ARTIGOS EM MEDICINA: MET. CARBOIDRATOS

Seminário 2: metabolismo de carboidratos

1. Divisão do estudo: para realizar este resumo deveremos analisar três etapas do processo de metabolização da glicose.

· Primeira: glicólise; (caixa vermelha na figura)

· Segunda: piruvato até acetil Coa; (caixa azul na figura)

· Terceira: ciclo do ácido cítrico (Krebs) (caixa verde)

· Quarta: fosforilação oxidativa. (caixa laranja)

1. Fase 1 – glicólise: é subdividida em fase preparatória (5 primeiros passos) e fase compensatória. Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas do composto piruvato, contendo cada uma delas três átomos de carbono.

Fase preparatória: nessas reações, a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6 através pela participação da enzima hexocinase (passo 1). A glicose-6-fosfato assim formadas é convertida em frutose-6-fosfato com auxilio da enzima isomerase (passo 2). Ocorre nova fosforilação, dessa vez em C-1 e com participação da enzima fosfofrutocinase, para liberar frutose – 1,6 – bifosfato (passo 3). O ATP é o doador do 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 gliceraldeido – 3 – fosfato e isso ocorre com a participação da enzima aldolase (passo 4). A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma segunda molécula de gliceraldeido - 3 – fosfato (passo 5).

RESUMINDO: na fase preparatória 2 ATP´s são investidos 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.

Fase compensatória: cada molécula de gliceraldeido – 3 – fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico para formar 1,3 – bifosfoglicerato (passo 6). O 1,3 – bifosfoglicerato é convertido em 3-fosfoglicerato liberando 1 ATP( fase7), o 3-fosfoglicerato transforma-se em 2-fosfoglicerato com auxilio da enzima mutase (fase 8). O 2-fosfoglicerato libera uma molécula de água transformando-se em fosfoenol piruvato (passo 9) e o fosfoenol piruvato, com auxilio da enzima piruvato quinase formara o piruvato liberando simultaneamente um ATP (passo 10)

RESUMINDO: na fase compensatória são produzidos para cada molécula de glicose: 4ATP´s, 2NADH´s e 2 piruvatos.

Resumo final: o saldo final é de 2 ATP´s + 2NADH´s + 2 piruvatos.

Vermelho: perda de ATP

Verde: ganho de ATP

Azul: formação de NADH

1. Fase 2 – piruvato até Acetil-CoA: nessa fase o piruvato sofrerá processos de descarboxilação e oxidação transformando-se em Acetil CoA. A oxidação será feita utilizando o cátion NAD+ que captará o elétron transformando-se em NADH + H⁺. A perda de CO₂ só é possível na presença de um complexo enzimático especial denominado complexo da piruvato desidrogenase. Este complexo enzimático para funcionar, necessita do Co-fator tiomina (vitamina B₁).

Inferência clínica: pessoas com deficiência de vitamina B₁ no sangue apresentam uma doença chamada Beriberi, na qual ocorre um excesso de piruvato no sangue.

1. Ciclo do ácido cítrico (Krebs)

A principal função do ciclo do ácido cítrico é sintetizar NADH e FADH₂ que serão de vital importância na próxima etapa que é a fosforilação oxidativa.

1. Fosforilação oxidativa: a fosforilação oxidativa é o ultimo estágio do metabolismo produtor de energia nos organismos aeróbicos. Todas as etapas oxidativas na degradação dos carboidratos, gorduras e aminoácidos convergem para este estágio final da respiração celular, no qual a energia proveniente da oxidação é responsável pela síntese de ATP.

Essa etapa ocorre na membrana mitocondrial e em geral envolve a redução de O₂ em H₂O com elétrons doados pelo NADH e FADH₂.

Nosso entendimento atual da síntese de ATP na mitocôndria está baseado na hipótese de que as diferenças na concentração de prótons são os reservatórios para a energia extraída das reações de oxidações biológicas.

Mecanismo: o NADH produzido no ciclo de Krebs doa elétrons para o primeiro complexo enzimático presente na membrana mitocondrial. Esse complexo enzimático ao receber o elétron bombeia 4 prótons H+ da matriz para a membrana. O elétron é então capturado pela enzima ubiquinona que o transportará até o segundo complexo enzimático. O segundo complexo enzimático fará a mesma coisa que o primeiro jogando mais 4 H+ na matriz. O elétron então agora é capturado pelo citocromo C que a levará ao ultimo complexo enzimático. Este complexo, ao contrário dos outros, bombeará apenas 2 H+ para a membrana. O elétron livre, com alto poder reativo e lesivo, será capturado pelo O₂ que juntamente com alguns íons H+ sintetizará H₂O.

Os H+ bombeados produzem um enorme gradiente eletrolítico entre a membrana mitocondrial e a matriz mitocondrial. Com isso poderão passar pela proteína transmembrana ATPsintase e neste momento produzir ATP.