Carboidratos

CARBOIDRATOS

           Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, apresentam como fórmula geral: C_nH_2nO_n, e  são moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas:

 - Fonte de energia;

 - Reserva de energia;

 - Estrutural;

 - Matéria-prima para a biossíntese de outras biomoléculas.

            Na biosfera, há provavelmente mais carboidratos do que todas as outras matérias orgânicas juntas, graças à grande abundância, no reino vegetal, de dois polímeros da D-glucose, o amido e a celulose. O carboidrato é a única fonte de energia aceita pelo cérebro, importante para o funcionamento do coração e de todo sistema nervoso. O corpo armazena carboidratos em três lugares: fígado (300 a 400g), músculo (glicogênio) e sangue (glicose). Os carboidratos evitam que nossos músculos sejam digeridos para produção de energia, por isso se sua dieta for baixa em carboidratos, o corpo faz canibalismo muscular.

São classificados em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos

Os monossacarídeos geralmente têm sabor adocicado, de fórmula estrutural Cn(H2O)n. Esse "n" pode variar de 3 a 7 (trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses), sendo os mais importantes as pentoses e hexoses. Não sofrem hidrólise : Glicose - Frutose - Galactose - Manose

Os monossacarídeos ou açúcares simples constituem as moléculas dos carboidratos, as quais são relativamente pequenas, solúveis em água e não hidrolisáveis.

Pentoses:

-Ribose C₅H₁₀O₅ forma o RNA

-Desoxiribose C₅H₁₀O₄ forma o DNA

Pentoses são monossacarídeos de 5 carbonos. Para os seres vivos, as pentoses mais importantes são a ribose e a desoxirribose, que entram na composição química dos ácidos nucleícos, os quais comandam e coordenam as funções celulares.

Hexoses:

-Glicose: C₆H₁₂O₆

-Frutose: C₆H₁₂O₆

-Galactose: C₆H₁₂O₆

Hexoses são monossacarídeos de 6 carbonos, que obedecem à fórmula geral - CnH2n0n (n=6). As hexoses mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, principais fontes de energia para os seres vivos. Ricas em energia, as hexoses constituem os principais combustíveis das células. São naturalmente sintetizadas por fotossíntese, processo de absorção de energia da luz.

Oligossacarídeos

Grupamento de dois a dez monossacarídeos através de ligação glicosídica. Os mais importantes são os dissacarídios.

Dissacarídeos:

Quando, por hidrólise, produzem dois monossacarídeos. Exemplo de dissacarídios: Maltose, sacarose, lactose.

Exemplo:

Sacarose + H₂O → glicose + frutose

Maltose + H₂O → glicose + glicose

Lactose + H₂O → glicose + galactose

Polissacarídeos

Sofrem hidrólise produzindo grande quantidade de monossacarídeos. Ocorrem no talo e folhas vegetais e camada externa de revestimento de grãos e são insolúveis em água.

Exemplo: Celulose, Amido e Glicogênio

Os polissacarídeos ou açúcares múltiplos são carboidratos formadas pela união de mais de dez moléculas monossacarídeas, constituindo, assim, um polímero de monossacarídeos, geralmente de hexoses. Ao contrário dos mono e dos dissacarídeos, os polissacarídeos são insolúveis em água; não alteram, pois, o equilíbrio osmótico das células e se prestam muito bem à função de armazenamento ou reserva nutritiva. De acordo com a função que exercem os polissacarídeos classificam-se em energéticos e estruturais. Polissacarídeos energéticos têm função de reserva nutritiva. Os mais importantes são o amido e o glicogênio.

Amido:

Principal produto de reserva nutritiva vegetal , o amido é geralmente encontrado em órgão de reserva nutritiva, como raízes do tipo tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes. Constitui um polímero de glicose (mais ou menos 1.400 unidades de glicose) com ligação glicossídica.

O amido constitui-se de dois tipos diferentes de polissacarídeos: a amilose com cerca de 1.000 unidades de glicose numa longa cadeia não ramificada enrolada em hélice e a amilopectina com cerca de 48 a 60 unidades de glicose dispostas em cadeias mais curtas e ramificadas. Espiral helicoidal da amilose.

Glicogênio:

Polissacarídeo de reserva nutritiva dos animais, o glicogênio é encontrado, principalmente, nos músculos. Também é produto de reserva dos fungos. Constitui um polímero de glicose (mais ou menos 30.000 resíduos de glicose) com ligação glicossídica e várias ramificações.

Polissacarídeos estruturais entram na formação de algumas estruturas do corpo dos seres vivos. Os mais importantes são a celulose e a quitina.

Quitina:

É um polissacarídeo que possui nitrogênio em suas unidades de acetilglicosamina. Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e é também encontrada na parede celular dos fungos. A quitina é um polímero de acetilglicosamina com ligações β.

Observação: Existem outros tipos de polissacarídeos denominados hetropolissacarídeos que originam, por hidrólise, vários tipos diferentes de monossacarídeos. Como, por exemplo, o ácido hialurônico, condroitinsulfato e a heparina.

Título : Respiração Celular I: Glicólise
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 GLICÓLISE

A glicose é o principal substrato para as reações energéticas, sendo a glicólise o principal processo de utilização energética da glicose, presente em todos os seres vivos, desde a mais antiga e simples bactéria até o mais recente e complexo organismo multicelular. A glicólise, entretanto, é um processo essencialmente anaeróbico, com o metabolismo aeróbico produzindo quase vinte vezes mais energia para os processos metabólicos intracelulares. Desta forma, o Ciclo de Krebs e a Cadeia Respiratória (Cadeia Transportadora de elétrons acoplada a Fosforilação Oxidativa) correspondem à seqüência natural do metabolismo da glicose e dos demais compostos energéticos (ácidos graxos e aminoácidos). A glicólise, também conhecida como via de Ebden-Meyerhof, é a primeira via metabólica da molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres vivos (a exceção dos vírus) realizam, invariavelmente, a glicólise seja em condições de aerobiose ou de anaerobiose, com as enzimas glicolíticas presentes no citoplasma.

A glicólise é um processo anaeróbio onde se observa a transformação de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato e em condições de aerobiose, o metabolismo da glicose prossegue com as demais vias produtoras de energia (ciclo de Krebs e cadeia respiratória), mas somente se a célula possuir mitocôndrias funcionais, uma vez que esses processos são todos intramitocondriais.

A glicólise ocorre em uma seqüência enzimática de 10 reações, divididas em duas fases: a primeira fase corresponde até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato e caracteriza-se como uma fase de gasto energético de 2 ATPs nas duas fosforilações; a segunda fase compreende desde as duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato até as duas moléculas de piruvato. Tal fase caracteriza-se pela produção energética de 4 ATPs em reações oxidativas enzimáticas independentes de oxigênio, utilizando o NADH como transportador de hidrogênios da reação de desidrogenação. O rendimento energético líquido final do metabolismo anaeróbio da glicose, portanto é de somente 2 ATPs.

Em condições de aerobiose, porém, o piruvato não é reduzido e sim oxidado nas mitocôndrias pelo complexo enzimático piruvato-desidrogenase (também chamado de piruvato-descarboxilase) havendo a formação de acetil-CoA e a liberação de uma molécula de CO₂ por cada piruvato oxidado. É formado, também, um NADH na reação de desidrogenação, indo para a cadeia respiratória, uma vez que já está dentro das mitocôndrias. É importante observar que, havendo a oxidação do piruvato, o NADH (produzido na glicólise) que seria utilizado para sua redução, é poupado, possibilitando que os elétrons por ele transportados penetrem nas mitocôndrias e sejam convertidos em ATP (na cadeia respiratória).

A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros deles constituem a fase preparatória. Nestas reações a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose-1,6-bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações.

A seguir a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato; este é o passo em que ocorre a "lysis" que dá o nome ao processo. A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma Segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato, e com isso termina a primeira fase da glicólise. Desta forma, duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a molécula de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, depois, um retorno positivo para este investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato.

O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são investidas na fase preparatória da glicólise. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de duas moléculas de NADH a cada molécula de glicose.

Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações químicas são particularmente notáveis: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e 3. A transferência de átomos de hidrogênio ou elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto, o piruvato, depende do tipo de célula e das circunstâncias metabólicas.

            A figura abaixo ilustra a processo:

Título : Respiração Celular II: Ciclo de Krebs
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O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde a uma série de reações químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981). O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariotes e no citoplasma dos procariotes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular). O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja, possui reações catabólicas e anabólicas, com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2.

Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é transformado em acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase. Este composto vai reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo anterior formando-se citrato. O citrato vai dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-cetoglutarato com libertação de NADH, e de CO2. O alfa-cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro carbonos com formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato. Após o ciclo de krebs ocorre outro processo denominado fosforilação oxidativa.

O ciclo do ácido cítrico começa com o Acetil-CoA, transferindo seu grupo acetila de dois carbonos ao composto receptor oxaloacetato, de quatro carbonos, formando um composto de seis carbonos, o citrato.

O citrato então passa por uma série de transformações químicas, perdendo dois grupos carboxila na forma de CO2. Os carbonos liberados na forma de CO2 são oriundos do oxaloacetato, e não diretamente do Acetil-CoA. Os carbonos doados pelo Acetil-CoA se tornam parte do oxaloacetato após o primeiro passo do ciclo do ácido cítrico. A transformação dos carbonos doados pelo Acetil-CoA em CO2 requer vários passos no ciclo de Krebs. No entanto, por causa do papel do ácido cítrico no anabolismo (síntese de substâncias orgânicas), ele pode não ser perdido já que muitas substâncias intermediárias do ciclo também são usadas como precursoras para a biosíntese em outras moléculas. A maior parte da energia disponível graças ao processo oxidativo do ciclo é transferida por elétrons altamente energéticos que reduzem o NAD+, tranformando-o em NADH. Para cada grupo acetila que entra no cliclo de Krebs, três moléculas de NADH são produzidas (o equivalente a 2,5 ATPs). Elétrons também são transferidos ao receptor Q, formando QH2. No final de cada ciclo, o Oxoalocetato de quatro carbonos é regenerado, e o processo continua.

As principais etapas do ciclo de Krebs:

1°: Oxalacetato(4 carbonos) Citrato(6 carbonos)

O ácido acético proveniente das vias de oxidaçao de glicídios, lipídios e proteínas, combinam-se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial. Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima A, sai da reação como CoASH.

2°: Citrato (6 carbonos) Isocitrato(6 carbonos)

O citrato sofre uma desidratação originando o isocitrato. Esta etapa acontece para que a molécula de citrato seja preparada para as reações de oxidação seguintes

3°: Isocitrato αcetoglutarato (5 carbonos)

Nesta reação há participaçao de NAD, onde o isocitrato sofre uma descaborxilação e uma desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como produto o alfa-cetoglutarato

4°: αcetoglutarato Succinato (4 carbonos)

O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o Succinato

5°: Succinato Succinil - CoA

O succinato combina-se imediatamente com a coenzima A, originando um composto de potencial energético mais alto, o succionil-Coa.

6°: Succinil-Coa Succinato

Nesta reação houve entrada de GDP+Pi, e liberação de CoA-SH. O succinil-CoA libera grande quantidade de energia quando perde a CoA, originando succinato. A energia liberada é aproveitada para fazer a ligação do GDP com o Pi(fosfato inorgânico), formando o GTP, como o GTP não é utilizado para realizar trabalho deve ser convertido em ATP, assim esta é a única etapa do Ck que forma ATP.

7°: Succinato Fumarato

Nesta estapa entra FAD. O succinato sofre oxidaçao através de uma desidrogenação originando fumarato e FADH2. O FADH2 é formado apartir da redução do FAD.

8°: Fumarato Malato

O fumarato é hidratado formando malato.

9°: Malato Oxalacetato

Nesta etapa entra NAD. O malato sofre uma desidrogenacão originando NADH, a partir do NAD, e regenerando o oxalacetato.

A influência do ciclo de Krebs no processo da respiração celular começa com a glicólise, processo ocorrido no citoplasma de uma célula, onde a glicose, obtida através dos alimentos ingeridos, passa por uma série de dez reações químicas que culminam na formação de duas moléculas de ácido pirúvico. É a partir desse ponto que começa a participação do ciclo de Krebs na respiração propriamente dita.

O ciclo de Krebs ocorre dentro da mitocôndria, logo as moléculas de ácido pirúvico têm que entrar nela. Esse processo só ocorre quando há moléculas de oxigênio suficientes para cada molécula de glicose; se há, na entrada do ácido pirúvico na mitocôndria faz com que o oxigênio reaja com o ácido formando gás carbônico e libera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes na fórmula da glicose. Esses elétrons são transportados pelo NADH e o FADH, duas moléculas transportadoras. Os elétrons então se responsabilizam pela união de mais um átomo de fósforo, com uma molécula de adenosina difosfato(ADP) formando a adenosina trifosfato o famoso ATP. Esta molécula de ATP então é que fornecerá a energia para a vida da célula e o transporte ativo de substâncias pelo corpo.

Os compostos intermediários do ciclo de Krebs podem ser utilizados como precursores em vias biossintéticas: oxaloacetato e a-cetoglutarato vão formar respectivamente aspartato e glutamato. A eventual retirada desses intermediários pode ser compensada por reações que permitem restabelecer o seu nível. Entre essas reações, que são chamadas de anapleróticas por serem reações de preenchimento, a mais importante é a que leva à formação de oxaloacetato a partir do piruvato e que é catalisada pela piruvato carboxilase. O oxaloacetato além de ser um intermediário do ciclo de Krebs, participa também da gliconeogênese. A degradação de vários aminoácidos também produz intermediários do ciclo de Krebs, funcionando como reações anapleróticas adicionais.

ítulo : Respiração Celular III: Fosforilação Oxidativa acoplada à Cadeira Transportadora de elétrons
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A fosforilação oxidativa é uma via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir trifosfato de adenosina (ATP). O processo refere-se à fosforilação do ADP em ATP, utilizando para isso a energia libertada nas reações de oxidação-redução.

Durante a fosforilação oxidativa, existe transferência de elétrons de moléculas doadoras (moléculas redutoras) a moléculas recebedoras (moléculas oxidantes), numa reação de oxido-redução. As transferências de elétrons constituem estas reações de oxido-redução, que se processam com libertação de energia, biologicamente aproveitável para a biossíntese de ATP. Em eucariontes, tais reações redox são feitas por cinco complexos principais de proteínas mitocondriais. Ao conjunto de complexos protéicos envolvidos nestas reações, dá-se o nome de cadeia transportadora de elétrons.

A energia derivada do transporte de elétrons é convertida numa força motriz proteônica e é principalmente utilizada para bombear prótons para o exterior da matriz mitocondrial. Este processo é denominado quimiosmose e origina energia potencial sob a forma de um gradiente de pH (ou seja, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da mitocôndria) e de potencial elétrico através da membrana. A energia é utilizada quando ocorre um fluxo de prótons a favor do gradiente de concentração através da enzima ATP sintase (ATP sintetase).

Embora a fosforilação oxidativa seja uma parte vital do metabolismo, é um processo que produz espécies reativas de oxigênio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogênio, que induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo, oxidando proteínas e lípidios de membrana) e contribuindo para processos de envelhecimento celular e patologias. Existem também diversos venenos e medicamentos que têm como alvo as enzimas desta via metabólica, inibindo sua atividade.

Diversos processos bioquímicos catabólicos, tais como a glicólise, o ciclo dos ácidos tricarboxílicos e a beta-oxidação, produzem a coenzima NADH. Esta coenzima contém elétrons que possuem um alto potencial de transferência (correspondente a um potencial de elétrons muito negativo). Ou seja, ao acontecer a oxidação do NADH, é libertada grande quantidade de energia. No entanto, a célula não liberta esta energia de uma só vez, pois tal reação poderia ser incontrolável. Os elétrons são então removidos do NADH e transferidos para o dioxigênio (O₂) através de uma série de passos catalisados por diferentes enzimas, em que cada passo liberta uma pequena quantidade de energia. Este conjunto de enzimas, designados complexos I, II, III e IV, constitui a cadeia transportadora de elétrons e se encontra na membrana interna da mitocôndria. As enzimas neste sistema de transporte de elétrons utilizam a energia libertada na oxidação do NADH para bombear prótons através da membrana interna da mitocôndria. Isto gera o acúmulo de prótons no espaço intermembrana, originando um gradiente eletroquímico através da membrana. A energia armazenada sob este potencial é então utilizada pela ATP sintase para produzir ATP.

ítulo : Metabolismo do Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise
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GLICOGÊNESE

A glicogênese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio pré-existente. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis de glicose sangüínea. O primeiro passo envolve a síntese de glicose-1-fosfato e UTP:

Glicose 1-fosfato + UTP + H₂O → UDP-glicose + 2 Pi

Essa reação é catalisada pela UDP-glicose pirofosfatase. Essa reação seria reversível se não fosse pela rápida hidrólise exergônica (o que implica a necessidade de água) do pirofosfato a ortofosfato (catalisada pela pirofosfatase).

Na segunda reação, UDP-glicose é transferida ao grupo hidroxila da cadeia de glicogênio existente, formado uma ligação glicosídica α-1,4. Essa reação é catalisada pela glicogênio sintetase. Essa enzima só consegue promover essa adição se a cadeia contiver no mínimo quatro unidades. Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma "molécula primária".

A enzima glicogênio sintetase é ativada pela fosfoproteína fosfatase A. Essa enzima é ativada pela insulina.

A glicogênese ocorre inteiramente no citosol (citoplasma) e corresponde ao processo de síntese de glicogênio. Para tanto, são necessários um substrato (UDP-glicose), e as enzimas glicogenina (responsável pela síntese do iniciador), a glicogênio sintase (responsável pelo alongamento da cadeia) e uma enzima ramificadora (a qual criará ramificações).

O primeiro passo envolve a síntese do iniciador (o 1° UDP-glicose): GLICOGENINA + o 1° UDP-Glicose. A formação da UDP glicose, que é o precursor do glicogênio, ocorre através da fosforilação da glicose (às custas de ATP) formando glicose-1-fosfato, unido-se a uma UTP, e quem faz este processo todo é a UDP glicose pirofosforilase. Essa reação é irreversível. Glicose + UTP + ATP → UDP-glicose + Ppi + ADP.

Na segunda reação, a glicogênio sintase entra em ação alongando entre 8 e 11 resíduos a cadeia de glicogênio. Em seguida, ela se afasta, interrompendo a glicogênese. Essa enzima só consegue promover essa adição se a cadeia contiver no mínimo quatro unidades (ligações 1-4). Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma "molécula primária".

Por fim, a enzima ramificadora acelera a síntese e a degradação do glicogênio e cria extremidades livres com maior solubilidade (metabolização) e também cria novos sítios para alongação (sintase) e degradação (fosforilase). Ela transfere blocos de 5 à 8 resíduos, rompendo uma cadeia já formada, criando uma nova extremidade ligando o carbono1-6.

ítulo : Via das Pentoses-Fosfato
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO

A via das pentoses-fosfato, ou simplesmente via das pentoses, é uma via alternativa de oxidação de glicose-6-fosfato, que leva à produção de 4 compostos importantes, a ribose-5-fosfato, NADPH, gliceraldeído-3-fosfato e a frutose-6-fosfato.

- A ribose-5-fosfato é a pentose constituinte dos nucleotídeos, que vão compor os ácidos nucléicos (material genético DNA e RNA), e de muitas coenzimas, como o ATP, NADH, FADH2 e coenzima A.

- O NADPH atua como coenzima doadora de hidrogênio em sínteses redutoras e em reações para proteção contra compostos oxidantes.

- O gliceraldeído-3-fosfato e a frutose-6-fosfato são moléculas intermediárias da via glicolítica (glicólise).

Na via das pentoses são produzidos vários açúcares fosforilados, com um número variável de átomos de carbono. A energia vinda da oxidação da glicose é armazenada sob a forma de NADPH e não de ATP, como na glicólise.

A via das pentoses fosfato compreende uma etapa inicial que é oxidativa, na qual a glicose-6-fosfato é convertida a ribulose-5-fosfato e CO₂ por duas oxidações intercaladas por uma reação de hidrólise. Além disso, ocorre a conversão de NADP a NADPH.

A etapa seguinte, que não é oxidativa, vai transformar a ribulose-5-fosfato em ribose-5-fosfato pela ação de uma isomerase. Esta pentose sofre em seguida conversões e gera açúcares fosforilados com números variados de átomos de carbono. Todas as etapas não-oxidativas são reversíveis, o que permite que haja interconversão entre os diferentes açúcares.

Assim como a glicólise, a via das pentoses também ocorre no citosol; elas estão relacionadas por intermediários comuns que são a glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato. Esse compartilhamento de intermediários e a interconversibilidade permite que esta seja uma via de desvio da glicólise (conhecido como shunt das pentoses), ao mesmo tempo que é uma integração entre várias vias metabólicas.

Regulação da via das pentoses

A atividade da via das pentoses vai variar de acordo com tecido, sendo mais intensa em tecidos que ativam ácidos graxos constantemente, como é o caso do fígado e do tecido adiposo. As duas desidrogenases que participam da via convertem NADP a NADPH e vão ser inibidas competitivamente por NADPH.

A utilização da glicose-6-fosfato pela via das pentoses ou pela glicólise vai depender das relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células.

Quando a relação ATP/ADP é baixa, a glicose vai ser degradada pela via glicolítica, produzindo ATP; não vai ocorrer a síntese de ácidos graxos e a relação NADPH/NADP é alta, inibindo a via das pentoses.

Mas se a relação ATP/ADP é alta, a via glicolítica fica inibida e a síntese de ácidos graxos é favorecida, consumindo NADPH e desinibindo as desidrogenases.

Portanto quando a carga energética das células é alta, o consumo de glicose-6-fosfato pela via das pentoses é favorecida.

A via das pentoses é ativa quando as taxas glicêmicas são altas; os níveis altos de insulina resultantes acarretam, no tecido adiposo, aumento da permeabilidade à glicose e, no fígado, intensa síntese de glicocinase. Essas duas condições propiciam a síntese de ácidos graxos.

Título : Metabolismo de lipídeos: Lipogênese e Lipólise
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Lipogênese

Processo que ocorre preferencialmente no tecido adiposo, ocorrendo também no tecido hepático, e que consiste na síntese de ácidos graxos e triglicerídeos, que serão utilizados como reserva energética.

Em uma hiperglicemia a insulina ativa as vias hipoglicemiantes que são a glicólise, glicogênese e via das pentoses. No caso do excesso de ATP, tanto o ciclo de Krebs quanto a cadeia respiratória são bloqueados causando o acúmulo de acetil-coA dentro da mitocôndria, então o mesmo sai para o citoplasma na forma de citrato e através da enzima citrato liase no citoplasma celular volta a ser acetil-coA. É agora que começa a síntese de ácido graxo, uma via hipoglicemiante, citoplasmática e anaeróbica, tendo como molécula precursora o acetil-coA, proveniente, por exemplo, do metabolismo dos carboidratos. Esta via tem como hormônio ativador a insulina e como inibitório o glucagón.

A principal enzima do processo é a acetil-coA carboxilase, a qual atua com o auxílio da biotina (vitamina que carrega o CO2 agindo em conjunto com a acetil-coA carboxilase na transformação do acetil-coA em melanil-coA). Os ácidos graxos sintetizados se combinam por esterificação com o glicerol, na finalidade de se produzirem triglicerídeos armazenáveis.

No tecido hepático a síntese de triglicerídeos ocorre por meio da enzima gliceroquinase que é abundante neste tecido. No tecido hepático, as vias ativadas para a produção de gordura são:

-         via glicolítica

-         via das pentoses

-         síntese de ácido graxo

-         síntese de triglicerídeos

-         glicogênese

No tecido adiposo a síntese de triglicerídeos não ocorre por meio da enzima gliceroquinase que não existe neste tecido, então o glicerol fosfato é obtido através da fosfodiidroxicetona (via glicolítica ou pentoses). No tecido adiposo, as vias ativadas para a produção de gordura são:

-         via glicolítica

-         via das pentoses

-         via síntese de acido graxo

-         via síntese de triglicérides

Lipólise

Processo que ocorre no tecido adiposo e que consiste na degradação da gordura, ou seja, das reservas energéticas (triglicerídeos) para a produção de energia, onde o triacilglicerol deve ser hidrolisado até ácidos graxos livres e glicerol que serão mobilizados e lançados na corrente circulatória. Esta hidrólise ocorre no tecido adiposo por ação da lipase hormônio sensível (LHS) (enzima que regula o processo), que como o próprio nome diz é sensível a ação de hormônios, sendo esta inibida pela insulina que dificulta a lipólise e sendo favorecida pela presença de glucagón e adrenalina. Outros hormônios como GH, T3 e T4 também estimulam a LHS.

Os ácidos graxos livres no sangue se associam a proteína albumina plasmática formando lipoproteína com destino a tecidos consumidores como o músculo e o fígado, onde os graxos livres se separam da albumina plasmática para entrar nas células e sofrerem a β-oxidação (ciclo de Lynen).

O glicerol será degradado somente no fígado, pois é onde se tem a enzima gliceroquinase. Dentro das células os ácidos graxos livres deverão ser ativados através da enzima acil-coA sintetase que transforma o ácido graxo em acil-coA (ácido graxo livre), para cada ácido graxo ativado consome-se 1 ATP. O acil-coA (ácidos graxos livres) é transportado do citoplasma para dentro da mitocôndria através da ação da carnitina que é uma proteína transportadora. Na mitocôndria ocorrera o ciclo de Lynen que gradativamente vai quebrando os ácidos graxos livres e liberando acetil-coA que ativará o ciclo de Krebs para a produção de ATP.