VIA DAS PENTOSES - RESUMO

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Resumo
P R O D U Ç Ã O : V I T O R D A N T A S
P R O D U T O R V E R I F I C A D O D O P A S S E I D I R E T O
Metabolismo
Vitor Dantas - METABOLISMO 
 
OBJETIVOS: 
→ Explicar a via das pentoses 
→ Explicar a gliconeogênese 
→Glutamina 
* Explicar a via das pentoses 
 
 TUTORIA 04/SESSÃO 05 
 
 
 
Após a glicogenólise, haverá liberação de energia através da 
via glicolítica, e iniciará a respiração celular. Visto a 
liberação anaeróbica de energia-Glicólise Anaeróbica, 
formará o ácido lático. A maior parte do ácido pirúvico da 
glicólise é convertida em ácido lático, que se difunde 
rapidamente das células para os líquidos extracelulares e, 
até mesmo, para os líquidos intracelulares de outras células 
com menor atividade. O ácido lático é tipo um “semidouro” 
em que os produtos finais da glicólise podem desaparecer, 
permitindo assim que a glicólise prossiga além do que seria 
possível de outra maneira. Isso garante a possibilidade de 
fornecer quantidades extras consideráveis de ATP. A 
reconversão do ácido lático em ácido pirúvico quando o 
oxigênio se torna novamente disponível. No metabolismo 
anaeróbico, o ácido lático é rapidamente reconvertido em 
ácido pirúvico. Nesse caso, o ácido lático pode ser 
convertido em glicose ou utilizado diretamente como fonte 
de energia. A maio parte dessa reconversão ocorre no 
fígado. 
 
→ Introdução-Conceito 
O ciclo das pentoses fosfato é uma rota alternativa para a 
oxidação da glicose-6P, no citosol, sem gerar ATP. 
Esta rota corresponde a um processo multicíclico onde: 
• - 6 moléculas de glicose-6P entram no ciclo; 
• - 6 moléculas de CO2 são liberadas; 
• - 6 moléculas de pentose-5P são formadas; 
• - estas pentoses-5P se reorganizam, regenerando 5 
moléculas de glicose-6P. 
 
 
 
As células dos tecidos animais degradam a glicose 6- 
fosfato na via glicolítica (glicólise) até piruvato. Grande 
parte deste piruvato é oxidada a acetil-CoA, que por sua 
vez será oxidado no ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) 
formando ATP (principalmente, por fosforilação 
oxidativa). 
Porém, existem outros destinos catabólicos para a glicose 
6-fosfato, entre eles: o ciclo das pentoses fosfato, 
também, denominado de via das pentoses fosfato ou via 
do 6-fosfo gliconato. 
A via da pentoses fosfato é uma rota catabólica 
alternativa de oxidação da glicose-6P, responsável por até 
30% da quebra da glicose no fígado e até mesmo mais do 
que isso, nas células adiposas. Ocorre no citosol, sem 
produção de ATP, mas com geração de NADPH e pentoses 
fosfato. 
Essa via é importante, porque pode fornecer energia 
independente de todas as enzimas do ciclo de Krebs e, 
consequentemente, é via alternativa para o metabolismo 
energético, quando algumas anormalidades enzimáticas 
acontecem. 
A glicose durante diversos estágios de conversão, pode 
liberar moléculas de dióxido de carbono, a quantidade varia 
nos diversos açúcares. Finalmente, diversas combinações 
desses açúcares são capazes de ressintetizar a glicose. A via 
da pentose é um processo cíclico em que a molécula de 
glicose é metabolizada para cada revolução do ciclo. Assim 
com a repetição contínua do ciclo, toda a glicose pode 
eventualmente ser convertida em dióxido de carbono e 
hidrogênio, e o hidrogênio pode entrar na via da 
fosforilação oxidativa para formar ATP. (Síntese de lipídios) 
 
O NADPH tem como funções: participar de síntese de 
ácidos graxos, compostos esteroides, e combater efeitos 
prejudiciais das espécies reativas de oxigênio e radicais 
livre. 
As pentoses fosfato têm como função: a participação na 
síntese de ácidos nucleicos e outros compostos. 
→ Localização 
O NADPH produzido pela via das pentoses fosfato é 
utilizado pelas células dos tecidos em que ocorre a 
síntese de grande quantidade de ácidos graxos (fígado, 
tecido adiposo, glândulas mamárias durante a lactação). 
Também ocorre onde há síntese de colesterol e 
hormônios esteróides (fígado, glândulas adrenais e 
gônadas). 
Os eritócitos, as células da córnea e do cristalino, 
também, possuem alta atividade da via das pentoses 
fosfato. Isto, para minimizar os efeitos deletérios das 
espécies reativas do oxigênio, pois estão diretamente 
expostos a ele. A manutenção do ambiente redutor 
(relação alta da concentração de NADPH para NADP+, 
assim como da glutationa reduzida para a oxidada) 
previne ou recupera o dano oxidativo sobre lipídios, 
proteínas e outras moléculas sensíveis. 
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As células que se dividem rapidamente, como as da 
medula óssea, da pele, da mucosa intestinal, assim como 
as dos tumores, também, apresentam alta atividade da 
via das pentoses fosfato. 
 
 
→ Funções 
O NADPH é usado em diferentes biossínteses redutoras 
como a dos ácidos graxos, compostos esteróides e no 
combate a efeitos prejudiciais das espécies reativas de 
oxigênio. 
O outro produto essencial gerado na via das pentoses 
fosfato é a ribose 5-fosfato, que faz parte das estruturas 
químicas dos nucleotídeos (RNA, DNA, ATP) e coenzimas 
como NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH2 e 
coenzima Q. 
→ Fases 
 
A via das pentoses fosfato é composta por duas fases: a 
oxidativa e não oxidativa. Na fase oxidativa ocorre a 
oxidação de 6 moléculas de glicoses 6-fosfato com 
formação de 6 moléculas NADPH, oxidação de 6 
moléculas 6P-gliconato com formação de mais 6 
moléculas NADPH e liberação de 6 moléculas dióxido de 
carbono e geração de 6 moléculas ribuloses 5-fosfato, 
que posteriormente se transformam em 6 ribose 5- 
fosfato.Na fase não oxidativa, parte das ribuloses 5- 
fosfato continua a se isomerisar a ribose 5-P e parte se 
epimerisa a xilulose 5-P. Estas 2 pentoses fosfato reciclam 
e regeneram 5 moléculas glicoses 6-fosfato, permitindo a 
formação contínua de NADPH. 
 
• Oxidativa 
A glicose-6P é oxidada a 6P-gliconato com redução 
NADP+(1). O NADPH tem como função combater efeitos 
prejudiciais das espécies reativas de oxigênio e radicais 
livres (4), participar da síntese de ácidos graxos e 
compostos esteróides (5). A oxidação de 6P-gliconato 
com liberação de dióxido de carbono e geração de 
Ribuloses 5-fosfato e NADPH é a etapa seguinte (2). 
Posteriormente, a Ribulose-5-fosfato se transforma em 
ribose 5-fosfato (3). Os NADPH formados na fase 
oxidativa são usados para produzir glutationa reduzida 
(GSH) a partir de glutationa oxidada (GSSG) e para 
participar das biossínteses redutoras (4)(5). 
As riboses 5-fosfato são precursoras de nucleotídeos, 
coenzimas e ácidos nucleicos (6). 
 
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• Reações da fase oxidativa 
A via das pentoses fosfato inicia com a oxidação da 
glicose 6-fosfato pela glicose 6-P desidrogenase (G6PD) 
formando 6-fosfoglicono-lactona (éster intra-molecular) e 
NADPH. O equilíbrio desta reação está deslocado para o 
sentido de produção da coenzima reduzida. 
 
 
 
Em alguns tecidos a via das pentoses fosfato termina 
nesta etapa configurando o resultado de formação de 
NADPH, agente redutor, e principalmente riboses– 
fosfato, precursoras para a síntese de nucleotídeos. 
• Não oxidativa 
Esta fase ocorre em tecidos que requerem, 
fundamentalmente, NADPH. Portanto, as ribuloses-5- 
fosfato, produzidas na fase oxidativa, são transformadas 
em ribose-5-fosfato por uma isomerase (1) ou em xilulose-
5-fosfato por uma epimerase (2). Estas pentoses- 5-fosfato 
são recicladas mediante a atividade de transcetolases (3) e 
transaldolases (4), regenerando glicoses 6-fosfato, que 
podem seguir novamente a fase oxidativa, permitindo a 
formação contínua de NADPH. 
 
 
 
A ribulose 5-fosfato é transformada para ribose 5-fosfato 
por uma isomerase(FPI) (1). 
 
 
 
E para xilulose 5-fosfato por uma epimerase(FPE) (2). 
 
 
Ocorrem reações de transferências de fragmentos de 2 
ou 3 carbonos catalisadas pelas enzimas 
transcetolase (3) e transaldolase (4). Estes rearranjos 
moleculares geram intermediáriosda via glicolítica 
(gliceraldeído 3-fosfato, frutose 6-fosfato). A partir de 6 
moléculas de glicose 6-fosfato são produzidas 6 
moléculas de ribulose 5-fosfato que se reorganizam 
regenerando de 5 moléculas de glicose 6-fosfato. 
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→ Regulação 
A enzima marca-passo da rota é a glicose-6P 
desidrogenase. Esta enzima é inibida quando a relação 
entre as concentrações de NADPH e 
NADP+([NADPH]/[NADP+]) estiver alta e é ativada quando 
a relação estiver baixa. 
 
 
A entrada da glicose 6-P na via glicolítica ou na via das 
pentoses-P depende das necessidades momentâneas da 
célula, assim como, da relação entre as concentrações 
citosólicas de NADPH e NADP+ ([NADPH]/[NADP+]). 
Quando o NAPDH é formado mais rapidamente do que é 
consumido nas reações de biossíntese em que participa, a 
sua concentração aumenta e, por conseguinte inibe 
alostéricamente a primeira enzima da via, a glicose 6-P 
desidrogenase, e, portanto mais glicose 6-P está 
disponível para a glicólise. 
 
 
 
Por outro lado, quando o NAPDH é consumido mais 
rapidamente do que é produzido, a concentração de 
NADP+ aumenta, ativando alostéricamente a enzima 
glicose 6-P desidrogenase, determinando o aumento do 
fluxo de glicose 6-P pela via das pentoses-P. 
 
 
 
→ Emprego do hidrogênio para a sintetização 
de gordura 
O hidrogênio liberado durante o ciclo da pentose fosfato, 
não se acopla com a NAD+ como na via glicolítica, mas se 
acopla com a Nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato 
(NADP+), que é idêntico à NAD+, exceto por radical fosfato 
extra P. Essa diferença é significativa, porque só o 
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hidrogênio ligado à NADP+ na forma de NADPH pode ser 
utilizado para síntese lipídica e de algumas outras 
substâncias. 
Quando a via glicolítica, para a utilização de glicose, é 
lentificada devido a inatividade celula, a via da pentose 
fosfato conntinua o funcionamento para fazer a degradaçao 
de qualquer excesso de glicose que continue a ser 
transportado para dentro das células e a NADPH fica 
abundante de modo a ajudar na conversão de acetil-CoA. 
Nessa circunstância há a formação e armazenamento de 
lipídios no corpo. 
→ Gordura 
Quando a glicose não é requerida como fonte de energia, a 
glicose extra, que penetra continuamente nas células, é 
armazenada sob a forma de glicogênio ou convertida em 
lipídios. A glicose é preferencialmente armazenada como 
glicogênio, até que as células tenham armazenado 
quantidades suficientes para fornecer energia para as 
necessidades do organismo, por períodos de apenas 12 a 
24 horas. Quando as células que armazenam o glicogênio 
chegam perto da saturação do glicogênio, a glicose 
adicional é convertida em lipídi0os, no fígado e nas células 
adiposas, e armazenada sob a forma de gordura nas células 
adiposas. 
 
 
→ Pontos importantes dessa via 
• Ambas, a via glicolítica e a via das pentoses 
ocorrem no citoplasma. Elas estão em equilíbrio e 
podem ocorrer simultaneamente, independentes 
uma das outras. 
• Células que se dividem rapidamente podem 
precisar de mais ribose-5-fosfato do que NAPH 
(tumor). Quando a demanda maior é por Ribose-5- 
fosfato, a reação não-oxidativa da vias das 
pentoses remove os substratos da via glicolítica. 
• O NADPH é importante para o estresse 
oxidativo: é como se denomina a situação de 
excesso de radicais livres em comparação com o 
sistema protetor intrínseco de cada célula. O 
sistema protetor cumpre o papel de proteger a 
estrutura celular de efeitos maléficos como este, 
causado pela presença do oxigênio em nosso 
corpo. Os elétrons livres presentes na molécula de 
oxigênio dão origem aos chamados radicais livres, 
estes, quando produzidos em excesso, são 
prejudiciais ao nosso organismo. 
• O oxigênio molecular é uma substância muito 
reativa. Vários radicais livres podem ser formados 
na célula e no metabolismo celular. Eles são muito 
reativos e prejudiciais para as células. Então, estes 
radicais livres podem ser formados na cadeia 
respiratória. Nas hemácias, durante o transporte 
de oxigênio pela hemoglobina. 
• Via das pentoses e eritrócitos: Os eritrócitos 
transportam oxigênio. § Eles também são fixos em 
Fe(II) reduzido. Por isso, há uma grande 
quantidade de formas reativas de oxigênio 
formadas no eritrócito. O eritrócito não tem 
mitocôndria e depende da glicose com sua única 
fonte de energia. Até 10% da glicose na hemácia é 
utilizada pela via das pentoses para produção de 
NADPH para reduzir glutationa oxidada. 
• Célula tumoral-impedimento da fosforilação 
oxidativa: De uma maneira peculiar, as células 
cancerosas produzem energia preferentemente 
pela glicólise anaeróbia em detrimento da 
fosforilação oxidativa mitocondrial. Das 3 
principais funções da mitocondria: 1-produção de 
energia (ATP - trifosfato de adenosina) ; 2- geração 
de espécies reativas tóxicas de oxigênio e 3- 
regulação da morte celular programada , vamos 
nos ater na função bioenergética da mitocondria. 
A fosforilação oxidativa fornece energia para o 
citoplasma e a glicólise anaeróbia para o núcleo. O 
núcleo parece ser o compartimento mais 
susceptível à deficiência de ATP, não somente nas 
células normais como nas células malignas. A 
perda de ATP no núcleo de células malignas possui 
conseqüências drásticas provocando o 
impedimento de cruciais funções celulares como a 
transcrição e a replicação do DNA. Se isto 
acontecer, isto é, o predomínio da fosforilação 
oxidativa sobre a glicólise, o que provoca a queda 
do ATP nuclear, as consequências para o 
hospedeiro serão benéficas porque a diminuição 
da energia para o núcleo provocará drástica 
diminuição da proliferação celular e apoptose. A 
célula maligna possui um defeito mitocondrial na 
fosforilação oxidativa e que este defeito pode ser 
reversível. E o mais importante, quando 
melhoramos a função mitocondrial da célula 
maligna e desviamos a produção de energia da via 
anaeróbia para a fosforilação oxidativa, o tumor 
pára de se proliferar e caminha para a 
diferenciação celular e posterior morte celular 
programada ou parte diretamente para a 
apoptose
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