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Ciclo de Krebs Relembrando Hiperglicemia Vias: Respiração celular, Glicogênese, Via das Pentoses e Lipogênese. Hormônio: Insulina. Vias hipoglicemiadoras. Dentro das células, a glicose entra na célula com auxílio dos GLUTs. Dentro da célula a glicose recebe um cadeado bioquímico: fosfato e não sai da célula. Vira a G6P (glicose 6-fosfato). Carboidrato tem como função fornecer energia, ATP. Respiração celular: Primeira via ativada. Respiração Celular 1/3 acontece no citoplasma e 2/3 na mitocôndria. Etapas GLICÓLISE AERÓBICA OCORRE NO CITOPLASMA CICLO DE KREBS OCORRE NA MATRIZ MITOCONDRIAL CADEIA RESPIRATÓRIA OCORRE NAS CRISTAS MITOCONDRIAIS Glicólise: Quebra da glicose e produção de 2 moléculas de piruvato. Rendimento energético: 2 ATPs. (produz 4 e usa 2, resta 2). 2 NADH2 Isso vai para a cadeia respiratória e vira molécula de troca lá na frente. + 6 ATRAVES DO NAD: 3 ATPS Salto: 8 ATPs Entrou na mitocôndria: Acido Pirúvico (3C) é convertido em Acetil Coenzima A (2C). Processo: descarboxilação do piruvato. Perde um C. Descarboxilação do piruvato - molécula de piruvato perde um C e libera CO2, ficando apenas com 2C --> Acetil. Presença da coenzima A. (vitamina do complexo B) Sai CO2, sai H. NADH2, o H vai para a cadeia respiratória. NADH2 = 3 ATP. FADH2 = 2 ATP. Acetil CoA vai para o ciclo de Krebs. Ciclo de Krebs – Matriz Mitocondrial Acetil CoA. 9 ATPS do NAD. 2 ATPs do FAD 1 ATP Total: 12 ATPs Formação de ATP A respiração tem por função produzir ATP. ATP: Adenosina trifosfato. Molécula/moeda energética. Se muda a base nitrogenada, muda o nome. UTP: Uracila trifosfato. GTP: Guanina trifosfato. ADP + Pi → ATP Produziu energia, ATP. ADP + Pi (reações que liberam é)---> ATP ATP → ADP + Pi Gasto de energia, ATP. Concentração de ATP intracelular Respiração Celular Ck e CTE (CR): Ciclo de Krebs/Cadeia respiratória. CICLO DE KREBS, CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO, CICLO DOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS CICLO DE KREBS – Definição: Sequência cíclica de reações, onde uma molécula de Acetil CoA (proveniente do catabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas) é oxidada até CO2, com liberação de hidrogênio para formação de energia na CR (cadeia respiratória). Acetil CoA Veio da glicose. Glicose se transformou em piruvato. Piruvato se transformou em Acetil Coenzima A. Presença da CoA na reação e saída de CO2. Origem Acetil CoA: Quebra de moléculas orgânicas. Funções dele: ATP, moeda bioquímica, lipogênese. Ciclo de Krebs Acetil Coa tem 2 C. Liga-se a uma molécula de 4C → Oxaloacetato. Fica com 6C → citrato ou ácido cítrico. Perde CO2, fica com 5c → CETO GLUTARATO. Perde NADH2, que vai para a cadeira respiratória → 3ATPs e o CO2: lixo metabólico. Perde CO2, fica com 4C → succinil-CoA Perde NADH2, que vai para a cadeira respiratória → 3ATPs e o CO2: lixo metabólico. Fica 4C → Até o final da reação. Vira Succinato Sai H através do GTP → 2ATPs Depois Fumarato Recebe H2O. Depois Malato Depois Oxaloacetato. NADH2 → 3 ATPs Macete: F com F (FADH2 no Fumarato) Entrou água ficou molhado (H20 no Malato). Ciclo de Krebs – Regulação: Enzimas Liga acetil CoA ao Oxaloacetato → Enzima Citrato Sintase Enzima marcapasso do ciclo de Krebs. Concentração do ATP intracelular. Baixo nível de ATP (ex: atividade física): acelera o ciclo de Krebs. Alto nível de ATP intracelular (ex: pós prandial): diminui o ritmo do ciclo de Krebs. O ciclo muda, mas nunca para, apenas quando morremos. Liberação de CO2: descarboxilação do piruvato (matriz mitocondrial) e CK (ciclo de Krebs). Gera somente 1 ATP. Sua importância é portanto, gerar H para a cadeia respiratória/cadeia transportadora de elétrons. Importância: Gerador de hidrogênio para a CTE (CR). 3NADH e 1 FADH2 para a CR. Molécula de glicose 6C 3C Piruvato 3C Piruvato Acetil CoA 2C Acetil CoA 2c OBS: Acontece 2 ciclos de Krebs 3NADH X 3 ATP = 9 ATP 1 FADH2 X 2 = 2 ATP saída de 2 moléculas de CO2 1 GTP Como são 2 moléculas de Acetil → Dobra essa conta 1 ÁCIDO PIRÚVICO NADH2 x 3 ATPS (etapa de descarboxilação do piruvato) ACETIL COA no CICLO DE KREBS 12 ATPS 15 ATPs Como são 2 ácidos pirúvicos: 15 x 2 = 30ATPs 15 ATPs x 2 ÁCIDOS PIRÚVICOS = 30 ATPS Ciclo de Krebs e Vitaminas NAD nicotimina dinucleotídeo → Sozinho (oxidado) NAD reduzido → Levando H (transportador de H) Coenzima (enzimas + vitaminas) e Cofatores TRANSPORTE DE PRÓTONS E ELÉTRONS, DIFERENTES POTENCIAIS REDOX. ESTÁGIO 1 – nutrientes são oxidados e geram Acetil-CoA (carboidratos, ácidos graxos, aminoácidos) coenzimas são reduzidas. ESTÁGIO 2 – Acetil-CoA é consumido no Ciclo de Krebs. coenzimas são reduzidas. ESTÁGIO 3 – Coenzimas são oxidadas, transferindo elétrons para O2 , formando água e armazenando a energia envolvida na forma de ATP, na Cadeia Respiratória. NAD e FAD reduzidos (receberam H): NADH+ e FADH+ Oxidados (doaram H): NAD+ e FAD+ NAD+ = oxidado / NADH = reduzido Ácido pantotenico (vitamina B5)→ Acetil CoA Coenzima A: Ativa as moléculas. Piruvato Veio da glicólise Entrou na mitocôndria, ainda não vai para o ciclo de Krebs: descarboxilação do piruvato Molécula de piruvato 3C é convertida em Acetil Coa 2C. Sai CO2. Participação da CoA Complexo de piruvato-desidrogenase (E1+E2+E3) → Vitamina do complexo B Complexo Multienzimático 3 enzimas: piruvato desidrogenase: E1 (B1 tiamina) diidrolipoil transacetilase: E2 (B5 ácido pantoteico) diidrolipoil desidrogenase: E3 9B2 riboflavina) 5 coenzimas: TPP, CoA, FAD, NAD+ e ácido lipoico Vitamina B1 (TIAMINA): Envolvida com problemas relacionados a ingestão de bebida alcoólica. O organismo opta por digerir o álcool, invés dela. E a tiamina é excluída nas fezes. SÍNDROME DE WERNICKE-KORSAKOFF E O CICLO DE KREBS 8- A síndrome é decorrente da deficiência de vitamina B1 (tiamina) no organismo, sendo portanto, umas das principais consequências do alcoolismo crônico, visto que com a ingestão de bebidas alcoolicas, o organismo opta por digerir o álcool, ao invés dela. E essa síndrome tem como sinais e sintomas modificações neuropsiquiatrias, porque a tiamina (vitamina B1) é uma das vitaminas essenciais do complexo B, possuindo um papel central no catabolismo de hidratos de carbono e formação de neurotransmissores, com a deficiência dela os sistemas bioquímicos dependentes desta e, por extensão, o metabolismo energético, estão comprometidos. Os alcoólatras crônicos tem uma má absorção da tiamina no intestino, que absorvem preferencialmente o álcool, resultando em uma deficiência de vitamina B1, que tem como seu principal componente a tiamina. A síndrome de Wernicke-Korsakov caracteriza a deficiência de vitamina (Vitamina B1) e associa a sua falta à problemas neurológicos, uma vez que a vitamina B1 compõe o complexo multienzimático que irá participar da reação: Piruvato Acetil- CoA, que é primordial para a geração de energia (ATP) nas células neurais. Causa acumulo de piruvato Acomete principalmente as funções cerebrais porque a sua principal função é a ação no metabolismo de carboidratos, também é importante para a síntese da bainha de mielina. A síndrome de Wernicke-Korsakof decorre de uma deficiência nutricional da tiamina (vitamina B1) que leva à uma série de sintomas neuropsiquiátricos. Em condições não patológicas, a tiamina é absorvida ativamente ao nível do duodeno, sendo posteriormente transportado através da barreira hemato-encefálica por processos passivos e ativos em sua forma biologicamente ativa, sendo um componente essencial para várias enzimas do catabolismo da G6P, e, inclusive, enzimas que catalisam a glicólise e o ciclo de Krebs, ambas vias metabólicas importantes para a produçãode ATP e que, quando está em níveis reduzidos pode levar ao não fornecimento de energia para o metabolismo. Essa deficiência do suprimento energético acarreta na “encefalopatia de Wernicke” que envolve principalmente a perda localizada da barreira hemato-encefálica e incapacidade das regiões encefálicas metabolicamente mais activas manterem os gradientes osmóticos e, por conseguinte, a homeostasia de fluído intersticial Referência Bibliográfica: GALANTE, Fernanda; ARAÚJO, Marcus V. F. Princípios da Bioquímica: Para universitários, técnicos e profissionais da área da saúde. São Paulo: Rideel, 2018. Cap. 18.
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