GLICÓLISE ANAERÓBIA

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GLICÓLISE ANAERÓBIA 
 
- principal enzima: hexoquinase 
 
→ GLICOSE 
- fontes: 
→ exógena (dieta) 
→ endógena 
- necessidade diária: 160 g 
- cérebro: 150 g 
→ GLUT-3 (proteína transmembrana 
transportadora - internalização da 
glicose) 
→ glicólise anaeróbia - via opcional 
→ considerando a produção hepática 
(fonte endógena) 
- outros tecidos e tipos celulares: 40 g 
→ eritrócitos - GLUT-1 
 glicólise anaeróbia é 
fundamental (obrigatória) para 
sua funcionalidade (hemácias 
maduras não possuem 
mitocôndrias - sem metabolismo 
dependente de oxigênio) 
→ tecidos embrionários 
→ testículos 
→ medula renal 
 
A presença física de glicose estimula a 
liberação de insulina pelas céls beta-
pancreáticas 
- hormônio crucial para internalização 
do açúcar 
 
obs. os GLUT podem ser dependentes 
da insulina ou não (nesse último caso: 
internalização do açúcar por gradiente 
de concentração - ajuste 
conformacional → ex. GLUT-3, GLUT-
1, GLUT-2) 
 é de extrema importância o 
GLUT-3 não depender da 
insulina, haja vista a 
necessidade de um grande 
aporte energético para a 
atividade cerebral 
 esse mecanismo de 
internalização da glicose 
independente da insulina 
antecede a liberação desta (por 
não depender dela e ocorrer 
justamente pelo gradiente - 
diferenças - de concentração) 
 
FÍGADO - GLUT-2 
- independente da ação da insulina 
- GLUT-2 assegura que o fígado só 
utilize o açúcar quando este estiver 
excedente 
- a glicólise anaeróbia não é a via 
prevalente, apenas a inicial 
 
MÚSCULO ESQUELÉTICO - GLUT-4 
- GLUT-4 depende da ação da insulina 
para a internalização do açúcar 
 
NÍVEIS GLICÊMICOS 
- normal: até 99 mg/dL 
→ 3 mM - 10 mM (milimolar) 
- pré-diabético: 100 a 125 mg/dL 
- diabético: igual ou maior a 126 mg/dL 
 
Diabetes: dificuldade de internalização 
do açúcar 
 
GLICÓLISE NO ESTADO 
ALIMENTADO (CIRCUNSTÂNCIA 
METABÓLICA) 
AÇÃO DA INSULINA 
1. sensibilização do receptor tirosina-
quinase 
→ receptor presente no músculo 
esquelético 
2. síntese de GLICOQUINASE 
(enzima) para captação de glicose pelo 
fígado (GLUT-2) 
→ glicoquinase é um tipo de 
hexoquinase → ganha essa 
denominação no fígado 
→ só é expressa mediante ao 
excedente de açúcar no sangue (por 
causa da insulina, que a produz) 
3. ativação das enzimas glicolíticas 
 
A ativação da glicólise ocorre em todos 
os tecidos e tipos celulares 
- via metabólica universal 
 
Mas, então, a via glicolítica ou glicólise 
não é ativada no jejum (quando 
dormimos ou não nos alimentamos)? 
SIM! É ativada o tempo todo. Aqui 
(privação de nutrientes) o corpo vai 
usar as reservas de açúcar do fígado - 
para o cérebro e hemácias, por ex., 
que precisam estar em atividade todo o 
tempo 
 
Quando nos alimentamos e ingerimos 
glicose, a insulina é liberada 
- o açúcar fornece energia necessária 
para as céls beta-pancreáticas 
liberarem (secretarem) a insulina para 
o organismo 
- destaca-se também a importância da 
mitocôndria nesse processo - glicose 
→ ATP 
 
Entrada de glicose na cél pancreática 
pelo GLUT-2 → glicólise na mitocôndria 
→ liberação de ATP → sensibilização 
de receptores → ativação de ATPase 
→ liberação da insulina 
- ou seja, o acúmulo de glicose na 
corrente sanguínea ativa rotas 
metabólicas nas céls beta-pancreáticas 
 
GLICÓLISE: uma via catabólica 
- quebra da glicose para gerar energia 
- via ativada por muitas enzimas 
- ocorre estritamente no citosol das céls 
 
FUNÇÕES 
- geração rápida de ATP 
- gerar intermediários para a síntese de 
outros compostos 
- regenerar NADH citosólico 
→ coenzima derivada da vitamina 
niacina 
- impulsiona o metabolismo 
mitocondrial - balanço redox e 
energético favorável 
 
1940 - elucidação completa da via 
- sistema multienzimático 
 
S (substrato) → B → C → D → P 
(produto final) 
- B, C e D - intermediários (todos 
fosforilados) 
- P: piruvato/ácido pirúvico 
→ ácido orgânico 
→ forma enol e cetônica se alternam 
na cél 
→ pode apresentar diferentes destinos 
metabólicos - ex. originar lactato 
- conversão de energia útil (contida nas 
ligações) em ATP 
 
obs. a estrutura cíclica da glicose (anel 
pirano) a protege contra possíveis 
degradação no organismo e favorece o 
reconhecimento molecular 
 
ETAPAS (como a glicose entra na 
célula) 
1. insulina circulante 
2. sensibilização do receptor 
tirosinaquinase (uma proteína 
transmembrana) 
- presente na membrana de algumas 
céls 
- intermediário para ação da insulina 
3. síntese de glicoquinase (GCK) 
- isoforma/isoenzima de HK, ou seja, 
possui uma estrutura diferente, mas 
catalisa a mesma reação química (em 
tecidos diferentes) 
- ação exclusiva no fígado 
- pode catalisar a primeira reação da 
via, assim como a HK - tudo depende 
da distribuição dessas enzimas pelas 
céls 
4. ajuste conformacional de GLUT 
5. internalização da glicose 
6. destinos metabólicos 
 
A insulina é uma “barreira” realmente 
necessária? Não, a internalização do 
açúcar pode ocorrer sem o estímulo 
desse hormônio - exemplo: GLUT-2 
 
DIABETES MELLITUS 2 
- hiperglicemia no sangue 
- ausência de glicose em algumas céls 
(que dependem da insulina para 
sensibilizar receptores e internalizar o 
açúcar) → menor quantidade de ATP e 
de NADH (cofator enzimático) 
- sem energia ocorre insuficiência 
RELATIVA da insulina (ciclo) 
- pode acontecer, com o passar do 
tempo, que o receptor tirosinaquinase 
torne-se insensível à insulina 
 
→ 10 REAÇÕES ENZIMÁTICAS 
- a primeira reação ocorre logo após a 
internalização do açúcar 
- isoenzimas: HEXOQUINASE (HK) - I 
(amplamente distribuída), II (prevalente 
no coração) e IV (prevalente no fígado) 
- cofator: Mg+2 
→ forma um complexo com ATP - 
permite a transferência do P para o 
açúcar (hidroxila do carbono 6) → por 
meio de um ataque nucleofílico 
 ajuste conformacional induzido 
(acoplamento HK + glicose - 
complexo enzima-substrato) 
→ ligações fracas, não-
covalentes - permitem a 
liberação do produto após as 
modificações necessárias 
→ isso garante que esse açúcar 
fosforilado permaneça no interior da cél 
 
 
→ variação de energia livre negativa - 
reação espontânea 
(termodinamicamente irreversível) 
 a energia livre contida nas 
ligações que organizam a 
molécula do açúcar (substrato) 
é maior do que a contida na 
molécula do produto 
 
Glicose - HK, GCK → glicose 6-P 
→ produto imediato: glicose-6-fosfato 
→ metabólito (intermediário) fosforilado 
→ dá continuidade à sequência de 
reações da glicólise - forma frutose 6-
fosfato e posteriormente o piruvato 
- na maioria dos tecidos, a glicose 6-P 
é um potente inibidor alostérico da 
hexoquinase, permitindo ao tecido 
ajustar o consumo de glicose à sua 
demanda 
→ a HK tem sua atividade modulada 
pelo “próprio” produto final 
 
Retomada do conceito de Km - para 
entender por que o fígado só 
“consome” glicose quando estiver 
sobrando 
 
 
→ ATP é considerado um substrato - 
se associa à região do sítio catalítico 
da enzima para ser processado como 
doador do grupo fosfato 
→ hexocinase apresenta uma maior 
afinidade à D-glicose - Km menor 
 consequentemente, o Km 
também permite comparar a 
velocidade a qual a enzima se 
associa ao substrato 
 
1ª FASE - INVESTIMENTO DE 
ENERGIA 
- ativação da glicose 
- geração de intermediários fosforilados 
(por meio do gasto de ATP) - nas 5 
primeiras reações enzimáticas 
- conversão de hexoses em trioses - 
enzima ALDOLASE (4ª enzima) → 
frutose 1,6-bifosfato ⇒ gliceraldeído 3-
fosfato + diidroxicetona fosfato 
- 5ª enzima: TRIOSE-FOSFATO 
ISOMERASE (enzima TIM) → catalisa 
a conversão de diidroxicetona em 
gliceraldeído 3-fosfato (GAP) 
- ou seja, o GAP é produto tanto da 
aldolase como da TIM 
 
obs. todos os intermediários são 
fosforilados - a glicose não é 
metabolizada se não for fosforilada a 
GLICOSE-6-FOSFATO 
 
Importante para que as enzimas 
reconheçam os intermediários 
subsequentes e para produzir ATP 
(finalidade da via) 
 
 
 
2ª FASE - PRODUÇÃO DE ENERGIA 
(ATP) 
- início com DUAS moléculas de GAP 
(gliceraldeído-3-fosfato) 
→ enzima TIM duplicou esse GAPno 
citosol das céls 
- a enzima 6 (GLICERALDEÍDO 3-
FOSFATO DESIDROGENASE) 
depende de fosfato inorgânico e de 
vitamina niacina (cofator NAD+) para 
atuar 
→ é uma das etapas limitantes (se 
faltar NAD+ a via não procede) 
 
 
 
Etapas 7 e 10 - os substratos são 
intermediários considerados com alto 
valor energético (ligações químicas) → 
ao serem processados pelas enzimas, 
contribuem para a geração de ATP 
 
A partir de GAP, que se encontra 
duplicado, toda essa segunda fase 
encontra igualmente duplicada → 
saldo: 4 ATP e 2 moléculas de ácido 
pirúvico/piruvato (produto final) 
 
Quais os destinos metabólicos do 
piruvato gerado aqui no citosol? Como 
nesse caso o metabolismo é anaeróbio, 
ele vai servir para estimular a 
fermentação lática (gerar o lactato) 
 
 
→ enzima LDH: lactato desidrogenase 
 presente no citosol de todos os 
tipos celulares 
→ no citosol da hemácia - gera 
o lactato 
 atua nos diferentes tecidos na 
forma de isoenzima (catalisando 
a mesma reação) 
 importante para a continuidade 
da via glicolítica - recicla NAD+ 
no citosol 
→ lactato é direcionado ao fígado para 
metabolização 
 
ETAPAS LIMITANTES DA VIA 
GLICOLÍTICA 
A coenzima NADH pode bloquear a 
glicólise? SIM, na sua forma oxidada 
(que é o cofator da enzima 6) - fase 2 
da glicólise é bloqueada 
 
Por que uma vida que produz pouco 
ATP é amplamente utilizada? 
- alguns tipos celulares dependem 
dessa via para a geração rápida de 
ATP - hemácias, córnea, cristalino, céls 
da retina, medula renal 
- permite as atividades do SNC - 
astrócito/neurônio 
- permite a obtenção de ATP com baixo 
suprimento de O2 
→ músculo esquelético - tipos de 
fibras: 
 resistentes à fadiga 
 glicolítica rápida - necessita de 
uma condição de anaerobiose 
mais intensa ⇒ fermentação 
lática 
→ via adaptativa/facultativa 
(quando nessas condições), pq 
também existem mitocôndrias 
nas céls 
→ aumento LDH 
→ aumento CPK (creatina 
fosfoquinase) - ajuda no 
suprimento de ATP; é a única 
dessas enzimas que não faz 
parte da via glicolítica 
→ aumento PFK 
(fosfofrutoquinase - 3ª enzima 
da via glicolítica) 
 raras, elevada capacidade 
oxidativa 
 
Glicólise no citosol - saldo líquido de 2 
ATP (das 10 reações enzimáticas) e 
produção de lactato 
 1ª fase - gasto de 2 ATP 
 2ª fase - produção de 4 ATP 
(pela duplicação do GAP) 
 
Restrição de glicose em trauma crânio-
encefálico → para evitar: acúmulo de 
lactato, acúmulo de EROS e morte 
celular 
- controle metabólico interno 
- lactato tem translocadores específicos 
para os neurônios - lactato é convertido 
em piruvato (pela LDH) → ácido 
pirúvico que estimula a produção de 
energia na mitocôndria 
 
Músculo esquelético - resistente à 
fadiga; glicolítica rápida; raras, elevada 
capacidade oxidativa 
 
FONTES DE ATP PARA O MÚSCULO 
- hidrólise ATP 
- creatina fosfato - atende a uma 
demanda rápida 
- metabolismo anaeróbio 
- metabolismo aeróbio 
 
 
 
CPK - fosfocreatina quinase 
 não é glicolítica 
LDH - lactato desidrogenase 
PFK - fosfofrutoquinase 
 
Importância da glicólise no câncer: via 
glicolítica rápida anaeróbia → alta 
demanda por ATP (nos tipos céls que 
já apresentam descontrole no ciclo 
celular e que requerem alta quantidade 
de açúcar para a proliferação celular)