metabolismo de glicídeos

77
Universidade Federal de Pelotas Instituto de Química e Geociências Departamento de Bioquímica Metabolismo de Carboidratos

Upload: edgard-malaguez

Post on 03-Jul-2015

3.542 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Metabolismo de glicídeos

Universidade Federal de PelotasInstituto de Química e Geociências

Departamento de Bioquímica

Metabolismo de Carboidratos

Page 2: Metabolismo de glicídeos
Page 3: Metabolismo de glicídeos
Page 4: Metabolismo de glicídeos

Introdução

Reserva• Amido (plantas)

Dieta

GLICOSE Gliconeogênese

Digestão (animais)

mobilização/digestão

De onde animais e plantas obtêm glicose?

(plantas)• Glicogênio(animais)

GLICOSE

Fotossíntese

GliconeogêneseSíntese

(animais e plantas)Síntese

(plantas)

síntese

Page 5: Metabolismo de glicídeos

Introdução

Reserva• Amido (plantas)

Dieta

GLICOSE Gliconeogênese

Digestão (animais)

mobilização/digestão

De onde animais e plantas obtêm glicose?

(plantas)• Glicogênio(animais)

GLICOSE

Fotossíntese

GliconeogêneseSíntese

(animais e plantas)Síntese

(plantas)

síntese

Page 6: Metabolismo de glicídeos

Digestão e Absorção

• Digestão

Somatório de processos pelos quais macromoléculas dos alimentos são

degradadas a compostos simples, os quais são absorvidos pelo trato

gastrointestinal.

• Absorção

Processo pelo qual os produtos da digestão são transportados desde a

luz intestinal até a circulação sangüínea.

Page 7: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Não-Ruminantes

Estômago simples

Ceco bem

• Amido (e seus subprodutos), lactose e

sacarose são digeridos por enzimas

sintetizadas e secretadas pelo próprio

animal, com absorção das respectivas oses

no intestino delgado

Ceco bem desenvolvido

• Celulose é digerida por enzimas

sintetizadas e secretadas por

microorganismos presentes no ceco, os

quais usam a glicose obtida no seu

metabolismo e liberam acetato,

propionato e butirato para serem

absorvidos pelo animal.

Page 8: Metabolismo de glicídeos

maltosedextrinasisomaltose

amidooligossacarídeos

lineares e ramificados

α (1→4)α-amilase(pâncreas)

Intestino delgado

oligossacarídeos lineares e ramificados

amidoα (1→4)α-amilase(glândulas salivares, pH 7,0)

Boca

ProdutoSubstratoLigaçãoEnzima

Digestão de CHO em Herbívoros Não-Ruminantes

glicose e galactose

lactoselactase

glicoseisomaltose e dextrinas

α (1→6)isomaltase

glicose e frutose

sacarosesacarase

glicoseoligossacarídeos(até 9 glicoses)

α (1→4)maltase

isomaltose lineares e ramificados

Intestino grosso(ceco e cólon)

celulase(bacteriana)

β (1→4) celulose glicose*

* Utilizada pelos microorganismos

Page 9: Metabolismo de glicídeos

Absorção de CHO em Herbívoros Não-RuminantesAbsorção das oses no intestino delgado*

* Somente as provenientes do amido, sacarose e lactose

Page 10: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

• São poligástricos

• Rúmen (pança)

• Retículo (barrete)

• Omaso (folhoso)

• Abomaso (coagulador)

não secretam enzimas

Page 11: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

Duas etapas

Metabolismo fermentativo da dieta: microorganismos

do rúmen e/ou intestino grosso (ceco, cólon)

Decomposição hidrolítica enzimática dos nutrientes:

abomaso e intestino delgado

• Sistema digestivo permite aproveitar os nutrientes contidos em

alimentos fibrosos e grosseiros → ação de microorganismos e forças

mecânicas

Page 12: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

Rúmen

• > compartimento

• câmara de fermentação: úmido, 39°C, anaeróbio, pH ≅ 7,0

• decomposição dos alimentos pela ação dos microorganismos (bactérias,• decomposição dos alimentos pela ação dos microorganismos (bactérias,

protozoários e fungos)

• bactérias celulolíticas: digerem os volumosos (capim, feno, silagem)

• bactérias amilolíticas: digerem os concentrados (ração, milho, farelos)

• produção de gases metano e carbônico (eliminados pela boca)

• absorção de acetato, butirato e propionato

Page 13: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

Rúmen

• Simbiose microorganismos ↔ animal

Os microorganismos secretam enzimas para o meio, digerem os alimentos

(CHO) e absorvem parte dos nutrientes para sua própria manutenção. Em

contrapartida, ao morrerem, restituem seu conteúdo celular ao organismo,

especialmente substâncias nitrogenadas, que retornam ao circuito da

digestão.

Page 14: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

Retículo

• < compartimento

• atividade fermentativa

• atua como um “marca-passo” dos movimentos de ruminação• atua como um “marca-passo” dos movimentos de ruminação

(regurgitação)

• alimento é prensado, perdendo boa parte da água

• absorção de ácidos graxos voláteis

Omaso

Page 15: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

Abomaso

• estômago verdadeiro (digestão propriamente dita)

• alimento sofre a ação química do suco gástrico secretado pelas glândulas

de sua mucosa

• suco gástrico: - quimosina (coalho) – coagulação caseína do leite

- pepsina

- HCl

• digestão peptídica dos microorganismos

Page 16: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

• Ao sair do abomaso, o bolo alimentar passa para o intestino delgado,

onde haverá continuidade do processo químico (enzimas do suco

pancréatico e da parede intestinal) e posterior absorção dos nutrientes.

Intestino delgado

• absorção de água e eletrólitos

• atividade fermentativa (ceco, cólon)

• produção das fezes

Intestino grosso

Page 17: Metabolismo de glicídeos

Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes

• o leite, para ser digerido, sofre ação de enzimas contidas no suco gástrico

produzido pelo abomaso (ao nascimento, é o compartimento mais

desenvolvido)

Estômago dos filhotes

• quando o filhote succiona o leite, a goteira esofágica age como uma calha

que desvia o leite do rúmen, direcionando-o para o abomaso

Page 18: Metabolismo de glicídeos

Fermentação de CHO no Rúmen

Celulose Hemicelulose Pectina

Amido(Sacarose, Frutanas)

Glicose H3C – CH – COO-H3C – CH2 – COO-

Propionato

O2

Gliconeogênese

H3C – CO – COO-

Piruvato

OHLactato

H3C – COO-

Acetato

H – COO-

Formiato

3 2Propionato

H3C – CH2 – CH2 - COO-

Butirato

CH4Metano

CO2

CO2

CO2 H+

H+H+

Page 19: Metabolismo de glicídeos

Destinos da Glicose-6P

Glicose-6P

glicogênio

glicoseoses glicose glicose Glicose-6PPi

Fígado SangueTec. Extra Hepáticos

Pi

ATP

aácidos ñ

essenciais piruvato

CK

acetil-CoA

AG

TAG

via das

pentoses-P

piruvato

acetil-CoA

CK

ATP

ATP

ATP

ATP

ATP

Page 20: Metabolismo de glicídeos

• o fígado tem o maior no. de rotas para utilização da glicose,

desempenhando papel central na manutenção da glicemia

Destinos da Glicose-6P

Fígado

� as rotas predominantes no metabolismo da glicose variam em diferentes

tipos de células, dependendo da demanda fisiológica

desempenhando papel central na manutenção da glicemia

• ao entrar nos hepatócitos, a glicose é convertida a glicose-6P (também

pode se originar da interconversão da frutose, galactose e manose)

• pela ação de enzimas alostéricas e por regulação hormonal da síntese e

atividade enzimática, o fluxo da glicose é direcionado para uma ou mais das

seguintes rotas no fígado:

Page 21: Metabolismo de glicídeos

Destinos da Glicose-6P

1. Manutenção da glicemia

2. Síntese de glicogênio

3. Produção de energia

Fígado

3. Produção de energia

4. Síntese de lipídeos

5. Via das Pentoses-P

6. Síntese de aminoácidos não essenciais

Page 22: Metabolismo de glicídeos

Destinos da Glicose-6P

• Oxidação completa (aerobiose)

• Fermentação láctica (anaerobiose)

• Síntese de glicogênio

Músculo Esquelético

Músculo Cardíaco

• Oxidação completa (aerobiose)

• Síntese de glicogênio

Page 23: Metabolismo de glicídeos

Destinos da Glicose-6P

• Oxidação completa (aerobiose)

• Síntese de glicerol

• Síntese de AG

Tecido Adiposo

Cérebro

• Oxidação completa (aerobiose)

Eritrócitos

• Fermentação láctica (não possuem mitocôndria)

Page 24: Metabolismo de glicídeos

Introdução

Reserva• Amido (plantas)

Dieta

GLICOSE Gliconeogênese

Digestão (animais)

mobilização/digestão

De onde animais e plantas obtêm glicose?

(plantas)• Glicogênio(animais)

GLICOSE

Fotossíntese

GliconeogêneseSíntese

(animais e plantas)Síntese

(plantas)

síntese

Page 25: Metabolismo de glicídeos

Mobilização de Amido em Vegetais

• Amido

Amilose → polímero de glicose α-1,4

Amilopectina → polímero de glicose α-1,4 e α-1,6

• Sementes em germinação

• Enzimas

• α-Amilase → ligações α-1,4 ao acaso

• β-Amilase → ligações α-1,4 alternadas a partir das extremidades não redutoras

• α-1,6-Glicosidase

• Fosforilase do Amido

Page 26: Metabolismo de glicídeos

Mobilização de Amido em Vegetais - Hidrólise

• Amiloseα-Amilase, β-Amilase

Maltose e Glicose

MaltoseMaltase

Glicose + Glicose

• Amilopectinaα-Amilase, β-Amilase

Maltose, Isomaltose e Glicose

MaltoseMaltase

Glicose + Glicose

Isomaltoseα-1,6-Glicosidase

Glicose + Glicose

Page 27: Metabolismo de glicídeos

Mobilização de Amido em Vegetais - Fosforólise

Amilose

AmilopectinaFosforilase do Amido

Glicose 1-P

Page 28: Metabolismo de glicídeos

CH

Vits–coenz–horm

Nt

Glicólise

Via glicolíticaVia de Embden – Meyerhoff – Parnas

via metabólica

que compreende uma série de reações enzimáticas

com objetivo de oxidar a glicose

Glicólise (lise da glicose)

AAsLip

CK

com objetivo de oxidar a glicose a piruvato

na qual parte da energia é conservada na forma de ATP

1ª via metabólica a ser elucidada(talvez a mais bem estudada )

processo universal (animais, vegetais, MO)

Page 29: Metabolismo de glicídeos
Page 30: Metabolismo de glicídeos

Glicólise – localização sub-celular

MitocôndriaGlicólise

Glicose Piruvato

Citosol

Fosforilação em nível de substrato

Glicose Piruvato

Page 31: Metabolismo de glicídeos

Glicose

Hexoquinase1

Glicólise

Fase de investimento de energiaGlicólise -Rea

ções

Frutose-6-fosfato

Glicose-6-fosfatoFrutose -1, 6-

bisfosfato2

6

4

5

Fosfoglicoisomerase

FosfofrutoquinaseTriosefosfato

isomerase

3

Gliceraldeído 3-fosfato

Dihidroxicetona fosfato

Page 32: Metabolismo de glicídeos

Gliceraldeído 3-P desidrogenase

87

6

9

Fosfogliceroquinase

1, 3- Bisfosfoglicerato

2- Fosfoglicerato

Fase de pagamento de energiaGlicólise -Rea

ções

87

10

Fosfogliceroquinase

Fosfogliceromutase

3- Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato

Piruvatoquinase

Piruvato

Page 33: Metabolismo de glicídeos

Vias trib

utárias

Glicólise –Vias trib

utárias

O glicogênio e o amido são degradados por fosforólise

Os polissacarídeos e dissacarídeos da alimentação são hidrolisados em monossacarídeos

Outros monossacarídeos entram na via glicolítica em vários pontos

Page 34: Metabolismo de glicídeos

Glicólise - Balancete energético (até piruvato)

Glicose

2 ADP 2 ATP

FASE DE INVESTIMENTO

DE ENERGIAATP

FASE DE PAGAMENTO DE ENERGIA

4 ADP 4 ATP

2 NAD+ 2 NADH

2 ADP + 2 Pi

2 Piruvato

2 ATP Glicose 2 Piruvato + 2 H2O

2 NAD+ 2 NADH

ATP

Page 35: Metabolismo de glicídeos

• O que acontece com o NADH sintetizado na glicólise??

Page 36: Metabolismo de glicídeos

Reoxidação do NADH Citossólico

NADH

Condições anaeróbicas

Condições aeróbicas

Fermentação alcoólica

Fermentação láctica

Cadeia de transporte de

elétrons

Lançadeiras de elétrons

Page 37: Metabolismo de glicídeos

Reoxidação do NADH Citossólico

NADH

Condições anaeróbicas

Condições aeróbicas

Fermentação alcoólica

Fermentação láctica

Cadeia de transporte de

elétrons

Lançadeiras de elétrons

Page 38: Metabolismo de glicídeos

Reoxidação do NADH Citossólico

NADH

Condições anaeróbicas

Condições aeróbicas

Fermentação alcoólica

Fermentação láctica

Cadeia de transporte de

elétrons

Lançadeiras de elétrons

Page 39: Metabolismo de glicídeos

Lançadeira Malato-aspartato

Espaço intermembrana

Oxaloacetato Oxaloacetato

Malato Malato

Matriz

Malato desidrogenaseMalato

desidrogenase

Glutamato Glutamato

Transportador malato-αααα-cetoglutarato

Aspartato amino-

transferase

Aspartato amino-transferase

Aspartato Aspartato

αααα-Cetoglutarato αααα-Cetoglutarato

Glutamato Glutamato

Transportador glutamato-aspartato

Fígado, rim e coração

Page 40: Metabolismo de glicídeos

Lançadeira Glicerol-P

Espaço intermembrana

Glicólise

Glicerol 3-P desidrogenase

citossólica

• Músculo esquelético

• Cérebro

Glicerol 3-P

Matriz

Dihidroxicetona P

Glicerol 3-P desidrogenase

mitocondrial

Page 41: Metabolismo de glicídeos

Destinos do piruvato

Glicose

2 Piruvato

Glicólise

Condições anaeróbicas

Condições anaeróbicas

2 Acetil-CoA

4 CO2 + 4 H2O

Fermentação alcoólica em leveduras

2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato

Fermentação a lactato em músculo em contração vigorosa, eritrócitos,

algumas outras células e organismosCK

2CO2

Condições aeróbicas

Animais, plantas, muitos microorganismos em condições aeróbicas

Page 42: Metabolismo de glicídeos

Piruvato

SEM O2

COM O2

Citosol

Destinos do piruvato

Glicose

Etanolou

Lactato

SEM O2

CK

Acetil CoA

Mitocôndria

Page 43: Metabolismo de glicídeos

• Permite a produção contínua de ATP em tecidos que não possuem

mitocôndria (eritrócitos) ou em células deficientes em O2.

Fermentação láctica

No músculo esquelético

• Quando sob intensa atividade, a demanda por ATP aumenta e o fluxo

sangüíneo não é capaz de prover, de forma suficiente, O2 e

combustível (glicose sangüínea, AG e corpos cetônicos) para a síntese

aeróbica de ATP.

• Assim, o glicogênio armazenado é utilizado como fonte de glicose para

a fermentação láctica.

• Junto com a degradação aeróbica, ocorre também a anaeróbica.

Page 44: Metabolismo de glicídeos

Fermentação láctica

No músculo cardíaco

• Comumente causada pelo estreitamento das artérias coronárias, as

quais não levarão O2 ao coração. Este, por ser um órgão aeróbico, não

vai obter energia suficiente, com morte do tecido.

• Emergencialmente, o músculo cardíaco vai realizar o catabolismo

anaeróbico da glicose, até o restabelecimento do fluxo sangüíneo.

Tecidos glicolíticos

• Eritrócitos, córnea, cristalino, retina → sem mitocôndrias

• Medula óssea, medula renal, testículos, leucócitos → poucas mitocôndrias

Page 45: Metabolismo de glicídeos

Fermentação láctica

• Bactérias• Bactérias

• Hemácias

• Fibras musculares Glicose Glicólise

Destinos do piruvato - anaerobiose

reoxidação do NADH

• Fibras musculares brancas

(contração rápida)

• Fibras musculares em geral

(esforço intenso)

2 Lactato

2 Piruvato

Lactato desidrogenase

LDH

Page 46: Metabolismo de glicídeos

Fermentação alcoólica

• Bactérias• Bactérias

• Leveduras Glicose Glicólise

Destinos do piruvato - anaerobiose

reoxidação do NADH

2 Etanol

2 Piruvato

Álcool desidrogenase

ADH

Piruvato descarbo

xilase

2 Acetaldeído

Outras fermentações

Acética

Propiônica

Butírica

Page 47: Metabolismo de glicídeos

Balancete en

ergé

tico (ana

erob

iose)

Glicose

2 ADP 2 ATP

FASE DE INVESTIMENTO

DE ENERGIAATP

Glicólise -Ba

lancete en

ergé

tico (ana

erob

iose)

FASE DE PAGAMENTO DE ENERGIA

4 ADP 4 ATP

2 NAD+ 2 NADH

2 ADP + 2 Pi

2 Piruvato

2 ATP Glicose

2 NAD+ 2 NADH

ATP

2 Piruvato + 2 H2O

Page 48: Metabolismo de glicídeos

Destino do lactato – Ciclo de Cori

� Lactato sintetizado a partir do catabolismo anaeróbico da

glicose pode ser utilizado como substrato na síntese de

glicose no fígado

� Conexão metabólica entre o fígado e outros tecidos (músculo, hemácias)

dependentes de glicose para obtenção de energia

Page 49: Metabolismo de glicídeos

Destino do lactato – Ciclo de Cori

LDH

LDH

Page 50: Metabolismo de glicídeos

Piruvato

SEM O2

COM O2

Citosol

Destinos do piruvato

Glicose

Etanolou

Lactato

SEM O2

CK

Acetil CoA

Mitocôndria

Page 51: Metabolismo de glicídeos

Piruvato →→→→ Acetil-CoA

Proteína transportadora

citosolMitocôndria

Destinos do piruvato - aerobiose

PiruvatoCoA Acetil CoA

Complexo piruvato desidrogenase

Page 52: Metabolismo de glicídeos

Piruvato →→→→ Acetil-CoA

NAD

FAD

CoACoA

TPP

Ac lipóico

Page 53: Metabolismo de glicídeos

Piruvato (da glicólise, 2 moléculas por glicose)

Acetil Co-A

Balancete en

ergé

tico (aerob

iose)

Ciclo de

Krebs

Glicólise -Ba

lancete en

ergé

tico (aerob

iose)

Page 54: Metabolismo de glicídeos

Glicólise Ciclo de

Elétrons carreados via

NADH e FADH2

Cadeia Respiratória e

Elétrons carreados via NADH

Glicólise - Balancete energético (aerobiose)

reoxidação do NADH

fosforilação em nível de substrato

fosforilação em nível de substrato

fosforilação oxidativa

Mitocôndriacitosol

Glicose Piruvatode

Krebs

Respiratória e Fosforilação

oxidativa

ATP ATPATP

Page 55: Metabolismo de glicídeos

Mitocôndriacitosol

GlicóliseGlicose 2

Piruvato

2 Acetil CoA

Ciclo de

2 NADH

Cadeia Respiratória e Fosforilação

2 NADH 6 NADH 2 FAD H2

Glicólise - Balancete energético (aerobiose)

GlicosePiruvato CoA de

KrebsFosforilação

oxidativa

por fosforilação em nível de substrato

+ 2 ATP + 28 (ou 26) ATP + 2 ATPpor fosforilação em nível de substrato

por fosforilação oxidativa

por glicoseBalanço líquido 32 ou 30 ATP

Page 56: Metabolismo de glicídeos

exterior da mitocôndria

Fosforilação oxidativa acoplada à CTE oxidações biológicas

Membrana Mitocondrial Externa

Espaço intermembrana

ATP ↑[H+]

Transporte de elétrons Síntese de ATP

sintase

↓↓↓↓ [H+]

Matriz Mitocondrial

Membrana Mitocondrial Interna

Os elétrons (carregados via NADH e FADH2) oriundos de vias metabólicas

(glicólise, CK, β-oxidação) “alimentam” os transportadores da MMI, os quais bombeiam prótons H+ para o EI

O bombeamento de H+ causa uma ≠ça de carga e de pH entre o EI e a MM. Este gradiente eletroquímico é a força próton-motriz para a síntese de ATP

A força próton-motriz impulsiona os H+ de volta à MM, suprindo a E para a síntese de ATP,

catalisada pelo complexo ATP sintase na MMI

��������

����

Page 57: Metabolismo de glicídeos

Ciclo de

Krebs -Re

açõe

s oxidaçõe

s biológ

icas

Ciclo de

Krebs

Page 58: Metabolismo de glicídeos

Introdução

Reserva• Amido (plantas)

Dieta

GLICOSE Gliconeogênese

digestão

mobilização/digestão

(plantas)• Glicogênio(animais)

GLICOSE

Fotossíntese

Gliconeogênesesíntese

síntese

síntese

Page 59: Metabolismo de glicídeos

Metabolismo de Glicídeos

Gliconeogênese

Page 60: Metabolismo de glicídeos

Conceito

• Síntese de glicose a partir de compostos não glicídicos de, no mínimo,

3 carbonos na molécula.

Capazes de serem convertidos em

intermediários da Glicólise ou CK

Gliconeogênese

Ocorrência

• Animais: Fígado – 90% Rins – 10%

• Enzimas presentes no citossol e matriz mitocondrial

• Plantas: sementes oleaginosas

• Enzimas presentes nos glioxissomos, citossol e matriz mitocondrial

Page 61: Metabolismo de glicídeos

Gliconeogênese

Funções

• Síntese de glicose para manutenção da glicemia (jejum)

• essencial em ruminantes

• Recuperação hepática do lactato muscular (ciclo de Cori)

Precursores da gliconeogênesePrecursores da gliconeogênese

• Piruvato

• Lactato

• Intermediários do CK

• Aminoácidos (exceção lisina e leucina)

• Glicerol-P (derivado dos TAG)

• Propionato (importante ruminantes)

• Ácidos graxos (vegetais – sementes oleaginosas)

Page 62: Metabolismo de glicídeos

Glicon

eogê

nese

Glicose

Glicose-6-P

Frutose-6-P

Frutose-1,6- bis P

GLiceraldeído-3-P

Hexoquinase /GlicoquinaseATP

ADP

Pi

H2O

ATP

ADP

Pi

H2O

Glicogênio

PiNADH + H+

ADP

NAD+

1,3-Bisfosfoglicerato

3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato Glicerol

ATPADP

NADH + H+

NAD+

Glicerol-3-P

Dihidrixicetona-P

FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bisfosfatase

Glicose 6-fosfatase

ATP

Glicon

eogê

nese

Fosfoenolpiruvato

ATPADP

PiruvatoLactato

Oxaloacetato

NADH+H+NAD+

Piruvato

Citrato

αααα-Cetoglutarato

Succinil-CoAFumarato

Malato

CO2 + ATP

ADP + Pi

NADH+H+

NAD+

PropionatoAminoácidos

AAs

AAs

AAs

Oxaloacetato

Malato

GDP+ CO2

GTP

NADH+H+

NAD+Piruvato

Carboxilase

Fosfoenolpiruvato Caroboxiquinase

Page 63: Metabolismo de glicídeos

Glicon

eogê

nese

Glicose

Glicose-6-P

Frutose-6-P

Frutose-1,6- bis P

GLiceraldeído-3-P

Hexoquinase /GlicoquinaseATP

ADP

Pi

H2O

ATP

ADP

Pi

H2O

Glicogênio

PiNADH + H+

ADP

NAD+

1,3-Bisfosfoglicerato

3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato Glicerol

ATPADP

NADH + H+

NAD+

Glicerol-3-P

Dihidrixicetona-P

FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bisfosfatase

Glicose 6-fosfatase

ATP

Glicon

eogê

nese

Fosfoenolpiruvato

ATPADP

PiruvatoLactato

Oxaloacetato

NADH+H+NAD+

Piruvato

Citrato

αααα-Cetoglutarato

Succinil-CoAFumarato

Malato

CO2 + ATP

ADP + Pi

NADH+H+

NAD+

PropionatoAminoácidos

AAs

AAs

AAs

Oxaloacetato

Malato

GDP+ CO2

GTP

NADH+H+

NAD+Piruvato

Carboxilase

Fosfoenolpiruvato Caroboxiquinase

Page 64: Metabolismo de glicídeos

Introdução

Reserva• Amido (plantas)

Dieta

GLICOSE Gliconeogênese

digestão

mobilização/digestão

mobilização/digestão

(plantas)• Glicogênio(animais)

GLICOSE

Fotossíntese

Gliconeogênesesíntese

síntese

síntese

Page 65: Metabolismo de glicídeos

Metabolismo de Glicídeos -

Glicogênio

• Glicogênese

• Glicogenólise

Page 66: Metabolismo de glicídeos

Metabolismo do Glicogênio

Glicogênio

• Polímero de glicose α-1,4 e α-1,6

• Reserva energética animal

• Altamente ramificado – rapidamente metabolisado

• cada ramificação contribui com uma extremidade não redutora,

local de ação das enzimas de síntese ou degradação

• Principais depósitos:

• Fígado → grande capacidade de armazenamento, pode

representar até 10% de seu peso úmido

• Músculo Esquelético → até 1 a 2% de seu peso úmido (como tem

mais músculo do que fígado, ...)

Page 67: Metabolismo de glicídeos

Metabolismo do Glicogênio

Funções do glicogênio:

• Hepático → reserva de glicose para manutenção da glicemia

(jejum)

• Muscular → reserva de glicose para produção de ATP durante

intensa atividade (catabolismo anaeróbico)

Vias de:

• Síntese → glicogênese

• Degradação → glicogenólise

Page 68: Metabolismo de glicídeos

Glicogênese

Conceito:

• Síntese de glicogênio a partir de hexoses excedentes

Glicogênio

Glicose-1P

Glicose-6PGalactose-1P Frutose-1P

Ocorrência:

• Fígado: após ingestão de CHO, contribui para reduzir a glicose

sangüínea

• Músculo: quando entra em repouso

Page 69: Metabolismo de glicídeos

Glicogênese

• Há um limite na capacidade de armazenamento de glicose como glicogênio →

excesso é convertido em TAG

Glicogênio Glicose-6P Piruvato Acetil-CoA AG TAG

Reações

Hexoquinase/Glicoquinase Glicose-6P + ADPGlicose + ATP Hexoquinase/Glicoquinase Glicose-6P + ADP

Glicose-6P Fosfoglicomutase Glicose-1P

Glicose-1P + UTP UDP-Glicose Pirofosforilase UDP-Glicose + PPi

(Glicogênio)n, αααα-1,4

Glicogênio Sintase (Glicogênio)n+1 + UDP

Ramificação

do Glicogênio:

UDP-Glicose + (Glicogênio)n

Glicosil (4→→→→6) Transferase(Glicogênio)n, αααα-1,4; αααα-1,6

Page 70: Metabolismo de glicídeos

Glicogênese

Proteína aceptora de moléculas de glicose

Glicogênio sintase

A Glicogênio Sintase não pode

iniciar a síntese do glicogênio

utilizando glicose livre como

aceptora de glicose da UDP-

glicose

glicogenina

glicogenina

glicogenina, autocatálise

Glicosil (4→6) transferase

glicogenina

glicogenina

Glicogênio

sintase

Glicogênio

sintase

necessita de uma

pequena cadeia

iniciadora (“primer”) –

fragmento de glicogênio

ou glicogenina

Page 71: Metabolismo de glicídeos

Glicogenólise

Conceito:

• Degradação do glicogênio armazenado como reserva

Funções:

• Fígado: obtenção de glicose para manutenção da glicemia

• Músculo: obtenção de glicose para a geração de energia (via glicólise)

para as contrações musculares intensaspara as contrações musculares intensas

Ocorrência:

• Fígado: períodos de jejum

• Músculo: contrações musculares intensas

Page 72: Metabolismo de glicídeos

Glicogenólise

Reações:

A partir das extremidades não redutoras, inicia pela fosforólise de

unidades de glicose pela Glicogênio Fosforilase:

(glicogênio)n + PiGlicogênio Fosforilase

(glicogênio)n-1 + glicose-1P

* 4-α-D-Glicanotransferase Amilo - α(1-6) Glicosidase: remoção ramificações* 4-α-D-Glicanotransferase Amilo - α(1-6) Glicosidase: remoção ramificações

glicose-1PFosfoglicomutase

glicose-6P

glicose-6P

Fígado:

Músculo:Glicólise

Energia (ATP)

glicose-6PGlicose 6-Fosfatase

glicose sangue

Page 73: Metabolismo de glicídeos
Page 74: Metabolismo de glicídeos

Via das Pentoses-Fosfato

• Rota secundária no metabolismo dos CHO nas células de alguns

tecidos

• Desvio das Hexoses-Monofosfato; Via do Fosfogluconato

Funções

• Converter hexoses em pentoses: síntese de ribose-5P (nucleotídeos)• Converter hexoses em pentoses: síntese de ribose-5P (nucleotídeos)

• Síntese de NADPH (redutor biológico):

• manter o ferro da hemoglobina como Fe2+

• redutor na síntese de ácidos graxos, colesterol

• etc.

Ocorrência

• Em tecidos que precisem da função redutora do NADPH (tecido

adiposo, fígado, glândula mamária em lactação, eritrócitos)

Page 75: Metabolismo de glicídeos

Via das Pentoses-Fosfato

6 Glicose-6P + 12 NADP+ + 6 H2O →→→→ 5 Glicose-6P + 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+

Page 76: Metabolismo de glicídeos

Glicemia – Regulação Hormonal

Insulina

• Hormônio anabólico, hipoglicemiante

• Secretada pelas células β do pâncreas quando a glicemia está elevada

• Estimula a absorção de glicose pelo músculo esquelético e tecido

adiposo

• Aumento da síntese de glicogênio no músculo esquelético• Aumento da síntese de glicogênio no músculo esquelético

• No fígado (não depende de insulina p/ absorver glicose) sinaliza:

• para aumento na síntese de glicogênio e glicólise

• para diminuição na glicogenólise e gliconeogênese

• diminuição da liberação de glicose p/ o sangue

• Favorece a síntese de proteínas, TAG

Page 77: Metabolismo de glicídeos

Glicemia – Regulação Hormonal

Glucagon

• Hormônio hiperglicemiante

• Secretada pelas células α do pâncreas quando a glicemia está baixa

• No fígado sinaliza:

• para ativação da glicogenólise e gliconeogênese• para ativação da glicogenólise e gliconeogênese

• aumento da liberação de glicose p/ o sangue

Epinefrina (Adrenalina)

• Secretada pelas supra-renais (adrenais) em resposta à estresse

• Hormônio do “medo, fuga ou luta” – prepara o organismo para

combate ou fuga

• Age no músculo e fígado, ativando a glicogenólise