Metabolismo Dos Carboidratos II

Azevedo, AMP

Metabolismo dos Metabolismo dos GlicídiosGlicídios

Azevedo, AMP

Roteiro da Aula1. Visão Geral do Metabolismo da Glicose2. Fosforilação da Oses

2.1 Fosforilação da Glicose

Roteiro da AulaRoteiro da Aula

2.3 Fosforilação da Frutose

2.2 Fosforilação da Galactose

3. Interconversão da Oses

2.1 Destino da frutose 1 fosfato

2.2 Correlações clínicas

2.3 Galactosemia

Azevedo, AMP

Glicose

Amino ácidos Ácidos GraxosPiruvato

Acetil CoA

Fosforilação oxidativa (Cadeia Respiratória

GTP

CO2

CO2

Ciclo de Krebs

2H+ + 2 e-

11 ATP

ATP

2 ATP

Azevedo, AMP

Metabolismo da GlicoseMetabolismo da Glicose

Glicogênio

Glicose

Lactato

GlicogenóliseGlicogênese

Glicólise

Gliconeogênese

Glicose 6 Fosfato

Glicose 1 Fosfato

Piruvato

Acetil CoA

CitratoCiclo de Krebs

Lipogênese

Ciclo dasPentoses

Ácidos Graxos

OxaloacetatoAminoácidos

Ribose 5 Fosfato

Azevedo, AMP

Isoformas Tecidos Propriedades

GLUT 1 Hemáceas, Rins Cérebro (BHE)

GLUT 2 Fígado Km 15 mM Cél. pâncreas Alta atividade

GLUT 3 Neurônios, placenta Km 1 mM

GLUT 4 Tecido adiposo Captação de Músculo esquelético Glic mediada Coração por insulina

GLUT 5 Int. Delgado, Rins Transportador Músculo Esq., Adipósito de Frutose

Cérebro

Transportadores de Glicose

Azevedo, AMP

Metabolismo da Glicose nos eritrócitos

= GLUT-1= GLUT-1

GlicoseGlicose

Glicose 6 FosfatoGlicose 6 FosfatoPentosePentoseFosfatoFosfato

(2) Lactato(2) Lactato-- (2) H(2) H++

Azevedo, AMP

GlicoseGlicose

Glicose 6 FosfatoGlicose 6 FosfatoPentosePentoseFosfatoFosfato

(2) Piruvato (2) Piruvato

Metabolismo da Glicose nas células do tecido cerebral

(2) Acetil CoA(2) Acetil CoA(2)CO(2)CO22 C.KC.K

( 4) CO( 4) CO22

= GLUT- 3= GLUT- 3

NADPHNADPH

Azevedo, AMP

GlicoseGlicose

Glicose 6 PGlicose 6 PPentosePentoseFosfatoFosfato


Metabolismo da Glicose nas células do tecido adiposo

(2) Acetil CoA(2) Acetil CoA(2)CO(2)CO22

= GLUT- 4= GLUT- 4 insulinainsulina

NADPHNADPH

GlicogênioGlicogênio

GorduraGordura

Azevedo, AMP

GlicoseGlicose



Metabolismo da Glicose nas células do tecido muscular e cardíaco


C.KC.K( 4) CO( 4) CO22

= GLUT- 4= GLUT- 4 insulinainsulina

NADPHNADPH



Azevedo, AMP

GlicoseGlicose



Metabolismo da Glicose nas células do tecido hepático


C.KC.K( 4) CO( 4) CO22

= GLUT-2= GLUT-2

NADPHNADPH



GorduraGordura

GlicoseGlicose

GlicuronídeosGlicuronídeos

Azevedo, AMP

Fosforilação das Fosforilação das OsesOses

Azevedo, AMP

Fosforilação das osesFosforilação das oses

– As oses fisiológicas glicose, frutose As oses fisiológicas glicose, frutose e galactose, após a absorção e galactose, após a absorção

chegam ao fígado através da veia chegam ao fígado através da veia porta onde são previamente porta onde são previamente

fosforiladas antes de iniciar o seu fosforiladas antes de iniciar o seu metabolismo.metabolismo.

Azevedo, AMP

Fosforilação das osesFosforilação das oses

• A fosforilação consiste na A fosforilação consiste na transferência de um fosfato do transferência de um fosfato do

ATP, para a ose, formando ATP, para a ose, formando assim um éster fosfórico.assim um éster fosfórico.

Azevedo, AMP

Enzimas que Fosforilam a GlicoseEnzimas que Fosforilam a Glicose

• Hexoquinase IHexoquinase I

• Hexoquinase IIHexoquinase II

• Hexoquinase I e II Hexoquinase I e II

• Hexoquinase IIIHexoquinase III

• Hexoquinase IVHexoquinase IV ou Glicoquinaseou Glicoquinase

Cérebro e RinsCérebro e Rins

Músculo esqueléticoMúsculo esquelético

FígadoFígado

Diversos TecidosDiversos TecidosFígado e Fígado e células células -pâncreas-pâncreas

Azevedo, AMP

Fosforilação da GlicoseFosforilação da Glicose

GlicoseGlicose

ATPATP

hexoquinasehexoquinase

glicoquinaseglicoquinase

ADPADP

Glicose-6-Glicose-6-PP

Azevedo, AMP


• A Hexoquinase I é encontrada no A Hexoquinase I é encontrada no cérebro e nos rins, a Hexoquinase II no cérebro e nos rins, a Hexoquinase II no músculo esquelético, a Hexoquinase I músculo esquelético, a Hexoquinase I e II no fígado, a Hexoquinase III em e II no fígado, a Hexoquinase III em diversos tecidos, e a Hexoquinase IV diversos tecidos, e a Hexoquinase IV ou Glicoquinase somente no fígado.ou Glicoquinase somente no fígado.

Azevedo, AMP


• As Hexoquinases I, II e III fosforilam As Hexoquinases I, II e III fosforilam a glicose, frutose e manose; são a glicose, frutose e manose; são

inibidas pelo produto. A hexoquinase inibidas pelo produto. A hexoquinase I tem um Km para a glicose igual a I tem um Km para a glicose igual a

0,01mM (0,18 mg% de glicose)0,01mM (0,18 mg% de glicose)

Azevedo, AMP


A Hexoquinase IV (Glicoquinase) é A Hexoquinase IV (Glicoquinase) é específica para a glicose. Tem um Km específica para a glicose. Tem um Km para a glicose igual a 20 mM (360 mgpara a glicose igual a 20 mM (360 mg% de glicose). Não sofre inibição pelo % de glicose). Não sofre inibição pelo

produto. A sua síntese pode ser produto. A sua síntese pode ser induzida pela insulina e tiroxina (ratos).induzida pela insulina e tiroxina (ratos).

Azevedo, AMP

Estas enzimas são ativadas por :Estas enzimas são ativadas por :

MgMg+2+2

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Fosforilação da Galactose

GalactoseGalactose

ATPATP

galactoquinasegalactoquinase

ADPADP

Galactose-Galactose-1- P1- P

Azevedo, AMP

Deficiência da GalactoquinaseDeficiência da Galactoquinase

GalactoseGalactose

NADPH + HNADPH + H++

Aldose redutaseAldose redutase

NADPNADP++

GalactitolGalactitol

Causa catarataCausa catarata

• galactosúriagalactosúria• acúmulo de galactitolacúmulo de galactitol

Azevedo, AMP

Fosforilação da FrutoseFosforilação da Frutose

FrutoseFrutoseATPATP

ATPATP

hexoquinasehexoquinase

frutoquinasefrutoquinase

ADPADP

ADPADP

Frutose-6-PFrutose-6-P

Frutose-1-PFrutose-1-P

Azevedo, AMP

Fosforilação da FrutoseFosforilação da Frutose

Hexoquinase Hexoquinase baixa afinidade pela Frutosebaixa afinidade pela Frutosemaior afinidade pela Glicosemaior afinidade pela Glicose

saturada em concentrações saturada em concentrações normal de Glicose na célulanormal de Glicose na célula

Frutoquinase Frutoquinase específica para Frutoseespecífica para Frutoseencontrada no fígado, rim eencontrada no fígado, rim eintestino delgadointestino delgadoKm baixo no fígadoKm baixo no fígado

Azevedo, AMP

Frutosúria EssencialFrutosúria Essencial

• Carência deCarência de frutoquinasefrutoquinase• Condição benigna e assintomáticaCondição benigna e assintomática• Acúmulo de frutose na urinaAcúmulo de frutose na urina

Azevedo, AMP

Interconversão de Interconversão de OsesOses

Azevedo, AMP

Interconversão de OsesInterconversão de Oses

Oses fisiológicas:Oses fisiológicas:

glicose, frutose e galactose• glicose utilizada como fonte glicose utilizada como fonte

de energia pela maioria das células de energia pela maioria das células do organismodo organismo

• espermatozóides metabolizam a espermatozóides metabolizam a frutose.frutose.

Azevedo, AMP


O fígado é o órgão encarregado O fígado é o órgão encarregado de transformar a galactose e a de transformar a galactose e a frutose em glicose e distribuir frutose em glicose e distribuir

esta ose para os outros tecidos esta ose para os outros tecidos onde será utilizada como fonte onde será utilizada como fonte

de energia.de energia.

Azevedo, AMP


FígadoFígado

SangueSangue

TecidosTecidos

GlicoseGlicose

GalactoseGalactose

FrutoseFrutose

GlicoseGlicose

ATPATP

COCO22

HH22OO

Azevedo, AMP


GalGal

GlicGlic

FrutFrut

GalactoquinaseGalactoquinaseGal-1-PGal-1-P

HexoquinaseHexoquinaseGlic-6-PGlic-6-P

HexoquinaseHexoquinaseFrut-6-PFrut-6-P

Ciclo de Krebs(ATP,COCiclo de Krebs(ATP,CO22,H,H22O)O)

GlicóliseGlicólise

Glic-1-PGlic-1-PGlicoseGlicose

PinPin

Ciclo dasCiclo dasPentosesPentoses


Frut-1-PFrut-1-PFruto-Fruto-quinasequinase

Azevedo, AMP

Metabolismo da Frutose

Frut-6-PFrut-6-P

Ciclo de Krebs(ATP,COCiclo de Krebs(ATP,CO22,H,H22O)O)


Frut-1-PFrut-1-P

FrutoseFrutose

P- Diidroxiacetona Gliceraldeído

H2C

CO

H2C OH

O PO3-2

-2

-2

-2

C

C

H2C

OHH

O PO3

H2C

CO

C

C

HHO

OHH

C

H2C

OHH

O PO3

O PO3

HO

NadoxNadredGlicerol

ATP

ADP

CHO

C

H2C

OHH

OH H2C OH

H2C OH

C OHH

Fosfato de Glicerol

Glicerolfosfato desidrogenase

Glicerolquinase

desidrogenase

Gli-6-PGli-6-P

Frut-1,6-BiP

Gliceraldeído 3 P

Azevedo, AMP

glic-6-Pglic-6-P

Fosfohexoisomerase Fosfohexoisomerase ouou

FosfoglicoisomeraseFosfoglicoisomerase

MgMg2+2+ CHCH22-OH-OH

COCOC-HC-HC-OHC-OHC-OHC-OHCHCH2 2 -O-P-O-P

HO-HO- H-H- H-H-

frut-6-Pfrut-6-P

CHOCHOC- OHC- OHC-HC-HC-OHC-OHC-OHC-OHCHCH2 2 -O-P-O-P

HO-HO- H-H- H-H-

H -

Isomerização de Frutose 6 fosfato Isomerização de Frutose 6 fosfato

Glicólise

Azevedo, AMP

Destino da Frutose 1 Fosfato

Frut 1 P Frut 1 P

Diidroxiacetona P Diidroxiacetona P

GliceraldeídoGliceraldeído


Aldolase BAldolase B

Álcool Desidrogenase

GlicerolGlicerolTriacilgliceroisTriacilglicerois

FosfoglicerídiosFosfoglicerídios

Quinase

Azevedo, AMP

Metabolismo da Frutose

Deficiência da Aldolase da Fru1PAcúmulo de Fru 1 P

Depleção de Pin e ATPFígadoDanos às células: gradientes iônicos

Deficiência da FrutoquinaseErro metabólico benignoretidos 90% da Fru ingerida e excretado 10% na urina

Hepatomegalia, icterícia, hemorragia e doença renal

lise osmótica

Doenças autossômicas recessivas raras

Azevedo, AMP

Intolerância Hereditária À Frutose

•Deficiência de Aldolase BDeficiência de Aldolase B•Fígado, cortex renal e intestino delgadoFígado, cortex renal e intestino delgado•Acúmulo de Fru 1 PAcúmulo de Fru 1 P•Depleção de Pin e ATPDepleção de Pin e ATP•Hepatomegalia, icterícia, hemorragia eHepatomegalia, icterícia, hemorragia e

doença renaldoença renal

Azevedo, AMP

Conversão Glicose/FrutoseConversão Glicose/Frutose

Frut-6-PFrut-6-P

FosfohexoisomeraseFosfohexoisomeraseou glicoisomeraseou glicoisomerase

Glic-6-PGlic-6-P

FosfoglicomutaseFosfoglicomutase

Glic-1-PGlic-1-P

GlicogênioGlicogênioGal-1-PGal-1-P

Azevedo, AMP

Reação catalisada pela Reação catalisada pela FosfoglicomutaseFosfoglicomutase

Glic-6-PGlic-6-PCC66

CC11

Glic-1,6-PGlic-1,6-P

CC66

CC11

FosfoglicomutaseFosfoglicomutase

Glic-1-PGlic-1-P

Glic-Glic-1,1,6-P6-P

CC11

CC66

CC11

CC66

Azevedo, AMP

Galactose GlicoseGalactose Glicose

Gal-1-PGal-1-P

UDPGUDPG

FosfogalactouridilFosfogalactouridiltransferasetransferase

Glic-1-PGlic-1-P

UDPUDPGalGal

FosfogliceromutaseFosfogliceromutase

Glic-6-PGlic-6-P

Glicosil-4-epimeraseGlicosil-4-epimerase

Azevedo, AMP

GalactosemiaGalactosemia

Azevedo, AMP

GalactosemiaGalactosemia

• Galactosemia é a deficiência Galactosemia é a deficiência hereditária de hereditária de fosfogalactouridil fosfogalactouridil

transferasetransferase..

Azevedo, AMP

GalactosemiaGalactosemia• A galactose não é metabolizada.A galactose não é metabolizada.• Aumento da conc. intra-hepática de Gal-1-P (efeito Aumento da conc. intra-hepática de Gal-1-P (efeito

tóxico).tóxico).• Galactosúria.Galactosúria.• Catarata (galactiol no cristalino)Catarata (galactiol no cristalino)• Retardo mental.Retardo mental.• O acúmulo de Gal-1-P nos tecidos talvez iniba a O acúmulo de Gal-1-P nos tecidos talvez iniba a

desidrogenase da Glic-6-P causando transtornos desidrogenase da Glic-6-P causando transtornos no C. P.no C. P...

Azevedo, AMP

Diagnóstico da GalactosemiaDiagnóstico da Galactosemia

• Determinação da atividade da Determinação da atividade da fosfogalactouridiltransferase nas fosfogalactouridiltransferase nas hemácias.hemácias.

• Pesquisa de glicídios redutores na Pesquisa de glicídios redutores na urina.urina.

• Identificação de galactose na urina.Identificação de galactose na urina.

Azevedo, AMP

Via secundária do Via secundária do metabolismo metabolismo

da Galactoseda Galactose

Azevedo, AMP

Via secundária do Via secundária do metabolismo da Galactosemetabolismo da Galactose• Não existe na criança.Não existe na criança.• A via metabólica é ativa no adulto.A via metabólica é ativa no adulto.• Enzimas:Enzimas:

• UDPGal UDPGal pirofosforilasepirofosforilase

• Glicosil-4-epimeraseGlicosil-4-epimerase

• PirofosfatasePirofosfatase

Azevedo, AMP

Via secundária do Via secundária do metabolismo da Galactosemetabolismo da Galactose

Gal-1-PGal-1-P

UTPUTP

UDPGal pirofosforilaseUDPGal pirofosforilase

PPPP

UDPGalUDPGal UDPGUDPGGlicosil-4Glicosil-4epimeraseepimerase

PirofosfatasePirofosfatase2 Pin2 Pin

Azevedo, AMP

Via secundária do Via secundária do metabolismo da Galactosemetabolismo da Galactose

• Esta via metabólica explica a maior Esta via metabólica explica a maior tolerância dos adultos galactosêmicos tolerância dos adultos galactosêmicos

à galactose. Esta via é seis vezes à galactose. Esta via é seis vezes menos ativa do que a catalisada pela menos ativa do que a catalisada pela transferase, deste modo os adultos transferase, deste modo os adultos galactosêmicos devem se abster de galactosêmicos devem se abster de

galactose na alimentaçãogalactose na alimentação..

Azevedo, AMP

• As pessoas deficientes em As pessoas deficientes em fosfogalactouridiltransferase fosfogalactouridiltransferase podem sintetizar compostos podem sintetizar compostos

portadores de galactose (lactose) portadores de galactose (lactose) por uma reação catalisada pela por uma reação catalisada pela

glicosil-4-epimerase.glicosil-4-epimerase.

UDPGUDPG UDPGalUDPGal

GlicoseGlicose

UDPUDP

LactoseLactose

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Metabolismo Dos Carboidratos II