Metabolismo de Carboidratos

Metabolismo de Carboidratos
Carboidratos Alimentares
Glicose
Glicogênio
Glicose-6-fosfato
Glicólise (via Embdeneyerhof)
Glicose-1-fosfato
Ácido Pirúvico
Ciclo de Krebs
Glicose  Glicogênio = Glicogenossíntese
Cadeia respiratória
Glicose = Glicogenólise
Glicogênio
Produção de CO2
e H2O e
ENERGIA (ATP)
Glicogênese
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


É o processo bioquímico que transforma a glicose em
glicogênio.
Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é
proeminente no fígado e músculos (os músculos apresentam
cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o fígado em razão
de sua grande massa).
O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só
utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia
rápida
O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os
músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea
(hipoglicemia).
O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo
consumido totalmente cerca de 24 horas após a última
refeição.
Glicogênese

A primeira reação do processo glicolítico é a formação
de glicose-6-fosfato (G6P) a partir da fosforilação da
glicose. A insulina induz a formação de glicose-1fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase que
isomerisa a G6P. A partir daí, há a incorporação da
uridina-tri-fosfato (UTP) que proporciona a ligação
entre o C1 de uma molécula com o C4 de outra ligação
(catalisada pela enzima glicogênio sintase), formando
uma maltose inicial que logo será acrescida de outras,
formando um polímero a(1- 4). A ramificação da cadeia
ocorre pela ação da enzima ramificadora (amido-1-4,16-transglucosidase) que transfere cadeias inteiras para
um C6, formando ligações a(1- 6).
Glicogênese
Fosfoglicomutase
Glucose-1-phosphate
Glucose-6-phosphate
Glicogênio sintase
Glycogen
Uridine diphosphate glucose
Glicogênese
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

O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose;
A enzima Glicogênio sintase necessita de um “primer”,
ou seja, um resíduo, por onde começar, o qual deve ser
formado por pelo menos quatro moléculas de glicose;
A proteína Glicogenina é a responsável pela formação
desta pequena cadeia. A ela se liga o pimeiro resíduo de
glicose.
A Glicogênio sintase se liga à cadeia de glicogenina (que
permanece unida àquele primeiro resíduo de glicose),
estendendo a cadeia.
Quando o glicogênio estiver grande o bastante, a enzima
Glicogênio sintase é deslocada.
Glicogênese
Quantidade de glicose disponível para o ser humano,
levando em considerações as reservas hepáticas e
musculares de glicogênio
Peso Relativo
Massa Total
Glicogênio Hepático
4,0 %
72 g (1)
Glicogênio Muscular
0,7 %
245 g (2)
Glicose extracelular
0,1 %
10 g (3)
-
327 g
TOTAL
Controle Hormonal de Carboidratos

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
Princípios básicos de regulação da glicemia
(nível de glicose plasmática).
Regulação hormonal coordenada, a curto e
longo prazo, da neoglicogênese e glicólise
hepática.
Regulação hormonal da glicogenólise e
glicogenogênese.
Controle Hormonal de Carboidratos
Os hormônios
glicorreguladores
incluem:
•insulina,
•glucagon,
•epinefrina,
•cortisol e
•hormônio de
crescimento.
Percurso da glicogenogênese e glicogenólise no
fígado
Glicogenólise

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

O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente para
a obtenção de glicose para entrar nas rotas oxidativas
visando a obtenção de energia.
A glicogenólise possui controle endócrino.
O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três
enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima α 1,6
glicosidase ou desramificadora de glicogênio e
fosfoglicomutase.
Os estímulos possuem como segundo mensageiro o
AMP cíclico (AMPc), que é formado a partir do ATP sob
ação da enzima adenilato-ciclase (inativa até que haja o
estímulo hormonal).
Glicogenólise

O AMPc ativa a enzima fosforilase-quinase-b em
fosforilase-quinase-a, que por sua vez retira uma
molécula de glicose do glicogênio, na forma de
glicose-1-fosfato, liberando-a para a glicólise em
uma reação que utiliza a mesma enzima que inicia a
glicogênese (fosfoglicomutase). O aumento do
metabolismo energético, faz com que cesse os
estímulos hormonais, inibindo a glicogenólise. O
AMPc é degradado pela enzima fosfodiesterase,
sendo que hormônios, como a insulina, aumentam a
atividade desta enzima, induzindo o bloqueio da
glicogenólise.
Glicogenólise


O AMPc intracelular ativa a proteínaquinase AMPc-dependente :
A proteína-quinase AMPc-dependente
inativa é constituída de dois pares de
subunidades, cada par consiste de
uma subunidade regulatória (R), que
liga 2 mol de AMPc e uma
subunidade catalítica (C), que contem
o sítio ativo.
A combinação com o AMPc
determina a dissociação. complexo
R2C2, liberando os monômeros C
ativos.
R2C2 + 4 AMPc ---> 2C + 2 (RAMPc2)
Enzima ......................Enzima
Glicogenólise

Glicogênio Fosforilase:




Cliva uma ligação α (1,4) com fosfato inorgânico
(Pi). Esta enzima só cliva resíduos de glicose que
estejam a mais de 4 resíduos de distância de uma
ramificação.
Utiliza um piridoxal, um derivado de vitamina B
como cofator.
Ocorre quebra de uma ligação glicosídica com
introdução de uma molécula de fosfato com
intervenção de ATP
Atua no glicogênio sobre os extremos não redutores
das unidades de glicose α (1,4).
Glicogenólise

Glicogênio Fosforilase:


(glicose)n + Pi(glicose)n-1 + glicose1P
Os produtos finais são unidades de glicose1P e
frações de dextrinas-limite(4-glicoses)- não podem
ser degradadas pela fosforilase.
Glicogenólise




Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio:
 Transfere três resíduos de glicose de um ramo limite para
outro ramo (com uma ligação α (1,6)) é eliminado por
hidrólise, dando como resultado glicose livre e glicogênio
desramificado.
 A
hidrólise é catalisada pela mesma enzima
desramificadora
A glicogênio fosforilase é mais rápida do que a enzima
desramificadora
Ramos exteriores do glicogênio são degradados muito
rapidamente no músculo em poucos segundos quando é
necessária muita energia.
A degradação do glicogênio após este ponto exige a enzima
desramificadora e é portanto mais lenta, o que explica em parte
o fato do músculo só poder exercer a sua máxima força durante
poucos segundos.
Glicogenólise

Fosfoglicomutase: cataliza a isomerização de glicose 1-P a
glicose 6-P e vice-versa

A Glicose 6-fosfato pode ser então utilizada na glicólise.
Ao contrário do músculo, o fígado (e, em menor extensão o
rim) possui glicose-6-fosfatase, uma enzima hidrolítica que
catalisa a desfosforilação da glicose-6-fosfato, o que lhe
permite fornecer glicose ao resto do organismo

Regulação do Metabolismo de
Glicogênio
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O fígado possui uma hexocinase com pouca afinidade para
a glicose e que não é inibida por glicose-6-P. portanto, a
glicose só é fosforilada no fígado quando existe no sangue
em concentrações muito elevadas (depois das refeições).
A Glicogênio fosforilase é uma enzima alstérica que
aparece em duas formas: uma ativa (alafa) e outra inativa
(beta)
A fosforilase quinase fosforila (ativa) a glicogênia
fosforilase fosfatase (inativa)
A enzima ativadora é regulada pela adrenalkina e glucagon.
A insulina estimula a ação da enzima inativadora ao mesmo
tempo que inibe a enzima ativadora.
Degradação de Glicogênio