4GLICÓLISE, GLICONEOGÊNESE E VIA DAS PENTOSES

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GLICÓLISE, GLICONEOGÊNESE E VIA DAS PENTOSES
TRANSCRIÇÃO-PB /MEDICINA-UNIFACS-LUCAS GÓIS
· Glicólise e via das pentoses-fosfatos são vias catabólicas. A gliconeogênese é uma via anabólica. 
· A gliconeogênese será a via pelo qual o fígado vai produzir glicose a partir de substâncias não glicosídicas. 
· Tecidos que conseguem captar glicose sem precisar de sinalização hormonal por conta do tipo de receptor presente na membrana: Hepático, muscular 
· Porque o músculo precisa de insulina? Porque o seu transportador é do tipo 4, e esse tipo 4 não é expresso diretamente na membrana do miócito, adipócito. Ele é expresso em vesículas. 
· Porque fígado, cérebro, ossos, rins e intestinos conseguem captar glicose do sangue sem precisar de insulina? O TIPO DE TRANSPORTADOR. 
· GLU1: Cébrebro; GLUT2: Fígado, rim; GLUT4: Músculo, tecido adiposo. 
· Pâncreas (insulina) > IRS (receptor da insulina ativado) > PI-3K > PBK > Vesículas contendo GLUT4 fundem-se com a membrana plasmática > GLUT4 (liberação) > Glicose entra por meio da GLUT4.
Destinos metabólicos da glicólise 
· A partir da entrada da glicose na célula, ela pode seguir destinos anabólicos (glicogênio, amido, sacarose + matriz extracelular e polissacarídeos da parede celular) e catabólicos (oxidação por glicólise formando o piruvato + oxidação pela via pentose-fosfato formando a ribose 5-fosfato). 
Via glicolítica 
· Dez enzimas transformam a glicose em piruvato ou ácido pirúvico. Duas moléculas darão origem a dois piruvatos. 
· A via glicolítica está dividida em duas etapas: Fase preparatória e fase do pagamento. 
· Na preparatória ocorrerá a preparação da molécula para que ela possa render energia para o organismo. Na fase de pagamento haverá o pagamento dos ATP investidos inicialmente com um saldo positivo de ATP. 
FASE PREPARATÓRIA: Fosforilação da glicose e sua conversão a gliceraldeído-3-fosfato. Gasto de 2 ATP. 
· Quando a glicose entra na célula a hexocinase transformará a glicose em glicose-6-fosfato > FOSFORILAÇÃO. 
· De onde vem a energia necessária para fosforilar essa glicose? ATP. Ocorrerá o investimento da energia. 
· Transformação de glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato pela isomerase (isomerização). 
· A glicose é uma aldose e a frutose é uma cetose. 
· Há uma segunda fosforilação pela enzima PFK (passo regulado da via glicolítica): Transformação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato. Gasta-se outro ATP.
· Quebra da frutose-1,6-bifosfato em gliceroaldeído-3-fosfato e di-hidroxiacetona-fosfato. São parecidas e se interconvertem sem gasto de energia. 
FASE DE PAGAMENTO: Conversão oxidativa do gliceroaldeído-3-fosfato em piruvato e formação acoplada de ATP e NADH. 
· O gliceroaldeído-3-fosfato será ao mesmo tempo oxidado e fosforilado. Na oxidação há a retira de elétron que irá reduzir outra molécula. As moléculas reduzidas são chamadas de NADH (NAD+ em NADH), que doará os elétrons para a cadeia transportadora. Resulta em uma energia ganha pela via metabólica. 
· 1,3-bifosfoglicerato em 3-fofosglicerato (2 ADP em 2ATP). Saldo 0. 
· Formação de mais 2 ATP e a transformação em piruvato. 
· Total: 4ATP; Saldo: 2ATP + 2NADH + 2PIRUVATO
Via de abastecimento da glicólise 
· Essa via acontece também a partir de quase todo monossacarídeo que a gente ingere. Ao ingerir sacarose, vai haver a ingestão de frutose. 
· A frutose é metabolizada mais rápida que a glicose. 
Destinos catabólicos da glicose 
· Nas nossas células o mais comum é a condição aeróbica. É necessária a presença do oxigênio e da mitocôndria. 
· Na condição aeróbica, há uma produção de CO2 e o piruvato é transformado em acetil (derivado do ácido acético que tem 2 carbonos). Do acetil para o piruvato há perda de um carbono.
· O acetil será oxidado em 4CO2 e 4H2O. 
· Se não tem oxigênio ou mitocôndria ocorrerá a fermentação. 
· O tecido muscular faz um tipo de fermentação (conversão do piruvato em lactato) > Fermentação láctica.
· Os microorganismos fazem fermentação láctica e fermentação alcoólica (piruvato em etanol ex: levedura), com produção de CO2 que faz a massa do pão aumentar.
· Na falta de oxigênio ou de mitrocôndria, NADH tem que doar o elétron para outra substância, que nesse caso será doado para o piruvato que se transformará em lactato e NADH se transforma de volta em NAD+. A energia do piruvato não é aproveitada pois a célula joga lactato fora (na circulação sanguínea). 
· Se o neurônio fica sem oxigênio, ele morre. 
· O músculo consegue produzir o lactato-desidrogenado.
· Porque o músculo consegue e o cérebro não? O trabalho muscular não é constante. 
· Como compensar o uso do ATP? Consumindo mais glicose. 
· O músculo também tira glicose do próprio músculo (reserva de glicogênio). 
· No momento de luta e fuga, o músculo não pode contar com a glicose sanguínea. 
Características adaptativas evolutivas 
· O exercício que o beija-flor faz é um exercício aeróbico. Quanto menor o animal, maior a capacidade cardiorrespiratória em relação ao tamanho. 
· O crocodilo desenvolve um modelo de caça baseado no seu metabolismo. Se ele erra o bote ele não faz mais nada. Seu metabolismo é completamente anaeróbico e no bote ele gasta todo seu ATP. 
· Quando se fala de extremo, lembra-se do celacanto. Vive em águas profundas onde a presença de O2 é quase zero. É um animal praticamente anaeróbico e por isso, se mexe o mínimo possível. 
· O homem obtém energia de forma aeróbica e anaeróbica.
· Exercícios de alta intensidade induz o metabolismo anaeróbico. Consequentemente o músculo consome muita glicose, tendo que guardar glicogênio. A hipertrofia se origina da presença de glicogênio e água no músculo. 
· Comparando um corredor de maratona com um de 100m rasos. O de 100m rasos é muito mais forte porque vai se precisar acumular glicogênio, ou seja, acúmulo de fibras de hipertrofia. 
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· Além do glicogênio que o músculo precisa acumular, toda vez em que se entra em atividade anaeróbica, é preciso da presença de outro substrato. Para a utilização do glicogênio, ele precisará ser quebrado. 
· O músculo precisa de uma reserva direta de ATP feita na forma de fosfocreatina. A fosfocreatina é usada imediatamente no momento da necessidade. Em casos de luta ou fuga, a fosfocreatina consegue se transformar em ATP em apenas uma reação enzimática. 
· Nos primeiros segundos quase 100% da nossa energia vem da fosfocreatina. Ela será utilizada por uma única enzima que é a creatina cinase (CK), que vai usar a fosfocreatina para fosforilar ADP transformando ele em ATP. Depois de uns 15,20 segundos a contribuição da fosfocreatina diminui e a contribuição da fermentação aumenta. 
· Depois de 2min, se diminui o componente anaeróbico, aumentando o componente aeróbico. 
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
· Outra forma de fazer catabolismo é a via das pentose-fosfato. 
· Ao contrário da glicólise, não tem objetivo de formar ATP.
· A vida ocorre em duas etapas:
1. Fase oxidativa: Transformação da glicose-6-fosfato em ribulose-5-fosfato.
· A glicose tem seis carbonos e a ribose tem cinco carbonos.
· Na via glicolítica a coenzima envolvida na oxidação da glicose é o NAD (NAD+ em NADH). Na via das pentoses a coenzima que recebe os elétrons será a o NADP (NADP em NADPH). 
· NADPH é produzida na célula com dois objetivos: 1. Biossíntese redutora (síntese de ácido graxo em lipídios). 2. Combate ao stress oxidativo. 
· A célula tem que atividade pentose-fosfato elevada é o adipócito, além do fígado e de glândulas que produzem hormônios esteroides. 
· As células que vão precisar de NADPH para combater o stress oxidante? TODAS AS CÉLULAS. Ou seja, todas as células vão precisar fazer via das pentoses
2. Fase não oxidativa: A ribulose-5-fosfato podem ter dois destinos. Na fase não oxidativa poderá ocorrer o fechamento de uma via cíclica na transformação novamente de glicose. 
· Se permanecer no ciclo, o principal produto será NADPH.
· Para as células que vão precisar de NADPH, a preferência vai ser fazer a volta, incluindo as duas fases. 
· Adipócito e hepatócito vão dar preferência a essa via. 
· A vida podecontinuar de ribulose-5-fosfato para ribose-5-fosfato, precisando a célula de ribose para a síntese de DNA. 
· Quando a célula está se dividindo, ela precisará da fase oxidativa em que transforma ribulose em ribose. 
· Preferência de células que proliferam: fase oxidativa.
· O que se faz para transformar uma molécula de cinco carbonos em uma molécula de seis? Converter 6 moléculas de cinco carbonos em 5 moléculas de seis. 
· A regulação entre a glicólise e a via das pentoses-fosfato será dada pela concentração de NADPH. Se a célula tá com o consumo energético muito alto, ela vai fazer glicólise porque precisa de ATP, mas se ela precisa combater stress oxidativo, ela vai usar NAPH para isso. Com isso, a concentração de NADPH cai, ativando a via das pentoses.
· Quando se existe excesso de NAPH, irá favorecer a glicólise. Na falta de NADPH, favorecerá a via pentose-fosfato. 
Consumo de glicose em células tumorais
· As vias da glicólise e da pentose-fosfato, elas serão muito ativadas quando as células estiverem proliferando. 
· Essa ativação é máxima nas células tumorais. 
· É normal que as células cancerígenas tenham alteração genética para aumentar essas vias. Ex: Aumento de GLUT1 e 3 para captar mais glicose; Aumento da hexocinase para fosforilar a glicose; 
· PET SCAN: Emissão de pósitron que é uma partícula radioativa. Se injeta um contraste análogo a glicose. Ela entra pelo GLUT, a hexocinase reconhece e fosforila. A radioatividade fica presa na célula. Quanto mais glicose a célula consome, mais radioatividade fica presa nela > Captação de metástase. Quanto mais vermelho > Mais pósitron > Mais glicose. 
VIA GLICONEOGÊNESE
· É uma via antagônica à glicólise no fígado. 
· Uma das vias utilizadas na fotossíntese > Fixação de CO2 > Fosfoglicerato > Glicose. 
· Em nós, humanos, a gliconeogênese tem que ser feita de outras substâncias que não sejam glicose. Um principal substrato é o lactato. O lactato produzido no músculo vai para o fígado, e lá será reutilizado como glicose. Lactato > Piruvato (lactato-desidrogenase) > Ciclo do ácido cítrico > Fosfoenol-piruvato > Glicose. 
· Outro substrato é o aminoácido. Na degradação de proteínas, os aminoácidos são conduzidos para o fígado, onde serão utilizados para fazer gliconeogênese para produzir glicose. 
· Outro substrato é o glicerol. Os animais não conseguem produzir glicose através do ácido graxo. 
Antagonismo 
· Glicólise: Hexocinase; Gliconeôgenese: Glicose-6-fosfatase
· Glicólise: Fosfofrutocinase PFK; Gliconeôgenese: Frutose-1,6-bifosfato
· Os dois hormônios que regulam é a insulina e o glucagón. 
REGULAÇÃO DO FÍGADO
· HIPOGLICEMIA-JEJUM
· Hormônio: Glucagon > Estimulação da enzima frutose-1,6-bifosfatase. 
· Via metabólica: Gliconeôgenese. 
· HIPERGLICEMIA-ALIMENTAÇÃO 
· Hôrmonio: Insulina > Estimulação da enzima fosfofrutocinase. 
· Via metabólica: Glicólise 
· A regulação intracelular é por fosforilação. Se tem muito ATP, o hepatócito vai querer fazer gliconeôgenese. Se tem muito ADP e ANP, vai querer fazer glicólise. 
· Insulina estimula proteína fosfatase-1 e glucagon o PKA. 
· Insulina: Desfosforilação; Glucagon e adrenalina: Fosforilação.
· A mitocôndria é importante para a gliconeôgenese. A transferência de elétrons ocorre do NADH de dentro da mitocôndria para o NADH de fora da mitocôndria.