose e manose 
 
→ Primeira reação: 
Irreversível 
Substrato 1 reação: glicose 
Produto 1 reação: glicose-6-fosfato 
Enzima reguladora: hexocinase 
Tira 1 fosfato do ATP e transfere para molécula 
da glicose 
Carga negativa do fosfato previne a passagem 
do açúcar através da membrana plasmática, 
prendendo a glicose dentro da célula 
Fosforilar a glicose para impedir que ela saia da 
célula 
 
→ Segunda reação: 
Reversível 
Enzima: fosfo-hexose-isomerase 
Substrato: Glicose-6-fosfato → Frutose-6-fosfato 
Um rearranjo prontamente da estrutura química 
(isomerização) desloca o oxigênio carbonílico do 
C1 para o C2, formando cetose a partir de uma 
aldose 
 
→ Terceira reação: 
Fosforilação da frutose-6-fostafo em frutose-1,6-
bifosfato 
ATP doa fosfato sobra ADP 
Irreversível 
Enzima: Fosfofrutocinase-1 (PFK-1) 
2 ponto de controle (principal) 
Fosfofrutoquinase-1: inibida por 
 
→ Quarta reação: 
Clivagem da frutose-1,6-bifosfato 
Enzima: Aldolase 
Reversível 
Frutose-1,6-Bifosfato → Di-hidroxiacetona-fosfato 
+ Gliceraldeído-3-fosfato 
Não consome energia 
O açúcar de 6C é clivado para produzir duas 
moléculas de 3C. Apenas o gliceraldeído-3-
fosfato pode prosseguir imediatamente através 
da glicólise 
 
→ Quinta reação: 
Interconversão das trioses fosfato 
Reação reversível 
Sem consumo de energia 
Enzima: triose-fosfato-isomerase 
Di-hidroxiacetona-fostafo → Gliceraldeído-3-
fosfato 
Última reação da fase preparatória 
O outro produto da etapa 4, diidroxicetona 
fosfato é isomerizado para formar gliceraldeído 
3-fosfato 
 
 reações 6 até 10 
→ Armazenamento da energia livre na 
forma de ATP 
→ Eficiência na recuperação de energia 
investida 
→ Produção de NADH 
Inicia com duas moléculas iguais, reações 
acontecem duas vezes 
 
Enzima que termina com 
transferência de elétrons 
 
→ Sexta reação: 
Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-
bifosfoglicerato 
4 
 
Enzima: gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase 
Primeira reação conservadora de energia 
Reação reversível 
As duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato são 
oxidadas. A fase geradora de energia da glicólise 
se inicia, assim que o NADH e uma nova ligação 
anidrido se 
Transferência de elétrons 
NAD+ recebe elétrons 
 
→ Sétima reação: 
Reação reversível 
Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato 
para o ADP 
Enzima: fosfoglicerato-cinase 
A transferência à ADP do grupamento fosfato 
de alta energia que foi gerado na etapa anterior 
forma ATP 
Produção de energia 
 
→ Oitava reação: 
Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-
fosfoglicerato 
Muda posição do fosfato 
Enzima: fosfoglicerato-mutase 
A ligação éster fosfato remanescente no 3-
fosfoglicerato, a qual possui uma energia livre de 
hidrólise relativamente baixa é deslocada do C3 
para o C2 para formar 2-fosfoglicerato 
Não consome nem produz energia 
 
→ Nona reação: 
Desidratação do 2-fosfoglicerato em 
fosfoenolpiruvato 
Enzima: enolase 
A remoção da água do 2-fosfoglicerato cria uma 
ligação enol fosfato de alta energia 
2-Fosfoglicerato → fosfoenolpiruvato 
Não consome nem produz energia 
 
 
→ Decima reação: 
Transferência do grupo fosforil do 
fosfoenolpiruvato para ADP 
Enzima: piruvato-cinase 
Reação irreversível 
2 reação conservadora de energia 
A transferência ao ADP do grupamento fosfato 
que foi gerado na etapa anterior forma ATP 
completando a glicólise 
Produz ATP 
2 cofatores 
 
Balanço energético: 
oxidação de 1 glicose pela glicólise 
Saldo: são consumidos 2ATPs e produzidos 
4ATPs, saldo final de 2ATPs produzidos e 
2NADH produzidos → o que equivale a 7 ATPs 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
Aceptores de elétrons: NAD+ e FAD 
Oxigênio atua como aceptor final de elétrons 
 
Reação anaeróbica do piruvato: produção de 
lactato 
Em condições de hipóxia o NADH gerado pela 
glicólise não pode ser reoxidado pelo O2 
A falha na regeneração de NAD+ deixaria a 
célula carente de aceptor de elétrons para a 
oxidação de gliceraldeído-3P, e as reações 
geradoras de energia da glicólise cessariam 
 
 
 
Cada molécula de glicose que entra na via produz 
2 moléculas de piruvato e consequentemente 
duas moléculas de lactato 
Lactato pode ser reciclado para formar piruvato 
e glicose pela gliconeogênese 
 
 
 
Cooperação metabólica: entre o musculo 
esquelético e o fígado – ciclo de cori 
 
 
 
 
Conversão do piruvato a lactato no musculo 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
 
Oxidação aeróbia 
 
 
Glicose entrana célula pelo GLUT, é quebrada 
pela glicólise → produz energia e 2 moléculas 
de piruvato (podem ser oxidados na presença 
ou ausência do oxigênio) 
Presença do oxigênio: oxidados dentro da 
mitocôndria, transformado em acetil-coa, entra 
no ciclo de Krebs e é quebrado até CO2 
Ausência do oxigênio: conversão do piruvato em 
lactato 
NADH para dentro da mitocôndria através de 
lançadeiras de elétrons (malato-aspartato e 
glicerol-3-fosfato) 
Após elétrons estarem dentro da mitocôndria, 
chegam a cadeia respiratória e são entregues ao 
oxigênio 
 
Respiração celular 
→ Macroscopicamente: captação de O2 e 
eliminação de CO2 (orgânico) 
→ Microscopicamente: consumo de O2 e 
formação de CO2 (célula) 
Ocorre em 3 estágios: 
→ Oxidação de combustíveis orgânicos 
(glicose, ácidos graxos...) formando acetil-
CoA 
→ Introdução do acetil-CoA no ciclo de 
Krebs com energia armazenada em 
NADH e FADH2 
→ NADH e FADH2 oxidam formando ATP 
A respiração é mais complexa que a glicólise e 
representa uma evolução 
 
Acido graxo produz muito mais energia do que 
o carboidrato 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
 
Produção de acetil-Coa (acetato ativado) 
Antes de entrar no ciclo de Krebs o piruvato 
precisa ser convertido em acetil-Coa 
 
Complexo piruvato desidrogenase: 
Requer 5 coenzimas e localiza-se na mitocôndria 
dos eucariotos e no citosol dos procariotos. 
→ TPP (Tiamina Pirofosfato) 
→ FAD (Flavina Adenina Dinucleotídeo) – 
transporte de elétrons 
→ CoA (coenzima A) 
→ NAD (Nicotinamida Adenina 
Dinucleotídeo) – transporte de elétrons 
→ Lipoato 
 
O complexo da Piruvato Desidrogenase contém 
3 enzimas: 
–
–
–
 
Reação irreversível 
Piruvato produto da glicose → reação x2 
Produção de energia na forma de NADH 
Inibida por: ATP, acetil-CoA, NADH, ácidos graxos 
Ativada por: AMP, CoA-SH, NAD+, Ca 
Acetil-CoA vai para o ciclo de Krebs 
 
Produção do acetil-CoA 
Descarboxilação oxidativa do piruvato a acetil-
CoA pelo complexo da piruvato desidrogenase 
– Mecanismo reacional 
Reação de transferência de elétrons 
SH na forma reduzida com elétron e próton 
2 elétrons e 2 prótons são transferidos do SH 
para o FAD, formando FADH2 
Sem uma das coenzimas o processo não 
acontece 
 
 
 
Acontece na mitocôndria 
Os organismos podem obter muito mais energia 
de nutrientes por meio da oxidação aeróbica 
2 reações de descarboxilação: perde Co2 
Cíclico: começa e termina com a mesma 
molécula 
Via anfibólica: participa do (oxidar 
acetil-CoA, produzindo energia) e 
(fornece substratos para a biossíntese) 
8 reações e 8 enzimas 
Só trifosfato tem energia 
Consome acetil-CoA → substrato 
A cada ciclo consome 1 acetil-CoA 
A cada volta: 10 ATP 
8 
 
Quantidade de voltas no ciclo depende da 
quantidade de acetil-CoA 
nao 
 
 
1 etapa: formação do citrato 
Condensação do acetil-CoA com oxaloacetato 
para formação do citrato 
Inibida por: ATP, NADH, succinil-CoA (feedback) 
e citrato 
Ativada por: ADP 
 
 
2 etapa: formação do isocitrato via cis-aconitato 
 
 
3 etapa: oxidação do isocitrato a alfa-
cetoglutarato e CO2 
Reação irreversível 
Descarboxilação oxidativa do citrato para formar 
alfa-cetoglutarato 
Inibida por: ATP 
Ativada por: ADP, Ca 
NADH produz energia 
 
 
 
 
4 etapa: oxidação do alfa-cetoglutarato a 
succinil-CoA e CO2 
Reação de descarboxilação 
Inibida por: NADH e succinil-CoA 
Ativada por: Ca 
Segunda etapa com perda de CO2 
Produz energia 
 
 
5 etapa: conversão do succinil-CoA a succinato 
O resultado é a produção de ATP (GTP) 
1 GTP = 1 ATP 
GTP + ADP GDP + ATP 
GTP pode doar fosfato para ADP, regenerando 
o ATP 
Quebra de succinil-CoA libera energia 
 
 
6 etapa: oxidação do succinato a fumarato 
Produz energia na forma de FADH2 
A reação acontece na membrana 
Direto na cadeia respiratória 
9 
 
Os elétrons retirados do succinato passam 
através do FAD e dos centros ferro-enxofre (03 
diferentes) antes de entrarem na cadeia 
transportadora. 
 
 
7 etapa: hidratação do fumarato a malato 
Adição de água na dupla ligação 
Reação reversível 
 
8 etapa: oxidação do malato a oxaloacetato 
O oxaloacetato é mantido em baixíssimas 
concentrações nas células 
 
 
 
 
Saldo: são produzidos 
Equivalendo a 
 
Precursores biossinteticos produzidos por um 
ciclo do ácido cítrico incompleto em bactérias 
anaeróbias 
 
 
Ciclo do ácido cítrico no catabolismo 
Hidrolise de polissacarídeos em moléculas 
menores 
Açúcares piruvato 
Ácidos graxos acetil-CoA 
Aminoácidos entram no CK como intermediário 
 
 
 
 
Ciclo do ácido cítrico no anabolismo 
No anabolismo os intermediários do ciclo podem 
ser retirados e usados para a síntese de outras 
moléculas 
Fonte de matéria-prima para a biossíntese de 
muitas biomoléculas importantes 
Manter o oxaloacetato em níveis adequados para 
permitir a entrada da acetil-CoA no ciclo 
Em alguns organismos, a acetil-CoA pode ser 
convertida em oxaloacetato e outros 
intermediários do ciclo (não acontece em 
mamíferos, mas acontece em plantas) 
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Conforme a necessidade 
Reposição de intermediários 
 
 
 
ATP e NADH inibem o ciclo em diferentes 
pontos 
Inibição por feedback: produto avançado inibe 
enzima inicial 
 
 
 
 
 
Se tiver alta concentração de acetil-Coa o 
piruvato vai ser transformado em oxaloacetato 
 
 
 
A membrana interna tem composição química 
diferente da membrana mitocondrial externa, 
não é permeável ao NADH 
Duas lançadeiras: 
→ ocorre no 
rim, rigado e coração 
 
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NAD+ recebe elétrons do malato 
Aspartato + alfa-cetoglutarato: glutamato + 
oxaloacetato 
Aceptor de elétrons dentro da mitocôndria: NAD 
NADH no citoplasma e na mitocôndria 
2NADH → 5 ATPs 
Total de uma glicose: 32 ATPs 
 
 
 
Esta lançadeira para transporte de equivalentes 
redutores do NADH citosólico para dentro da 
matriz mitocondrial é usada em fígado, rim e 
coração. 1 O NADH no citosol entra no espaço 
intermembrana por aberturas na membrana 
externa (pori- nas), então passa dois equivalentes 
redutores ao oxaloacetato, produzindo malato. 2 
O malato cruza a membrana interna via 
transportador de malato-NADHN-a-cetoglutarato. 
3 Na matriz, o malato passa dois equivalentes 
redutores ao NAD1, e o NADH resultante é 
oxidado pela cadeia respiratória; o oxaloaceta- to 
formado a partir do malato não pode passar 
diretamente para o citosol. 4 O oxaloacetato é 
primeiro transaminado a aspartato e 5 o 
aspartato pode sair via transportador de 
glutamato-aspartato. 6 O oxaloacetato é 
regenera- do no citosol, completando o ciclo 
 
→ ocorre está 
presente no cérebro e musculo 
esquelético 
Aceptor de elétrons dentro da mitocôndria: FAD 
2 FADH2→ 3 ATPs 
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Total de uma glicose: 30 ATPs 
A lançadeira glicerol-3P está presente no 
encéfalo e musculo esquelético, tendo o objetivo 
de transportar os elétrons do NADH citosolico 
para a mitocôndria. Primeiramente a di-
hidroxiacetona-fosfato é convertida em glicerol-
3P às custas de NADH (liberando NAD+) pela 
ação da enzima glicerol-3P desidrogenase. 
O glicerol-3P NO espaço intermembranas, é 
oxidado a di-hidroxiacetona-P (que retorna para 
o citosol) pela enzima glicerol-3P-desidrogenase 
mitocondrial. Neste complexo enzimático, o 
receptor de e- é o FAD que se reduz a FADH2. 
Os e- são coletados pela coenzima Q que 
entrega para o complexo 3 da cadeia 
transportadora de elétrons 
 
 
 
 
Transporte de elétrons 
Cadeia respiratória está localizada na membrana 
mitocondrial interna, composta por complexos 
onde acontece o transporte 
Cadeia transportadora de elétrons: bombeia 
prótons através da membrana mitocondrial 
interna gerando um gradiente de pH (gradiente 
de prótons) → energia estocada (acoplamento) 
Energia liberada: usada na forma de ATP que é 
resultado da fosforilação oxidativa (fosforilação 
do ADP produzindoATP) 
→ Transporte de elétrons 
→ Fosforilação oxidativa 
Cadeia respiratória → série de carregadores que 
agem sequencialmente 
Os elétrons se movem do NADH, succinato (ou 
outro doador primário) por flavoproteínas, 
ubiquinona, proteínas ferro-enxofre e 
citocromos até o O2 
O oxigênio (aceptor final) → é oxidado a água. 
Os carregadores de elétrons atuam em 
complexos multienzimáticos (inseridos na 
membrana mitocondrial interna) 
 
 
 
 
 
Desidrogenase do NADH 
Catalisa dois processos simultâneos: 
→ Transferência de elétrons 
 
→ Transferência da 4 H+ 
Integral de membrana 
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Recebe os elétrons do NADH e transfere para a 
coenzima Q 
Bombeia 4H+ 
 
 
 ou ubiquinona 
Carreador móvel 
Solúvel em lipídeos 
Transporta elétrons do CI, CII, glicerol-3P 
citosólico e FTE para o CIII 
Leva 2 elétrons de cada vez 
 
Citocromo b-c1 
Transfere elétrons da coenzima para o 
citocromo C 
Ciclo Q 
Formado por várias cadeias polipeptídicas 
Citocromo C só leva 1 elétron, vai e volta 
Enquanto um elétron vai direto ao citocromo C, 
Carreador móvel 
Transporta elétrons do CIII para o CIV 
Transporta 1 elétron por vez 
 
Carrega elétrons do CIT C para o oxigênio, 
reduzindo-o a água 
 
Cit C → CuA → heme a → heme a3-CuB → 
O2 
Para consumir todo o O2 precisamos de 2 ciclos: 
 
1 ciclo: 2 elétrons 
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Desidrogenase do succinato 
Enzima do ciclo de Krebs, da reação que 
formava FADH2 
Não bombeia prótons (H+) 
Envolve os elétrons do FADH2 e transfere estes 
para a coenzima Q 
 
 
 
Resumo do fluxo de elétrons e prótons pelos 
quatro complexos da cadeia respiratória 
 
 
 
 
A energia da transferência é eficazmente 
conservada em um gradiente de prótons 
A energia estocada chamada de força próton-
motriz: 
→ devido à diferença 
da concentração de prótons nas régios 
separadas pela membrana 
→ resultante da 
separação de cargas 
 
 
 
São necessários 4H+ para produzir e liberar 1 
ATP 
Prótons liberados na matriz mitocondrial 
Água não é usada 
Transporte não ocorre na sequência numérica 
dos complexos 
Complexos que bombeiam prótons: 1, 3 e 4 
Prótons vão ficar acumulados no espaço 
intermembranas e depois vão retornar pela ATP 
sintase 
Conservação de energia (força eletromotriz): 
resultado do acúmulo de prótons, que gera uma 
diferença de energia potencial química e elétrica 
4 prótons retornando para liberar 1 ATP 
Se não tiver transporte de elétrons, não vai ter 
síntese de ATP pela ATP sintase 
 
 
 
15 
 
 
 
 
 
ATP sintetizado vai ser usado no citoplasma, sai 
da mitocôndria através de transportadores 
Antiportador: transportador dos nucleotídeos de 
adenina 
 
Fosforilação oxidativa 
 
 
Produção de ATP 
ADP: marcador energético na célula 
Se tem muito ADP, falta ATP 
A concentração intracelular de ADP é uma 
medida do estado energético das células 
ATP sintase ativada por altas concentrações de 
ADP e Pi 
 
Processo da cadeia respiratória é regulado a nível 
de fosforilação oxidativa, através dos níveis de 
ATP e Pi (marcadores do estado energético da 
célula) 
Alta concentração de ADP: fosforilação oxidativa 
→ produzindo ATP 
A concentração intracelular de ADP é uma 
medida do estado energético das células 
 
Termogenina 
Fornece uma via para os protons retornarem à 
matriz sem passarem pelo complexo FOF1 (ATP 
sintase) → A energia de oxidação não é 
conservada pela formação de ATP, mas 
dissipada como calor 
O tecido adiposo marrom é termogênico 
As células do tecido adiposo marrom têm mais 
mitocôndrias e um suprimento mais rico de 
capilares e de inervação do que as células do 
tecido adiposo branco, e sua característica cor 
marrom é conferida pelos citocromos das 
mitocôndrias e pela hemoglobina nos capilares 
Tecido adiposo marrom apresenta alta 
expressão de um gene UCP1 (codifica proteína 
termogenina) 
Proteína desacopladora: fornece retorno 
alterativo aos prótons que são bombeados no 
transporte de elétrons 
Quando os prótons voltam pela ATP sintase: 
produção de ATP (energia química) 
Retorno dos prótons através da termogenina: 
libera energia na forma de calor 
 
 
16 
 
Inibidores da respiração bloqueiam o fluxo de 
elétrons 
Inibidores: bloqueiam a cadeia transportadora de 
elétrons nos sítios correspondentes a cada um 
dos complexos respiratórios. 
→ Barbituratos (amital), rotenona: bloqueiam 
a transferência de elétrons da 
flavoproteína NADH-redutase para a 
coenzima Q. 
→ Antimicina A: bloqueio da transferencia de 
elétrons envolvendo citocromo b, 
coenzima Q e citocromo c1 
→ Cianetos, azida, CO: transferencia de 
elétrons do citocromo aa3 para o 
oxigênio 
Se o processo é inibido, prótons não serão 
bombeados 
 
Formação de espécies reativas (radicais livres)
Espécies reativas → radicais livres: substâncias 
que apresentam no mínimo um elétron 
desemparelhado (elétron sozinho em um orbital) 
Elétron desemparelhado na camada de valência 
(última camada) 
C, O e N 
Espécies reativas de oxigênio e espécies reativas 
de nitrogênio 
São produzidos normalmente dentro da célula 
5% do oxigênio molecular → espécies reativas 
de oxigênio 
Cadeia transportadora de elétrons: principal onde 
espécies reativas são produzidas 
Para consumir todo o oxigênio precisamos de 2 
ciclos (4 elétrons) 
 
→ Alta reatividade: busca parear elétron 
→ Meia vida curta: existem na célula por 
frações de segundo 
 
 
Espécies reativas de oxigênio: 
→ Superóxido (O2) 
→ Peroxido de hidrogênio (H2O2): água 
oxigenada, altamente reativo, não é 
radical livre 
→ Hidroxila (OH) 
Quando chegam menos do que 4 elétrons no 
oxigênio, serão formadas espécies reativas de 
oxigênio: mecanismos de regulação, sinalização 
 
Sistemas de defesa (evitar excesso de espécies 
reativas): transformam espécie reativa em 
menos reativa 
→ Enzimático 
→ Antioxidante 
 
Enzimático converte espécie reativa em menos 
reativa, antioxidante doa elétron para a espécie 
reativa 
Maior produção de espécies reativas do que 
antioxidantes: estresse oxidativo → espécies 
reativas sobrando 
 
 
 
 
 
 
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Geralmente utilizado em atividades físicas mais 
intensas 
Reserva mais rápida de ser acessada 
Polissacarídeo formado a partir de várias 
moléculas de glicose, molécula altamente 
ramificada 
Vantagem em armazenar glicogênio de forma 
ramificada: redução da osmolaridade, rapidez em 
que a glicose é liberada 
A enzima que degrada o glicogênio só consegue 
quebrar as glicoses das ramificações/ 
extremidades 
 
 
Degradação do glicogênio no musculo 
(glicogenólise): ativado em resposta a ação 
hormonal (epinefrina) 
Degradação do glicogênio no fígado 
(glicogenólise): ativada em resposta a ação 
hormonal (glucagon) 
Hormônios: regulação vias metabólicas 
Glicogênio é sintetizado e degradado por vias 
metabólicas distintas 
Degradação e sintetização do glicogênio jamais 
ocorrem simultaneamente 
 
Catabolismo: glicogênio → glicose 
Substrato: glicogênio 
Produto: glicose 
Degrada glicogênio para liberar glicose 
Baixos níveis de glicose no sangue → jejum 
Produz ATP no musculo esquelético 
Manutenção da glicemia no fígado (maior 
flexibilidade metabólica) → exporta para a 
corrente sanguínea, para manter os níveis de 
glicose 
Diminuição da glicemia → hormônios são 
liberados → ativação da degradação do 
glicogênio 
Enzimas: 
→ Glicogênio fosforilase: controla o processo 
de glicogenólise, enzima reguladora do 
processo (quebra fragmentos lineares, 
glicoses das extremidades), irreversível 
→ Enzima de desramificação bifuncional: 
catalisa duas reações sucessivas 
removendo as ramificações, irreversível 
Transferase: transfere três glicoses de 
cima para baixo 
Glicosidase: quebra ligação glicosídica e 
libera uma molécula de glicose, restando 
polímero linear 
→ Fosfoglicomutase: moléculas de glicose-1-
fosfato → glicose-6-fosfato(tira o fosfato 
para liberar glicose na corrente sanguínea 
→ fígado) e (entra na glicólise como 
substrato da reação 2 → musculo), troca 
o fosfato de lugar, reversível 
 
 
 
18 
 
 
 
Glicose – 6P: ponto de partida para a síntese 
Glicose-6P é convertida em glicose-1P na reação 
da fosfoglicomutase 
A glicogênio-sintase não consegue iniciar uma 
cadeia de glicogênio novamente necessita de um 
iniciador, geralmente uma cadeia poliglicosídica 
em (a1 → 4) ou uma ramificação que tenha, pelo 
menos, oito resíduos de glicose 
A proteína (primer, pequeno 
fragmento de glicogênio para iniciar a síntese) é 
o iniciador, sobre o qual são montadas novas 
cadeias, e a enzima que catalisa essa montagem 
Processo anabólico 
Glicose → glicogênio 
Glicose: substrato 
Produto: glicogênio 
A glicose-1P é convertida em UDP-glicose pela 
ação da 
 
PP saem do UTP → UDP-glicose 
Cadeia grande de glicogênio ligada na glicogenina, 
formando glicogênio não ramificado 
 promove a transferência da 
glicose da UDP-glicose para uma extremidade 
não redutora de uma molécula ramificada de 
glicogênio 
 faz ramificações, transfere 
resíduos de glicose formando a ramificação 
O efeito biológico da ramificação é tornar a 
molécula mais solúvel e aumentar o número de 
sítios acessíveis a glicogênio-fosforilase e 
glicogênio-sintase, as quais agem somente nas 
extremidades não redutoras 
Glicogênio pronto para ser sintetizado 
 
 
 
 
 
 
Glicemia baixa na glicogenólise: adrenalina no 
musculo e glucagon no fígado 
Regulação coordenada da síntese e da 
degradação do glicogênio 
19 
 
 
Degradação de glicogênio (glicogenólise) → 
enzima: → regulação 
alostérica e hormonal (fosforilação) 
Fosforilação: adicionar ou remover fosfatos, 
fosfato carga negativa, alterando conformação 
da enzima 
Fosforilação ocorre em resposta a ação de 
hormônios 
Duas formas interconversiveis: glicogênio-
fosforilase a (cataliticamente ativa), e glicogênio- 
fosforilase b (menos ativa) 
 
 
A enzima (fosforilase-b-cinase) responsável pela 
ativação da fosforilase pela transferência de um 
grupo fosforil para seu resíduo é ativada por 
adrenalina (musculo) ou glucagon por uma série 
de etapas 
Glicogênio fosforilase → inativa → desfosforilada 
Glicogênio fosforilase → ativa → fosforilada 
 
Glicoses liberadas (glicose-1-fosfato) no fígado 
viram glicose e vão para o sangue e no musculo 
entram na glicólise sendo usadas na contração 
muscular 
Sua forma ativa, glicogênio-sintase a, e não 
fosforilada. 
A fosforilação das cadeias laterais hidroxílicas de 
vários resíduos de Ser de ambas as subunidades 
converte a glicogênio-sintase a em glicogênio-
sintase b, que é inativa na ausência da glicose, 
seu ativador alostérico. 
 
 
 
 
 
 
 
Oxidação de ácidos graxos: via central de 
produção de energia 
Reserva energética: tecido adiposo 20% do peso 
corpóreo 
Massa 100 vezes maior (lipídeo) do que o 
glicogênio hepático 
20 
 
→ Insolúvel em água: lipídeo do tecido 
adiposo em forma de gotículas de 
gordura, não aumentam a osmolaridade 
do citosol. Devido à sua inercia química 
podem ser armazenados em grandes 
quantidades sem reagir com outros 
constituintes celulares 
→ Lipídeo oxidado libera muito mais energia 
do que um carboidrato 
Principal fonte de lipídeos da célula é através dos 
ácidos graxos: gorduras consumidas na dieta, 
gorduras armazenadas nas células como 
gotículas de lipídeos, gorduras sintetizadas em 
um órgão para exportação a outro 
 
Gorduras armazenadas nas células como 
gotículas de lipídeos 
 
 
 
Entrada do glicerol na via glicolítica: o glicerol não 
é metabolizado pelos adipócitos, pois eles não 
possuem a glicerol-3-fosfato, que pode ser 
transformado em diidroxiacetona-fosfato 
(intermediário da glicólise do musculo) 
 
 
 
 
Dependendo do tamanho da cadeia carbônica 
dos ácidos graxos, cadeia longa não consegue 
entrar direto e precisa de transportador 
(carnitina) 
Cadeia curta entra por difusão 
Beta oxidação quebra acil-COA e moléculas 
menores (acetil-COA) → vai para o ciclo de 
Krebs para produzir energia 
 
Ativação: ligação de coenzima A com ácido 
graxo, gasta 1 ATP 
21 
 
 
 
 
 
 
Circuito da carnitina (+14C): Após o transporte 
para a mitocôndria podem ser oxidados pelo 
processo da B-oxidação até acetil-COA (ácidos 
graxos pares) e acetil-COA + propionil-COA 
(ácidos graxos ímpares) 
Acil-COA perde coenzima A e a carnitina se liga 
na estrutura (enzima CAT1), formando acil-
carnitina → entra na mitocôndria através do 
transportador → carnitina se deliga da estrutura 
e volta ao citoplasma (enzima CAT2) → acil-CoA 
Se o circuito da carnitina não estiver funcionando, 
não chegará acil-CoA na mitocôndria e não vai 
ter betaoxidação 
Passo limitante para a oxidação dos ácidos graxos 
na mitocôndria, e é um ponto de regulação 
As enzimas de oxidação de ácidos graxos nas 
células animais estão localizadas na matriz 
mitocondrial. 
12 átomos de carbono ou menos entram nas 
mitocôndrias em ajuda de transportadores de 
membrana. 
14 átomos de carbono ou mais (maioria dos AGs 
da dieta ou obtidos do tecido adiposo) → 
precisam passar pelas 3 reações enzimáticas do 
 
 
 
 tira 2 carbonos do acido graxo na 
forma de acetil-CoA 
Acil-CoA → acetil-CoA 
 
Catabolismo na matriz mitocondrial 
Processo acontece em ciclos 
Cada ciclo de betaoxidação é composto por 4 
reações, cada ciclo remove 2 carbonos do acil-
CoA na forma de acetil-CoA e produz 1 FADH2 
e 1 NADH → 4 ATPs 
No msuculo, o acetil-CoA vai direto ao ciclo de 
Krebs 
Quantidade de ciclos e a quantidade de acetil-
CoA dependem do tamanho da cadeia do acido 
graxo 
1. Remoção de unidades sucessivas (acetil-CoA) 
2. Oxidação do acetil-CoA pelo C.A.C 
3. Elétrons derivados das oxidações passam pela 
cadeia respiratória 
 
B-oxidação dos ácidos graxos 
Cada volta no ciclo é removida uma molécula de 
acetil-CoA e o acil-graxo remanescente reinicia 
o novo ciclo de B-oxidação 
1. Desidrogenação da acil-CoA produz uma dupla 
entre os carbonos α e β (acil-CoA-
desidrogenase: transfere elétrons e prótons) 
acontece na membrana mitocondrial interna 
ETF, FADH2 produzido entra direto na cadeia 
respiratória 
2. Adição de água a dupla ligação (enoil-CoA-
hidratase) formando L-beta-hidroxiacil-CoA 
22 
 
 
3. Desidrogenação para formar β-cetoacil-CoA 
(enzima reguladora), transferência de prótons e 
elétrons) produz NADH 
4. Reação de β-cetoacil-CoA com uma coenzima 
A livre para separar o fragmento de 2C (acetil-
CoA). Reação de quebra, enzima acil-CoA-
acetiltransferase (ponto de controle). Acil-Coa 
com 2 carbonos a menos inicia novamente um 
ciclo de betaoxidação 
 
 
 
 
Para um acil-CoA de 16C serão necessários 7 
ciclos de betaoxidação e serão produzidos ao 
total 8 acetil-CoA 
A quantidade de ciclos de betaoxidação e a 
quantidade de moléculas de acetil-CoA 
dependem do tamanho da cadeia do aceil-CoA 
A cada ciclo de Krebs consome 1 acetil-CoA, 
produzindo 10 ATPs 
 
 
Para a oxidação completa do ácido palmítico são 
produzidos o equivalente a 107 ATPs 
Cadeia maior produz mais energia 
 
Reações adicionais para a oxidação de ácidos 
graxos insaturados (dupla ligação na cadeia 
carbônica) 
Acido graxo de cadeia carbônica ramificada não 
acontece beta oxidação, acontece alfa-oxidação 
 
Formas de armazenamento de energia no corpo 
A proteína muscular e os lipídeos são 
consumidos para suportar a gliconeogênese 
durante o jejum e inanição 
 
 
 
Sob circunstâncias normais as proteínas não são 
utilizadas para a produção de energia 
Jejum prolongado: proteína → aminoácidos 
Síntese de proteínas essenciais, cetoácidos para 
gliconeogênese (glicemia) 
Produção de energia → perda de massa 
muscular no jejum 
23 
 
 
 
 
 
Oxidação dos aminoácidos 
Pode ocorrer em três circunstâncias: 
→ Durante síntese e degradaçãode 
proteínas celulares, alguns aminoácidos 
liberados podem sofrer oxidação. 
→ Quando em uma dieta rica em proteínas 
aminoácidos excedentes são 
catabolizados 
→ Durante jejum severo e ou diabetes 
melitus proteínas corporais são 
hidrolisadas e seus aminoácidos 
empregado como combustíveis 
 
 
Oxidação dos aminoácidos: 10-15% das 
necessidades energéticas 
Musculo: produção de energia 
 
 
 
 
 
Degradação de aminoácidos 
Aminoácidos → metabolismo energético → 
desaminados para produzirem o esqueleto de 
carbono 
Existem três mecanismos para a remoção do 
grupo amino dos aminoácidos: 
→ Transaminação – a transferência do 
grupo amino para um cetoácido aceptor 
adequado 
O grupo amino é transferido para o α-
cetoglutarato liberando α-cetoácido → coletar 
grupos amino na forma de L-glutamato 
 doador de grupos amino para as vias 
biossínteticas ou para as vias de excreção 
→ Desaminação oxidativa – a remoção 
oxidativa do grupo amino, resultando em 
cetoácidos e amônia 
24 
 
→ Remoção de uma molécula de água pela 
desidratase – por exemplo, serina ou 
treonina desidratase; essa reação produz 
um intermediário imina instável, que se 
hidrolisa espontaneamente para produzir 
um α-cetoácido e amônia 
 
As células contêm tipos diferentes de 
aminotransferases. Muitas são específicas para o 
α-cetoglutarato como aceptor do grupo amino, 
mas diferem em sua especificidade para o L-
aminoácido. Essas enzimas são denominadas em 
função do doador do grupo amino (p. ex., alanina- 
aminotransferase, aspartato-aminotransferase). 
Todas as aminotrasferases apresentam o 
mesmo grupo prostéico (PLP- piridoxal fosfato) 
e o mesmo mecanismo de ação 
 
 
O glutamato libera seu grupo amino na forma de 
amônia no fígado 
 
A transporta amônia na corrente 
sanguínea 
A glutamina é uma forma de transporte não 
tóxico para a amônia 
A amônia livre produzida nos tecidos combina-se 
com o glutamato, produzindo glutamina, pela 
ação da glutamina-sintetase 
 
 
 
 
 
A transporta amônia do musculo 
esquelético para o fígado 
A alanina e a glutamina são liberadas pelo 
músculo esquelético em quantidades 
aproximadamente iguais e representam quase 
50% dos aminoácidos liberados pelo músculo 
esquelético no sangue 
 
 
 
 
 
25 
 
Metabolismo no músculo esquelético 
Período absortivo 
 
 
 
 
Período pós-absortivo JEJUM 
Adaptações metabólicas