Reviso Controle do Metabolismo Odonto 2013 Prova 2

Revisão Controle do Metabolismo Odonto 2013 – Prova 2 QBQ 0204

O que é Metabolismo?

Reações irreversíveis extremamente exergônicas com ΔG’ grande e negativo

A) Proteína Glicose? SIM (1 e 2) 5 1 2 2 5 2 3 4 3 1 3 4 5 B) Proteína Ácido Graxo? SIM (3 e 4) C) Glicose Ácido Graxo? SIM (5) D) Glicose NÃO Proteína? E) Ácido Graxo NÃO Glicose? F) Ácido Graxo NÃO Proteína? Ácidos graxos não podem sintetizar glicose porque a reação da Acetil. Co. A para Piruvato é irreversível. A Acetil-Co. A 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)

Destinos da Glicose - Hemácias Gliconeogênese G Glisose Não possuem mitocôndrias

Destinos da Glicose - Cérebro

stinos da Glicose – Músculo e Coração Ciclo de Cori Gliconeogênese Glisose

Destinos da Glicose – Adipócito

Destinos da Glicose – Hepatócito

Principais Vias Metabólicas 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

1) Metabolismo do Glicogênio Glicogenólise e Glicogênese Glicogenólise Glicogênio (n resíduos de glicose) Glicogêniofosforilase Glicose-1 -fosfato Glicólise Fosfoglicomutase UDP-glicosepirofosfatase Glicogêniosintase UDP-glicose Glicose-6 -fosfato Glicose-6 -fosfatase Glicoquinase Glicogênese Ação hormonal ou nervosa (contração muscular)

2) Regulação da Glicólise/Gliconeogênese Glicólise Gliconeogênese

Hexoquinase Glicose (citosol) ATP Hexoquinase (I-III) ✕ ADP glicose 6 -fosfato Isoformas nos diferentes tecidos = função ≠ afinidades pela glicose; • Hexoquinases I-III – Miócitos: 1. Alta afinidade pela glicose (0, 1 m. M), atuando na velocidade máxima);

Hexoquinase Após refeição rica em carboidratos Glicose A (Sanguínea) Jejum GLUT 2 Glicose (citosol) ATP Pi frutose 6 -fosfato Hexoquinase IV ADP Proteína Reguladora ✕ glicose-6 -fosfatase Gliconeogênese ✕ H 2 O glicose 6 -fosfato • Hexoquinase IV (glicoquinase) Hepatócitos: 1. Saturação superior (10 m. M) a da glicose sanguínea (4 -5 m. M); 2. Transportador GLUT 2; 3. Não é inibida pela glicose-6 -fosfato; 4. Efetor alostérico: frutose-6 -fosfato

Diferentes papéis no Metabolismo de Carboidratos Consome glicose (produção de energia) Mantém a homeostasia da glicose sanguínea, produzindo -a (gliconeogênese) ou consumindo-a, dependendo de sua concentração sanguínea Adenili-ciclase

Fosfrutoquinase-1 (compromete a glicose com a glicólise) e a Frutose-1, 6 -bifosfatase (Regulação recíproca) Insulina ✕ Glucagon Frutose 2, 6 -bifosfato Frutose 2, 6 -bifosfatase Fosfofrutoquinase-2 Glicólise ATP Pi frutose 6 -fosfato ✕ Fosfofrutoquinase-1 ✕ ADP ✕ ATP ADP AMP Citrato ✕ ✕ frutose 1, 6 -bifosfato frutose 1, 6 -bifosfatase Gliconeogênese H 2 O Citrato: intermediário-chave da oxidação do piruvato, ácidos graxos e aminoácidos. Adenili-ciclase Serve como um sinal intracelular de que a célula está satisfazendo suas necessidade energéticas pela oxidação dos ácidos graxos e proteínas

Piruvato-quinase e PEP-carboxiquinase Glicólise frutose 1, 6 -bifosfato Citosol 2 GDP Gliconeogênese fosfoenolpiruvato PEP-carboxiquinase 2 ADP 2 GTP Ácidos graxos de cadeia longa Oxaloacetato Mitocôndria ✕ Piruvato-quinase ✕ Oxaloacetato ✕ 2 ATP Piruvato-carboxilase 2 piruvato ✕ Ciclo de Krebs piruvato 1 Piruvato-desidrogenase Acetil-Co. A B-Oxidação

Tecido Muscular Esquelético Glicogênio Muscular Ácidos graxos, Corpos Cetônicos, glicose sanguínea Atividade leve ou repouso Lactato CO 2 Explosão de atividade intensa Fosfocreatina Creatina ADP + Pi ATP

Fígado – Metabolismo de Aminoácidos Ciclo glicose-alanina

Gliconeogênese - Ciclo de Cori Músculo (Após exercício vigorosos) glicogênio glicose 6 -fosfato fígado sangue glicose 6 - fosfato piruvato lactato Produzido pela glicólise anaeróbica (fermentação láctica) glicose lactato

Ácidos graxos não podem sintetizar glicose porque a reação da Acetil. Co. A para Piruvato é irreversível. A Acetil-Co. A não é um composto glicogênico em mamíferos Gliconeogênese Piruvato Asparagina Aspartato Ciclo de Krebs Alanina Cisteína Glicina Serina Treonina Triptofano Fenilalanina Tirosina Isoleucina Metionina Valina Treonina Arginina Histidina Prolina Glutamato Glutamina

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 H+ IF 1 ATPásica Velocidade de transferência de elétrons para O 2 fica mais lenta, bem como o bombeamento de prótons Colapso da força próton-motriz

Glicose e as principais vias metabólicas Biossíntese Catabolismo Glicólise: Glicose (citosol) Gliconeogênese: ocorre no fígado e a partir de precursores glicogênicos: Piruvato Conecção da Glicólise e o Ciclo de Krebs: Piruvato Acetil-Co. A (mitocôndria) Ciclo de Krebs: Acetil-Co. A CO 2 (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 Ciclo de Cori: Músculo: Glicogênio Fígado: Lactato Glicose Ciclo Glicose-Alanina: Músculo: Glicose Fígado: Alanina Piruvato Alanina Glicose Armazenamento Metabolismo do Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise

Lipídios Catabolismo Biossíntese β-Oxidação Biossíntese 2 átomos de carbono (Acetil-Co. A) 3 átomos de carbono (Malonil-Co. A) Mitocôndria Citosol NAD+ e FAD NADPH

6) Regulação do Metabolismo de Triacilgliceróis e Ácidos Graxos Acil-graxo-Co. A Conversão em Triacilgliceróis e fosfoliídios por enzimas Malonil-Co. A Acetil-Co. A citosol Citrato Carnitina mitocôndria Acil-graxo-Co. A B-oxidação (mitocôndria) Acetil-Co. A

β-Oxidação Tecidos que Não Utilizam a b-Oxidação Os eritrócitos não possuem mitocôndria, logo não podem oxidar ácidos graxos via boxidação O cérebro não utiliza os ácidos graxos como combustível energético, pois estes não passam com eficiência a barreira hemato-encefálica Os adipócitos não oxidam ácidos graxos para obtenção de energia

Corpos Cetônicos - Acetoacetato, Hidroxibutirato (Acetona) - Formados no fígado como forma de exportação de Acetil-Co. A - Usados por coração, músculo esquelético, rim, cérebro - Síntese é estimulada pelo acúmulo de Acetil. Co. A Situações que promovem Gliconeogênese (diabete não tratado, redução na injestão de alimento), desaceleram o Ciclo de Krebs e aumentam a conversão d acetil-Co. A em acetoacetato

No Fígado No Sangue Nos Tecidos

Ceto-Acidose - Baixa do p. H sanguíneo: acidose - Presença de altas concentrações de corpos cetônicos na urina e sangue: cetose

Outros Tecidos Glicose Gliconeogênese Glicogênio Glicose (dieta) Metabolismo de lipídeos

Secreção Insulina X Secreção Glucagon • Estimulada pela glicose da corrente sanguínea após uma refeição rica em carboidatos (redução na secreção de glucagon) • 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 c. AMP. Insulina Somatostatina Glucagon

Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea: captação de glicose pelas células e armazenamento como triacilgliceróis e glicogênio Efeito Metabólico Enzima-Alvo Captação de glicose (músculo, tecido adiposo) Transportador de glicose (GLUT 4) Captação de glicose (fígado) Glicoquinase (expressão aumentada) Síntese de glicogênio (fígado, músculo) Glicogênio-sintase Degradação de glicogênio (fígado, músculo) Glicogênio-fosforilase Glicólise, produção de acetil-Co. A (fígado, músculo) PFK-1 (por PFK-2) Complexo da piruvato-desidrogenase Síntese de ácidos graxos (fígado) Acetil-Co. A-carboxilase Síntese de triacilglicerol (tecido adiposo) Lipase lipoproteica

Efeitos do glucagon sobre a glicose sanguínea: produção e liberação de glicose pelo fígado Efeito Metabólico Efeito sobre o metabolismo da glicose Degradação de glicogênio (fígado) Glicogênio Síntese de glicogênio (fígado) Glicólise (fígado) Gliconeogênese (fígado) Mobilização de ácidos graxos (tecido adiposo) Cetogênese Glicose Menos glicose armazenada como glicogênio Menos glicose usada como combustível no fígado Aminoácidos Glicerol Oxaloacetato Glicose Menos glicose usada como combustível no fígado e músculo Fornece alternativa a glicose como fonte de energia para o encéfalo Enzima-Alvo Glicogênio-fosforilase Glicogênio-sintase PFK-1 FBPase-2 Piruvato-quinase Lipase sensível a hormônio PKA (perilipina-P) Acetil-Co. A-carboxilase

Fases Origem da Glicose Sanguínea Tecidos Usando Glicose Maior Combustível do Cérebro I Exógena (alimentação) Todos Glicose II Glicogênio Gliconeogênese hepática Todos (ex. Fígado) Músculo e tecido adiposo em taxas reduzidas Glicose III Gliconeogênese hepática Glicogênio 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