PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS
DEGRADAÇÃO DO
GLIGOGÊNIO
GLICÓLISE
VIA DAS
PENTOSES
FOSFATO
GLICONEOGÊNESE
SÍNTESE DE
CORPOS
CETÔNICOS
SÍNTESE DE ÁCIDOS
GRAXOS
DEGRADAÇÃO DE
AMINOÁCIDOS E
CICLO DA URÉIA
CICLO DE KREBS
Β-OXIDAÇÃO DE
ÁCIDOS
GRAXOS
RESPIRAÇÃO
CELULAR
A Respiração celular aeróbica
tem como objetivo principal
produzir energia a partir da
decomposição de glicídios,
gorduras e aminoácidos,
utilizando, para tal, o oxigênio.
A fonte de energia mais utilizada
é a glicose (não a mais energética),
os aminoácidos e os ácidos graxos
fornecem mais energia mas são
menos utilizados.
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 30 ATP
(O processo de respiração celular
é equivalente ao da combustão)
ETAPAS
GLICÓLISE
(CITOSOL)
CICLO DE KREBS
(MATRIZ MITOCONDRIAL)
CADEIA RESPIRATÓRIA
(CRISTAS MITOCONDRIAIS)
Metabolismo de Carboidratos
Carboidratos
alimentares
Glicogênio
GLICOSE
Glicose-1-fosfato
PRODUÇÃO DE CO2
E H2O E ENERGIA
(ATP)
Glicólise
Ácido pirúvico
Ciclo de Krebs
Cadeia
respiratória
• A glicose é o centro do metabolismo dos
carboidratos, pois praticamente todos os glicídios
podem ser convertidos em glicose.
• Quase todas as células são capazes de atender as
suas demandas energéticas apenas a partir da
glicose.
• A glicose constitui uma fonte de energia livre, que
pode ser conservada como ATP, a principal forma de
energia utilizável pelos seres vivos
Origem da Glicose
Quebra de polissacarídeos
1) Dieta
2) Glicogênio hepático e muscular
3) Glicogênio da dieta - fígado e músculo (quantidade
reduzida
4) Síntese a partir de precursores não glicídicos. Por
exemplo: aminoácidos
•
TRANSPORTE DE GLICOSE PARA
DENTRO DA CÉLULA
•
Grupo de 14 transportadores de
glicose encontrados nas membranas
celulares (GLUT-1 a GLUT-14) que
apresentam especificidade tecidual. A
glicose extracelular liga-se ao
transportador, que sofre alteração na
sua conformação, transportando a
glicose através da membrana
-
GLUT-1 – eritrócitos
GLUT-3 – cérebro
GLUT-4 – células musculares e tecido
adiposo
GLUT-2 - hepatócitos
-
Destinos da glicose na célula
• Glicólise – Principal via metabólica para produção de energia
(grego, glycus, doce + lysis, romper).
• Definição: Sequência de 10 reações enzimáticas, que ocorre
no citosol, nas quais uma molécula de glicose é convertida
em duas moléculas de 3 carbonos (piruvato), com produção
líquida de 2 moléculas de ATP
IMPORTÂNCIA DA GLICÓLISE
1. Foi um dos primeiros sistemas enzimáticos a ser esclarecido,
contribuindo para a melhor compreensão dos processos enzimáticos e
do metabolismo intermediário
2. Principal meio de degradação da glicose
3. Obtenção de energia mesmo em condições anaeróbicas
4. Permite a degradação da frutose e da galactose
5. Os tecidos têm necessidade de transformar a energia contida na glicose
em ATP
6. A glicólise é fundamental para a produção de Acetil-CoA
Esquema Geral da Glicólise
1 açúcar de 6 C
2 açúcares de 3 C
A partir deste ponto
as reações são
duplicadas
Saldo
2 moléculas de
ATP
2 moléculas de
Piruvato (3C)
2 moléculas de
NADH
As reações da Glicólise são divididas em duas fases:
I. Fase de investimento de energia: fosforilação da glicose e
quebra em triose fosfato
• Utilização de 2
moléculas de ATP
• Formação de duas
moléculas de triosefosfato: Dihidroxicetona
Fosfato e Gliceraldeído
3-Fosfato
II. Fase de produção de energia: conversão oxidativa de
gliceraldeído-3-P a piruvato com formação acoplada de ATP e
NADH
• Formação de duas
moléculas de ATP
• Oxidação da molécula do
gliceraldeído 3-P
• Redução do NAD+
• Formação do Ácido
Pirúvico
1. FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE
HEXOQUINASE
 A glicose é uma molécula quimicamente inerte, assim, para se
sua degradação é necessário que seja ativada
iniciar a
 Depois de entrar na célula a glicose é fosforilada pela
hexoquinase produzindo glicose-6-P pela transferência do fosfato
terminal do ATP para o grupo hidroxila da glicose
 Reação irreversível – faz com que a glicose-6-P permaneça dentro da
célula, uma vez que não é transportada através da membrana plasmática
Glicose +
ATP
HEXOQUINASE
Glicose -6-Fosfato + ADP
2. CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-6-FOSFATO PELA
GLICOSE-6-FOSFATO ISOMERASE
Glicose -6- Fosfato
Frutose -6- Fosfato
3. CONVERSÃO DE FRUTOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO
PELA FOSFOFRUTOQUINASE
Frutose -6-P
+ ATP
Frutose 1,6-BiFosfato + ADP
4. A FRUTOSE 1,6- BIFOSFATO É DIVIDIDA PELA ALDOLASE EM DUAS
TRIOSES FOSFATADAS FICANDO CADA UMA COM UM FOSFATO
Frutose 1,6-BiFosfato
Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato
5. AS DUAS TRIOSES SÃO INTERCONVERTÍVEIS POR UMA REAÇÃO
REVERSÍVEL CATALISADA PELA TRIOSE FOSFATO ISOMERASE
- Só o gliceraldeído é substrato das reações
seguintes, por isso a reação assegura que
todos os 6 carbonos derivados da glicose
possam prosseguir na via glicolítica
- A aldolase e a isomerase estabelecem
equilíbrio.
• Gliceraldeído 3-P
Dihidrocetona Fosfato
6. OXIDAÇÃO DA GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO
- O Gliceraldeído 3-P é convertido num composto intermediário,
potencialmente energético, pela enzima gliceraldeído 3-P desidrogenase
- O grupo fosfato deriva de um fosfato inorgânico
- O NADH intervém na formação de ATP
Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi
1-3 Bisfosfoglicerato + NADH + H
ESTRUTURA DO NAD
Nicotinamida adenina dinucleotídio
NAD+ (oxidada)
NADH (reduzida)
7. TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPAMENTO FOSFATO DO 1,3BIFOSFOGLICERATO PARA O ADP PELA ENZIMA FOSFOGLICERATO
QUINASE
Formação de ATP
1-3 Bisfosfoglicerato + ADP
3-Fosfoglicerato + ATP
8. O 3-FOSFOGLICERATO É ISOMERADO A 2-FOSFOGLICERATO PELA
FOSFOGLICERATO MUTASE
3-Bisfosfoglicerato
2-Fosfoglicerato
9. O 2-FOSFOGLICERATO É DESIDRATADO A FOSFOENOLPIRUVATO, E
A ENERGIA É REDISTRIBUÍDA. A ENZIMA RESPONSÁVEL É A ENOLASE.
2-Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato + H20
10. TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPAMENTO FOSFATO DO
FOSFOENOLPIRUVATO PARA O ADP, CATALISADA PELA PIRUVATO
QUINASE.
Fosfoenolpiruvato + ADP
Piruvato
+ ATP
• Equação geral:
• Produtos da Glicólise:
1 – ATP: Fase de investimento com a utilização de 2 ATP e fase de
produção com formação de 4 ATP – Saldo líquido 2 ATP/glicose.
2 – NADH: Redução de 2 NAD+ a 2 NADH. Em aerobiose, são oxidados
na cadeia transportadora de elétrons e em anaerobiose são oxidados na
fermentação
3 – Piruvato: Produção de 2 moléculas. Em aerobiose é oxidado a
Acetil-CoA e vai para o Ciclo de Krebs. Em anaerobiose, sofre fermentação
lática ou alcoólica.
DESTINOS DO PIRUVATO
REGULAÇÃO DA GLICÓLISE
•
A necessidade glicolítica varia de acordo com os diferentes
estados fisiológicos
•
Há uma ativa degradação deste açúcar após uma refeição rica
em hidratos de carbono, assim como uma acentuada redução
durante o jejum.
•
Deste modo, o grau de conversão de Glicose para o Piruvato é
regulado, de acordo com as necessidades celulares.
•
Os principais pontos de regulação são as enzimas responsáveis
pelas reações irreversíveis da via glicolítica
•
Hexoquinase – alta afinidade pela glicose e inibida pela
glicose-6-fosfato
•
Piruvatoquinase – alta concentração de ATP inativa a enzima
•
Fosfofrutoquinase – ponto chave de regulação da glicólise