Revisão Controle do
Metabolismo
Odonto 2013 – Prova 2
QBQ0204
O que é Metabolismo?
Reações irreversíveis extremamente exergônicas com ΔG’ grande e negativo
A) Proteína
Glicose?
SIM (1 e 2)
5 1
2
2
5
2
3
4
3 1
3
4
5
B) Proteína
Ácido Graxo?
SIM (3 e 4)
C) Glicose
Ácido Graxo?
SIM (5)
D) Glicose
NÃO
E) Ácido Graxo
NÃO
Proteína?
Glicose?
Ácidos graxos não podem sintetizar
glicose porque a reação da AcetilCoA para Piruvato é irreversível. A
Acetil-CoA não é um composto
glicogênico em mamíferos
F) Ácido Graxo
NÃO
Proteína?
Biossíntese
Gliconeogênese
1. Glicose sanguínea indisponível;
2. Glicogênio (fígado e músculo)
esgotados;
3. Gliconeogênese (“nova formação
de açúcar”): converte em glicose o
piruvato, lactato e glicerol, com 3
ou 4 carbonos (alguns aa –
glicogênicos)
Destinos da Glicose - Hemácias
Gliconeogênese
G
Glisose
Não possuem mitocôndrias
Destinos da Glicose - Cérebro
stinos da Glicose – Músculo e Coração
Ciclo de Cori
Gliconeogênese
Glisose
Destinos da Glicose – Adipócito
Destinos da Glicose – Hepatócito
Principais Vias Metabólicas
1. Regulação do Metabolismo do Glicogênio
2. Regulação da Glicólise / Gliconeogênese
3. Regulação das Via das Pentoses-fosfato
4. Regulação do Ciclo de Krebs
5. Regulação da Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação
Oxidativa
6. Regulação Metabolismo de Triacilgliceróis e Ácidos Graxos
7. Regulação do Metabolismo do Colesterol
8. Regulação do Metabolismo de Nucleotídeos
9. Regulação do Ciclo da Uréia
1) Metabolismo do Glicogênio
Glicogenólise e Glicogênese
Glicogenólise
Glicogênio
(n resíduos de glicose)
Glicogêniofosforilase
Glicose-1-fosfato
Fosfoglicomutase
Glicólise
UDP-glicosepirofosfatase
Glicogêniosintase
UDP-glicose
Glicose-6-fosfato
Glicose-6-fosfatase
Glicoquinase
Glicogênese
Glicose
Ação hormonal ou nervosa (contração muscular)
2) Regulação da Glicólise/Gliconeogênese
Glicólise
Gliconeogênese
Hexoquinase
Glicose
(citosol)
ATP
Hexoquinase
(I-III)
✕
ADP
glicose 6-fosfato
Isoformas nos diferentes
tecidos = função ≠ afinidades
pela glicose;
• Hexoquinases I-III –
Miócitos:
1. Alta afinidade pela
glicose
(0,1mM),atuando na
velocidade máxima);
Hexoquinase
Após refeição rica
em carboidratos
Glicose
A
(Sanguínea)
Jejum
GLUT2
Glicose
(citosol)
ATP
Pi
frutose 6-fosfato
Hexoquinase
IV
✕
glicose-6-fosfatase
Gliconeogênese
✕
ADP
Proteína
Reguladora
H2O
glicose 6-fosfato
• Hexoquinase IV
(glicoquinase) Hepatócitos:
1. Saturação superior
(10mM) a da
glicose sanguínea
(4-5mM);
2. Transportador
GLUT2;
3. Não é inibida pela
glicose-6-fosfato;
4. Efetor alostérico:
frutose-6-fosfato
Diferentes papéis no
Metabolismo de
Carboidratos
Consome glicose (produção
de energia)
Mantém a homeostasia da
glicose sanguínea,
produzindo-a
(gliconeogênese) ou
consumindo-a, dependendo
de sua concentração
sanguínea
Adenili-ciclase
Fosfrutoquinase-1 (compromete a glicose
com a glicólise) e a Frutose-1,6-bifosfatase
(Regulação recíproca)
Insulina
✕
Glucagon
Frutose 2,6-bifosfato
Frutose 2,6-bifosfatase
Fosfofrutoquinase-2
Glicólise
ATP
Pi
frutose 6-fosfato
✕
Fosfofrutoquinase-1
✕
ADP
✕
ATP
ADP
AMP
Citrato
✕
✕
frutose 1,6-bifosfato
frutose 1,6-bifosfatase
Gliconeogênese
H2O
Citrato: intermediário-chave da oxidação do piruvato, ácidos graxos e aminoácidos.
Adenili-ciclase
Serve como um sinal intracelular de que a célula está satisfazendo suas necessidade
energéticas pela oxidação dos ácidos graxos e proteínas
Piruvato-quinase e PEP-carboxiquinase
Glicólise
frutose 1,6-bifosfato
Citosol
2 GDP
Gliconeogênese
fosfoenolpiruvato
PEP-carboxiquinase
2 ADP
2 GTP
Ácidos graxos de
cadeia longa
Oxaloacetato
✕
Piruvato-quinase
Mitocôndria
✕
Oxaloacetato
✕
2 ATP
Piruvato-carboxilase
2
piruvato
✕
Ciclo de
Krebs
piruvato
1
Piruvato-desidrogenase
Acetil-CoA
B-Oxidação
Tecido Muscular Esquelético
Glicogênio Muscular
Ácidos graxos,
Corpos Cetônicos,
glicose sanguínea
Lactato
CO2
Explosão de
atividade intensa
Fosfocreatina
Creatina
Atividade leve ou
repouso
ADP + Pi
ATP
Fígado – Metabolismo de Aminoácidos
Ciclo glicose-alanina
Gliconeogênese - Ciclo de Cori
Músculo (Após exercício
vigorosos)
glicogênio
glicose 6-fosfato
fígado
sangue
glicose
glicose 6 - fosfato
piruvato
lactato
Produzido pela glicólise
anaeróbica (fermentação
láctica)
glicose
lactato
lactato
Ácidos graxos não podem sintetizar
glicose porque a reação da AcetilCoA para Piruvato é irreversível. A
Acetil-CoA não é um composto
glicogênico em mamíferos
Gliconeogênese
Piruvato
Asparagina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Alanina
Cisteína
Glicina
Serina
Treonina
Triptofano
Fenilalanina
Tirosina
Isoleucina
Metionina
Valina
Treonina
Arginina
Histidina
Prolina
Glutamato
Glutamina
4) Regulação do Ciclo de Krebs
Piruvato-Desidrogenase
Citrato-Sintase
Isocitrato-Desidrogenase
α-Cetoglutarato-Desidrogenase
Etapas fortemente exergônicas
5) Respiração Celular
1° Estágio
2° Estágio
3° Estágio
Modelo Quimiosmótico de Mitchell
ATP-Sintase
Hipóxia: ataque cardíaco ou acidente vascular
H+
IF1
ATPásica
Velocidade de transferência de
elétrons para O2 fica mais lenta, bem
como o bombeamento de prótons
Colapso da força próton-motriz
Glicose e as principais vias metabólicas
Biossíntese
Catabolismo
Glicólise: Glicose
(citosol)
Gliconeogênese: ocorre no fígado e a
partir de precursores glicogênicos:
Piruvato
Conecção da Glicólise e o Ciclo de
Krebs: Piruvato
Acetil-CoA
(mitocôndria)
Ciclo de Krebs: Acetil-CoA
CO2
(mitocôndria)
Via das Pentoses Fosfato: via
alternativa de oxidação da glicose que
leva a formação da Ribose-5-fosfato e
NADPH
Fermentação (láctica ou alcóolica):
destino do Piruvato em condições
anaeróbias
Ciclo de Cori:
Músculo: Glicogênio
Fígado: Lactato
Lactato
Glicose
Ciclo Glicose-Alanina:
Músculo: Glicose Piruvato
Fígado: Alanina Piruvato
Alanina
Glicose
Armazenamento
Metabolismo do Glicogênio:
Glicogênese e Glicogenólise
Lipídios
Catabolismo
Biossíntese
β-Oxidação
Biossíntese
2 átomos de carbono (Acetil-CoA)
3 átomos de carbono (Malonil-CoA)
Mitocôndria
Citosol
NAD+ e FAD
NADPH
6) Regulação do Metabolismo de
Triacilgliceróis e Ácidos Graxos
Acil-graxo-CoA
Conversão em
Triacilgliceróis e
fosfoliídios por enzimas
Malonil-CoA
Acetil-CoA
citosol
Citrato
Carnitina
mitocôndria
Acil-graxo-CoA
B-oxidação
(mitocôndria)
Acetil-CoA
β-Oxidação
Tecidos que Não Utilizam a b-Oxidação
Os eritrócitos não possuem mitocôndria, logo
não podem oxidar ácidos graxos via boxidação
O cérebro não utiliza os ácidos graxos como
combustível energético, pois estes não passam
com eficiência a barreira hemato-encefálica
Os adipócitos não oxidam ácidos graxos para
obtenção de energia
Corpos Cetônicos
- Acetoacetato, 
Hidroxibutirato (Acetona)
- Formados no fígado
como forma de
exportação de Acetil-CoA
- Usados por coração,
músculo esquelético, rim,
cérebro
- Síntese é estimulada
pelo acúmulo de AcetilCoA
Situações que promovem Gliconeogênese (diabete
não tratado, redução na injestão de alimento),
desaceleram o Ciclo de Krebs e aumentam a conversão
d acetil-CoA em acetoacetato
No Fígado
No Sangue
Nos Tecidos
Ceto-Acidose
- Baixa do pH sanguíneo: acidose
- Presença de altas concentrações de corpos cetônicos na urina e
sangue: cetose
Outros Tecidos
Glicose
Gliconeogênese
Glicogênio
Glicose
(dieta)
Metabolismo de lipídeos
Secreção Insulina X Secreção Glucagon
• Estimulada pela glicose da
corrente sanguínea após
uma refeição rica em
carboidatos (redução na
secreção de glucagon)
• Estimular a síntese e a
liberação de glicose pelo
fígado e mobilizar os ácidos
graxos do tecido adiposo
para serem usados no lugar
da glicose por outros tecidos
(exceção encéfalo), Efeitos
mediados por fosforilação
dependente de cAMP.
Insulina
Somatostatina
Glucagon
Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea: captação de glicose pelas células e
armazenamento como triacilgliceróis e glicogênio
Efeito Metabólico
Enzima-Alvo
Captação de glicose (músculo, tecido adiposo)
Transportador de glicose (GLUT4)
Captação de glicose (fígado)
Glicoquinase (expressão aumentada)
Síntese de glicogênio (fígado, músculo)
Glicogênio-sintase
Degradação de glicogênio (fígado, músculo)
Glicogênio-fosforilase
Glicólise, produção de acetil-CoA (fígado,
músculo)
PFK-1 (por PFK-2)
Complexo da piruvato-desidrogenase
Síntese de ácidos graxos (fígado)
Acetil-CoA-carboxilase
Síntese de triacilglicerol (tecido adiposo)
Lipase lipoproteica
Efeitos do glucagon sobre a glicose sanguínea: produção e liberação de glicose pelo fígado
Efeito Metabólico
Efeito sobre o
metabolismo da glicose
Degradação de glicogênio (fígado) Glicogênio
Síntese de glicogênio (fígado)
Glicólise (fígado)
Gliconeogênese (fígado)
Mobilização de ácidos graxos
(tecido adiposo)
Cetogênese
Glicose
Menos glicose
armazenada como
glicogênio
Menos glicose usada
como combustível no
fígado
Aminoácidos
Glicerol
Oxaloacetato
Glicose
Menos glicose usada
como combustível no
fígado e músculo
Fornece alternativa a
glicose como fonte de
energia para o encéfalo
Enzima-Alvo
Glicogênio-fosforilase
Glicogênio-sintase
PFK-1
FBPase-2
Piruvato-quinase
Lipase sensível a hormônio
PKA (perilipina-P)
Acetil-CoA-carboxilase
Fases
Origem da Glicose Sanguínea
Tecidos Usando Glicose
Maior Combustível do
Cérebro
I
Exógena (alimentação)
Todos
Glicose
II
Glicogênio
Gliconeogênese hepática
Todos (ex. Fígado)
Músculo e tecido adiposo em taxas
reduzidas
Glicose
III
Gliconeogênese hepática
Glicogênio
Todos (ex. Fígado)
Músculo e tecido adiposo em taxas
intermediárias entre III e IV
Glicose
IV
Gliconeogênese hepática
Cérebro, medula renal, poucos músculos
Glicose e corpos cetônicos
V
Gliconeogênese hepática
Cérebro em taxas reduzidas, medula renal
Corpos Cetônicos e glicose