GLICOSE Principal combustível da > parte dos organismos vivos  rica em energia potencial (-2840 kJ/mol). ↑ demandas energéticas  glicose é liberada dos estoques intracelulares para a produção de ATP. Precursor de intermediários metabólicos  biossíntese de macromoléculas.

DESTINOS DA GLICOSE DENTRO DAS CÉLULAS A glicose ingerida, após entrar nas células dos tecidos pode seguir um dos seguintes caminhos:

GLICÓLISE IMPORTÂNCIA: VIA CENTRAL DO CATABOLISMO DA GLICOSE ÚNICA FONTE DE ENERGIA PARA ALGUNS TECIDOS  eritrócitos, medula espinhal, cérebro e espermatozóides.  Alguns tecidos vegetais (tubérculos) e microrganismos anaeróbicos derivam toda a sua energia da glicose através da glicólise.

GLICÓLISE 2. CONCEITO É a “quebra” de uma molécula de glicose (6C) em duas moléculas de piruvato (3C). A energia liberada dessa “quebra” é armazenada na forma de ATP e NADH (Niacina).

Investimento de energia (ATP) A conversão da glicose em duas moléculas de piruvato ocorre em uma sequência de 10 passos (reações enzimáticas) Investimento de energia (ATP) “Lysis” Produção de ATP

BALANÇO ENERGÉTICO DA GLICÓLISE GLICOSE + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi  2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O No final da via, parte da energia é conservada na forma de ATP e NADH (fase de pagamento), mas a MAIOR PARTE DA ENERGIA POTENCIAL QUÍMICA PERMANECE NAS MOLÉCULAS DE PIRUVATO!!! Em condições AERÓBICAS, essa energia será extraída através do CK e da CR; Assim: Oxidação da glicose pela via glicolítica  -146kJ/mol OXIDAÇÃO COMPLETA da glicose pelo CK e CR  -1694 kJ/mol  GLICÓLISE PRODUZ APENAS 5% DA ENERGIA EXTRAÍDA DA GLICOSE.

REGULAÇÃO DA GLICÓLISE (“enzimas marcapasso”) OBJETIVOS: Manter constante a concentração de ATP intracelular. Manter constante os níveis de intermediários da via que são precursores biossintéticos. (Ex: 3-fosfoglicerato  aminoácidos) -Hexoquinase: Muscular: É Inibida alostericamente pela glicose-6-fosfato (produto). No fígado é inibida pela frutose-6-fosfato -Fosfofrutoquinase-1: Frutose 2,6-bifosfato (ativador + potente) ADP e AMP: moduladores alostéricos positivos; ATP e citrato– moduladores alostéricos negativo; -Piruvato quinase: ATP  modulador alostérico negativo; Acetil CoA e ácidos graxos de cadeia longa  moduladores alostéricos negativos.

Hexoquinase ou glicoquinase (hepática) Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) REGULAÇÃO DA GLICÓLISE REAÇÕES IRREVERSÍVEIS Piruvato Quinase

Qual a importância dos intermediários fosforilados da glicólise? Mantê-los dentro da célula; Formação de componentes fosforilados de alta energia  formação do ATP; 3. Fornecimento de energia de ligação  diminuição da energia de ativação das reações enzimáticas da glicólise (formação de complexos com o Mg+ do sítio ativo das enzimas)

Considerações importantes sobre a glicólise Fosforilação a nível de substrato ≠ fosforilação oxidativa. Hexoquinase muscular  Baixo Km para a glicose (Km=0,1mM)  atua constantemente na Vmáx. Glicoquinase hepática  Elevado km p/ a glicose (10 mM)

Destinos do piruvato formado:

Destinos do piruvato formado em condições AERÓBICAS:

*Importância da reação  REOXIDAÇÃO DO NADH E PRODUÇÃO DE ENERGIA Destinos do piruvato formado em condições ANAERÓBICAS: Fermentação láctica: 2 2 *Importância da reação  REOXIDAÇÃO DO NADH E PRODUÇÃO DE ENERGIA *Células cancerosas *Eritrócitos convertem glicose em lactato mesmo em condições AERÓBICAS!! *Importância tecnológica  fermentação do leite e produção de queijos (lactobacilus, streptococcus)

Destinos do piruvato formado em condições ANAERÓBICAS: Fermentação alcoólica: 2 2 Ausente em animais vertebrados Presente em animais vertebrados (humanos) *Importância tecnológica  carbonatação da cerveja, aumento do volume da massa panificada.

VIAS AFLUENTES DA GLICÓLISE Carboidratos destinados a entrar na via glicolítica: Glicogênio; Amido; Dissacarídeos: maltose, sacarose, lactose Monossacarídeos: frutose, manose e galactose

METABOLISMO DA FRUTOSE

CONVERSÃO DA GLICOSE EM FRUTOSE Rota Poliol Ocorre nas vesículas seminais Espermatozóides utilizam frutose como substrato energético

Frutosemia Deficiência no metabolismo da frutose: deficiência de frutoquinase deficiência de aldolase B

Metabolismo da Galactose Principal fonte: lactose do leite A lactose é digerida pela β-galactosidase (lactase) Sua entrada nas células não depende de insulina

METABOLISMO DA GALACTOSE A galactose-1-P não pode entrar na via glicolítica, precisa ser convertida antes em UDP-galactose

Galactosemia A galactosemia é uma doença rara do metabolismo da galactose. A alteração se encontra em uma das enzimas responsáveis pela conversão da galactose em glicose dependendo da enzima defeituosa, a doença se manifesta de maneira diferente. Classificação: Galactosemia tipo 1, 2 e a tipo 3.

Galactosemia tipo 1- Clássica É a deficiência no metabolismo da galactose por deficiência da enzima galactose-1-fosfato uridiltransferase (GALT). A patologia se traduz no defeito genético da enzima GALT, o que gera acúmulo de galactose-1-fosfato e galactose tecidual. A incidência é de 1: 50.000 na população branca e a idade alvo é preferencialmente neonatos.

Galactosemia tipo 1- Clássica As características clínicas da doença podem se apresentar de diversas maneiras diferentes e surgem poucos dias a semanas após o nascimento: A) As principais manifestações hepáticas e gastrointestinais são: irritabilidade, letargia, vômitos, dificuldade de alimentação, baixo ganho de peso, hepatoesplenomegalia, ascite, cirrose hepática e outras complicações. B) A Síndrome de Fanconi: vômitos, desidratação, fraqueza e febre inexplicada, anorexia, constipação, polidipsia, poliuria e distúrbios do crescimento.

Galactosemia tipo 1- Clássica C) Outras manifestações: neurológicas: retardo mental (irreversível), problemas da fala e coordenação motora. endócrinas: disfunção ovariana com amenorréia 1ª ou 2ª, provável aumento de risco de câncer ovariano. oculares: catarata, no cristalino a galactose é convertida pela aldolase redutase em galactitol, um açúcar ao qual o cristalino é impermeável, e em conseqüência ocorre hidratação excessiva, redução do glutation no cristalino e formação de cataratas. infecciosas.

Galactosemia tipo 2- Não-Clássica É a disfunção do metabolismo da galactose pela deficiência da atividade da galactoquinase resultando em danos principalmente nos olhos. A incidência é de 1: 40.000 crianças, nas quais desde a infância podem se formar cataratas. Presença do gene autossômico recessivo na família é o principal fator de risco.

Galactosemia tipo 2- Não-Clássica A patogênese é descrita pelo defeito da galactoquinase, o que gera acúmulo de galactose no sangue e nos tecidos. Características clínicas: catarata, anormalidades do sistema nervoso central: retardo mental, danos neurológica, epilepsia e pseudotumor cerebral.

Tratamento Dieta isenta de galactose e lactose Monitoramento constante do nível de galactose e seus metabólitos sanguíneos do paciente Monitoramento multidisciplinar