Metabolismo dos Carboidratos síntese de glicogênio a partir da glicose Glicogenólise síntese de glicose a partir do glicogênio Lipogênese excesso de glicose convertido em gordura Prof. M.Sc. Renata Fontes Gliconeogênese síntese de glicose a partir de aminoácidos Metabolismo: O papel da glicose Metabolismo é dividido em dois estágios: alimentado e o jejum Estado alimentado: anabólico energia dos nutrientes transferida para compostos altamente energéticos Estado jejum: catabólico quebra de moléculas de alta energia para gerar energia O destino dos nutrientes no estado alimentado Carboidratos são primariamente absorvidos como glicose - Uso imediato para fornecer energia por meio das vias aeróbicas - Uso para a síntese de lipoproteínas no fígado - Armazenado como glicogênio no fígado e nos músculos - O excesso é convertido em gordura e armazenado no tecido adiposo (glicose piruvato - acetil CoA ácidos graxos) Biomoléculas ingeridas Energia Síntese Armazenamento O destino dos nutrientes no estado alimentado Proteínas são primariamente absorvidas como aminoácidos - A maioria dos AA vai para os tecidos e participa da síntese protéica ATP Creatina fosfato Utilizadas para síntese de componentes básicos necessários para o organismo Excesso estocados na forma de glicogênio e gordura - Se necessários para energia, os AA são convertidos no fígado em intermediários para o metabolismo aeróbico - O excesso é convertido em gordura e armazenado no tecido adiposo (AA acetil CoA ácidos graxos) 1
Os hormônios pancreáticos O destino dos nutrientes no estado alimentado As gorduras são primariamente absorvidas como triglicerídeos - As gorduras são armazenadas primariamente no fígado e no tecido adiposo Insulina Glucagon Os hormônios pancreáticos Metabolismo no estado de jejum O metabolismo é controlado pela insulina e glucagon 2
Transporte de glicose nos hepatócitos Secreção de insulina Célula beta em estado de repouso Resposta no estado alimentado Transporte de glicose mediada pela insulina Resposta a hipoglicemia 3
Ingestão de proteínas com ausência de carboidratos Dietas ricas em proteínas e ausente de carboidratos estimulam a secreção de glucagon. Por quê? A primeira reação do processo glicolítico é a formação de glicose-6-fosfato (G6P) a partir da fosforilação da glicose. A insulina induz a formação de glicose-1-fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase que isomerisa a G6P. A partir daí, há a incorporação da uridina-tri-fosfato (UTP) que proporciona a ligação entre o C1 de uma molécula com o C4 de outra ligação (enzima glicogênio sintase), A ramificação da cadeia ocorre pela ação da enzima ramificadora (amido-1-4,1-6-transglucosidase) que transfere cadeias inteiras para um C6, formando ligações α(1-6). É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio Ocorre em todos os tecidos animais, principalmente no fígado e músculos 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 sanguínea (hipoglicemia). Unidade básica UDP-glicose; A enzima Glicogênio sintase necessita de um primer, o qual deve ser formado por pelo menos quatro moléculas de glicose; A proteína Glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. A ela se liga o primeiro resíduo de glicose. Glicose-6-fosfato GLICOSE Fosfoglicomutase Glucose-1-fosfato Insulina induz formação Incorporação de UTP Glicogenólise É a degradação do glicogênio: remoção sucessiva dos resíduos de glicose O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas: Glicogênio fosforilase: libera um a um os resíduos de glicose como glicose-1-fosfato Vitamina B - Piridoxal Glicogênio sintase Enzima α-1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio: libera ramificação por hidrólise Glicogênio UDP-G: Uridina difosfato glicose Fosfoglicomutase: converte glicose-1-fosfato em glicose-6- fosfato 4
Degradação de Glicogênio Hiperglicemia Estimula a secreção da insulina pelo pâncreas. Esse hormônio estimula as células do organismo a absorver a glicose presente no sangue. Se essas células não necessitam imediatamente do açúcar disponível, as células do fígado se responsabilizam pela transformação da glicose, estocando-a sob a forma de glicogênio. Carência de carboidratos A falta de carboidratos no organismo manifesta-se por sintomas de fraqueza, tremores, mãos frias, nervosismo e tonturas, o que pode levar até ao desmaio. É o que acontece no jejum prolongado. A carência leva o organismo a utilizar-se das gorduras e reservas do tecido adiposo para fornecimento de energia, o que provoca emagrecimento. Diabetes Quando o pâncreas pára de fabricar a insulina, ou o organismo não consegue utilizá-la de forma eficiente, a glicose fica circulando na corrente sanguínea, gerando a hiperglicemia e levando a uma doença conhecida como diabetes. Glicemia baixa Estimula o pâncreas a secretar outro hormônio: o glucagon. O fígado transforma o glicogênio em glicose e libera a glicose no sangue. A glicemia retorna, então, ao valor de referência. Glicemia É a taxa de glicose no sangue. Varia em função da nossa alimentação e nossa atividade. Uma pessoa em situação de equilíbrio glicêmico ou homeostase possui uma glicemia que varia, em geral, de 80 a 110 mg/dl. No cão: 65 a 110 mg/dl Gliconeogênese Consiste na síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol Aminoácidos glicogênicos: todos com exceção da lisina e leucina Lisina e leucina produzem somente acetil-coa, os animais são incapazes de sintetizar glicose a partir de acetil-coa 5
Gliconeogênese Os aminoácidos são provenientes da degradação de proteínas endógenas, durante o jejum O lactato vem dos músculos submetidos à contração intensa O glicerol derivado da hidrólise do triacilglicerol do tecido adiposo durante o jejum O fígado é o principal órgão responsável Efeitos hormonais sobre o metabolismo de carboidrato e gorduras 6