GLICOSE

•Principal combustível da > parte dos organismos vivos rica em energia potencial (-2840 kJ/mol).

↑ demandas energéticas glicose é liberada dos estoques intracelulares para a produção de ATP.

•Precursor de intermediários metabólicos biossíntese de macromoléculas.

DESTINOS DA GLICOSE DENTRO DAS CÉLULAS

A glicose ingerida, após entrar nas células dos tecidos pode seguir um dos seguintes caminhos:

1. IMPORTÂNCIA:

1. VIA CENTRAL DO CATABOLISMO DA GLICOSE

2. ÚNICA FONTE DE ENERGIA PARA ALGUNS TECIDOS eritrócitos, medula espinhal, cérebro e espermatozóides.

GLICÓLISE

Alguns tecidos vegetais (tubérculos) e microrganismos anaeróbicos derivam toda a sua energia da glicose através da glicólise.

2. CONCEITO

• É a “quebra” de uma molécula de glicose (6C) em duas moléculas de piruvato (3C).

• A energia liberada dessa “quebra” é armazenada na forma de ATP e NADH (Niacina).

GLICÓLISE

A conversão da glicose em duas moléculas de piruvato ocorre em uma sequência de 10 passos (reações enzimáticas)

“Lysis”

Investimento de energia

(ATP)

Produção de ATP

GLICOSE + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

•No final da via, parte da energia é conservada na forma de ATP e NADH (fase de pagamento), mas a MAIOR PARTE DA ENERGIA POTENCIAL QUÍMICA PERMANECE NAS MOLÉCULAS DE PIRUVATO!!!

•Em condições AERÓBICAS, essa energia será extraída através do CK e da CR;

Assim:

• Oxidação da glicose pela via glicolítica -146kJ/mol

• OXIDAÇÃO COMPLETA da glicose pelo CK e CR -1694 kJ/mol GLICÓLISE PRODUZ APENAS 5% DA ENERGIA EXTRAÍDA DA GLICOSE.

BALANÇO ENERGÉTICO DA GLICÓLISE

REGULAÇÃO DA GLICÓLISE (“enzimas marcapasso”)OBJETIVOS: •Manter constante a concentração de ATP intracelular.•Manter constante os níveis de intermediários da via que são precursores biossintéticos. (Ex: 3-fosfoglicerato aminoácidos)

-Hexoquinase:

Muscular: É Inibida alostericamente pela glicose-6-fosfato (produto). No fígado é inibida pela frutose-6-fosfato

-Fosfofrutoquinase-1:Frutose 2,6-bifosfato (ativador + potente)ADP e AMP: moduladores alostéricos positivos;ATP e citrato– moduladores alostéricos negativo;

-Piruvato quinase:

ATP modulador alostérico negativo;Acetil CoA e ácidos graxos de cadeia longa moduladores alostéricos negativos.

REGULAÇÃO DA GLICÓLISE

REAÇÕES IRREVERSÍVEIS

Hexoquinase ou glicoquinase (hepática)

Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)

Piruvato Quinase

Qual a importância dos intermediários fosforilados da glicólise?

1. Mantê-los dentro da célula;

2. Formação de componentes fosforilados de alta energia formação do ATP;

3. Fornecimento de energia de ligação diminuição da energia de ativação das reações enzimáticas da glicólise (formação de complexos com o Mg+ do sítio ativo das enzimas)

Considerações importantes sobre a glicólise

1. Fosforilação a nível de substrato ≠ fosforilação oxidativa.

2. Hexoquinase muscular Baixo Km para a glicose (Km=0,1mM) atua constantemente na Vmáx.

Glicoquinase hepática Elevado km p/ a glicose (10 mM)

Destinos do piruvato formado:

Destinos do piruvato formado em condições AERÓBICAS:

Destinos do piruvato formado em condições ANAERÓBICAS:

Fermentação láctica:

*Importância da reação REOXIDAÇÃO DO NADH E PRODUÇÃO DE ENERGIA*Células cancerosas

*Eritrócitos convertem glicose em lactato mesmo em condições AERÓBICAS!!

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*Importância tecnológica fermentação do leite e produção de queijos (lactobacilus, streptococcus)

Destinos do piruvato formado em condições ANAERÓBICAS:

Fermentação alcoólica:

Ausente em animais vertebrados

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Presente em animais vertebrados (humanos)

*Importância tecnológica carbonatação da cerveja, aumento do volume da massa panificada.

VIAS AFLUENTES DA GLICÓLISE

Carboidratos destinados a entrar na via glicolítica:

•Glicogênio;•Amido;•Dissacarídeos: maltose, sacarose, lactose•Monossacarídeos: frutose, manose e galactose

METABOLISMO DA FRUTOSE

CONVERSÃO DA GLICOSE EM FRUTOSE Rota Poliol

Ocorre nas vesículas seminais

Espermatozóides utilizam frutose como substrato energético

Frutosemia

• Deficiência no metabolismo da frutose:

1. deficiência de frutoquinase2. deficiência de aldolase B

Metabolismo da Galactose

• Principal fonte: lactose do leite• A lactose é digerida pela β-galactosidase

(lactase)• Sua entrada nas células não depende de

insulina

METABOLISMO DA GALACTOSE

A galactose-1-P não pode entrar na via glicolítica, precisa ser convertida antes em UDP-galactose

Galactosemia• A galactosemia é uma doença rara do metabolismo da galactose. • A alteração se encontra em uma das enzimas responsáveis pela

conversão da galactose em glicose• dependendo da enzima defeituosa, a doença se manifesta de

maneira diferente.• Classificação: Galactosemia tipo 1, 2 e a tipo 3.

Galactosemia tipo 1- Clássica

• É a deficiência no metabolismo da galactose por deficiência da enzima galactose-1-fosfato uridiltransferase (GALT).

• A patologia se traduz no defeito genético da enzima GALT, o que gera acúmulo de galactose-1-fosfato e galactose tecidual.

• A incidência é de 1: 50.000 na população branca e a idade alvo é preferencialmente neonatos.

Galactosemia tipo 1- Clássica

• As características clínicas da doença podem se apresentar de diversas maneiras diferentes e surgem poucos dias a semanas após o nascimento:

A) As principais manifestações hepáticas e gastrointestinais são: irritabilidade, letargia, vômitos, dificuldade de alimentação, baixo ganho de peso, hepatoesplenomegalia, ascite, cirrose hepática e outras complicações.

B) A Síndrome de Fanconi: vômitos, desidratação, fraqueza e febre inexplicada, anorexia, constipação, polidipsia, poliuria e distúrbios do crescimento.

Galactosemia tipo 1- Clássica

C) Outras manifestações:

neurológicas: retardo mental (irreversível), problemas da fala e coordenação motora.

endócrinas: disfunção ovariana com amenorréia 1ª ou 2ª, provável aumento de risco de câncer ovariano.

oculares: catarata, no cristalino a galactose é convertida pela aldolase redutase em galactitol, um açúcar ao qual o cristalino é impermeável, e em conseqüência ocorre hidratação excessiva, redução do glutation no cristalino e formação de cataratas.

infecciosas.

Galactosemia tipo 2- Não-Clássica

• É a disfunção do metabolismo da galactose pela deficiência da atividade da galactoquinase resultando em danos principalmente nos olhos.

• A incidência é de 1: 40.000 crianças, nas quais desde a infância podem se formar cataratas.

• Presença do gene autossômico recessivo na família é o principal fator de risco.

Galactosemia tipo 2- Não-Clássica

• A patogênese é descrita pelo defeito da galactoquinase, o que gera acúmulo de galactose no sangue e nos tecidos.

• Características clínicas: catarata, anormalidades do sistema nervoso central: retardo mental, danos neurológica, epilepsia e pseudotumor cerebral.

Tratamento

• Dieta isenta de galactose e lactose• Monitoramento constante do nível de galactose e

seus metabólitos sanguíneos do paciente• Monitoramento multidisciplinar