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Universidade Federal de PelotasInstituto de Química e Geociências
Departamento de Bioquímica
Metabolismo de Carboidratos
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
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
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.
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.
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
Absorção de CHO em Herbívoros Não-RuminantesAbsorção das oses no intestino delgado*
* Somente as provenientes do amido, sacarose e lactose
Digestão de CHO em Herbívoros Ruminantes
• São poligástricos
• Rúmen (pança)
• Retículo (barrete)
• Omaso (folhoso)
• Abomaso (coagulador)
não secretam enzimas
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
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
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.
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
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
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
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
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+
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
• 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:
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
Destinos da Glicose-6P
• Oxidação completa (aerobiose)
• Fermentação láctica (anaerobiose)
• Síntese de glicogênio
Músculo Esquelético
Músculo Cardíaco
• Oxidação completa (aerobiose)
• Síntese de glicogênio
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)
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
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
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
Mobilização de Amido em Vegetais - Fosforólise
Amilose
AmilopectinaFosforilase do Amido
Glicose 1-P
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)
Glicólise – localização sub-celular
MitocôndriaGlicólise
Glicose Piruvato
Citosol
Fosforilação em nível de substrato
Glicose Piruvato
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
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
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
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
• O que acontece com o NADH sintetizado na glicólise??
Reoxidação do NADH Citossólico
NADH
Condições anaeróbicas
Condições aeróbicas
Fermentação alcoólica
Fermentação láctica
Cadeia de transporte de
elétrons
Lançadeiras de elétrons
Reoxidação do NADH Citossólico
NADH
Condições anaeróbicas
Condições aeróbicas
Fermentação alcoólica
Fermentação láctica
Cadeia de transporte de
elétrons
Lançadeiras de elétrons
Reoxidação do NADH Citossólico
NADH
Condições anaeróbicas
Condições aeróbicas
Fermentação alcoólica
Fermentação láctica
Cadeia de transporte de
elétrons
Lançadeiras de elétrons
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
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
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
Piruvato
SEM O2
COM O2
Citosol
Destinos do piruvato
Glicose
Etanolou
Lactato
SEM O2
CK
Acetil CoA
Mitocôndria
• 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.
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
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
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
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
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
Destino do lactato – Ciclo de Cori
LDH
LDH
Piruvato
SEM O2
COM O2
Citosol
Destinos do piruvato
Glicose
Etanolou
Lactato
SEM O2
CK
Acetil CoA
Mitocôndria
Piruvato →→→→ Acetil-CoA
Proteína transportadora
citosolMitocôndria
Destinos do piruvato - aerobiose
PiruvatoCoA Acetil CoA
Complexo piruvato desidrogenase
Piruvato →→→→ Acetil-CoA
NAD
FAD
CoACoA
TPP
Ac lipóico
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)
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
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
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
��������
����
Ciclo de
Krebs -Re
açõe
s oxidaçõe
s biológ
icas
Ciclo de
Krebs
Introdução
Reserva• Amido (plantas)
Dieta
GLICOSE Gliconeogênese
digestão
mobilização/digestão
(plantas)• Glicogênio(animais)
GLICOSE
Fotossíntese
Gliconeogênesesíntese
síntese
síntese
Metabolismo de Glicídeos
Gliconeogênese
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
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)
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
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
Introdução
Reserva• Amido (plantas)
Dieta
GLICOSE Gliconeogênese
digestão
mobilização/digestão
mobilização/digestão
(plantas)• Glicogênio(animais)
GLICOSE
Fotossíntese
Gliconeogênesesíntese
síntese
síntese
Metabolismo de Glicídeos -
Glicogênio
• Glicogênese
• Glicogenólise
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, ...)
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
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
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
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
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
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
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)
Via das Pentoses-Fosfato
6 Glicose-6P + 12 NADP+ + 6 H2O →→→→ 5 Glicose-6P + 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+
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
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