6 - Cadeia Respiratória, Glicólise, Ciclo De Krebs.docx

GLICÓLISE, CICLO DE KREBS E CADEIA RESPIRATÓRIA O metabolismo está dividido em duas grandes vertentes:  CATABÓLICO – fazemos quando caminhamos, praticamos exercício físico com objetivo de emagrecimento. Utilizamos ingredientes contendo alto teor de energia e convertemos em produtos depletados (pouco energéticos). Transforma os cofatores em cofatores energéticos (ADP EM ATP/ NAD EM NADH/ NAPD EM NADPH/).  ANABÓLICO – precursores que são moléculas simples necessitam, pelo metabolismo, serem convertidas em moléculas complexas.

GLICÓLISE:  A glicose é o único combustível usado por todas as células em nosso corpo. O eritrócito usa a glicose e a glicólise como única fonte de energia.  O piruvato, um ácido com 3 carbonos é o produto final da glicose, 2 mols de piruvato são formados a partir de 1 mol de glicose. Nas células com mitocôndrias e metabolismo oxidativo o piruvato é convertido completamente em CO2 e H2O – glicólise aeróbia, 36-38 ATP.  Em células sem mitocôndria e sem metabolismo oxidativo o piruvato é reduzido a ácido lático, um hidroxiácido com 3 carbonos. Cada mol de glicose rende 2 mols de lactato – glicólise anaeróbia, 2 ATP.  Outros órgãos que utilizam a glicólise anaeróbia como principal mecanismo de obtenção de ATP são: testículos, leucócitos, fibras musculares brancas.  Equação: C6H12O6 + 32 ADP + 32 P + 32 H+ 6CO2 + 6H2O + 32 ATP  Quando o suprimento de oxigênio pra um tecido é interrompido, os níveis de ATP podem ser mantidos pela glicólise anaeróbia, pelo menos por um tempo.  Amido é a forma de armazenamento de glicose em vegetais. O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose em animais. O amido e glicogênio exógeno (que comemos) são hidrolisados pelo trato intestinal, com a produção de glicose. O glicogênio endógeno,

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armazenado em nossos tecidos (músculos, fígado e medula renal) é convertido em glicose ou glicose-6-fosfato por enzimas presentes dentro das células. A maior parte da glicose passa das células intestinais para a circulação portal e depois para a circulação geral para ser usada pelos outros tecidos. O fígado é o primeiro tecido a ter a oportunidade de retirar glicose do sangue portal. Quando a glicemia (concentração de glicose no sangue) está alta o fígado recolhe a glicose para os processos de glicogênese e glicólise, que consomem glicose. Quando a glicemia está baixa o fígado fornece glicose ao sangue pelos processos formadores de glicose, glicogenólise e gliconeogênese. O fígado é também o primeiro órgão exposto ao sangue que vem do pâncreas e, portanto, está exposto às concentrações mais altas de hormônios glucagon e insulina. A glicose é o principal combustível energético do corpo. É a principal forma como o carboidrato absorvido pelo trato intestinal é apresentado às células do corpo. A glicose não é adequada para ser estocada porque é muito solúvel. O estoque de glicose de cada indivíduo deve ser suficiente para ele passar por um período de pelo menos 10 horas em jejum (durante o sono) e não entrar em hipoglicemia. Toda a glicose que não é utilizada ou usada em estoques rápidos é convertida em gordura pela insulina. A insulina é um hormônio totalmente anabólico, pois potencializa a síntese de glicogênio, proteínas e gorduras. Este hormônio é muito utilizado em academias como anabolizantes, mas é muito perigosa, pode causar hipoglicemia exagerada e danos cerebrais irreversíveis. A glicose, apesar de ser a principal, não é a única fonte de energia do organismo. Existe ainda a manose, galactose, maltose, lactose, sacarose. Todas participam da via glicolítica, não são necessariamente transformadas em glicose para isso. Existem enzimas que proporcionam a quebra dos açúcares na boca e no intestino. As amilases salivar e pancreática fazem quebras e a absorção se dá por co-transporte de Na+ o que significa que até mesmo a absorção de glicose (proveniente da digestão) demanda gasto de energia. Em uma diarréia por rota-vírus o indivíduo sofre uma violenta perda de eletrólitos e água o que incapacita o co-transporte de glicose, por perda de sódio. Gera falta de energia, pois reduz a absorção de glicose. (hiponatremia = redução de sódio plasmático). A celulose é um carboidrato em forma de hélice, estabilizado por pontes de hidrogênio. As cadeias de açúcar da celulose são unidas por ligações beta-1-4. Em açúcar que digerimos as ligações são do tipo alfa-1-4. Quando a glicose entra nas células, vai depender da situação do organismo para saber se essa glicose vai ser quebrada ou estocada. VIA GLICOLÍTICA: ocorre no citosol. Entrada de glicose nas células:

 1º ESTÁGIO: Investimento  2º ESTÁGIO: Divisão  3º ESTÁGIO: Rendimento

GLICOSE

ATP ENZIMA HEXOQUINASE

GLICOSE-6-FOSFATO ENZIMA FOSFOGLICOSE ISOMERASE

FRUTOSE-6-FOSFATO

ATP

ENZIMA FOSFOFRUTOQUINASE-1

FRUTOSE-1-6-BIFOSFATO ENZIMA ALDOLASE DIHIDROXICETONA-FOSFATO ENZIMA TRIOSE-FOSFATO-ISOMERASE GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO

ENZIMA TRIOSE-FOSFATO-ISOMERASE 1-3-BIFOSFOGLICERATO ENZIMA FOSFOGLICERATO QUINASE

3-FOSFOGLICERATO ENZIMA FOSFOGLICERATO MUTASE

2-FOSFOGLICERATO ENZIMA ENOLASE

FOSFOENOLPIRUVATO ENZIMA PIRUVATO QUINASE PIRUVATO

GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO

ENZIMA TRIOSE-FOSFATO-ISOMERASE 1-3-BIFOSFOGLICERATO ENZIMA FOSFOGLICERATO QUINASE

2 ATP

3-FOSFOGLICERATO ENZIMA FOSFOGLICERATO MUTASE

2-FOSFOGLICERATO ENZIMA ENOLASE

FOSFOENOLPIRUVATO ENZIMA PIRUVATO QUINASE PIRUVATO

2 ATP

O investimento da glicólise anaeróbia é de 2 ATPS e o rendimento é de 4 ATPS, resultando em 2 ATPS.

 Quando fazemos exercícios, como caminhada, dá tempo para o oxigênio chegar às células para ser feita uma glicólise aeróbia. No caso da musculação, o exercício é localizado, muitas vezes o esforço é maior do que a chegada de oxigênio, ocorre então a glicólise anaeróbia, acúmulo de ácido lático e dor localizada.  Em condições anaeróbias, a enzima lactato desidrogenase oxida NADH a NAD e converte piruvato em lactato (LDH).  Em condições aeróbias, a mitocôndria oxida NADH a NAD e converte piruvato em CO2 e H2O, não formando lactato.  Sob condições anaeróbias o lactato é liberado na circulação, é captado pelo fígado para ser usado como substrato para a gliconeogênese.  A regulação da glicólise no eritrócito é feita de 3 maneiras:  A hexoquinase é inibida alostericamente por glicose-6-fosfato;  A fosfofrutoquinase-1 controla a fluxo de conversão de frutose-6-fosfato a frutose-1,6bifosfato;  A piruvatoquinase é alostericamente ativada no fígado por frutose-1,6-bifosfato.

CICLO DE KREBS  Durante a glicólise aeróbica, glicose ou outros monossacarídeos são convertidos em piruvato, produto final dessa via citosólica.

 Piruvato é convertido em acetil-coenzima A pelo complexo multienzimático piruvato desidrogenase. Nessa reação os cofatores também são modificados: CoASH em CO2 e NAD+ em NADH.  Todas as reações ocorrem na matriz mitocondrial e libera uma imensa quantidade de ATP.  A acetil-coenzima A reage com o OXALACETATO e através da enzima citrato sintase forma CITRATO, então a porção acetil-coenzima A é liberada e pode ser usada indefinidamente no ciclo.  O ciclo acaba com a formação do OXALACETATO a partir do MALATO (malato desidrogenase).  O Resultado bruto: 2 AcetilCoA + 6H2O + 2ADP + 4CO2 + 16H + 2CoA + 2ATP.  Agora, somando todas a moléculas de ATP formadas, encontramos um máximo de 38 moléculas de ATP para cada molécula de glicose degradada em CO2 e H2O. (66%).  REGULAÇÃO DO CICLO DE KREB`S: O QUE ATIVA: - Ca++ -NAD+ -ADP+ -AMP+ -CoA+ O QUE INIBE: -atividade do complexo piruvato desidrogenase. -acetil CoA. -NADH. -ATP. *Isocitrato desidrogenase: é a principal enzima reguladora no ciclo de Kreb`s. Está sujeita a inibição alostérica pelo ATP e o NADH e estimulação pelo ADP e NAD+.

CADEIA RESPIRATÓRIA Ocorre na mitocôndria a primeira etapa é a ionização de átomos de hidrogênio que foram retirados de substratos alimentares. Esses íons são retirados aos pares, assim um forma H+ e outro NADH. O NADH se dissocia, liberando 2 elétrons que formam a cadeia respiratória, e liberando um íon H+ que se junta ao outro íon H+ e forma H2O. Resulta o NAD+ que retoma o ciclo. Os dois elétrons entram em uma cadeia de aceptores de elétrons nas cristas pregueadas (interna) da mitocôndria. Os membros importantes dessa cadeia são proteínas sulfeto de ferro, ubiquinona, citocromos B. Cada elétron é transferido de um destes aceptores para o próximo até que finalmente atinge o citocromo A3 que é conhecido como citocromo oxidase porque é capaz de ceder 2 elétrons, reduzindo assim o oxigênio elementar para a forma de oxigênio iônico, que então se acopla a íons hidrogênio para formar H2O (do começo). À medida que os elétrons vão passando pela cadeia de transporte de elétrons, são liberadas grandes quantidades de energia. Esta energia é usada para bombear íons hidrogênio da matriz interna para a matriz externa da mitocôndria. Criando um desequilíbrio de cargas na matriz interna. A próxima etapa é converter ADP em ATP, isso ocorre junto com a ATPase. A energia derivada do fluxo de H+ que acontece para o interior da matriz mitocondrial é utilizada pela ATPase para trasformar ADP em ATP. A etapa final é a transferência desse ATP para o citosol, que ocorre por meio de difusão externa facilitada na membrana interna e por difusão simples na membrana externa. Resultado: Para cada dois elétrons que passam na cadeia são gerados até 3 ATP`s. *Ácido cianídrico (cianureto): Se fixa nos componentes metálicos nas cristas mitocondriais impedindo que os elétrons sejam repassados, impedindo assim a cadeia respiratória. *Dióxido de carbono: Se liga de forma irreversível à hemácia, não chegando O2 para a cadeia respiratória.