Metabolismo de glicídeos

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