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Metabolismo dos carboidratos

Prof. Marcos Gabbardo

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Assuntos

1. Metabolismo anaeróbico;

2. Ciclo do ácido tricarboxílico (ciclo de Krebs);

3. Fosforilação oxidativa e cadeia de transporte de elétrons.

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• Carboidratos: principal fonte de energia nos seres vivos;

• Os açúcares simples são principalmente utilizados;

• São matéria prima para diversos compostos: esteróides, aminoácidos, lipídios e polissacarídos, devido a sua composição CH2O;

Introdução

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Origem

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• Fotossítese

• Respiração

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• Celulose– O carboidrato mais abundante do

planeta– Componente da parede celular de

plantas– Humanos não digerem

Amido– Molécula de

armazenamento energético em plantas

– Pode ser digerido por animais

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Uso do glicose

• Nos vegetais e animais a glicose possui 3 destinos:

Armazenamento;Oxidada a compostos de 3 carbonos;Ou ser oxidada a pentoses.

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• Transformação energética;• Os seres humanos são seres

quimiotróficos ;• Obtêm energia química a partir da

oxidação dos alimentos gerados pelos fototróficos;

• Metabolismo: série de reações químicas de conversão entre moléculas

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• Energia – finalidades:1. trabalho mecânico (contração muscular)2. transporte ativo de moléculas e íons3. síntese de macromoléculas

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Fonte: MEIDA, F. 2011

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Piruvato

Energia para suprir reações endergônicas

Ex: H+/K+ ATPase

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Metabolismo anaeróbico

• Glicólise: quebra dos açúcares;• Definição: seqüência de reações que

degradam a glicose em duas moléculas de ácido pirúvico, na ausência de oxigênio:

Ácido pirúvico

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Destinos do ácido pirúvido ou piruvato:

• Em condições aeróbicas: ingressa no ciclo de krebs. Sendo oxidado até gás carbônico e água.

• Em condições anaeróbicas: a maioria dos microrganismos reduzem o piruvato formando: lactato ou etanol

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Fermentação alcoólica

• !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

• Bioquímica enológica.........

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Gliconeogênese

• É o processo metabólico, no qual, o organismo transforma o piruvato e glicose;

• "formação de novo açúcar” a maior parte deste processo realizado no fígado (principalmente sob condições de jejum) e uma menor parte no córtex dos rins.

• Em humanos, os principais precursores são: lactato, glicerol e aminoácidos. Exceto por três sequências específicas, as reações da gliconeogênese são inversas às da glicólise.

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• O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida

• O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea (hipoglicemia).

• O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição.

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Campus Dom Pedrito Ciclo do ácido tricarboxílico (ciclo de Krebs)

• Via final comum para a oxidação de moléculas dos alimentos;

• Ocorre dentro da mitocôndria;• Oxidação do Acetil-CoA;• Acetil-Coenzima A –fonte de energia para o

ciclo – formado a partir da degradação de glicogênio, lipídeos e vários aminoácidos.

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Processo aeróbico (ciclo de krebs)

• Consumo de O2 e formação de CO2;• Apenas 7% da energia contida na glicose,

foi liberada durante a glicólise;• O restante será liberado no ciclo de krebs.• O ciclo de Krebs exige um fornecimento

contínuo de NAD+ oxidado, geradas pelas enzimas da cadeia de transporte de elétrons;

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Fosforilação oxidativa

• É uma via metabólica com objetiva a oxidação de substratos de carbono, pelos seres vivos, é a produção de energia, para a utilização nas diversas atividade do organismo;

• Biossíntese do ATP a partir do ADP + Pi.

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TRANSPORTE DE ENERGIA

• ATP – trifosfato de adenosina;

• A geração de ATP é uma das principias funções do catabolismo das moléculas alimentares.

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Fonte: MEIDA, F. 2011

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Transporte de elétrons e fosforilação oxidativa

• As reações de oxidação nas células vivas produzem energia que serve a duas funções principais:

1. Realizar reações celulares endergônicas;2. Transformar os componentes da dieta em

constituintes celulares.

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• Nas células uma parte da energia derivada é armazenada na forma de ATP e outra parte é liberada como calor

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MITOCÔNDRIAS

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Piruvato

Energia para suprir reações endergônicas

Ex: H+/K+ ATPase

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Via das pentoses-fostafo

• Não é uma via principal para obtenção de energia a partir da oxidação da glicose;

• Surgiu em função da complexidade dos seres vivos e sua necessidade de agentes redutores necessários para reações biossintéticas específicas;

• Produzindo: a ribulose-5-fosfato, CO2 e o NADPH.

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Funções da via das pentoses

a) Permite a combustão total da glicose em uma série de reações independentes do ciclo de Krebs;

b) Serve como fonte de pentoses para a síntese dos ácidos nucléicos;

c) Formar o NADPH extra-mitocondrial necessário para a síntese dos lipídeos;

d) Converter hexoses em pentoses;e) Degradação oxidativa de pentoses pela conversão

a hexoses, que podem entrar para a via glicolítica.

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Campus Dom Pedrito Resumo:1. GlicóliseOcorre no citoplasma da célula e produz ácido pirúvico a partir de glicose. Esse processo gera 2 ATPs e 2 NADH2. Cada NADH2 produzido na glicólise será convertido em 3 ATPs durante a cadeia respiratória. Portanto, ao final de todos os processos, pode-se dizer que o saldo total da glicólise é de 8 ATPs.Para cada molécula de glicose degradada são formadas 2 moléculas de ácido pirúvico. Antes da próxima etapa, o ácido pirúvico reage com a coenzima A originando a acetil-coenzima A (acetil-CoA). Nesse processo formam-se 2 NADH2 que irão originar, durante a cadeia respiratória, 6 ATPs. Portanto, o saldo total da conversão ácido pirúvico em acetil-CoA é de 6 ATPs.2. Ciclo de KrebsOcorre na matriz mitocondrial. Durante o ciclo são formados: 6 NADH2, que irão originar 18 ATPs durante a cadeia respiratória; 2 moléculas de FADH2 sendo que, cada uma, durante a cadeia respiratória, irá formar 2 ATPs (total = 4 ATPs), e 2 moléculas de GTP, sendo que cada uma originará 1 ATP durante a cadeia respiratória (total = 2 ATPs). Portanto, ao final da cadeia respiratória, o Ciclo de Krebs permitirá a formação de 24 ATPs.3. Cadeia respiratóriaOcorre nas cristas mitocondriais e promove a conversão das moléculas produzidas durante as fases anteriores (NADH2, FADH2 e GTP) em moléculas de ATP.

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Carboidratos Alimentares Glicose Glicose-6-fosfato

Glicose-1-fosfato Glicogênio

Glicólise (via Embdeneyerhof)

Ácido Pirúvico

Ciclo de Krebs

Cadeia respiratória

Produção de CO2 e H2O e ENERGIA (ATP)

Glicose Glicogênio = Glicogenossíntese

Glicogênio Glicose = Glicogenólise

Metabolismo de Carboidratos

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Conclusões dos alunos.....

• A importância dessas reações:Glicólise Ciclo de krebsFosforilação oxidativaFermentação• Como elas acontecem• O que elas produzem

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Referências LEHNINGER, A.L.L. Princípios de Bioquímica. 3ª ed. São Paulo:Sarvier, 2002, 975p.MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. 372p.WHITE, A. Princípios de bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1976. 1070p.CAMPBEL, M.K. Bioquímica. 3ª ed. São Paulo: Artmed, 2000. 753p.BHAGAVAN, N. V. Bioquímica. Rio de Janeiro: InterAmericana, 1974. 819p.CHAMPE, P.C. Bioquímica Ilustrada. 2ª Ed. Artes Médicas, 1997.CONN, E. E. Manual de Bioquímica. São Paulo: Edgar Bluchner, Brasília, 1973. 420p. OTTAWAY, J. H. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1986. 295p.