METABOLISMO DE CARBOIDRATOS

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METABOLISMO

Análise de sua regulação

Descrição de vias metabólicas

Reações catalisadas por

ENZIMAS

As que catalisam reações irreversíveis geralmente formam

Pontos de regulação da via metabólica

Algumas das quais possuem reguladores, os quais são moléculas que podem diminuir (INIBIDORES) ou estimular sua atividade ( ATIVADORES )

Regulação alostérica

Enzimas reguladas por modificações não covalentes

Enzimas alostéricas

Sensíveis a reguladores do metabolismo graças à possibilidade de se ligarem a determinados metabólitos, provocando alterações na sua atividade.

Ligam-se a centros ou sítios alostéricos

Metabólitos (efetores ou moduladores alostéricos)

Positivos (ativadores alostéricos)

Negativos (inibidores alostéricos)

Modificação covalente

Ligação covalente de grupos às cadeias polipeptídicas causando modificações na conformação da proteína.

Mudança reversível

Fosforilação é a mais comum

Conjunto de reações químicas que ocorrem nos organismos vivos

As vias metabólicas se classificam em :

Vias anfibólicas

Síntese de moléculas e produção de ATP e equivalentes redutores( NADH e FADH2)

Exemplo: Ciclo de Krebs

União entre vias anabólicas e catabólicas

Vias catabólicas

Produzem ATP( energia)

São exotérmicas (liberam energia)

Envolve a quebra de moléculas grandes

Vias anabólicas

Exemplo: síntese de proteínas( maior) a partir de aminoácidos (menor)

São endotérmicas (absorve energia)

Consumo de ATP

Síntese de compostos maiores a partir de precursores menores

METABOLISMO DE CARBOIDRATOS

Glicogenólise

Estimulada pelo glucagon no estado de jejum (baixa de glicose no sangue)

Processo de degradação do glicogênio - feita pela adição de fosfato

Glicogênese

Estimulada pela insulina no estado alimentado, ou seja, quando há alta de glicose no sangue.

Ocorre por adição de moléculas de glicose à cadeia de glicogênio

Corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculo

Gliconeogênese

Inibida pela INSULINA

Estimulada pelo GLUCAGON

Durante o jejum, toda a glicose deve ser sintetizada a partir desses precursores não-glucídicos.

Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins.

Precursores que não são carboidratos são transformados em piruvato ou entram na via na forma de intermediários: oxaloacetato e diidroxiacetona fosfato

Processo através do qual precursores como lactato, glicerol e aminoácidos são convertidos em glicose.

Via das pentose fosfato

Fermentação lática

As hemácias somente realizam a fermentação lática em estado de repouso uma vez que não possuem mitocôndrias

É realizado pelas células musculares, quando as fibras musculares estão em contração intensa e recebem um aporte insuficiente de oxigênio ( organismo em atividade física intensa por exemplo).

Regeneração do NAD+ para que possa ser usado na glicólise

Produz 2 ATP

Piruvato

É o aceptor final de elétrons na fermentação

A transformação do piruvato a lactato gera NAD+

Se transforma em LACTATO por ação da enzima LACTATO DESIDROGENASE

Lactato é transportado para o plasma em conjunto com íons H+

ACIDOSE LÁTICA

Ocorre nas situações de APORTE INSUFICIÊNTE DE OXIGÊNIO( HIPÓXIA) nos tecidos

Aumento de NADH na mitocôndria e citosol gera o desvio da reação da lactato desidrogenase para a formação de lactato

Visa a produção de ATP rápida nessa condição

Aporte energético rápido e efetivo

Respiração Celular

Síntese de 2 moléculas de ATP

Refre-se à oxidação da glicose para obtenção de energia

Divide-se em quatro etapas

Fosforilação oxidativa

Cada NADH gera 3 ATP e cada FADH2 gera 2 ATP

Elétrons passam pelas proteínas da cadeia respiratória

Isso gera a passagem e acúmulo de prótons ( H+) da matriz mitocondrial para o espaço entre as membranas mitocondrial externa e interna ( GRADIENTE DE PRÓTONS)

Moléculas denominadas DESACOPLADORES permitem a passagem dos prótons para a matriz sem que eles passem pela ATP sintase.

Um exemplo é o 2,4 -dinitrofenol

Perda de peso

Hipertermia ( aumento da temperatura corporal )

Causa respiração ofegante e taquicardia

Risco de morte se ingerido

A termogenina é uma proteína desacopladora presente no tecido adiposo marrom no recém nascido para a produção de calor.

Dissipação da energia na forma de calor

Diminui drasticamente a síntese de ATP

Isso acelera a cadeia respiratória e a oxidação da glicose

Esses prótons ( H+) voltam para a matriz mitocondrial passando pela ATP sintase

Quando isso ocorre a ATP sintase catalisa a junção de ADP com Pi ( fosfato inorgânico) , formando ATP

Essencial para a síntese de ATP

Ocorre na membrana mitocondrial interna

Onde está a

ATP sintase

É inibida pela oligomicina

Cadeia transportadora de elétrons

Pode ocorrer diminuição na atividade da cadeia de transporte de elétrons por inibidores dos complexos proteicos

Gera acidose lática

Complexo IV

Citocromo c

Complexo III

Ubiquinona

Complexo II

Complexo I

Ciclo de Krebs ( ciclo do ácido cítrico)

O ciclo do ácido cítrico é ANFIBÓLICO, visto que, além da oxidação, ele é importante no fornecimento de esqueletos de carbono para a gliconeogênese, de acetil-CoA para a síntese de ácidos graxos e na interconversão de aminoácidos.

PONTOS DE REGULAÇÃO

Ocorre na presença de oxigênio

Ocorre na matriz mitocondrial

Formação de Acetil-CoA

Piruvato sofre oxidação e descarboxilação tornando-se Acetil-CoA

Reação catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase

A tiamina( vitamina B1) combina-se com o fósforo para formar a coenzima pirofosfato de tiamina (TPP ou TDP), necessária à descarboxilação oxidativa do piruvato para formar acetato ativo (acetil-CoA) – componente principal da via metabólica do ciclo de Krebs.

REGULAÇÃO

Subtópico

Ocorre na presença de oxigênio

Ocorre na matriz mitocondrial

Glicólise

Gera um saldo de 2 moléculas de ATP

Gera 2 moléculas de NADH no citosol

LANÇADEIRA MALATO ASPARTATO

TRANSPORTA O NADH (EQUIVALENTE REDUTOR) DO CITOSOL PARA A MATRIZ MITOCONDRIAL

É estimulada pela insulina

Três pontos de regulação

Piruvatoquinase

Catalisa a conversão de fosfoenolpiruvato a piruvato

Frutose 1,6 bifosfato

Fosfofrutoquinase 1 (PFK1)

É ESTIMULADA POR

Frutose 2,6 bifosfato

AMP ( Adenosina monofosfato)

H+

Citrato

ATP

Catalisa a conversão de frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato

Hexoquinase

Glicocinase

É INIBIDA POR

GLICOSE-6-FOSFATO

Catalisa a conversão de Glicose em glicose-6-fosfato

Ocorre no citosol da célula

Carboidratos

Classificação

Polissacarídeos

Glicogênio

Amido

Formado por centenas ou milhares de monossacarídeos

Oligossacarídeos

Dissacarídeos

Maltose

Lactose

Sacarose

Formado por um pequeno número de monossacarídeos

Monossacarídeos

Galactose

Frutose

Glicose

Função

Formação de ácidos nucleicos

Atuação como moléculas sinalizadoras

Fornecimento de energia

São moléculas ,em geral, formadas por unidades de carbono hidrogênio e oxigênio.

Glicose

É captado pela célula através de transportadores

GLUT

GLUT 4 depende de insulina para ser expresso na membrana da células. Está presente principalmente nas células musculares esqueléticas, cardíacas e adiposas

Existem diferentes isoformas distribuídos entre diferentes tecidos

Principal fonte de energia para o organismo