Bq 15 Met GLÚCIDOS I Glucolisis

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BIOQUÍMICA
Metabolismo de glúcidos
Glicolisis
Nelson Rodrigues da Silva
Farmacêutico
Pós Graduado Fisiologia Humana
Pós Graduado em Farmacologia
Pós Graduado em Assistência Farmacêutica
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Objetivos específicos:
Describir la importancia de la glucosa como principal combustible metabólico.
Mencionar las características de la glucólisis anaeróbica y aeróbica distinguiendo los tejidos donde se producen.
Esquematizar las vías de síntesis y degradación de glucógeno hepático y muscular.
Mencionar la importancia biológica de las glicoproteínas.
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Metabolismo 
de 
Carbohidratos
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Carbohidratos están ampliamente distribuidos en vegetales y animales, con funciones estructurales y metabólicas.
GLUCOSA:
 Carbohidrato más importante.
 La mayor cantidad de carbohidrato dietético pasa a la sangre en forma de glucosa.
 Glucosa sanguínea (glicemia) se convierte en Hígado en otros carbohidratos.
Glucosa es combustible universal para el feto.
Glucosa es convertida en otros carbohidratos:
 Glucógeno: función de almacenamiento
 Ribosa: en los Ácidos Nucleicos
Galactosa: presente en la Lactosa de la leche
ENFERMEDADES RELACIONADAS CON CARBOHIDRATOS:
Diabetes mellitus, galactosemia, enfermedades por almacenamiento de glucógeno, intolerancia a la lactosa
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Amido principal carboidrato da dieta humana
Digestão amido começa boca (amilase salivar) mais principal digestão é no intestino delgado pela ação da amilase pancreática
Os produtos finais da digestão dos carboidratos (maltosa, maltotriosa e dextrina Límite/depois metabolizado pelas bactérias da microbiotaintestinal/sendo eliminadas nas fezes) 
Logo dissacarídeos e outros como sacarose são hidrolizados até monossacarídeos mais simples pela ação das dissacaridases presentes no Borde em Cepilho dos enterócitos – depois absorvidos por transportadores (GLUT) via hepática, para plasma sanguineo em direção as células para GLUCOLISIS.
Entrada de Glucosa a la célula
Glucosa se incorpora mediante Difusión Facilitada mediante los transportadores: GLUT 1 al GLUT 5.
MÚSCULO, TEJIDO ADIPOSO: 
 GLUT 4: Se une a membrana citoplasmática en respuesta a la acción de la INSULINA.
 Esto explica que estos tejidos necesitan de INSULINA para la entrada de la GLUCOSA a sus células.
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Glicose penetra no citosol da célula pelos transportadores GLUT (como é uma substância muito polar entra por Difusión Facilitada mediante los transportadores
Metabolismo de Carbohidratos se centra en el suministro de GLUCOSA y el destino de la misma
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Vista panorâmica metabolismo carboidratos
Principal carboidrato metabolismo humano (monossacárido)
Transforma por uma via chamada de glicolítica
Esse carboidrato (metabolitos podem se transformar em outras substâncias 
 Glucogenogênese
Piruvato é precursor para fabricar alguns aminoácidos
Ao contrários existe alguns aa que servem para sintetizar glicose
Visto desta forma geral dá para verificar que Glicólise possui uma porção central em todo metabolismo (em diferente vias metabólicas pelos carboidratos
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Fosforilación Inicial de los Monosacáridos
Después de su entrada a la célula, la primera reacción que sufren los monosacáridos es su FOSFORILACIÓN.
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Para que a glicose não saia de dentro da célula depois que ela entra, a mesma é fosforilada (ganhar um grupo fosfato) pela ação da enzima Hexoquinasa
Produto desta reação é chamado de Glicose 6 Fosfato
1 reação da Glicólisis, da qual existe um custo energético que é gastar ATP (1 Molécula)
En Hepatocitos, existe una Isoenzima de la Hexoquinasa: Glucoquinasa
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Baja afinidad de la Glucoquinasa hepática permite eliminar el exceso de glucosa en sangre cuando esta está aumentada (período pospandrial) para su posterior almacenamiento en forma de Glucógeno
Em todos os orgãos, tecidos e células acontecem Glicólisis
No fígado além da Hexoquinasa, esta presente também a Glucoquinase
1- Hexoquinase, esta enzima esta presente em todos os órgãos e também no fígado
ela fosforila várias hexoses : glicose, frutose, galactose
1- Além da Hexoquinase o fígado tem uma isoenzima que é a Glucoquinase (tem função apenas de fosforilar glicose), por tem uma enzima a mais o fígadoconsegue receber uma grande quantidade de Glicose, pois mesmo a hexoquinase se saturando ainda teremos a glicoquinase atuando.
Importancia de la fosforilación inicial de los monosacáridos (glucosa, fructosa, etc)
Una vez fosforilados: NO PUEDEN SALIR DE LA CÉLULA………..Glut no los reconoce.
Son metabólicamente más activos.
Potencial energético más elevado.
Son sustratos obligados para la mayoría de las enzimas de las diferentes vías metabólicas según las condiciones energéticas del organismo:
Glucosa 6 fosfato:
 GLUCOGENOGENESIS: (abundancia 
 energética)
 GLUCOLISIS: necesidad energética
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O transportador GLUT não reconhece a substância Glicose-6 Fosfato (por entanto ela não escapa denovo para fora da célula)
GLUCÓLISIS. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Glucólisis:
Casi todos los tejidos tienen, al menos, cierta necesidad de glucosa.
Cerebro: Demanda considerable de Glucosa.
Glucolisis: Principal vía metabólica de la Glucosa.
A nivel celular: ocurre en el citosol de TODAS las células.
Según la disponibilidad de oxígeno a nivel celular: puede ser AEROBIA o ANAEROBIA.
Eritrocitos: No tienen mitocondrias: dependen totalmente de glucólisis anaeróbica.
Glucólisis aeróbica: requiere Oxígeno, mitocondrias, sistemas enzimáticos: complejo PDH, ciclo de Krebs, cadena de transporte electrónico (cadena respiratoria).
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GLUCÓLISIS. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
 GLUCÓLISIS:
Principal ruta para metabolismo de GLUCOSA, FRUCTOSA, GALACTOSA, otros carbohidratos de la dieta.
Capacidad de GLUCÓLISIS de sintetizar ATP en condiciones ANAERÓBICAS, muy importante:
Permite a Músculo Esquelético tener alto nivel de función en condiciones anaeróbicas.
Permite a tejidos a sobrevivir episodios de anoxia (isquemia).
ENFERMEDADES RELACIONADAS:
ANEMIAS HEMOLÍTICAS (deficiencia de enzima PK)
Fatiga (deficiencia de enzima Fosfofructoquinasa)
Alta velocidad de Glucólisis en Células Cancerosas.
Acidosis Láctica.
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Primera Etapa de GLUCÓLISIS
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Fase preparatoria:
 Se invierte energía química: se gastan 2 ATP.
 Se producen 2 moléculas de Gliceraldehído-3-Fosfato.
 Enzima FOSFOFRUCTOQUINASA es enzima reguladora de la vía Glicólise
1- Reação é irreversível ( houve gasto de 1 mol de ATP, para Fosforilar a Glicose), para ela não sair mais de dentro da célula (grupo carregado/não consegue atravessar membrana)
2- Reação a Glicose 6 Fosfato se transforma em Frutose 6 Fostafo por uma enzima isomerase (reação reversível)
A Frutose 6 Fosfato com a ação da enzima Fosfotruto Quinase (enzima reguladora da Glicólisis), gasta outro mol de ATP, formando a substância 1,6 Frutose -Bi fosfato (ou seja esta enzima irá colocar 1 Fosfato na posição 1.
Gasto 2 mol de ATP
3- Reação a enzima chamada Aldolasa vai romper ao meio a 1,6 Frutose -Bi fosfato, formando a Gliceraldeído 3-Fosfato e Fosfato de Dihidroxiacetona
Esta reação na qual é reverrsível , aonde a molécula Fosfato de Dihidroxiacetona pela ação da enzima Fosfotriosa Isomerasa se trans forme em Gliceraldeído 3-Fosfato 
Teremos 2 moléculas de Gliceraldeído 3-Fosfato 
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Primera Fase da GLUCÓLISIS (Preparatória)
Fase de Preparação a célula gasta a limitada quantidade de ATP que esta no citosol da célula, para preparar a Glicose para ser oxidada completamente depois (gasto 2 mol de ATP)
Fase Oxidativa parcial, oxidativa porque vamos começar a retirar elétrons destas substâncias (perder elétrons, protons) ou ganhar átomos de O2 – oxidação biologicas. Vai acontecer a oxidação parcial (sintetizar pouco ATP), a oxidação total irá acontecer depois dentro da mitocôndria
Segunda etapa de Glicolisis
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Fase Oxidativa:
 * Se oxida el gliceraldehído 3 fosfato.
Formación de 4 moléculas de ATP.
 Formación de 2 moléculas dePIRUVATO que, en condiciones ANAERÓBICAS se transforma en LACTATO, esto permite la regeración de la coenzima NAD+ para que la Glicolisis pueda continuar.
Enzima LDH tiene diferentes izoenzimas.
REGULACIÓN DE LA GLICÓLISIS
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GLICOLISIS está regulada en 3 sitios:
Hexoquinasa
 Inhibida por: glucosa 6 fosfato
Fosfofructoquinasa
 - ATP (abundancia energética)
 + AMP (necesidad energética)
Piruvato Quinasa
 - ATP (abundancia energética)
Etapas regulação são as etapas irreversíveis
Quanto mais glicose penetra no citosol e é fosforilada, se acumula glucosa 6 fosfato que inibe a enzima/glicólisis 
Se tiver muito ATP ele se liga a enzima inativando a mesma/glicolisis para quase que totalmente/significa tem suficiente ATP. 
Se aumenta AMP significa que o ATP esta escasso ou seja a célula precisa fabricar ATP. Então se liga a Fosfofrutoquinasa e a ativa.
Se tiver muito ATP ele se liga a enzima inativando a mesma/glicolisis para quase que totalmente/significa tem suficiente ATP
Em condições de anaerobiose Piruvato vai até lactato. A grande importância é oxidar/regenerar a NADH em NAD, nessas condições a célula consegue produzir 2 mol de ATP para tentar manter seu metabolismo basal até que reestabeleça o fluxo normal
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Na 2 Fase O Gliceraldeido 3 fosfato irá perder elétrons que irão para no NAD formando (NADH) pela ação da enzima Gliceraldeido 3- Fofato desidrogenase .
 Logo em seguida o 1,3 Bifosfoglicerato com a ação da enzima fosfoglicerato quinasa quebra o enlace rico em energia do 1,3 Bifosfoglicerato formando a primeira molécula de ATP.
Então na 1 etapa gastamos ATP e na 2 começamos a formar ATP. 
Como na primeira etapa foi formado 2 moléculas de Gliceraldeido 3 fosfato, teremos a formação 2 moléculas de ATP e de 2 NADH., logo abaixo na continuação da Glicólisis temos a formação de mais uma molecula de ATP, na conversão de Fosfoenolpiruvato em Piruvato (como reação ocorre em dobro então teremos mais 2 ATP sendo formados.
Saldo da Glicolisis
Gasto: - 2 mol ATP
Ganho: + 4 mol ATP 
 2 NADH
 2 Piruvatos
SALDO------------------------
 
- 1 ATP
- 1 ATP
+1 ATP
+1 ATP
+1 ATP
+1 ATP
NADH
NADH
2 PIRUVATOS
 2ATP, 2NADH, 2 Piruvatos
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Gasta 2
Ganha 4
Saldo 2 moles de ATP
En condiciones anaeróbicas (hipoxia):
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Esta reacción permite la regeneración de la coenzima NAD+ (de lo contrario la glicolisis se detendría por disponibilidad de NAD+).
 Explica por qué el lactato es producto final de glicolisis en tejidos que funcionan en relativa anaerobiosis:
Músculo esquelético.
 Eritrocitos: No tienen mitocondrias. 90% de su energía es suplida por la Glicolisis.
 otros tejidos normalmente derivan la mayor parte de su energía de la Glicolisis: cerebro, conducto gastrointestinal, médula renal, retina, piel.
 Hígado, corazón, riñones: por lo general captan lactato, pero lo producen en condiciones de hipoxia.
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Hemácia/Eritrócito como não tem mitocôndria utiliza a Glicólisis como única via para obter ATP.
Aspectos Clínicos
Deficiencia hereditaria de ALDOLASA y deficiencia de PIRUVATO QUINASA…….Anemia hemolítica.
Deficiencia de FOSFOFRUCTOQUINASA muscular…………Baja capacidad para realizar ejercicios físicos, en particular con dietas ricas en carbohidratos.
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Errores congêntios das enzimas da via glicolítica. Deficiência Aldolasa produz Anemia Hemolítica (enzima que termina a 1 etapa, então toda 2 etapa não irá funcionar. Significa dizer que a Hemácia esta fabricando ATP mais não há pode fabricar.
Deficiencia da Enzima reguladora principal da Glicólisis a FOSFOFRUCTOQUINASA. Esta enzima pertence a 1 etapa aonde a célula gasta ATP, com isso o musculo não consegue fazer um exercício de curta duração e de alta intensidade
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Com o tempo (por ficar somente numa única posição) a pressão ai comprimindo os vasos sanguineos/as células desta região vão fazer glicólisis até onde podem (temos mover o paciente para descomprimir este local).
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Existe uma situação na célula chamada de Efecto Warburg em células cancerosas, aonde observamos uma glicólisis muito alta, isto é devido pois o metabolismo dessas células estão alterados 
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Glicólisis é uma via metabolismo do tipo catabólica → acontece citosol das células → seu metabólito inicial é a glicose → seus produtos finais são 2 moles Piruvatos ou 2 moles de Lactato → anaeróbica → 10 reações → 2 etapas → balanço energético → cada 1 mol de glicose → 4 moles ATPs → 2 moles NADH → 2 Piruvatos → (gasto de 2 moles de ATPs) rendimento de 2 moles de ATP → existe 3 enzimas que regulam a via hexoquinase → Fosfofrutoquinase (principal) → Piruvatoquinase → Ponto de vista fisiológico a Glicólise é importante para células sobreviverem em episódios de hipóxia, para obtenção de ATP. 
 
Conclusiones 
GLUCOLISIS: es la vía citosólica de todas las células para el metabolismo de la glucosa (o glucógeno) el piruvato hasta lactato.
GLUCOLISIS: puede funcionar en condiciones aneróbicas, produciendo LACTATO y regenerando NAD+.
LACTATO es el producto final de la glucólisis en condiciones de hipoxia (músculo en contracción) o cuando faltan las enzimas para la oxidación aeróbica del piruvato (eritrocitos).
En condiciones de aerobiosis, el Piruvato penetra en la mitocondria y se forma AcetilCoA, que se transforma en el Ciclo de Krebs que está acoplado a la Cadena de Transporte Electrónico y la Fosforilación Oxidativa.
Las condiciones que involucran un deterioro del metabolismo del Piruvato suelen provocar Acidosis Láctica.
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