Metabolismo de Carboidratos. - IQ-USP
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Metabolismo de Carboidratos. Dra. Leticia Labriola Março 2011 Gliconeogênese lactato glicerol substratos para a gliconeogênese músculo hemácias triacilglicerol AGL piruvato intermediários do ciclo de Krebs aminoácidos glicogênicos NH3 Gliconeogênese ‐ ciclo de Cori músculo glicogênio fígado sangue glicose 6 ‐ fosfato glicose 6‐fosfato glicose piruvato lactato lactato lactato Glicogenólise/Gliconeogênese glicose glicose 6‐fosfato 3‐fosfoglicerato 1,3 difosfo‐ glicerato 2‐fosfoglicerato fosfoenolpiruvato frutose 6‐fosfato gliceraldeído 3‐fosfato piruvato frutose 1,6‐difosfato diidroxiacetona fosfato AcetilCoA Gliconeogênese reações irreversíveis na via glicolítica glicose hexoquinase frutose 6‐fosfato fosfofrutoquinase frutose 1,6‐difosfato glicose 6‐fosfato piruvato piruvato desidrogenase acetil CoA fosfoenolpiruvato piruvato quinase piruvato ciclo de Krebs Gliconeogênese reação de desvio da hexoquinase glicose Pi ATP hexoquinase glicose‐6‐fosfatase H2 O ADP glicose 6‐fosfato glicose‐6‐fosfatase fígado, rins e intestino Gliconeogênese reação de desvio da fosfofrutoquinase frutose 6‐fosfato Pi ATP fosfofrutoquinase frutose 1,6‐difosfatase H2 O ADP frutose 1,6‐difosfato Gliconeogênese ‐ lactato mitocondria lactato piruvato oxaloacetato oxaloacetato malato malato glicose sangue fosfoenolpiruvato citosol Gliconeogênese glicose reações de desvio da piruvato quinase citosol fosfoenolpiruvato ADP CO2 piruvato quinase fosfoenolpiruvato carboxilase GDP GTP Lógica para que a reação Ocorra na mitocôndria Citossol: NADH/NAD+ = 8 x10‐4M, 5 vezes menor que na mit. CO2 H2O ATP piruvato NAD+ oxaloacetato ATP piruvato NADH+H+ ADP mitocondria malato malato desidrogenase NADH+H+ NAD+ oxaloacetato piruvato carboxilase malato malato desidrogenase Lançadeiras: Transportam os elétrons de NADH citosólico para a matriz mitocondrial Lançadeira Malato-Aspartato Lançadeira Malato-Aspartato - Reação global: NADH(cit) + NAD+(mit) NAD+(cit) + NADH(mit) - Reversível - Presente em fígado, rim, coração Gliconeogênese ‐ glicerol ATP glicerol ADP glicerol 3‐fosfato glicerol quinase NAD+ glicerol 3‐fosfato desidrogenase NADH+H+ gliceraldeído 3‐fosfato aldolase glicose diidroxiacetona fosfato Lançadeira Glicerol Fosfato Lançadeira Glicerol Fosfato - Reação global: NADH(cit) + FAD(mit) - Irreversível - Presente em músculo, cérebro NAD+(cit) + FADH2(mit) Regulação da gliconeogênese glicose oxaloacetato piruvato carboxilase gliconeogênese glicose acetil CoA + acetil CoA ‐ piruvato desidrogenase piruvato ciclo de Krebs energia Piruvato - PEP CO2 Pyr Pyr ATP OxaloAc ADP Malato Malato NAD+ NADH NAD+ NADH Oxaloacetato GTP CO2 PEP GDP Regulação Neoglicogênese (Biotina) + AcetilCoA Pyr Piruvato carboxilase CO2 Oxaloacetato ADP ATP (+ Glucagon) Oxaloacetato PEP carboxiquinase GTP GDP CO2 PEP Regulação Neoglicogênese - AMP Frutose 1,6 P - Frutose 2,6P Frutose 1,6 bisfosfatase Pi Frutose 6 P Regulação Neoglicogênese - AMP Frutose 1,6 P - Frutose 2,6P Frutose 1,6 bisfosfatase Frutose 6 P Pi + AMP - citrato (+ insulina no fígado) Fosfofrutoquinase 2 Frutose 6P ATP Frutose 2,6 P ADP Pi Frutose 2,6 P Frutose 2,6 bisfosfatase + PEP (+ glucagon no fígado) Frutose 6P Regulação da gliconeogênese Insulina Glucagon frutose 6‐fosfato Pi ATP fosfofrutoquinase + frutose 2, 6‐difosfato ‐ frutose 1,6‐difosfatase H2 O ADP frutose 1,6‐difosfato Regulação Neoglicogênese Glicose 6 P glicose 6 fosfatase Pi - Enzima localizada no RE do fígado e rim - Jejum aumenta a expressão Glicose Resumo Gliconeogênese é a via pela qual a glicose é sintetizada. Para que este processo resulte termodinamicamente favorável, algumas enzimas que participam na glicólise são remplaçadas na gliconeogênese por enzimas que diferem em como (ou de que forma) os processos de conversão metabólica, hidrólise de ATP ou produção de ATP estão acoplados. Metabolismo Etanol H CH3 O C álcool desidrogenase OH NAD+ H CH3 C NADH H O CH3 C O + H2O acetaldeído desidrogenase NAD+ H O CH3 C NADH OO acil-CoA sintetase C O- CH3 ATP AMP HS-CoA CH3 C SCoA Lactato Desidrogenase Alcoolismo Agudo - Hipoglicemia Coma - Acidose Crônico - Desnutrição calórico-proteica - Toxicidade por acetaldeído - cirrose - Deficiência de folato, TPP (B1), vit. A e D 1. Indicar a localização das enzimas da via gliconeogênica e as vitaminas necessárias para neoglicogênese. Descrever os passos irreversíveis da glicólise, e como são substituídos na gliconeogênese. 2. Quais os principais substratos para a gliconeogênese? Explique porque lipídeos não geram glicose. 3. Escrever a reação global da síntese de glicose a partir de lactato. 4. Descrever a atividade da glicólise e gliconeogênese na presença de altas relações ATP/ADP e baixas relações ATP/ADP. Indicar os mecanismos de regulação que determinam a atividade da glicólise e gliconeogênese. 5. O glucagon induz à quebra de proteínas, liberando aminoácidos (incluindo a alanina) no fígado. Indique o efeito dessa quebra nas vias glicolítica e gliconeogênica. 6. O lactato produzido no músculo pode ser convertido a glicose no fígado. Descreva as condições em que o músculo gera lactato, e porque a conversão para glicose não ocorre no próprio músculo. 7. Explique porque um período de exercício físico intenso leva a aumento da velocidade respiratória do indivíduo, que perdura por vários minutos após o exercício. 8. Descrever as lançadeiras de malato-aspartato e glicerol fosfato. Qual a vantagem que cada uma apresenta em relação à outra? 9. Descrever o mecanismo pelo qual a ingestão de etanol causa acidose e hipoglicemia. 10. Com base nos dados abaixo, explique porque a população oriental apresenta maior sensibilidade à ingestão de etanol: a)O acetaldeído é responsável pela maior parte dos efeitos da embriaguez. b) A álcool desidrogenase é uma enzima quaternária, em que uma das subunidades pode ser do tipo 1 (pH ótimo = 10) ou 2 (pH ótimo = 8). Na população oriental, predomina a subunidade 2. c)Há duas acetaldeído desidrogenases. Uma delas, presente na mitocôndria em grandes quantidades, tem baixo Km, a outra, citosólica, tem alto Km. Grande parte da população oriental possui uma deficiência da isoforma mitocondrial.
