O 2 CO 2 + H 2 O. Absorção da glicose, glicólise e desidrogénase do piruvato. ADP + Pi. nutrientes ATP

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1 Absorção da glicose, glicólise e desidrogénase do piruvato Em todas as células ocorre continuamente a hidrólise do ATP (formando ADP + a uma velocidade tal que, mesmo em repouso, todo o stock de ATP se esgotaria em menos de 2 min. nutrientes ADP + Na + C + H 2 O ATP Rui Fontes, Outubro de Apesar disto a concentração de ATP mantém-se estacionária porque na esmagadora maioria das situações as velocidades de síntese e de hidrólise do ATP são iguais. Nos seres vivos os nutrientes são oxidados pelo (catabolismo gerando a energia 2 necessária para a síntese de ATP (a partir de ADP +. Digestão do amido e absorção da glicose. Da acção das amílases digestivas sobre o amido, resulta a formação de (1 maltose, (2 maltotriose e (3 dextrinas limite. Na hidrólise do amido participam duas isoenzimas (as amílases salivar e pancreática que catalisam a rotura de ligações glicosídicas α-1,4 mas poupam as ligações α- 1,6 e as α-1,4 das extremidades das cadeias e as que se situam na vizinhança das ligações α-1,6. A glicose é uma molécula que não se dissolve nos lipídeos da membrana e a sua absorção intestinal é mediada por transportadores: (1 principalmente transporte activo secundário ( simporte com o sódio no pólo apical e (2 difusão facilitada ( uniporte no pólo basal. No pólo apical o transporte da glicose pode ser a favor do gradiente quando o processo hidrolítico no lúmen intestinal está no seu auge A hidrólise da maltose, maltotriose e dextrinas limite resulta na formação de glicose e é catalisada por duas dissacarídases: 1- a maltase (α-1-4 glicosídase maltose + H2O 2 glicose maltotriose + H2O glicose + maltose oligossacarídeo (n resíduos de glicose + H2O oligossacarídeo (n-1 resíduos de glicose + glicose 2- a isomaltase (α-1,6 glicosídase. isomaltose + H2O 2 glicose As dissacarídases digestivas estão ancoradas na membrana citoplasmática dos enterócitos 3 mas têm o centro activo mergulhado no lúmen intestinal....mas as fezes não contêm glicose O transporte de glicose no polo apical do enterócito é um exemplo de transporte activo 4 secundário e o transportador é um simporter.

2 Em todas as células ocorre continuamente a hidrólise do ATP (formando ADP + a uma velocidade tal que, mesmo em repouso, todo o stock de ATP se esgotaria em menos de 3 min. nutrientes ADP + Na + No pólo basal a energia envolvida no processo de transporte é a do próprio gradiente de glicose: durante o processo absortivo a concentração de glicose é maior no citosol dos enterócitos que no sangue. O transporte no pólo basal ocorre por difusão facilitada e o transportador é um uniporter (GLUT2. O transporte da glicose do sangue para todas as células do organismo também é por difusão facilitada (os transportadores de tipo uniporter da glicose chamam-se 5 GLUTnúmero. C + H 2 O ATP Apesar disto a concentração de ATP mantém-se estacionária porque na esmagadora maioria das situações as velocidades de síntese e de hidrólise do ATP são iguais. Nos seres vivos os nutrientes são oxidados pelo (catabolismo gerando a energia 6 necessária para a síntese de ATP (a partir de ADP +. glicose GLUT 2 ADP + 2 As enzimas da glicólise são, no seu conjunto, a máquina que permite a acoplagem dos processos de conversão de glicose em piruvato ou lactato (exergónico com o de formação de ATP (endergónico. G>0 G<<0 Alguns aspectos relevantes da glicólise: 1- Todas as enzimas da glicólise se situam no citoplasma das células. 2- A aldólase é a enzima que catalisa a cisão (lise da molécula de frutose 1,6-bisfosfato (6C em gliceraldeído 3-P (3C e dihidroxiacetona-p 3- A transformação da dihidroxiacetona-p em gliceraldeído 3-P e a posterior transformação deste composto em piruvato (3C permite compreender que uma molécula de glicose (6C dê origem a duas de piruvato (2 * 3C. 2 ác. pirúvico (C 3 7 8

3 4- Antes da lise da frutose 1,6-bisfosfato duas moléculas de ATP servem como substratos dadores de fosfato em reacções de fosfotransferência (fisiologicamente irreversíveis catalisadas pelas cínases da glicose e da frutose 6-P. 5- Já depois da lise da frutose 1,6-bisfosfato ocorre a redução do NAD + (e consequente formação do NADH numa reacção em que, concomitantemente, com a reacção de oxi-redução ocorre a adição de fosfato inorgânico (: esta reacção é a catalisada pela desidrogénase do gliceraldeído 3-P. Fosforilações a nível do substrato 2 ADP Também já depois da lise da frutose-1,6-bisfosfato ocorrem reacções em que se forma ATP por transferência do fosfato de intermediários da glicólise para o ADP. G>0 G<<0 9 2 ác. pirúvico (C 10 3 Os eritrócitos são as células mais simples do organismo. A maioria das células do organismo tem mitocôndrias. 2 ADP ATPases Se não houvesse desidrogénase do lactato o eritrócito não poderia manter a síntese de ATP porque todo o NAD + seria reduzido a NADH em poucos minutos. 2 ADP + 2 Cadeia respiratória C + H 2 O A glicose dos eritrócitos diz-se anaeróbia e pode ser resumida assim: 2 ác. láctico (C 3 H 6 O ácido láctico é um fundo de saco metabólico : a enzima que o forma é a mesma que, 11 noutros tecidos, permite a metabolização do ácido láctico. Na maioria das situações a glicólise é aeróbia e pode ser descrita assim: ADP ác. pirúvico (C H 2 O

4 Em condições aeróbias o piruvato entra (transporte mediado para a mitocôndria e converte-se em acetil-coa por acção da desidrogénase do piruvato que catalisa uma oxidação descarboxilativa. 1- A reacção catalisada pela desidrogénase do piruvato é fisiologicamente irreversível (= G sempre negativo. No miocárdio a glicólise é normalmente de tipo aeróbio Fosforilação oxidativa 2- Dentro da mitocôndria o único mecanismo de re-oxidação do NADH formado na reacção é a cadeia respiratória e, por isso, nos seres vivos a reacção em análise só ocorre em sistema aeróbio. 3- A desidrogénase do piruvato é de facto um complexo multienzímico composto por 5 tipos diferentes de proteínas organizadas em agregados visíveis por microscopia electrónica que se designam por: (1 desidrogénase do piruvato, (2 transacetílase do dihidrolipoato e (3 desidrogénase do dihidrolipoato,...que são colectivamente responsáveis pela reacção... (4 cínase da desidrogénase do piruvato e (5 fosfátase da desidrogénase do piruvato 13...envolvidas na regulação da actividade do complexo. C + H 2 O...mas no coração isquémico o deficit de O2 faz com que parte do piruvato e todo o NADH formados na glicólise sejam convertidos em lactato e NAD + pela desidrogénase láctica: no coração isquémico parte da glicólise passa a ser 14 anaeróbia. A fermentação láctica (ou glicólise anaeróbia tem um baixo rendimento em termos de moles de ATP formadas (apenas 2 por mole de glicose oxidada mas foi conservada ao longo da evolução......porque pode fazer a diferença entre a vida e a morte. No músculo esquelético a glicólise anaeróbia é uma importante via metabólica quando há necessidade de subir a um poste fugindo de um leão. Ao contrário dos metabolismos aeróbios que dependem do aporte de oxigénio e são limitados por este A glicose anaeróbia pode ser resumida: 2 ác. láctico (C 3 H 6... a glicólise anaeróbia não depende da disponibilidade de oxigénio e pode aumentar de velocidade até cerca de 1000 vezes a velocidade em repouso....os /mol glicose podem 15 representar muitos ATPs/min. CH 3 CHOHCOOH CH 3 CHOHCOO - + H + pka 4 Durante a glicólise anaeróbia o citoplasma do músculo vai acidificar o que impede a continuação da acção da ATPase da actina-miosina. 16

5 As células funcionam como se houvesse uma lei deste tipo: (1 mantém a concentração de ATP estacionária; (2 se a velocidade de hidrólise do ATP aumentar, aumenta a velocidade da sua síntese. No entanto, os mecanismos que nos mamíferos permitem manter a célula informada acerca da velocidade de hidrólise de ATP são ainda mal conhecidos. Esforço muscular 17 Na glicólise as enzimas marca passo são a cínase da glicose, a cínase da frutose-6-p e a cínase do piruvato. Embora, em condições fisiológicas, o ATP não varie de concentração o AMP e o ADP podem aumentar quando aumenta a velocidade de hidrólise do ATP. A cínase da frutose-6-p é especialmente importante na regulação da velocidade da glicólise: embora o ATP seja um substrato é também um inibidor alostérico ; o AMP e o ADP são activadores. O AMP aumenta na célula sempre que ADP aumenta porque a cínase do adenilato (que é uma enzima muito activa catalisa a seguinte reacção: ADP + ADP ATP + AMP A actividade da glicólise aumenta... quando há aumento 18 do consumo de ATP. No fígado tem uma grande importância a glicemia e a concentração de insulina e glicagina. A glicose está alta após as refeições e provoca a dissociação do complexo glicocínase proteína nuclear inibidora da glicocínase. A frutose-2,6-bisfosfato estimula a glicólise mas a glicagina (alta em jejum estimula a frutose-2,6- bisfosfátase baixando a concentração de frutose-2,6-bisfosfato : a glicagina obriga o fígado a poupar glicose. 19