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Metabolismo dos carboidratos

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  1. 1. Metabolismo de Carboidratos Carboidratos Alimentares Glicose Glicose - 6 - fosfato Glicose - 1 - fosfato Glicogênio Glicólise (via Embdeneyerhof) Ácido Pirúvico C iclo de Krebs Cadeia respiratóri a Produç ão de CO 2 e H 2 O e ENERGIA (ATP) Glicose  Glicogênio = Glicogenossíntese Glicogênio  Glicose = Glicogen ólise
  2. 2. Glicogênese <ul><li>É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio. </li></ul><ul><li>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). </li></ul><ul><li>O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida </li></ul><ul><li>O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea (hipoglicemia). </li></ul><ul><li>O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição. </li></ul>
  3. 3. <ul><li>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-1-fosfato 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-1-4,1-6-transglucosidase) que transfere cadeias inteiras para um C6, formando ligações a(1- 6). </li></ul>Glicogênese
  4. 4. Glicogênese Glucose-6-phosphate Glucose-1-phosphate Uridine diphosphate glucose Glicogênio sintase Glycogen Fosfoglicomutase
  5. 5. <ul><li>O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose; </li></ul><ul><li>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; </li></ul><ul><li>A proteína Glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. A ela se liga o pimeiro resíduo de glicose. </li></ul><ul><li>A Glicogênio sintase se liga à cadeia de glicogenina (que permanece unida àquele primeiro resíduo de glicose), estendendo a cadeia. </li></ul><ul><li>Quando o glicogênio estiver grande o bastante, a enzima Glicogênio sintase é deslocada. </li></ul>Glicogênese
  6. 6. 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) TOTAL - 327 g
  7. 7. <ul><li>Princípios básicos de regulação da glicemia (nível de glicose plasmática). </li></ul><ul><li>Regulação hormonal coordenada, a curto e longo prazo, da neoglicogênese e glicólise hepática. </li></ul><ul><li>Regulação hormonal da glicogenólise e glicogenogênese. </li></ul>Controle Hormonal de Carboidratos
  8. 8. Controle Hormonal de Carboidratos <ul><li>Os hormônios glicorreguladores incluem: </li></ul><ul><li>insulina, </li></ul><ul><li>glucagon, </li></ul><ul><li>epinefrina, </li></ul><ul><li>cortisol e </li></ul><ul><li>hormônio de crescimento. </li></ul>
  9. 9. Percurso da glicogenogênese e glicogenólise no fígado
  10. 10. Glicogenólise <ul><li>O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente para a obtenção de glicose para entrar nas rotas oxidativas visando a obtenção de energia. </li></ul><ul><li>A glicogenólise possui controle endócrino. </li></ul><ul><li>O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio e fosfoglicomutase. </li></ul><ul><li>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). </li></ul>
  11. 11. Glicogenólise <ul><li>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. </li></ul>
  12. 12. <ul><li>O AMPc intracelular ativa a proteína-quinase AMPc-dependente : </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>R2C2 + 4 AMPc ---> 2C + 2 (R-AMPc2) Enzima ......................Enzima inativa......................... ativa </li></ul>Glicogenólise
  13. 13. <ul><li>Glicogênio Fosforilase: </li></ul><ul><ul><li>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. </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliza um piridoxal, um derivado de vitamina B como cofator. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ocorre quebra de uma ligação glicosídica com introdução de uma molécula de fosfato com intervenção de ATP </li></ul></ul><ul><ul><li>Atua no glicogênio sobre os extremos não redutores das unidades de glicose α (1,4). </li></ul></ul>Glicogenólise
  14. 14. <ul><li>Glicogênio Fosforilase: </li></ul><ul><ul><li>(glicose)n + Pi  (glicose)n-1 + glicose1P </li></ul></ul><ul><ul><li>Os produtos finais são unidades de glicose1P e frações de dextrinas-limite(4-glicoses)- não podem ser degradadas pela fosforilase. </li></ul></ul>Glicogenólise
  15. 15. <ul><li>Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio: </li></ul><ul><ul><li>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. </li></ul></ul><ul><ul><li>A hidrólise é catalisada pela mesma enzima desramificadora </li></ul></ul><ul><li>A glicogênio fosforilase é mais rápida do que a enzima desramificadora </li></ul><ul><li>Ramos exteriores do glicogênio são degradados muito rapidamente no músculo em poucos segundos quando é necessária muita energia. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>Glicogenólise
  16. 16. <ul><li>Fosfoglicomutase: cataliza a isomerização de glicose 1-P a glicose 6-P e vice-versa </li></ul><ul><li>A Glicose 6-fosfato pode ser então utilizada na glicólise. </li></ul><ul><li>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 </li></ul>Glicogenólise
  17. 17. Regulação do Metabolismo de Glicogênio <ul><li>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). </li></ul><ul><li>A Glicogênio fosforilase é uma enzima alstérica que aparece em duas formas: uma ativa (alafa) e outra inativa (beta) </li></ul><ul><li>A fosforilase quinase fosforila (ativa) a glicogênia fosforilase fosfatase (inativa) </li></ul><ul><li>A enzima ativadora é regulada pela adrenalkina e glucagon. </li></ul><ul><li>A insulina estimula a ação da enzima inativadora ao mesmo tempo que inibe a enzima ativadora. </li></ul>
  18. 18. Degradação de Glicogênio
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