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Vias Metabólicas - Carboidratos Glicemia Normal: 70 a 99 mg/Dl Pos prandial: hiperglicemia Pré prandial: hipoglicemia Hormônios pancreáticos: normoglicemiadores Normalizam a taxa glicêmica. Insulina Células beta Glucagon Células alfa Metabolismo dos carboidratos Situação de hiperglicemia: Respiração celular: gera energia, ATP. Glicogênese: Síntese de glicogênio. Via das Pentoses: Produzir pentose e NADPH. Lipogênese: Síntese de lipídeos. Via das Pentoses Pentose: Açúcar de 5 carbonos. É uma via rápida, fácil. Quebra a glicose, converte glicose 6C em 5C, e forma NADPH. Não forma ATP, não é uma via para fornecimento de energia. Situação de hiperglicemia, hormônio insulina. Enzima: G6P desidrogenase. Reação: Glicose 6C, a insulina auxilia ela a entrar na célula. A glicose entra na célula e é fosforilada. Vira: Glicose 6-P (G-6-P) Dessa forma, ela fica presa dentro do citoplasma celular. Enzima: G-6-P desidrogenase (G6PD) Conhecida como enzima marcapasso, é a mais importante da via. A G-6-P vira Lactona-6-P A enzima é uma desidrogenase, logo, saiu H. Esse H liberado, é captado pelo NADPH2 (que é um aceptor/transportador de H, uma coenzima, derivado da vitamina B3). Esse NADH2 possui alta energia. A molécula de lactona perde CO2. Agora, possui 5C. Vira a Ribulose-5-P Vira pentose 5C. Resumindo: É uma via que usa a glicose, hiperglicemiadora. Finalidade da via das pentoses 1)Produzir pentoses para estruturar os ácidos nucleicos. RNA: ribose →Síntese proteica, RNAm. DNA: dexorribose →Mitose, divisão celular. 2)NADPH2 (transportador de hidrogênio) para sínteses redutivas, reduções celulares para estruturar macromoléculas. Quando ele doa o H, oxida, fica com o sinal de +. Energia para sintetizar moléculas. NADPH2 é importante para as reduções celulares. O funcionamento normal dos tecidos e órgãos depende da continuidade da via. Questões Norteadoras 1)Qual é a importância da via das pentoses fosfato para o metabolismo celular? Produzir pentoses para estruturar os ácidos nucleicos E NADPH2 para a síntese redutivas. 2) Onde ocorre a Via das Pentoses? A via das pentoses ocorre nas células que produzem a enzima G6PD. Tecido adiposo, glândulas mamárias, fígado, glândulas suprarrenais, gônadas (testículos e ovários) e hemácias. 3) Onde esta rota metabólica apresenta maior importância no organismo? Na utilização de NAPH em síntese de macromoléculas →Reduções celulares. Exemplos de Reduções Celulares Redução, ganhou um elétron, diminuiu. Oxidação, aumentou. Síntese de ácidos graxos (lipídeos). Tem um reservatório no tecido adiposo. Síntese de triglicerídeos no tecido adiposo. O C vem do acetil-CoA. O H vem do NAPH, das vias das pentoses. Síntese de colesterol (precursor de outras moléculas) Fígado (tecido hepático) Produção de colesterol a partir de C e H. O C vem do acetil-CoA. O H vem do NAPH, das vias das pentoses. Esse colesterol produzido no fígado é lançado para outros tecidos. Síntese de esteroides (hormônios) Glândulas Suprarrenais. Gônadas (testículos e ovários). A base química desses hormônios é o colesterol →Hormônios esteroides. Manutenção da integridade da membrana das hemácias Tarefa das hemácias: transportar gases, com isso, sofre lesões, pois o H e O que são radicais livre, vão para a membrana e podem causar danos. Essas substâncias viram peróxido de hidrogênio (H2O2) no organismo por ex. Durante essa passagem através da membrana, vão causando danos, e para isso o NADH2 ajuda a regeneração da membrana da hemácia. Manutenção. Regenera as lesões. Radicais Livres Uma molécula instável e reativa. Essas moléculas vão para a membrana. Esses radicais livres. Glutationa: formada por 3 aa (glicina, cisteína e glutamato). Essa substância vai ser convertida em uma enzima, para fazer esse processo, precisa do H do NAPH das vias das pentoses. Enzimas: glutationa-redutase e glutationa-peroxidase. Precisa do NAPH para ter o processo glutationa →Conversão desse radical livre em enzima. A estrutura glutationa reduzida é mantida pelo NADPH para que ela realize sua atividade antioxidante. A glutationa é encontrada em várias células, uma delas a hemácia. Precisa do uso das vias das pentoses para evitar lesão. NADPH na proteção das células contra espécies reativas de oxigênio. Ativa a glutationa. Precisa da via das pentoses. Rota da pentose-fosfato Tem 2 rotas: oxidativa e não oxitativa. Glicose recebe P no sexto C, fica presa dentro da célula. Durante o processo Oxidativo de quebra dela, forma-se 2NADPH, vira: ribulose, xilulose e ribose : Importantes para a biossíntese de nucleotídeos. O ramo não oxidativo, forma: Glicose Glicose 6-P Frutose 6-P Gliceraldeido 3-P Piruvato →Glicolise A rota oxidativa é mais vantajosa →NADPH Fase Não Oxidativa Tambem produz pentose. Não tem NADPH. Enzimas: Transcetolase e transaldolase Questões Norteadoras 4) Explique a regulação desta via. A regulação da via das pentoses na fase oxidativa ocorre em situação de hiperglicemia, onde o hormônio insulina atua ativando a enzima G6PD (G6P desidrogenase). 5) Diferencie NADH e NADPH; função e vias em que ocorrem. http://salabioquimica.blogspot.com/2017/06/nucleotideos- emetabolismo-energetico.html NAD é uma coenzima que funciona como agente oxidante e aceptor intermediário de elétrons. Participa de reações com liberação de energia. Respiração celular NADP é uma coenzima que funciona como agente aceptor intermediário da fotossíntese. Relacionado com reações anabólicas. NAD é uma coenzima, ligada a uma Nicotinamida (vitamina B3) que funciona como agente oxidante e aceptor intermediário de elétrons. Participa de reações com liberação de energia: Respiração celular. NADP é uma coenzima que funciona como agente aceptor intermediário da fotossíntese e contém um fosfato. Relacionado com reações anabólicas. 6) O que são “reduções celulares”? Dê exemplos. Reduções celulares é quando um composto ganha elétrons, uma molécula de H2 na maioria das vezes, visto que possui 1 eletron e 1 proton. Reações de oxirredução. Síntese de macromoléculas, exemplos: síntese de colesterol , síntese de ácidos graxos, síntese de esteroides e manutenção da integridade da membrana das hemácias. Anemia Hemolítica Na ausência da G6PD temos uma ausência do funcionamento da glutationa levando à hemólise precoce das temáticas devido ao acúmulo de radicais livres. Destruição precoce das hemácias. Erro inato do metabolismo. Deficiência da enzima G6PD (gênico). Destruição precoce das hemácias. Lipoperoxidação. http://salabioquimica.blogspot.com/2017/06/nucleotideos-emetabolismo-energetico.html http://salabioquimica.blogspot.com/2017/06/nucleotideos-emetabolismo-energetico.html Vias metabólicas da glicose-6-P no eritrócito Se não tiver a via das pentoses, não tem a glutationa, e resulta em hemólise, a célula se rompe. Anemia hemolítica: Erro inato do metabolismo, no qual não produz a enzima G6PD na hemácia, logo a glutationa não vai agir e ocorrerá uma destruição precoce das hemácias. A anemia hemolítica é um tipo de patologia que envolve a via das pentoses. Essa doença existe devido a deficiência da enzima G6PD, afetando a produção de NAPH e consequentemente, a atuação da Glutationa, de modo que essa não pode retirar os radicais livres causando assim, um dano na membrana celular das hemácias que leva a hemólise precoce. Questões Norteadoras 7) Explique as etapas oxidativa e não oxidativa da via das pentoses fosfato e suas respectivas enzimas. Na fase oxidativa ocorre a produção de NADPH e pentose por meio da atuaçãoda enzima G6PD, enquanto na fase não oxidativa apenas a pentose é produzida por meio da atuação das enzimas Transcetolase e Transaldolase. 8) Relacione a Síndrome Wernicke- Korsakoff, deficiência da Tiamina e a das Pentoses (etapa não oxidativa). Anemia Hemolítica, Fase Oxidativa... Erro Inato do metabolismo, distúrbio metabólico, Falta da produção da enzima G6PD. A via das pentoses não ocorre apenas nas hemácias e o mecanismo glutationa-peroxidase não ocorre. Não há liberação de NADPH As hemácias sofrem hemólise precoce (60-80 dias). Baixa oxigenação celular. 9) Quais são as enzimas que participam da fase não oxidativa da via das pentoses? As enzimas da fase não oxidativa são transcetolase e transaldolase. Sindrome de Werniccke-Korsakoff Acontece na via não oxidativa. Enzima afetada: Transcetolase. Questões Norteadoras 10) Relacione a Síndrome Wernicke- Korsakoff, deficiência da Tiamina e a via das Pentoses. A síndrome de Wernicke-Korsakoff ocorre devido a deficiência de tiamina (vitamina B1). A enzima transcetolase (da fase não oxidativa da via das pentoses) depende do cofator tiamina-pirofosfato. 11) Diferencie NAD, NADH e NADPH. NAD - atua reações com liberação de energia NAD+ forma oxidada NADH forma reduzida NADP - atua relacionado a anabolismo (crescimento e síntese) NADP+ forma oxidada NADPH forma reduzida 12) Explique a ação da glutationa peroxidase e NADPH (via das pentoses), na manutenção da integridade das hemácias. Nas hemácias, a via das pentoses-fosfato constitui a única fonte de NADPH para a redução da glutationa oxidada, catalisada pela glutationa-redutase, uma flavoproteína que contém FAD. A glutationa reduzida remove peróxido de hidrogênio, em uma reação catalisada pela glutationa- peroxidase, uma enzima que apresenta o análogo da cisteína contendo selênio (selenocisteína) no sitio ativo. O acumulo de peróxido de hidrogênio pode diminuir o tempo de sobrevida das hemácias, causando lesão oxidativa na membrana celular com consequente hemólise. Nos outros tecidos, o NADPH também pode ser produzido em uma reação catalisada pela enzima málica. Dessa forma, a via das pentoses-fosfato e a glutationa-peroxidase protegem as hemácias da hemólise. OBS: Fase oxitativa – Patologia: Anemia Hemolítica – Enzima afetada: G6PD. Fase não oxidativa – Patologia: Sindrome de Werniccke- Korsakoff – Enzima afetada: Transcetolase. A enzima glutationa-peroxidase atua em uma importante reação para evitar o acúmulo de H2O2 que diminui o tempo de sobrevida das hemácias promovendo lesão oxidativa na membrana celular e, consequentemente, hemólise. A estrutura da glutationa reduzida é mantida pelo NADPH para que ela realize sua atividade antioxidante. 13) O que são corpúsculos de Heinz? Quando se formam? São formados no interior das hemácias/eritrócitos em indivíduos que apresentam anemia hemolítica. É um erro inato do metabolismo, onde não ocorre a produção da enzima G6PD da via das pentoses. A glutationa peroxidase não consegue agir contra os radicais livres formados na hemácia e a hemoglobina se precipita. Resumindo: A diminuição da atividade da G6PD prejudica a capacidade da célula de formar o NADPH, que é essencial à manutenção do conjunto reduzido de glutationa. Isso resulta em uma queda na destoxificação celular de radicais livres e peróxidos, formados no interior da célula. A glutationa também ajuda a manter os estados reduzidos dos grupos sulfidrila nas proteínas, incluindo a hemoglobina. A oxidação desses grupos sulfidrila leva à desnaturação de proteínas, as quais formam massas insolúveis (chamadas de corpos de Heinz) que atacam as membranas do eritrócito. Devido à oxidação adicional das proteínas das membranas, os eritrócitos se tornam rígidos e não deformáveis, sendo removidos da circulação por macrófagos no baço e no fígado. Embora a deficiência de G6PD ocorra em todas as células do indivíduo afetado, ela é mais grave nos eritrócitos, onde a via das pentoses-fosfato corresponde à única forma de gerar NADPH. O eritrócito não tem núcleo ou ribossomos e não pode renovar seu suprimento da enzima.
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