Revisão Controle do Metabolismo

Odonto 2013 – Prova 2

QBQ0204

O que é Metabolismo?

Reações irreversíveis extremamente exergônicas com ΔG’ grande e negativo

A) Proteína Glicose?

SIM (1 e 2)

NÃO

1

1

2

2

2

B) Proteína Ácido Graxo?

SIM (3 e 4)

3

3

3

4

4

C) Glicose Ácido Graxo?

SIM (5)

5

5

5

D) Glicose Proteína?

E) Ácido Graxo Glicose?NÃO

F) Ácido Graxo Proteína?NÃO

Ácidos graxos não podem sintetizar glicose porque a reação da Acetil-

CoA para Piruvato é irreversível. A Acetil-CoA não é um composto

glicogênico em mamíferos

Biossíntese

Gliconeogênese

1. Glicose sanguínea indisponível;2. Glicogênio (fígado e músculo)

esgotados;3. Gliconeogênese (“nova formação

de açúcar”): converte em glicose o piruvato, lactato e glicerol, com 3 ou 4 carbonos (alguns aa – glicogênicos)

G

Destinos da Glicose - Hemácias

Não possuem mitocôndrias

Glisose

Gliconeogênese

Destinos da Glicose - Cérebro

Destinos da Glicose – Músculo e Coração

Glisose

Gliconeogênese

Ciclo de Cori

Destinos da Glicose – Adipócito

Destinos da Glicose – Hepatócito

1. Regulação do Metabolismo do Glicogênio

2. Regulação da Glicólise / Gliconeogênese

3. Regulação das Via das Pentoses-fosfato

4. Regulação do Ciclo de Krebs

5. Regulação da Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

6. Regulação Metabolismo de Triacilgliceróis e Ácidos Graxos

7. Regulação do Metabolismo do Colesterol

8. Regulação do Metabolismo de Nucleotídeos

9. Regulação do Ciclo da Uréia

Principais Vias Metabólicas

1) Metabolismo do Glicogênio

Glicogenólise e Glicogênese

Glicogênio(n resíduos de glicose)

Glicogênio-fosforilase

Glicose-1-fosfato

Glicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfatase

Glicose

Fosfoglicomutase

Ação hormonal ou nervosa (contração muscular)

Glicoquinase

UDP-glicoseUDP-glicose-pirofosfatase

Glicogênio-sintase

Glicogênese

Glicogenólise

Glicólise

2) Regulação da Glicólise/Gliconeogênese

Gliconeogênese

Glicólise

ATP

ADP

Glicose(citosol)Glicose(citosol)

glicose 6-fosfatoglicose 6-fosfato

Hexoquinase(I-III)

Hexoquinase(I-III)

• Hexoquinases I-III – Miócitos:

1. Alta afinidade pela glicose (0,1mM),atuando na velocidade máxima);

Hexoquinase

✕

Isoformas nos diferentes tecidos = função ≠ afinidades

pela glicose;

AA

Adenili-ciclase

ATP

ADP

Glicose(citosol)Glicose(citosol)

glicose 6-fosfatoglicose 6-fosfato

HexoquinaseIV

HexoquinaseIV

H2O

Pi

glicose-6-fosfataseglicose-6-fosfatase

• Hexoquinase IV (glicoquinase) - Hepatócitos:

1. Saturação superior (10mM) a da glicose sanguínea (4-5mM);

2. Transportador GLUT2;

3. Não é inibida pela glicose-6-fosfato;

4. Efetor alostérico: frutose-6-fosfato

Hexoquinase

frutose 6-fosfatofrutose 6-fosfato

GLUT2

Glicose(Sanguínea)

Glicose(Sanguínea)

Após refeição rica em carboidratos

Gliconeogênese✕

Proteína Reguladora

Proteína Reguladora

✕

Jejum

Adenili-ciclase

Consome glicose (produção de energia)

Diferentes papéis no Metabolismo de Carboidratos

Mantém a homeostasia da glicose sanguínea,

produzindo-a (gliconeogênese) ou

consumindo-a, dependendo de sua concentração

sanguínea

Adenili-ciclase

frutose 6-fosfatofrutose 6-fosfato

frutose 1,6-bifosfatofrutose 1,6-bifosfato

ATP

ADP

Fosfofrutoquinase-1Fosfofrutoquinase-1

H2O

Pi

frutose 1,6-bifosfatasefrutose 1,6-bifosfatase

✕ ATPADPAMP

Citrato✕✕

✕

Frutose 2,6-bifosfatoFrutose 2,6-bifosfato

Fosfofrutoquinase-2Fosfofrutoquinase-2 Frutose 2,6-bifosfataseFrutose 2,6-bifosfatase

Citrato: intermediário-chave da oxidação do piruvato, ácidos graxos e aminoácidos. Serve como um sinal intracelular de que a célula está satisfazendo suas necessidade

energéticas pela oxidação dos ácidos graxos e proteínas

Fosfrutoquinase-1 (compromete a glicose com a glicólise) e a Frutose-

1,6-bifosfatase (Regulação recíproca)

Gliconeogênese

Glicólise

InsulinaInsulina GlucagonGlucagon

✕✕

Piruvato-quinase e PEP-carboxiquinase

fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato

2 ADP

2 ATP

piruvatopiruvato

frutose 1,6-bifosfatofrutose 1,6-bifosfato

Piruvato-quinasePiruvato-quinase

OxaloacetatoOxaloacetato

piruvatopiruvato

OxaloacetatoOxaloacetato

Piruvato-carboxilasePiruvato-carboxilase

PEP-carboxiquinasePEP-carboxiquinase

2 GDP

2 GTP

✕

✕

Ácidos graxos de cadeia longa

Acetil-CoA

✕

Citosol

Mitocôndria

Gliconeogênese

Glicólise

Piruvato-desidrogenasePiruvato-desidrogenase

Ciclo de Krebs

1

2

✕

B-Oxidação

Explosão de atividade intensa

Ácidos graxos, Corpos Cetônicos, glicose sanguínea

Tecido Muscular Esquelético

ADP + PiADP + Pi ATPATP

FosfocreatinaFosfocreatina

CreatinaCreatina

Glicogênio MuscularGlicogênio Muscular

LactatoLactato

Atividade leve ou repouso

CO2CO2

Fígado – Metabolismo de Aminoácidos Ciclo glicose-alanina

glicogênio

glicose 6-fosfato

piruvato

lactato

glicose 6 - fosfato

Gliconeogênese - Ciclo de Cori

lactato lactato

glicose

sangue

Músculo (Após exercício vigorosos)

fígado

Produzido pela glicólise anaeróbica (fermentação

láctica)

glicose

Gliconeogênese

Ciclo de KrebsArgininaHistidinaProlinaGlutamato Glutamina

IsoleucinaMetioninaValinaTreonina

AsparaginaAspartato

FenilalaninaTirosina

Piruvato

AlaninaCisteínaGlicinaSerinaTreoninaTriptofano

Ácidos graxos não podem sintetizar glicose porque a reação da Acetil-

CoA para Piruvato é irreversível. A Acetil-CoA não é um composto

glicogênico em mamíferos

4) Regulação do Ciclo de Krebs

Piruvato-Desidrogenase

Citrato-Sintase

Isocitrato-Desidrogenase

α-Cetoglutarato-Desidrogenase

Etapas fortemente exergônicas

5) Respiração Celular

1° Estágio 2° Estágio 3° Estágio

Modelo Quimiosmótico de Mitchell

ATP-Sintase

Hipóxia: ataque cardíaco ou acidente vascular

Velocidade de transferência de elétrons para O2 fica mais lenta, bem

como o bombeamento de prótons

Colapso da força próton-motriz

H+

ATPásica

IF1

Glicose e as principais vias metabólicas

Glicólise: Glicose Piruvato (citosol)

Conecção da Glicólise e o Ciclo de Krebs: Piruvato Acetil-CoA (mitocôndria)

Ciclo de Krebs: Acetil-CoA CO2

(mitocôndria)

Via das Pentoses Fosfato: via alternativa de oxidação da glicose que leva a formação da Ribose-5-fosfato e NADPH

Fermentação (láctica ou alcóolica): destino do Piruvato em condições anaeróbias

Catabolismo Biossíntese

Gliconeogênese: ocorre no fígado e a partir de precursores glicogênicos:

Ciclo de Cori:

Músculo: Glicogênio Lactato

Fígado: Lactato Glicose

Ciclo Glicose-Alanina:

Músculo: Glicose Piruvato Alanina

Fígado: Alanina Piruvato Glicose

Armazenamento

Metabolismo do Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise

Lipídios

Catabolismo Biossíntese

β-Oxidação

2 átomos de carbono (Acetil-CoA)

Mitocôndria

NAD+ e FAD

Biossíntese

3 átomos de carbono (Malonil-CoA)

Citosol

NADPH

6) Regulação do Metabolismo de Triacilgliceróis e Ácidos Graxos

Acil-graxo-CoA

B-oxidação (mitocôndria)

Conversão em Triacilgliceróis e

fosfoliídios por enzimas

Acil-graxo-CoA

Carnitina

mitocôndria

citosol

Acetil-CoA

Citrato

Acetil-CoA

Malonil-CoA

β-Oxidação

Os eritrócitos não possuem mitocôndria, logo não podem oxidar ácidos graxos via b-

oxidação

O cérebro não utiliza os ácidos graxos como combustível energético, pois estes não passam

com eficiência a barreira hemato-encefálica

Tecidos que Não Utilizam a b-Oxidação

Os adipócitos não oxidam ácidos graxos para obtenção de energia

Corpos Cetônicos

Situações que promovem Gliconeogênese (diabete não tratado, redução na injestão de alimento), desaceleram o Ciclo de Krebs e aumentam a conversão d acetil-CoA em acetoacetato

- Acetoacetato, Hidroxibutirato (Acetona)

- Formados no fígado como forma de exportação de Acetil-CoA

- Usados por coração, músculo esquelético, rim, cérebro

- Síntese é estimulada pelo acúmulo de Acetil-CoA

No Fígado Nos TecidosNo Sangue

Ceto-Acidose

- Baixa do pH sanguíneo: acidose- Presença de altas concentrações de corpos cetônicos na urina e sangue: cetose

Metabolismo de lipídeos

Gliconeogênese

Glicose

Outros Tecidos

Glicogênio Glicose (dieta)

Secreção Insulina X Secreção Glucagon

• Estimulada pela glicose da corrente sanguínea após uma refeição rica em carboidatos (redução na secreção de glucagon)

Insulina

GlucagonSomatostatina

• Estimular a síntese e a liberação de glicose pelo fígado e mobilizar os ácidos graxos do tecido adiposo para serem usados no lugar da glicose por outros tecidos (exceção encéfalo), Efeitos mediados por fosforilação dependente de cAMP.

Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea: captação de glicose pelas células e armazenamento como triacilgliceróis e glicogênio

Efeitos do glucagon sobre a glicose sanguínea: produção e liberação de glicose pelo fígado

Fases Origem da Glicose Sanguínea Tecidos Usando Glicose Maior Combustível do Cérebro

I Exógena (alimentação) Todos Glicose

II GlicogênioGliconeogênese hepática

Todos (ex. Fígado)Músculo e tecido adiposo em taxas reduzidas

Glicose

III Gliconeogênese hepáticaGlicogênio

Todos (ex. Fígado)Músculo e tecido adiposo em taxas intermediárias entre III e IV

Glicose

IV Gliconeogênese hepática Cérebro, medula renal, poucos músculos Glicose e corpos cetônicos

V Gliconeogênese hepática Cérebro em taxas reduzidas, medula renal Corpos Cetônicos e glicose