Síntese de Lipideos

Síntese de Ácidos Graxos

Primeiramente temos que entender que a síntese de acido graxo e a oxidação nunca acontecem ao mesmo tempo.

Síntese AG: ocorre no citosol
Oxidação de AG: ocorre na mitocôndria

A Síntese de AG é  regulado pela insulina (↑ ATP), ocorre no fígado, tecido adiposo, músculo cardíaco e esquelético, rins.

• O Acetil-CoA  para realizar a síntese provêm do Piruvato ( Via glicolítica ); Algumas proteínas; e dos ácidos graxos
• O Acetil-CoA está presente nas mitocôndrias das células, para realizar a síntese é necessário que ele seja transportado para o citosol. O transporte é realizado na forma de Citrato, onde o Acetil - CoA une-se com o Oxaloacetato (OAA), saindo a mitocôndria, o Citrato sofre uma clivagem ( gasto de ATP)  voltando a formar OAA e Acetil-CoA

• Temos duas via ocorrendo: 1. - O OAA é convertido a Malato e depois é convertido a piruvato ( Gasto de NADP+ → NADPH), voltando para a mitocôndria por um transportador; 2. O Acetil-CoA é convertido a Malonil-CoA 

Biossintese de AG

• A biossíntese começa a transformação do Acetil-CoA (2C) e termina em Palmitato (16C), sendo acrescentado 2 carbonos por vez.
• Primeiramente, temos a entrada da molécula de Malonil-CoA (3C): o Acetil-CoA sofre um gasto de energia, a coenzima Biotina-carboxilase transfere um grupamento CO2, se tornando Malonil-CoA
• A Sintase de Ácido Graxo ( AGS ) segura o grupamento Acetil e no grupamento Malonil são acrescentados de 2 em 2 carbonos; 04 etapas
• Condensação: Malonil + Acetil se ligando no ACP
• Redução: Quebra da ligação =O do Acetil
• Desidratação: Saída da molécula de H2O
• Redução: Quebra da insaturação dos carbonos

** Quandos os níveis de ↑ Citrato e ↑ ATP , uma consequência da resposta de ↑ insulina. Ocorre uma ativação da Acetil-CoA carboxilase (ACC), onde se torna possível a conversão do Acetil em Malonil. Por sua vez o Malonil inibe a ação da acil carnitina transferase 1, impedindo a degradação

Estudo dirigido, bioquimica 2

Estudo Dirigido - Bioquímica II

1. Defina os seguintes termos: metabolismo, catabolismo, anabolismo, reações endergônicas e exergônicas, reações de oxidação e redução.

Metabolismo: conjunto de reações químicas de um organismo vivo; processo geral pelo qual os sistemas vivos adquirem e usam energia livre para realizar suas funções.

Catabolismo: processo pelo qual os nutrientes e os constituintes celulares são degradados para gerar energia e matéria prima.

Anabolismo: processo no qual as biomoléculas são sintetizadas a partir de componentes mais simples.

Reações exergônicas: reações que liberam energia.

Reações endergônicas: reações que consomem energia.

Reações de oxidação: reações em que há perda de hidrogênios.

Reações de redução: reações em que há ganho de hidrogênios.

Reações de oxidação-redução: reações de transferência de átomos de hidrogênio.

2. De que forma as reações do catabolismo e do anabolismo estão relacionadas?

As reações catabólicas e anabólicas são tipicamente reações acopladas, em que a energia (ATP) e o potencial redutor (NADH) gerados pelas primeiras, são utilizados pelas segundas.

3. Como a energia fica armazenada na molécula do ATP? (Que tipo de energia é essa: térmica, mecânica, química, elétrica?)

A energia fica armazenada na molécula do ATP nas suas ligações fosfato de alta energia. Assim, a energia liberada pelos processos catabólicos fica conservada como energia química na estrutura molecular do ATP.

4. Qual a função do NAD⁺? Que outra molécula tem a mesma função que o NAD⁺ nos organismos vivos?

O NAD⁺ tem como função transportar e transferir átomos de hidrogênio de uma molécula a outra. A outra molécula que exerce essa mesma função é o FAD.

5. O que é metabolismo aeróbico? E anaeróbico?

O metabolismo aeróbico é aquele em que se tem a produção de energia (ATP) com a participação de oxigênio; já o chamado metabolismo anaeróbico é aquele em que a produção de ATP não necessita da participação de O₂.

Estudo Dirigido:Glicólise, Fermentação Láctica:

1. O que é glicólise? Quais são os produtos finais da glicólise? Em que local da célula ocorre a glicólise?

Glicólise é a via metabólica de quebra da glicose e ocorre no citoplasma de todas as células. Durante a glicólise, a molécula de glicose é degradada e convertida em 2 moléculas de piruvato; simultaneamente, são produzidos 2 ATP e 2 NADH.

2. O que ocorre na primeira etapa da glicólise? E na segunda?

Na primeira etapa da glicólise, etapa de investimento de energia, a molécula de glicose é fosforilada e preparada para ser degradada. Para tanto, a célula gasta 2 ATPs. Ao final da primeira etapa da glicólise, uma molécula de glicose é clivada em duas moléculas de três carbonos, o gliceraldeído fosfato e a dihidroxiacetona. Na segunda etapa da glicólise, etapa de recuperação de energia, são produzidos 2 ATPs para cada molécula de gliceraldeído fosfato que inicia esta etapa, sendo produzidos no total 4 ATPs; como na primeira etapa haviam sido gastos dois ATPs, o ganho líquido é de 2 ATPs. Cada molécula de gliceraldeído fosfato é transformado em piruvato numa seqüência de 5 reações, em que há também produção de um total de 2 NADHs.

3. O que são enzimas chaves?

Enzimas chave são enzimas específicas de uma via metabólica e que, em geral, catalisam reações essencialmente irreversíveis daquela via. As enzimas chave de uma via metabólica são também aquelas que têm a suas atividades regulada, regulando, assim, o funcionamento da via como um todo.

4. O que é a carga energética de uma célula?

A carga energética de uma célula se refere a quantidade de ATP disponível. Quando há muito ATP disponível, diz-se que a carga energética está alta, ao passo que, quando a quantidade de ATP disponível é pequena, diz-se que a carga energética da célula está baixa.

5. De que forma a carga energética da célula influencia a glicólise?

Quando a carga energética da célula está alta, a glicólise encontra-se inibida, enquanto que, se a carga energética da célula estiver baixa, a glicólise é ativada.

6. Como é regulada a via glicolítica?

A glicólise é regulada pela regulação da atividade de suas enzimas chave. O ATP atua como um inibidor dessas enzimas, enquanto que o ADP ativa as enzimas chave da glicólise.

7. Qual o destino do piruvato em anaerobiose? E qual a importância dessa transformação?

Na ausência de oxigênio, o piruvato gerado pela glicólise é convertido a lactato. A importância dessa transformação reside no fato de que, durante essa transformação, o piruvato recebe hidrogênios do NADH, e o NAD⁺ é regenerado, estando novamente apto a receber os hidrogênios provenientes da glicólise. Assim a glicólise pode continuar e a célula pode continuar a produzir ATP anaerobicamente.

ESTUDO DIRIGIDO: CICLO DE CORI, GLICONEOGÊNESE, GLICOGENÓLISE E GLICOGÊNESE

1. Descreva o ciclo de Cori?

O ciclo de Cori é a transferência de lactato e glicose entre o músculo e o fígado. O lactato produzido no músculo é transportado para o fígado, onde é transformado em glicose, a qual é transportada do fígado de volta para o músculo.

2. Defina gliconeogênese e diga onde ela ocorre e qual a sua importância:

Gliconeogênese é a síntese de glicose a partir de precursores não-glicídicos. Ela ocorre principalmente no fígado (90%) e, em pequena quantidade, nos rins (10%). Ela é importante para garantir que os níveis de glicose do sangue sejam mantidos relativamente constantes.

3. A gliconeogênese consome energia?

Sim. Como toda via biossintética, a gliconeogênese necessita de ATP, ou seja, consome energia.

4. Que classe de biomoléculas são utilizadas pelo fígado para a gliconeogênese?

Lactato, glicerol e aminoácidos.

5. No fígado, a gliconeogênese e a glicólise funcionam ao mesmo tempo?

Não! Quando uma está ativa, a outra está inibida! Ou seja, quando o fígado está produzindo glicose pela gliconeogênese para liberá-la para a corrente sangüínea, essa glicose não é consumida pela glicólise!

6.Em que situações fisiológicas a gliconeogênese estará ativa?

Em situações que diminuem a glicose sangüínea, ou seja, durante o jejum e durante atividade física vigorosa.

7. Defina glicogenólise e glicogênese:

Glicogenólise é a via metabólica de degradação do glicogênio, enquanto que glicogênese é a via de síntese de glicogênio.

8. Em que órgãos o metabolismo do glicogênio é especialmente importante?

No fígado e nos músculos esqueléticos.

9. Quais são as enzimas chave da glicogênese e glicogenólise, respectivamente? Quando a carga energética da célula está alta, qual das duas está ativa?

A glicogênio sintase é a enzima específica da via de síntese do glicogênio (glicogênese), enquanto que a glicogênio fosforilase é a enzima específica da via de degradação do glicogênio. Quando a carga energética da célula está alta, não há necessidade de se degradar glicose para produção de ATP e, portanto, a glicose é armazenada na forma de glicogênio; sendo assim, quando a carga energética da célula está alta, é a glicogênio sintase está ativa, enquanto que a glicogênio fosforilase está inibida.

10. Qual o destino da glicose liberada pela glicogenólise hepática? E o da glicose liberada pela glicogenólise muscular?

A glicogenólise hepática visa liberar glicose para a corrente sangüínea, enquanto a glicogenólise muscular fornece glicose para ser degradada pelo próprio músculo para a produção de ATP.

11. As vias biossintéticas e de degradação de uma molécula são o simples inverso um do outro? Qual a importância deste fato?

Os caminhos de síntese NÃO são simplesmente o inverso dos caminhos de degradação, e isso é importante pois proporciona uma melhor capacidade de regulação das vias metabólicas.

12. De que forma o fígado repõe a glicose sangüínea?

Uma das principais funções do fígado é atuar na manutenção dos níveis de glicose sangüínea. O fígado repõe a glicose sangüínea tanto pela degradação do glicogênio (glicogenólise), quanto pela síntese de glicose (gliconeogênese).

ESTUDO DIRIGIDO DE METABOLISMO AERÓBICO:

CICLO DE KREBS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

1. Que classe de biomoléculas pode ser utilizada para a produção de ATP em anaerobiose? E em aerobiose?

Em anaerobiose, somente os carboidratos podem ser utilizados como combustíveis para a produção de ATP, enquanto que, em aerobiose, tanto carboidratos, quanto lipídeos e proteínas podem ser oxidados para a produção de energia.

2. Quais são as vias metabólicas do metabolismo oxidativo (aeróbico)?

O metabolismo aeróbico de carboidratos inicia-se com a glicólise, e é seguido pelas vias específicas do metabolismo aeróbico, que são o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa.

3. Qual o papel da mitocôndria na célula?

A mitocôndria é a usina de força da célula! É nela que é produzido grande parte do ATP celular pelas vias do metabolismo aeróbico (ciclo de Kresbs, transporte de elétrons e fosforilação oxidadtiva).

4. Descreva a morfologia da mitocôndria:

A mitocôndria é uma organela celular de formato ovalado e apresenta duas membranas, uma externa e lisa, e uma interna e cheia de invaginações denominadas cristas mitocondriais. A membrana interna divide a mitocôndria em dois compartimentos, o espaço intermembrana e a matriz mitocondrial.

5. Uma célula que não contenha mitocôndrias apresenta metabolismo aeróbico?

Não, sem mitocôndria não há metabolismo aeróbico!

6. Cite exemplo de uma célula que não contém mitocôndria:

Os glóbulos vermelhos do sangue (hemácias) têm como função transportar oxigênio e não possuem mitocôndrias, ou seja, assim essas células não consomem o oxigênio que devem transportar. Portanto, para obter energia, as hemácias realizam o tempo todo metabolismo anaeróbico (fazem fermentação láctica o tempo todo).

7. Qual o destino do piruvato em aerobiose?

Em aerobiose, o piruvato é transportado para a mitocôndria, onde será completamente degradado. Inicialmente, o piruvato sofre uma descaboxilação, gerando acetil-CoA, o qual entra no ciclo de Krebs para a produção de energia (lembrar que os NADH e FADH gerados no ciclo de Krebs vão doar seus hidrogênios para o oxigênio e, assim, a célula produzirá ATP).

8. Onde ocorre a descarboxilação do piruvato? Que enzima catalisa essa reação?

O piruvato é descarboxilado na matriz mitocondrial em reação catalizada pela piruvato desidrogenase.

9. E quais são os produtos da descarboxilação do piruvato?

Para cada piruvato que é descarboxilado, são formados um acetil-CoA e um NADH e uma molécula de CO₂ é liberada.

10. Onde ocorre o ciclo de Krebs?

O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial.

11. Que molécula inicia o ciclo de Krebs?

A molécula chave que entra no ciclo de Krebs para ser degradada é o acetil-CoA.

12. Quais são os produtos do ciclo de Krebs?

Os produtos do ciclo de Krebs são: 2 CO₂, 3 NADH, 1 FADH₂ e 1 ATP.

13. Qual a principal função do ciclo de Krebs?

A principal função do ciclo de Krebs é remover hidrogênios e a energia associada a esses hidrogênios de vários combustíveis metabólicos.

14. O ciclo de Krebs funciona em anaerobiose? Justifique!

Não, o ciclo de Krebs não funciona em anaerobiose! Na ausência de oxigênio, não existe quem receba os hidrogênios do NADH e do FADH₂ gerados no ciclo de Krebs; como o NADH e o FADH₂ não têm como passar a diante seus hidrogênios eles não podem mais receber os hidrogênios das moléculas que são degradadas pelo ciclo de Krebs; assim, o ciclo de Krebs pára.

15. Onde está localizada a cadeia de transporte de elétrons?

A cadeia de transporte de elétrons se encontra na membrana mitocondrial interna.

16. Quando se fala em transporte de elétrons na cadeia respiratória, “quem” está transferindo elétrons para “quem”?

O transporte de elétrons ocorre, porque o NADH e o FADH₂ transferem os seus elétrons para o oxigênio; ou seja, o NADH e o FADH₂ são oxidados pelo O₂, que é reduzido a H₂O.

17. Quantos ATPs são produzidos para cada NADH que transfere seus hidrogênios e elétrons ao O₂? E quando o FADH₂ é o doador de hidrogênios e elétrons?

Para cada NADH que transfere seus hidrogênios e elétrons ao O₂ são produzidos 3 ATPs, enquanto que, quando é o FADH₂ o doador de hidrogênios e elétrons, são produzidos 2 ATPs.

18. O que é fosforilação oxidativa?

Fosforilação oxidativa é a síntese de ATP promovida pelo gradiente de prótons.

19. Explique as seguintes expressões: “teoria quimiosmótica” e “força próton-motriz”.

A teoria quimiosmótica diz que a energia do transporte de elétrons é conservada pelo bombeamento de H⁺ da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana, criando um gradiente eletroquímico de H⁺ através da membrana mitocondrial interna, e que a energia desse gradiente é aproveitada para a síntese de ATP. A energia seqüestrada pelo gradiente prótons é denominada de força próton-motriz.

20. Qual o papel e a importância do oxigênio no metabolismo aeróbico?

O papel do oxigênio no metabolismo aeróbico é atuar como aceptor final de elétrons!

21. Compare o balanço energético do metabolismo anaeróbico (fermentação) com o do metabolismo aeróbico (respiração):

O metabolismo anaeróbico da glicose produz apenas 2 ATPs, enquanto que o metabolismo aeróbico da glicose produz 38 ATPs, ou seja, 19 vezes mais!

22. Quais são as vias metabólicas de produção de energia a partir da glicose em anaerobiose? E em aerobiose?

Em anaerobiose: sistema fosfagênico; glicólise seguida de fermentação láctica.

Em aerobiose: glicólise, ciclo de Krebs, transporte de elétrons e pela fosforilação oxidativa.

23. Em que situação fisiológica (em que tipo e momento do exercício) as vias anaeróbicas estão mais ativas? E as aeróbicas?

No exercício físico de explosão, ou seja, de curta duração e alta intensidade, estão mais ativas as vias anaeróbicas de produção de ATP. Já as vias aeróbicas prevalecem no exercício prolongado.

Metabolismo de Lipídeos

Metabolismo de Lipídeos

Os lipídeos são moléculas inorgânicas insolúveis em água e solúveis em certas substancias orgânicas.

• Classes de lipídeos
• Ácidos graxos: São utilizados como fonte de energia para o corpo
• Cerídeos: Utilizados como função de impermeabilizantes
• Esteroides: Utilizados para a produção de células e percursores de alguns hormônios
• Fosfolipídeos: são os lipídeos de membrana 

• Função: Reserva de energia, isolamento e proteção de alguns órgãos, função digestiva (sais biliares), anti-oxidantes.

• 1. TAG x Polissacarideos

As gorduras conseguem armazenar valores superiores de energia em comparação com os carboidratos, em vista que o armazenamento de carboidratos levaria a um acúmulo excessivo de água e um gasto energético maior para realizar a quebra em glicose.
Por outro lado  os carboidratos liberam a glicose que são utilizados como forma de energia rápida em todos os tecidos.

• 2.Oxidação de Lipídeos

Local: Matriz mitocondrial

A oxidação ocorre pelo aumento do glucagon (Tecido adiposo), jejum prolongado ou liberação da epinefrina (Músculo), fornece muito mais ATP que a glicólise, é dividida em 03 fases.

1- Lipólise

É a quebra do TAG, ocorre com ↑ glucagon e ↓ insulina, jejum , exercício físico e estresse (↑ cortisol).

Por resposta hormonal do glucagon , a PKA ativa a LHS que quebra o triacilglicerol ( armazenado no tecido adiposo) em Glicerol + AG

Destinos: Os AG são transportados na corrente sanguínea com a albumina e vão em direção aos tecidos que necessitam dessa energia. Cérebro e Eritrócitos não recebem o AG.

- O Glicerol é transportado até o fígado, onde pode ocorrer a conversão em corpos cetônicos, ou a entrar no ciclo da glicólise / gliconeogênese, ou pode ocorrer uma ressíntese do TAG.

2- Ativação

O objetivo da ativação é transportar o AG para dentro da matriz mitocondrial e quebrar em ATP através da ß- oxidação. A Ativação consome 02 ATP's.

O AG transportado pela albumina no citosol das células, ele necessita chegar na mitocôndria para ser utilizado como energia. O AG é ativado pela enzima acil-coa sintase sendo transformado em acil-coa graxo, mas nao consegue penetrar na mitocôndria, então a carnitina é colocada na molécula no lugar do -CoA pela enzima acil carnitina-transferase 1, ao atingir a matriz mitocondrial, a carnitina precisa sair e dar lugar ao -CoA, então a carnitina acil-transferase 2 , permite a volta do -CoA ao AG.

* A Acil carnitina transferase 1 é inibida pelo Malonil-CoA que é ativado com o aumento da insulina, parando o processo todo.

3- ß-oxidação

• Beta-oxidação em AG saturados

Envolve: 04 reações enzimáticas ( tira, bota, tira, bota ), Oxidação → Hidratação → Oxidação → Tiólise

Remoção sequencial de 2 em 2 carbonos
Local: matriz mitocondrial

A cada ciclo é gerado um Acetil-CoA para o Ciclo do Ácido Cítrico

Os intermediários NADH+H+ e FADH2, são utilizados na cadeia transportadora de elétrons

• Beta-oxidação em AG insaturados

Envolve os mesmos passos, mas como temos uma cadeia com dupla ligação, requer enzimas adicionais. Caso esteja na posição cis, ocorre uma reação que muda a conformação para o trans e a oxidação continua

• Beta-oxidação em AG com nº ímpar

Ao final de cada ciclo vamos gerar o Acetil-CoA, mas no carbono de cadeia impar vai restar um produto de 3C que é o Propionil-CoA. Portanto é adicionado a esse carbono outro carbono, ficando com 4C, assim gerando um substrato do Ciclo do Ácido Cítrico o Succinil-CoA. 

*Os ruminantes tem em sua dieta gramíneas e forrageiras, então a ingestão de carboidratos é alta. Dessa forma, eles fermentam a molécula de glicose e a partir de intermediários dessa via , eles sintetizam os Ácidos graxos voláteis..

**Coenzimas: Esse processo é dependente da Biotina ( B7, B8 ) e é dependente também da Cobalamina (B12)

Deficiencia: A deficiencia dessas vitaminas podem geram Acidose Metil-Malônica e Acidose propiônica

Formação do Succinil-CoA

• 3.Formação dos Corpos cetônicos

No jejum prolongado e  diabetes.
O oxaloacetato entra na via da gliconeogênese não permitindo  a condensação do Acetil-CoA proveniente dos Lipídeos, como consequência o Acetil-CoA é desviado para a formação dos corpos cetonicos

Local: Fígado Hepatócitos

A acetil-CoA produzida em excesso na ß-oxidação diminui o -CoA livre, parando esse processo. Como consequência o Acetil-CoA é convertido em Acetona, acetoacetato e Dihidroxibutirona

A acetona não é utilizado pelo corpo e é expelida pelos pulmões, causando o mal-hálito. Já o acetoacetato e a dihidroxibutirona são transportados aos tecidos (muscular e nervoso ) e podem ser convertidos em Acetil-CoA e ser utilizado como fonte de energia.

Efeitos negativos: cetose, cetoacidose, cetonuria. 

Foforilação Oxidativa

Fosforilação Oxidativa

A fosforilação oxidativa é o estágio 3 da respiração celular, sendo o estágio 1 a via glicolítica e o estágio 2 o ciclo de Krebs.

O local que acontece essa fosforilação é a mitocôndria, mais precisamente entre as duas camadas (interna e extrema),  esse espaço é chamado de cristas membranais ou espaço intermembranal.

Os carreadores que transportam os elétrons do NADH e FADH2 até o O2 , estão na matriz membranar interna. E a oxidação é realizada pelos complexos transportadores de elétrons ( CTE).

LEMBRETE:

• Um agente redutor forte é aquele que tem a tendência em doar elétrons do NADH, FADH2. 
• Um agente oxidante forte é aquele que tem tendência em receber elétrons (O2)

• 1 NADH produz 10H+ e 1 FADH2 produz 6H+
• 1 ATP necessita 4H+ para ser produzido.

ETAPAS:

Para iniciar a respiração celular os complexos (CTE) devem estar reduzidos. E 1 NADH quando reduzido libera elétrons e H+

• 1) O complexo I é iniciado a partir de 1 NADH, essa molécula reduz o complexo, e quando ocorre essa redução o complexo transporta 4 H+ para o espaço intermembranal e o elétron é carreado até para a ubiquinona. 

• 2)A ubiquinona oxida o complexo I, e transporta o elétron para o complexo III. Esse complexo acaba oxidando a ubiquinona e fica reduzido, possibilitando transportar 4H+ para o espaço intermembranal.

• 3)O complexo III acaba sendo oxidado pelo citocromo C e este sendo reduzido, permitindo que o elétron seja carreado até o complexo IV. O citocromo C ao chegar no complexo IV acaba sendo oxidado e o complexo reduzido, permitindo que transporte 2H+  (dos 10H+ que haviam no começo) para o espaço intermembranal.

• 4) A partir do complexo IV o elétron acaba sendo capturado pelo O2 e sendo transformado em H2O.

O gradiente eletrônico no espaço intermembranal é maior que no espaço interno, devido a quantidade de prótons H+.

5) A ATP-Sintase capta o H+ do espaço intermembranal para dentro da célula, quando o H+ entra na célula, a estrutura gira e forma o ATP, a partir do ADP+Pi, que está acoplado na ATP-Sintase.

Complexo do NADH

**O Complexo II é utilizado apenas pelo FADH2. A enzima produz menos ATP devido a quantidade de H+.**

Glicogenolise

Glicogenólise

O glicogênio é a forma de armazenamento da glicose, isso acontece no estado pós-absortivo. Ele também é rapidamente metabolizado para a formação da glicose para o cérebro

As enzimas da glicogenólise são ativadas pelos hormônios glucagon e adrenalina, em geral durante a hipoglicemia e exercícios físicos.

A glicogenolise é o processo de degradação do polissacarideo glicogenio realizada atraves da retirada sucessiva de moleculas de glicose.

• Glicogenio Hepatico: O glicogênio hepático é reservado para  a glicogenólise, onde em estado de jejum ou hipoglicemia o figado vai enviar a glicose para a corrente sanguínea.
• Glicogenio Muscular: O glicôgenio nos músculos servem como combustivel de ATP, para o consumo local.

Etapas:

1) O glicogênio* sofre uma quebra nas suas ramificações, a enzima glicogênio fosforilase extrai do glicogênio 01 molécula de glicose sucessivas vezes, essa glicose sofre uma conversão em glicose1P. Esse processo é denominado fosforolise.

2) A glicose1P sofre uma catalização pela enzima fosfoglicomutase e é convertida em glicose6P.

3) A glicose6P sofre uma catalização pela enzima glicose-6-fosfatase e é convertida em Glicose.

*Temos  que as ligações do glicogênios são do tipo (α-1,4 e α-1,6), a enzima desramificadora, cataliza duas reações: 1) faz a transferase de 3 unidades de glicose para a cadeia mais próxima; 2) a atividade glicosidase quebra a liga do tipo α-1,6 e libera a glicose livre.

Degradação do glicogênio

Glicose6P

A glicose6P  pode atuar em duas vias, no fígado e nos músculos.

• Nos músculos: Ao sofrer a glicogenólise a glicose6P não é convertida em glicose, pois o músculo não possui a enzima glicose-6-fosfatase. Então essa molécula entra na via glicolítica e é consumida localmente.

• No fígado: Nos hepatócitos a Glicose6P sofre a catalização da enzima no Retículo Endoplasmático Liso, a enzima está na membrana dessa organela, a Glicose6P entra pelo canal T1, é convertida pela enzima, liberando o fósforo e a glicose, pelos canais T3 e T2 respectivamente, e a glicose é liberado do hepatócito pelo Glut2 até o sangue.

Gliconeogenese

Gliconeogênese

 Glico - Glicose , neo- novo, gênese - síntese. Ou seja é a síntese de nova molécula de glicose, a partir de precursores não-glicídios. Ocorre principalmente no fígado e  em menor quantidade nos rins.

A gliconeogênese ocorre em: animais, plantas, fungos e micro-organismos.

Principais precursores: Piruvato, lactato, aminoácidos, glicerol, oxaloacetato, di-hidroxiacetona fosfato.

A maioria dos precursores devem entrar no ciclo do ácido cítrico para ser transformado em oxaloacetato.

Oxaloacetato é o ponto de partida para a gliconeogênese.

Para estudar as reações de gliconeogênese, vamos fixar somente nas reações irreversíveis da glicólise.

• (1)-Glicose → Glicose6P: enzima reguladora hexoquinase (glicolise).
• (3)-Frutose6P → Frutose1,6BP: enzima reguladora fosfofrutoquinase (glicolise).
• (10)-Fosfoenolpiruvato → Piruvato: enzima reguladora piruvatoquinase (glicolise).

Etapas:

1) O piruvato → PEP, segue a reação em duas fases:

• a transformação do piruvato → oxaloacetato: a enzima  nesse processo é a piruvatocarboxilase. havendo o gasto de 1 ATP.
• a transformação do oxaloacetato → fosfoenolpiruvato: a enzima é a piruvatocarboxiquinase, havendo o gasto de 1 GTP.

7) A frutose1,6BP → Frutose6P: a enzima que catalisa esse processo é a fosfofrutose1,6-bifosfatase.

10) A Glicose6P → Glicose: a enzima nesse processo é a glicose-6-fosfatase. esse processo é realizado no retículo endoplásmatico, a glicose sai da célula pelo GLUT2.

O cérebro e músculo não possuem a enzima glicose-6-fosfatase, pois não liberam glicose.

Em condições normais, as duas vias não são ativadas ao mesmo tempo, o saldo é que a partir de 2 piruvatos ocorre a formação de 1 glicose.

→ Carga energética baixa: glicólise.

→ Carga energética alta: gliconeogênese.

Ativação e Inibição da Gliconeogênese

Glicólise

Glicólise

Glico - Glicose e Lise - quebra. Então glicólise é a quebra de glicose para obtenção de energia.

A molécula de glicose (C6H12O6)é quebrada e obtêm-se 2 moléculas de piruvato (C3H4O3). Mas antes de ocorrer a quebra ,a glicose passa por 10 reações enzimáticas.

A glicólise envolve 10 reações enzimáticas.Ocorre no citoplasma da célula e pode ser dividido em 02 fases

• Fase de preparação: A quebra da glicólise envolve o gasto de 2 ATP's
• Fase de pagamento: Produção de 04 ATP's e 02 NADH

Etapas:

1) Glicose → Glicose6P : Ocorre a adição de um grupo fosfato pela enzima hexoquinase (no músculo) ou glicoquinase (no fígado), esse processo é irreversível e envolve o gasto de 1 ATP.

2) Glicose6P → Frutose6P: A molécula vai ser convertida  pela enzima fosfoglicose isomerase.

3) Frutose6P → Frutose 1,6bifosfato: Onde ocorre o gasto de 1 ATP novamente, é adicionado mais um grupo fosfasto pela enzima fosfofrutoquinase, reação irreversível. 

4) Frutose 1,6bifosfato →  dihidroxiacetona fosfato + gliceraldeído3P : A enzima aldolase quebra a frutose ao meio e forma as duas moléculas.

5) dihidroxiacetona fosfato → gliceraldeído3P:  ocorre a conversão dessa molécula em outra enzima de gliceraldeído-3P, pela enzima triose fosfato isomerase.

As reações acontecem em dobro pois foram gerados 02 moléculas de G3P.

6) Gliceraldeido 3P → 1,3 bifosfoglicerato: é catalisado pela enzima G3P desidrogenase* ,  promove a entrada de fosfato inorgânico e a produção de um NADH

Em condi

* quando aparece a desidrogenase, tem NAD, FAD ou outro aceptor de elétrons sendo oxidado ou reduzido. 

7) 1,3 bifosfoglicerato → 3-fosfoglicerato: Ocorre a conversão pela enzima fosfogliceratoquinase, 01 fosfato foi transferido do ADP para o ATP , reação irreversível.

8) 3-fosfoglicerato →  2-fosfoglicerato: a enzima fosfoglicerato-mutase, vai transferir o fosfato do carbono 3 para o carbono 2.

9) 2-fosfoglicerato → fosfoenolpiruvato: Ocorre a remoção de uma molécula de água e formação da molécula. enzima reguladora é a enolase.

10) fosfoenolpiruvato → piruvato: A enzima piruvatoquinase (PK) faz a catalisação. O fosfato vai ser doado para o ADP, que será convertido em ATP, sobrando a molécula de piruvato.

Etapas da Glicólise

Destinos do Piruvato

O piruvato quando formado pela glicólise, pode ter 3 destinos: Oxidado e entrar no ciclo de ácido cítrico, reduzido a acido latico, reduzido a etanol.

• Em condições normais (O2) , o piruvato (produto final da glicólise) vai para o ciclo do Ácido Cítrico , para a formação do Acetil-COA.
• Em condições anaeróbias, o piruvato , recebe um NADH transfira seus elétrons para o piruvato e ocorre a formação do Lactato (ácido latico) e NAD+.
• Quando o piruvato é reduzido a etanol pode seguir na fermentação cética ou alcoólica. O piruvato é convertido em acetaldeído pela enzima piruvato descarboxilase , que é convertido em etanol pela enzima alcool desidrogenase1 (regenerando o NADH). No figado ele é convertido pelo processo de gliconeogênese, porém em grandes quantidades o acetaldeído extravasa do hepatócito causando sequelas no tecido cerebral. A enzima álcool desidrogenase também metaboliza o metanol (Km alto), que no fígado é altamente tóxico.

Hexoquinase e Glicoquinase

Ambas enzimas reagem com o mesmo substrato a Glicose6P.

A hexocinase é a enzima sintetizadas por todos os tecidos, possui KM baixo, logo uma afinidade alta com a molécula de glicose.

A glicocinase é a enzima sintetizada pelo fígado e células beta do pâncreas, possui KM alto, logo baixa afinidade com a molécula de glicose.

• Portanto no estado alimentado (hiperglicemia), a hexocinase é inibida pelo molécula de Glicose6P e a glicocinase é metabolizada pelo fígado para a formação de glicogênio. 

• Já no estado em jejum (hipoglicemia), devido ao KM alto e baixa afinidade, a glicocinase é inibida , fazendo com que favoreça a captação da glicose por outros tecidos.

Metabolismo de Carboidratos

Metabolismo de Carboidratos

O metabolismo é a soma de todas as reações químicas do corpo ou células, catabolizadas por enzimas.

• obtenção de utilização de energia
• síntese de moléculas estruturais e funcionais
• crescimento e desenvolvimento celular
• remoção de produtos de excreção

→ Anabolismo : é o processo de biossíntese, refere-se ao processo da construção de moléculas complexas a partir de moléculas simples , consumindo energia para isso.

→ Catabolismo : é o processo de degradação, ou seja é o conjunto de reações envolvidas na quebra de moléculas grandes em moléculas menores. Esse processo geralmente fornece energia para o organismo.

Catabolismos e anabolismo ocorrem em diferentes compartimentos celulares.

As vias metabólicas dentro do metabolismo:

Glicólise. Gliconeogênese,