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Metabolismo de
Carboidratos
Carboidrato é o mais abundante da terra, é formado por três moléculas: Carbono, oxigênio e nitrogênio. Função: Produção de energia e estrutural. Classificação: ● Monossacarídeos: menor e mais simples unidade estrutural → glicose e lactose. ● Oligossacarídeos união de dois a vinte monossacarídeos. ● Polissacarídeos mais de 20 unidades de monossacarídeos. Digestão dos carboidratos: ● Boca : amilasse salivar (ptialina) → Objetivo é deixar o alimento no menos tamanho possível. ● Intestino delgado: amilase pancreática → Isomaltase, glicoamilase, lactase, sacarase. Amido → maltose + dextrina Amilase
Glicose
● É a mais importante ● Oxidação da glicose ● Fonte de energia ● Precursor versátil ● Manutenção de intermediários→ciclo de Krebs ● Glicerol→triglicerídeos Metabolismo de carboidratos ● Glicólise ● Destinos do Piruvato e cadeia respiratória ● Gliconeogênese ● Glicogênese ● Glicogenólise Glicose: Principais Fontes ● Amido ● Glicogênio oxógeno→Do músculo interno ● Glicogênio endógeno→Do come o músculo ● Dissacarídeos (lactose, sacarose) ATP ● Intermediário químico que une os processos celulares libertadores de energia. Tem um papel de moeda. ● Nucleotídeos: São compostos de pentoses, carboidratos de 5 carbonos e uma base nitrogenada. Redox Oxidação e redução dos elétrons ● O processo de oxidação vai acontecer em dois processos→Fase preparatória que vai gastar ATP são 5 reações, fase de pagamento vai gerar ATP são 5 reações. ● Glicólise→Piruvato ↪Citosol→Gera ATP Glicose(6C) → 2 piruvato(3C) + 2 NADH + 2 ATP + 2 H Vão ter reações reversíveis e irreversíveis.
Fase Preparatória→Gasta ATP
● Consome 2 ATP ○ No final é convertida em dias moléculas de gliceraldeído-3-fosfato. Reação 1-Fosforilação da glicose Glicose → Glicose-6-fosfato ● Enzima responsável Hexoquinase, reação irreversível→quebra. ● Cofator: Mg + 2 ● Gasta um ATP→ADP ● Genólise: quebra do glicogênio ● Gênise: síntese do glicogênio ● Só libera glicose livre no figado ● Glucagon produzindo no pâncreas, hormônio do jejum
Reação 2-Conversão Glicose-6-fosfato → Frutose-6-fosfato ● Açúcar responsável Fossonexose, reação reversível→isomerase ● Cofator: Mg 2 + Reação 3-Fosforilação Frutose-6-fosfato→Frutose-1,6-bifosfato ● Enzima responsável Fosfofrutoquinase-1, reação irreversível→quebra. ● Cofator: Mg + 2 ● Gasta um ATP→ADP ● Importante ponto de regulação da via glicolítica Reação 4-Clivagem Frutose-1,6-bifosfato→Di-hidroxiacetona fosfato(lipídeo), Gliceraldeído-3-fosfato(continua) ● Enzima responsável Aldolase, reação reversível. ● Cofator: Mg + 2 Reação 5-Interconversão Di-hidroxiacetona fosfato → Gliceraldeído-3-fosfato ● Enzima responsável Triose fosfato isomerase, reação reversível. ● Só vai mudar de posição umas moléculas ● 1 Glicose → 2 gliceraldeído-3-P ● Vai acontecer tudo em dobro
Fase de pagamento (Fase
oxidativa)→Gera ATP
● As 2 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato são oxidadas pelo NAD+ e fosforiladas em reação que emprega o fosfato inorgânico. ● No final vai gerar 2 ATP 2 NADH 2 piruvato. Reação 6-Oxidação Gliceraldeido-3-Fosfato+Fosfato inorgânico→1,3-bifosfoglicerato ● Enzima responsável Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, reação reversível. ● Gasta um NAD +→ NADH+H + ● Ocorre em duas etapas ● Oxidação do gliceraldeído ○ Importante a inclusão do PI para formar ATP na próxima reação.
○ Citrato: Um intermediário do ciclo de Krebs, indica que o ciclo energético está abastecido. ● Estimulada por: ○ AMP e ADP: Vai indicar uma baixa energia celular, o que aumenta a atividade da PFK-1 para promover a glicólise e gerar mais ATP. ○ Frutose 2,6-bisfosfato: Um potente ativador da PKF-1, que promove a glicólise mesmo quando os níveis de ATP estão altos. Piruvato quinase→reação X ● Catalisa a última etapa da glicólise, gerando piruvato e ATP. ● Estimulo: ○ É estimulada pela frutose 1,6-bisfosfato, que conecta etapa anterior da glicólise. ○ A Insulina também estimula a piruvato quinase, promovendo a glicólise após uma refeição. ● Inibição: ○ Insula: Estimula a glicólise ao promover a atividade de várias enzimas chave, é liberada quando há altos níveis de glicose no sangue (estado alimentado). ○ Glucagon: Inibe a glicólise e provomove a gliconeogênese (produção de glicose), ele é liberado em estados de jejum ou baixa glicose no sangue.
São Reações irreversíveis
Destino do Piruvato
CICLO DE KREBS → Condições aeróbicas ● São 8 etapas. ● Entram em forma de (Acetil-CoA), derivados dos carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos. ● O ATP E NADH (oferta/demanda). ● Ocorre na mitocôndria. ● Produção de energia. ● Produção de intermediários. ● O processo do piruvato da glicose ira acontecer duas vezes, pois tem dois piruvatos. Conversão do piruvato em Acetil-CoA Etapa 1 ● O piruvato (molécula de 3 carbonos) vai ser descarboxilado , ou seja, irá perder um átomo de carbono de forma de CO₂, que resulta em uma molécula de 2 carbonos do grupo Acetil ● O piruvato irá ser oxidado, isso significa que NAD+ aceita elétrons sendo reduzido a NADH. ● O grupo acetil é ligado à coenzima A (CoA), formando acetil-CoA. ● Enzima responsável Complexo Piruvato Desidrogenase Etapa 2 C ● Vai acontecer uma desidratação ● Enzima responsável aconitase Etapa 3 C ● Vai ser oxidado. ● Enzima responsável Isocitrato desidrogenase. ● Uma molécula de NAD+ → NADH+H+ , ela ira ser reduzida. ● Após essa molécula de NAD+ bater ela vai liberar uma molécula de carbono.
Etapa 4 C ● Vai ser quebrado outra vez. ● Enzima responsável alfa-cetoglutaroto desidrogenase. ● Uma molécula de NAD+ → NADH+H+, ela ira ser reduzida. ● Após essa molécula de NAD+ bater ela vai liberar uma molécula de carbono. Etapa 5 C ● Será catalisada. ● Enzima responsável Succinil-CoA Sintetase. ● Vai gerar uma molécula de GTP. Etapa 6 C ● Enzima responsável Succinato Desidrogenase. ● Vai ocorre a redução do FAD+ → FADH2. Etapa 7 C ● Será hidratada, adicionando uma molécula de água. ● Enzima responsável Fumarase. Etapa 8 C ● Enzima responsável Melato Desidrogenase. ● Uma molécula de NAD+ → NADH+H+ , ela ira ser reduzida.
Feito isso irá começar todo o processo
de novo.
Saldo do ciclo de Krebs (2 piruvato) Processo ATP 6 NADH 15 2 FADH2 3 2 GTP 2 Total 20 4 CO₂ Vai para a respiração Fermentação Láctica → reação em tecidos animais com deficiência de oxigênio. ● Regenera NAD+ para manter a obtenção de energia via oxidação da glicose Fermentação Alcoólica→ Leveduras e outros microrganismos que possuem a enzima piruvato descarboxilase.
Via das Pentoses
● É uma rota metabólica alternativa à glicose, que ocorre no citoplasma das células. ● Ela irá produzir intermediários biossintéticos e na geração de NADPH.
Complexos da Cadeia Transportadora A CTE envolve quatro complexos principais que trabalham para transferir elétrons e bombear prótons para o espaço intermembrana, criando o gradiente necessário para a síntese de ATP: Complexo I (NADH desidrogenase) : Recebe elétrons do NADH e os transfere para a ubiquinona (Coenzima Q). Ele também bombeia 4 H⁺ para o espaço intermembrana. Complexo II (Succinato desidrogenase) : Parte do ciclo de Krebs, transfere elétrons do FADH₂ para a ubiquinona, sem bombear prótons. Ubiquinona (Q) : Um transportador móvel que transfere elétrons dos complexos I e II para o complexo III. Complexo III (Citocromo C oxidoredutase): Transfere elétrons da ubiquinona para o citocromo C , bombeando 4 H⁺. Citocromo C: Proteína solúvel que transfere elétrons do complexo III para o complexo IV. Complexo IV (Citocromo oxidase): Transfere elétrons para o oxigênio, reduzindo-o a água. Este processo também bombeia 2 H⁺. 12-O consumo de O2 e formação de CO pelas células, apresenta 3 estágios principais. Quais são eles? Onde ocorrem? qual a reação inicial de cada um? R: Glicólise, cliclo de krebs e respiração celular. 13-O músculo em contração vigorosa demonstra uma conversão aumentada do piruvato em lactato. Certo ou errado? Justifique. R: Certo. Pois quando a uma contração vigorosa, o músculo ira consumir grandes quantidades de ATP, fazendo com que a demanda de oxigênio aumente. Quando a disponibilidade de oxigênio é insuficiente para manter a respiração celular, o piruvato ira ser transformado em lactato, que irá gerar uma molécula de NAD+ e assim irá gerar 2 ATP. 14- O glicogênio muscular não pode contribuir diretamente aos níveis sanguíneos de glicose. Por que? R: Porque as células musculares não tem a enzima responsável pela conversão da glicólise-6-fosfato em glicose livre.
- Quais os pontos de liberação de energia livre durante o transporte de elétrons? R: São três o complexo I, o complexo II e o complexo III.
- Qual o principal local de digestão dos carboidratos? Por que? R: O intestino delgado. Porque lá tem enzimas que conseguem quebrar o carboidrato.
- Como são oxidadas a frutose e a galactose? R: Elas são oxidadas em vias específicas que as convertem em intermediários da glicose.
- Considerando o número de mols de ATP consumidos e formados, estabelecer o saldo final de ATP obtido pela conversão de um mol de glicose a piruvato e a lactato pela via glicolítica. Equacione os dois processos de indique o destino/função de cada um dos produtos. R: De glicose para piruvato são obtidos 2 moléculas de ATP e 2 NADH. Os ATP iram ser usados como energia celular e o NADH será levado para a respiração celular. De piruvato a lactato é obtido 2 lactato e 2 NAD+. O lactato é convertível em piruvato de novo e o NAD+ ira manter o fluxo glicolítico.
- Consideradas as células musculares estriadas de um cavalo em situação de hipoglicemia e, ao mesmo tempo, realizando esforço muscular leve, abaixo do limiar aeróbico, julgue os itens que se seguem. As referidas células respondem à hipoglicemia por meio da degradação da reserva de glicogênio e da liberação de glicose na circulação. Certo ou Errado? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA. R: Errado. Pois não as células musculares estriadas não pode liberar glicose no sangue, porque não possui a enzima responsável pela degradação
- Julgue o item subsequente, considerando o metabolismo que ocorre em hepatócitos humanos em situação de hipoglicemia. Na referida situação, as vias anabólicas de polissacaridios estarão estimuladas. Certo ou Errado? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA. R: Errado. Pois no caso de hipoglicemia o corpo responde com vias cabolicas.
