METABOLISMO DOS GLUCIDOS
Digesrão e transporte dos glucidos
Patologia da digestãoa e transporte dos glucidos
Glicolise
Destinos do acido piruvico
Produção de energia do musculo
Patologia da glicolise
Glicogenese
Glicogenolise
Glicogenoses
Neoglicogenese
Regulação do metabolismo dos glucidos
Patologia da neoglicogenese
Regulaçao da glicemia
Diabetes
Sindroma plurimetabolico
Ciclo de Dickens-Horecker
Patologia do ciclo de Dickens- Horecker
Metabolismo das hexoses e da lactose
Patologia do metabolismo das oses
Metabolismo do acido glicuronico
Metabolismo dos derivados das
Patologia da digestãoa e transporte dos glucidos
Glicolise
Destinos do acido piruvico
Produção de energia do musculo
Patologia da glicolise
Glicogenese
Glicogenolise
Glicogenoses
Neoglicogenese
Regulação do metabolismo dos glucidos
Patologia da neoglicogenese
Regulaçao da glicemia
Diabetes
Sindroma plurimetabolico
Ciclo de Dickens-Horecker
Patologia do ciclo de Dickens- Horecker
Metabolismo das hexoses e da lactose
Patologia do metabolismo das oses
Metabolismo do acido glicuronico
Metabolismo dos derivados das
CAPITULO 1
DIGESTÃO E TRANSPORTE DOS GLUCIDOS
Amilases
Amilase salivar
Encontra-se na saliva como
ptialina
A digestão do amido começa na
boca
A mucina salivar é importante
para a sua lubrificação e dispersão
A amilase salivar hidrolisa ao
acaso ligações internas a-1,4 – é
portanto uma endoglicosidase
Quando o bolo alimentar chega ao
estomago, a amilase é desnaturada, deixando de actuar, excepto uma pequena
fracção contida no interior do bolo alimentar
Acção da amilase salivar
Amilase pancreática
O processo digestivo continua quando os alimentos chegam ao
duodeno.
As secreções pancreática contêm bicarbonato e amilase
Os bicarbonatos neutralizam a acidez, permitindo a acção da
amilase pancreática
Os bicarbonatos neutralizam a acidez, permitindo a acção da
amilase pancreática
Nesta fase formm-se diholosidos com ligações 1-4( maltose e
isomaltose) e 1-6 (isomaltose) e oligosidos contendo até 8 residuos glicosilo
alguns com ligações 1,6 (dextrinas-limite)2069
Bibliografia
Glicosidases
A hidrolise dos diholosidos e das dextrinas limites faz-se
através de glicosidases colocadas nas membranas das células em escova das
vilosidades intestinais.
As glicosidades agruparam-se em quatro complexos diferentes:
Complexo sacarase-isomaltase
Hidrolisa a sacarose, maltose e isomaltose
Tem duas subunidades a sacarase
, que hidrolisa a sacarose e a maltose e a isomaltase
Está mais concentrada no jejuno, diminuindo para as
extremidades proximal e distal do intestino
Complexo glico-amilase
Actua sobre as dextrinas limite e é também uma maltase.
A sua actividade aumenta progressivamente ao longo do
intestino, sendo máxima no ileon
Complexo
beta-glicosidase( lactase)
Hidrolisa a lactose em glicose e galactose
A sua distribuição no intestino é igual à do complexo
sacarase-isomaltase
Trealase
Hidrolisa o diholosido trealose
A trealose não é um componente essencial da alimentação pois
encontra-se em insectos, algas e cogumelos.
Foram descritos sintomas graves num deficiente em trealase
que ingeriu muitos cogumelos
Absorção e transporte dos glucidos
Glicose
A glicose é muito polar e não se
difunde através dos fosfolipidos da membrana celular.
Cada oxidrilo da glicose forma
pelo menos duas pontes de hidrogénio com moléculas de agua.
Este objectivos conseguem-se com
proteínas de transporte, designadas por família GLUT
Há dois tipos de transporte -os
dependentes do sódio, utilizando a bomba de sódio, e os de difusão facilitada, independentes do sódio.
Dependentes do sódio
São os transportadores GLUT 5 localizados no lado luminal
das células absortivas intestinais.
Permitem concentrar glicose a partir do lume intestinal
Neste processo o transporte
da glicose está associado ao transporte activo de sódio gerado pela
bomba de sódio, embora a glicose seja captada por difusão facilitada.
A energia dará a captação do sódio é dada pela hidrolise do
ATP, catalisada pela Na+K+ ATPase.
O sódio move-se para o sangue por troca com o potássio
É assim necessário energia para
deslocar os grupos polares das pontes de hidrogénio e para contrariar as forças
de van der Waals com os ácidos gordos dos fosfolipidos.
Os bicarbonatos neutralizam a acidez, permitindo a acção da
amilase pancreática
Nesta fase formm-se diholosidos com ligações 1-4( maltose e
isomaltose) e 1-6 (isomaltose) e oligosidos contendo até 8 residuos glicosilo
alguns com ligações 1,6 (dextrinas-limite)2069
Glicosidases
A hidrolise dos diholosidos e das dextrinas limites faz-se
através de glicosidases colocadas nas membranas das células em escova das
vilosidades intestinais.
As glicosidades agruparam-se em quatro complexos diferentes:
Complexo sacarase-isomaltase
Hidrolisa a sacarose, maltose e isomaltose
Tem duas subunidades a sacarase
, que hidrolisa a sacarose e a maltose e a isomaltase
Está mais concentrada no jejuno, diminuindo para as
extremidades proximal e distal do intestino
Complexo glico-amilase
Actua sobre as dextrinas limite e é também uma maltase.
A sua actividade aumenta progressivamente ao longo do
intestino, sendo máxima no ileon
Complexo
beta-glicosidase( lactase)
Hidrolisa a lactose em glicose e galactose
A sua distribuição no intestino é igual à do complexo
sacarase-isomaltase
Trealase
Hidrolisa o diholosido trealose
A trealose não é um componente essencial da alimentação pois
encontra-se em insectos, algas e cogumelos.
Foram descritos sintomas graves num deficiente em trealase
que ingeriu muitos cogumelos
Absorção e transporte dos glucidos
Glicose
A glicose é muito polar e não se
difunde através dos fosfolipidos da membrana celular.
Cada oxidrilo da glicose forma
pelo menos duas pontes de hidrogénio com moléculas de agua.
Este objectivos conseguem-se com
proteínas de transporte, designadas por família GLUT
Há dois tipos de transporte -os
dependentes do sódio, utilizando a bomba de sódio, e os de difusão facilitada, independentes do sódio.
Dependentes do sódio
São os transportadores GLUT 5 localizados no lado luminal
das células absortivas intestinais.
Permitem concentrar glicose a partir do lume intestinal
Neste processo o transporte
da glicose está associado ao transporte activo de sódio gerado pela
bomba de sódio, embora a glicose seja captada por difusão facilitada.
A energia dará a captação do sódio é dada pela hidrolise do
ATP, catalisada pela Na+K+ ATPase.
O sódio move-se para o sangue por troca com o potássiio
O sódio move-se para o sangue por troca com o potássio
Transporte dependente do
Transporte
independente do sódio
GLUT 1 e 3
Encontram-se em todas as células menos as do fígado e
pâncreas.
São responsáveis pela captação básica de glicose, permitindo
uma difusão lenta mas regular da glicose
GLUT 2
Encontram-se no fígado e células beta do pâncreas
Permitem a entrada de glicose para o fígado e células beta
quando o GLUT 1 está saturado
GLUT4
Encontram-se nos adipocitos e nas células dos músculos esqueléticos
São regulados pela insulina
Quando este transportador está saturado a secreção de
insulina aumenta
A insulina activa o gene GLUT 4
Capitulo 2
PATOLOGIA DA
DIGESTÃO E TRANSPORTE DOS GLUCIDOS
Cólera
A exotoxina do vibrião da cólera inibe a formação do AMP
cíclico, o que acarreta a diminuição da
absorção de agua e sódio do lume pelas células intestinais
Acresce-se o aumento de cloro, catiões e agua no lume, pela
acção da toxina sobre as criptas
Estes factos levam a uma diarreia intensa que pode atingir 1
l./hora com grande perda de solutos, o que acarreta uma desidratação intensa.
Exotoxina
« AMP cíclico
criptas
«
Absorção de Na e K » cloro, catiões e
agua
DIARREIA ATÉ l l/h
Desidratação
Como o transporte dependente de sódio não é afectado pela
toxina, a administração oral de glicose e sódio aumenta a captação de glicose e
sódio, acompanhada da de cloro e água, diminuindo assim a gravidade dos
sintomas
Deficiência em
lactase
Deficiência congénita em lactase
É muito rara
A lactose acumulada transforma-se
em acido láctico provocando diarreias intensas e cólicas após a introdução de
leite ou produtos lácteos
Deficiência em lactase associada à prematuridade
O enzima não é sintetizado na
altura do nascimento mas passa a sê-lo após alguns dias
Deficiência do adulto
A maior parte é adquirida
Muitas alterações generalizadas
do intestino podem produzir deficiências em dissacaridases pois estes enzimas
estão colocados no bordo em escova das células intestinais.
Possivelmente acontece em
indivíduos geneticamente predispostos
Tratamento
Nas crianças deverá ser
prescrita uma alimentação sem leite. A dieta deverá evitar a falta de
nutrientes essenciais
O adulto com esta deficiência tolera pequenas quantidades de
leite e por isso deve conhecer os limites
O iogurte e o queijo são melhor
tolerados devido à fermentação parcial da lactose
Deficiências em sacarase – isomaltase e em
maltase
A deficiência congenita em
sacarase-isomaltase é mais frequente que a da lactase
As deficiências adquiridas de
sacarase-isomaltase e de maltase são muito raras
Os sintomas são semelhantes aos
da insuficiência em lactase
Doença
celiaca
Causas
A mucosa do intestino delgado proximal é sensivel ao glúten
alimentar
A doença não surge sem a ingestão previa de produtos com
glúten
Normalmente surge entre os seis meses e 2 anos e constitui
uma intolerância permanente ao glúten
O glúten encontra-se no trigo, centeio e cevada
Patogenese
A acção deve-se à gliadina que contem sequencias de
aminoacidos repetidas que levam à sensibilização dos linfocitos da lamina
própria
Há uma predisposição genética
A resposta imunitária desencadeia uma reacção inflamatória
que leva à atrofia das vilosidades, hiperplasia das criptas e lesão do epitelio
superficial do intestino delgado
A lesão é mais intensa no intestino delgado proximal e
estende-se progressivamente para a parte distal
Este facto explica a
variabilidade dos sintomas
Sintomas
O mais comum é a diarreia
10% das crianças têm atraso de crescimento sem diarreia
Anorexia e perda de peso são frequentes
Tratamento
Alimentação totalmente isenta de glúten durante toda a vida
Todos os produtos com trigo, centeio e cevada devem ser
proscritos
Muitos alimentos processados têm glúten
Crise celíaca
Diarreia grave, perda de peso, hipocalcemia, hipoproteinemia
O tratamento pode incluir corticoides
Capitulo 3
GLICOLISE
Provem das palavras gregas glyko(doce) e lysis(desaparecimento)
É a transformação da glicose em ácido piruvico ou acido láctico
em anaeróbios
É uma via citoplasmica
Nas leveduras é a via final da destruição da glicose
Nos animais, à glicolise segue-se a via aerobica,
representada pelo ciclo de Krebs
Etapas
A animação seguintes permitem uma boas compreensão da
glicolise:
Formação da
glicose-6- fosfato
A glicose para entrar na célula tem de se fosforilar em glicose-6-fosfato,pela acção da hexocinase
A energia é fornecida pelo ATP
Isoenzimas da
hexocinase
Na maior parte dos tecidos existem os isoenzimas I, II e
III, muito sensíveis mas pouco específicos
No fígado é abundante o enzima IV ou glicocinase enzima especifico mas pouco sensível, o que lhe permite
actuar sobre as altas concentrações de
glicose que se observam após as refeições
As hexocinases são enzimas
alostericos, regulados pelo produto da reacção, a glicose-6-fosfato
Formação da
fructose-6-fosfato
É a conversão duma aldose numa cetose
O enzima é a fosfohexose
isomerase
http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/glicolise.htm
Formação da fructose
– 1,6 – bisfosfato
A fosfofructocinase
catalisa a fosforilação da frutose-6- fosfato
É uma reacção irreversivei, necessitando de ATP
Criou-se um ponto fraco na molécula que irá facilitar a sua
posterior cisão
Cisão da frutose-1,6-
bis fosfato
A frutose 1-6 bisfosfato
é cindida em duas triose-fosfato, o fosfogliceraldedo e a
fosfodihidroxiacetona pela acção da aldolase
As duas triose fosfato isomerizam-se uma na outra pela
triose-fosfato isomerase
Como o fosfogliceraldeido é a única triose a ser utilizada,
a fosfodihidroxiacetona ir-se-á transformando em fosfogliceraldeido
Formação do
gliceraldeido 1,3-bisfosfato
A triose fosfato deidrogenase desidrogena o gliceraldeido
1,3 – bisfosfato, associada a uma fosforilação, com a formação de uma ligação
fosfato de forte potencial
O hidrogénio libertado é captado pelo NAD
A triose fosfato deidrogenase desidrogena o gliceraldeido
1,3 – bisfosfato, associada a uma fosforilação, com a formação de uma ligação
fosfato de forte potencial
O hidrogénio libertado é captado pelo NAD
Transformação em
3-fosfoglicerato
O fosfato de forte potencial é transferido para um ADP,
formando-se 3 – fosfoglicerato.
A reacção é catalisada pela fosfogliceratocinase
Isomerisação em
2-fosfoglicerato
Formação do acido
fosfoenolpiruvico
A enolase catalisa a formação de um enol e de um fosfato de
forte potencial
Formação do acido
piruvico
Forma-se por desfosforilação pela acção da piruvato cinase
com formação de um ATP
Regulação da glicolise
Fosfofructocinase
É o enzima regulador primário da glicolise
É inibida alostericamente pelo ATP que diminui a sua
afinidade para o substracto
O citrato é um inibidor porque impede a ligação do ATP ao
sitio alosterico
Quando o estado energético da célula é baixo (AMP e ADP
baixos), o ATP é deslocado do sitio
alosterico pelo AMP
Fructose-2,6 –
bisfosfato
É o efector alosterico mais potente da fosfofrutocinase
A sua síntese é catalisada por um enzima bifuncional, a fosfofrutocinase 2, que actua como
fosfatase quando fosforilada e como cinase como desfosforilada
A fosforilação é activada pelo AMP cíclico. Por esta razão
os estimuladores do AMP cíclico (
adrenalina, glucagina) inibem a glicolise e os inibidores(insulina) estimulam
Regulação da glicolise
Fosfofructocinase
É o enzima regulador primário da glicolise
É inibida alostericamente pelo ATP que diminui a sua
afinidade para o substracto
O citrato é um inibidor porque impede a ligação do ATP ao
sitio alosterico
Quando o estado energético da célula é baixo (AMP e ADP
baixos), o ATP é deslocado do sitio
alosterico pelo AMP
Fructose-2,6 –
bisfosfato
É o efector alosterico mais potente da fosfofrutocinase
A sua síntese é catalisada por um enzima bifuncional, a fosfofrutocinase 2, que actua como
fosfatase quando fosforilada e como cinase como desfosforilada
A fosforilação é activada pelo AMP cíclico. Por esta razão
os estimuladores do AMP cíclico (
adrenalina, glucagina) inibem a glicolise e os inibidores(insulina) estimulam
Hexocinase
As hexoquinases I,II e III, mas não as IV são reguladas
indirectamente pela fosfofrutocinase 1.
Se este enzima é inibido acumula-se frutose-6-fosfato que
pela lei da acção das massas forçará a reacção reversível da
fosfoglicoisomerase, originando a glicose-6-fosfato que é um inibidor das hexocinases
Piruvato-cinase
Tem quatro subunidades
Tem três isoenzimas : M
existente no musculo, L no fígado e A nos outros tecidos
Pode haver duas formas de regulação: alosterica e
fosforilação
Regulação alosterica
O substrato liga-se às quatro subunidades do enzima de um modo
cooperativo, de um modo semelhante à ligação do oxigénio com a hemoglobina
Todos os isoenzimas são inibidos pelo acetil-CoA
A fructose-1,6 – bisfosfato é um activador
O ATP e a alanina são inibidores alostericos
Regulação por
fosforilação
Só se passa no isoenzima L
A fosforilação estimulada pelo AMP cíclico inibe o isoenzima
A inibição produzida pelo AMP cíclica, produzida por exemplo
pela glucagina, faz dirigir o fosfoenolpiruvato para a neoglicogenese
Balanço energético
O numero de ATP formados em anaerobiose é reduzido , em
oposição aos formados em aerobiose
Ciclo de
Rapaport-Luebring
No eritrocito encontra-se o ácido 2,3 – bisfosfoglicerico
As suas cargas negativas unem-se às cadeias de carga positiva
da hemoglobina facilitando a expulsão
Forma-se a partir do acido 1,3-bisfosfoglicerico pelo ciclo
de Rapaport-Luebring
Aumenta em populações vivendo em altas altitudes
devido à falta de oxigénio, em situações de anoxia,e em doenças crónicas em que
haja má distribuição de oxigénio e em anemias graves
CAPITULO 4
DESTINOS DO ACIDO PIRUVICO
Aerobiose
Mecanismos
O acido piruvico é descarboxilado em acetil-CoA
Esta descarboxilação tem um mecanismo semelhante à do acido a-cetoglutarico no ciclo de Krebs
São cofactores o pirofosfato de tiamina(PTT), coenzima A e
acido lipoico
O complexo multienzimatico tem três enzimas – piruvato
deidrogenase( PDH), dihidrolipoil
São cofactores o pirofosfato de tiamina(PTT), coenzima A e
acido lipoico
O complexo multienzimatico tem três enzimas – piruvato
deidrogenase( PDH), dihidrolipoil transacetilase e piruvato deidrogenas
Regulação
A piruvato deidrogenase existe sob uma forma activa,
desfosforilada, e inactiva fosforilada
A fosforilação e desfosforilação dependem da PDH cinase e da
PDH fosfatase, respectivamente
Estes enzimas dependem do AMP cíclico
Quando o nível energetico da célula é alto( aumento de
ATP,NADH e acetil CoA)a cinase é activada
0
Anaerobiose
Revisões de conjunto
Fermentação láctica
Principais
etapas
Formação de UDP-glicose
<
Vias especiais
Amino-ácidos
\
Via
final
Formação do ácido fosfoenolpirúvico
Formação de ácido oxaloacético
Descarboxilação fosforilante do ácido
oxaloacético
No decorrer de
esforços musculares intensos, não há um aporte de oxigénio suficiente para
regenerar o NADH
Nesta situação, os hidrogénios
são cedidos ao acido piruvico para formar o acido láctico
O enzima é a lactico deidrogenase
Nos tecidos sem mitocondrias,
como os eritrocitos, o metabolismo do piruvato é sempre anaeróbico.
A acção da láctico deidrogenase é
reversível e assim o acido láctico captado por outros tecidos pode ser
convertido em piruvico. É .o que se passa no musculo cardíaco e alguns músculos
esqueleticos
Fermentação alcoólica
Nas leveduras não há piruvico deidrogenase.
O enzima que actuará sobre o acido piruvico é a piruvico-descarboxilase que descarboxila o acido piruvico em
acetaldeido
O NADH não
regenerado pelo oxigénio, é transferido
para o acetaldeido, formando-se álcool
etílico.
O NADH não
regenerado pelo oxigénio, é transferido
para o acetaldeido, formando-se álcool
etílico.
O enzima é a álcool
deidrogenase
.
Neoglicogenese
.
Na gliconeogenese, a formação da
glicose pode começar a partir da carboxilação do acido pirúvico
O NADH não
regenerado pelo oxigénio, é transferido
para o acetaldeido, formando-se álcool
etílico.
O enzima é a álcool
deidrogenase
.
Neoglicogenese
.
Na gliconeogenese, a formação da
glicose pode começar a partir da carboxilação do acido pirúvico
Destinos do acido piruvico
Capitulo
5
PRODUÇÃO DE ENERGIA NO MUSCULO
Hidrolise do ATP
A forma mais fácil e
eficaz de o musculo obter energia é a hidrolise do ATP
Resintese do ATP
Quando no decorrer de um esforço muscular prolongado, o ATP
terá que ser resintetizado, pois é a única forma de energia utilizada pelo
musculo.
Nestas situações, o musculo recorre a uma reserva
energética, a fosfocreatina, que tem um fosfato de alto potencial
A creatinafosfocinase
hidrolisa a fosfocreatina, libertando o fosfato de alto potencial que irá
resintetizar o ATP
Resintese do ATP e da
fosfocreatina
Findo o esforço, é necessário refazer as reservas
energéticas
É necessário recorrer à glicolise e à fase aeróbia para
formar ATP
Como a glicose foi toda gasta, é
necessário recorrer
à glicogenolise para obter nova glicose.
Os primeiros ATP formados serão utilizados para regenerar a
fosfocreationa
Capitulo
6
PATOLOGIA DA GLICOLISE
Piruvato cinase
Os eritrocitos maduros dependem totalmente da glicolise para
formar ATP pois não tendo mitocondrias não há vias aerobicas
Na ausência hereditária de piruvato cinase não se forma ATP
As bombas iónicas ATP dependentes não funcionam
Os eritrocitos deixam de ter uma forma bicôncava que lhes
permitia escorregar através dos capilares para fornecer oxigénio aos tecidos
Os eritrocitos tumefazem-se e lisam deixando sair a
hemoglobina, havendo uma anemia que por haver hemolise se chama hemolitica
Hiperlactacidemia
A hiperlactacidemia do recemnascido e da criança jovem
resulta da falta de oxidação do NADH que acarreta haver menos NAD para
transportar hidrogénio
Parte do hidrogénio não transportado combina-se com o acido
piruvico para dar acido láctico
Outras causas possíveis são a falta dos enzimas da
neoglicogenese ou dos enzimas que metabolizam o acido piruvico
Capitulo 7
GLICOGENESE
Dà-se o nome de glicogénese à formação do glicogénio a
partir da glicose.
É um processo que ocorre pràticamente em todos os órgãos e
tecidos, mas principalmente no fígado e músculo
Principais
etapas
Formação de UDP-glicose
Na gliconeogenese, a formação da
glicose pode começar a partir da carboxilação do acido pirúvico
para fornecer oxigénio aos tecidos
Os eritrocitos tumefazem-se e lisam deixando sair a
hemoglobina, havendo uma anemia que por haver hemolise se chama hemolitica
Hiperlactacidemia
A hiperlactacidemia do recemnascido e da criança jovem
resulta da falta de oxidação do NADH que acarreta haver menos NAD para
transportar hidrogénio
Parte do hidrogénio não transportado combina-se com o acido
piruvico para dar acido láctico
Outras causas possíveis são a falta dos enzimas da
neoglicogenese ou dos enzimas que metabolizam o acido piruvico
Principais
etapas
Formação de UDP-glicose
Formação de cadeias lineares
Capitulo 7
GLICOGENESE
Dà-se o nome de glicogénese à formação do glicogénio a
partir da glicose.
É um processo que ocorre pràticamente em todos os órgãos e
tecidos, mas principalmente no fígado e músculo
Principais
etapas
Formação de UDP-glicose
Fosforilação da glicose
em glicose-6-fosfato pela acção de uma hexocinase.
Isomerização desta em
glicose-1- fosfato pela fosfoglicomutase na presença da glicose-1,6-bisfosfato.
A glicose-1- fosfato combina-se com a UDP para dar
UDPGlicose (UDPG) pela acção da UDPG pirofosforilase
Este enzima é inibido competitivamente pela
galactose-1-fosfato, facto que é responsável pela toxicidade da galactose-1-.fosfato
que se acumula na galactosemia
Formação de cadeias lineares
A formação das cadeias lineares faz-se pela acção da glicogénio-sintase
na presença de uma matriz de
glicogénio.
Este enzima transfere
um C1 da glicose UDPG para o C4 de uma glicose terminal, com
libertação de UDP produzindo o alargamento das cadeias 1-4
Esta reacção
repete-se as vezes necessárias
Formas da glicogénio sintase
Forma
a
Introdução de ramificações
Glicogenólise
no citoplasma
As fosforilases musculares têm duas formas – a forma a,
activa e a forma b, inactiva.
Fosforilase hepática
Glicogenólise nos
lisossomas
Este alongamento das cadeias necessita de uma proteina
incluida na molécula do glicogénio, a glicogenina que tem a propriedade
de catalisar a sua própria glicosilação ligando o C1 duma UDPG a um resíduo
tirosina.
Formas da glicogénio sintase
Existe sob duas formas – forma a activa, não fosforilada e
forma b, inactiva, fosforilada
Forma
a
A forma a é fosforilada por uma cinase
A cinase tem uma forma inactiva (I ) e uma forma activa (A)
.
A forma I é activada pelo AMP cíclico formado a partir do
ATP por um sistema em cascata activado pela adrenalina
No músculo existe uma outra cinase dependente do cálcio e fosfolípidos, activada pelo diacilglicerol.
É a proteina cinase C.
No musculo pode ser activada por um factor proteico, na
presença de calcio
Existe uma cinase activada pelo sistema cálcio- calmodulina
Forma b
A forma b é
desfosforilada por uma proteina fosfatase I inibida pelo glicogénio e
activada pela insulina e corticosteroides
Regulação das fosforilases
O AMP libertado pela destruição do ATP durante a contracção
muscular activa alostericamente a fosforilase b
Os impulsos nervosos libertam cálcio do retículo
sarcoplasmico
Os impulsos nervosos libertam cálcio do retículo
sarcoplasmico
O cálcio liga-se à calmodulina, modificador da cinase
A fosforilato cinase também é activada pela fosforilação da
proteína cinase A, permitindo a ligação da adrenalina aos receptores da
membrana
Introdução de ramificações
A glicogénio sintase forma apenas cadeias lineares (
ligações 1-4 ).
A formação de
ramificações (ligações 1,4-1,6)
necessita do enzima ramificante ou amilo(1,4-1,6)
transglicosidase.
Este enzima transfere
um mínimo de seis glicosilos para um oxidrilo em C6, estabelecendo um ponto de
ramificação
A ramificação cresce em seguida por acréscimo de ligações
1-4 até se fazer outra ramificação
Capitulo 9
GLICOGENOLISE
É o processo pelo qual o glicogénio é degradado em glicose
A glicose formada ou é degradada
para formar ATP ou entra na circulaçãoPode fazer-se no citoplasma ou nos
lisossomas
Glicogenólise
no citoplasma
Degradação das
cadeias lineares
A degradação das cadeias lineares faz-se pela acção de transglicosidases
geralmente conhecidas por fosforilases.
Estes enzimas cindem o ortofosfato, fixando-se o fosfato na
molécula de glicose que se irá cindir e o OH na molécula distal,
formando-se glicose-1-fosfato e uma molécula de glicogénio com menos uma
glicose
Acção sobre as ramificações
.
A reacção vai continuando até surgir a primeira ramificação
1~6 onde irá actuar o enzima desramificante ou amilo-1,6-glicosidase
desramificante ou amilo-1,6-glicosidase
Fosforilase muscular
Estrutura
A fosforilase a é constituida por quatro subunidades contendo
cada uma uma molécula de fosfato de piridoxal e uma de fosfoserina.
A fosfatase b é
dimerica
Conversão da a em b
A forma a converte-se na b pela desfosforilação das quatro
fosfoserinas pela acção da fosfatase da fosforilase, separando-se em
dois dímeros
É activada pelo AMP e inibida pela glicose-6-fosfato e pelo
ATP
Conversão da b em a
A forma b converte-se em a pela acção da fosforilase
cinase na presença de ATP e
magnésio.
A forma b converte-se em a pela acção da fosforilase
cinase na presença de ATP e
magnésio.
Esta cinase é a mesma que intervem na glicogénese, e tem o mesmo sistema de activação
Fosforilase hepática
As fosforilases hepáticas são diméricas diferindo apenas na
existência de serina ou de fosfoserina.
O sistema é activado pela adenilciclase mas não pelo cálcio.
Formação da
glicose-6- fosfato
Na glicogenolise forma-se
glicose-1- fosfato
Como a forma activa
da glicose é a glicose-6-fosfato, esta terá que se converter pela acção da fosfoglicomutase
Transformação da glicose-6-fosfato em glicose
É uma hidrólise
catalisada pela glicose-6- fosfatase
Passa-se no fígado,
rim e intestino, mas não no musculo
O enzima é reprimido
pela insulina e induzido pelos glicocorticoides
Glicogenólise nos
lisossomas
Nos lisossomas a cisão do glicogénio faz-se por hidrólise e
não por fosforólise., pela acção de uma maltase acida
Passa-se no fígado,
rim e intestino, mas não no musculo
O enzima é reprimido
pela insulina e induzido pelos glicocorticoides
Capitulo 10
Glicogenoses
Devem-se à falta de
um enzima do metabolismo do glicogénio
Number
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Enzyme deficiency
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Eponym
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Symptoms[2]
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GSD type VIII
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(In the past, considered a distinct condition.[3] Now classified with VI.[4] Has been described as X-linked recessive.[5])
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GSD type X
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-
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Glicogenose tipo 0
Falta a glicogénio sintase
Como não se forma
glicogénio, não haverá glicogenolise e por esta razão os doentes não mantêm a glicose em jejum.
Estão indicadas
refeições frequentes ricas em proteínas e à noite suplementos de anido de milho
cru
Glicogenose tipo Ia ou doença de von Gierke
Deve-se à falta de
glicose 6 fosfatase
A glicose-6-fosfato
acumulada inibe a fosforilase e activa a sintase
O glicogénio
acumula-se no fígado e no rim provocando hepatomegalia e insuficiência renal.
Os sintomas surgem
nos primeiros anos de vida com hepatomegalia, hipoglicemia e acidose láctica
O tratamento visa
essencialmente a manutenção da glicemia pela infusão nasogastrica de glicose ou
administração oral de milho cru
Revisões de conjunto
Glicogenose tipo II ou doença de Pompe
Falta a maltase
acida
Acumula-se
glicogénio nos lisosomas
Há hipoglicemia devido à cisão deficiente do glicogénio
Afecta gravemente os
músculos
Glicogenose tipo III, doença de Forbes ou doença dos Cori
Falta o enzima desramificante, formando-se um glicogénio
anormal com muitas cadeias 1-6
Pode observar-se uma
miopatia progressiva
Glicogenose tipo IV ou doença de Andersen
Falta o enzima
desramificante
Acumula-se um
glicogénio com poucas ramificações
O glicogénio pode
comportar-se no fígado como um corpo estranho, desencadeando uma reacção
auto-imune
Leva a uma cirrose
progressiva, insuficiência hepática e morte
Há uma forma
neuromuscular
Glicogenose tipo V ou doença de Mc Ardle
Falta a fosforilase
muscular
Diminui a glicogenolise, acarretando menor produção
de ATP que se reflectirá no exercício físico
Glicogenose tipo VI ou doença de Hers
Falta a fosforilase
hepática
Os principais sinais
são hepatomegalia, hipoglicemia ligeira e acidose
Melhora com a idade
Glicogenose tipo VII ou doença de Tarui
Falta a
fosfofrutocinase
A glicose-6-fosfato
acumulada estimula a síntese da UDP-glicose fosforilase, acumulando-se
glicogénio no musculo
Glicogenose tipo VIII
Falta a cinase da
fosforilase
Acumula-se
glicogénio normal
Capitulo 11
NEOGLICOGENESE
Na ausência de glicose, a manutenção da glicémia faz-se a
partir de precursores não glucídicos.
Este mecanismo de homeostase é indispensável pois o sistema
nervoso central dos mamíferos utiliza apenas a glicose como fonte de energia.
Define-se neoglicogénese como a formação de glicose a partir de
material não glucídico e do lactato.
Todos os precursores vão ser encaminhados para uma via
comum a partir do piruvato ou do lactato
para onde convergem vias especiais indo dos precursores ao piruvato0
Denominam-se sítios de neoglicogénese aos orgãos onde
se realiza a via final. São eles o fígado e o rim e em menor extensão as
células epiteliais do intestino delgado.
A capacidade neoglicogenica destes órgãos contrasta com a
sua fraca capacidade glicolítica
O consumo energético da neoglicogénese é elevado – a
conversão de dois moles de piruvato em glicose exige 4 ATP, 2 GTP e 2 NADH.
Vias especiais
Amino-ácidos
Faz-se a partir dos aminoácidos glicoformadores que por
desaminação ou transaminação originam ácido pirúvico, a-cetoglutárico, oxaloacético ou
acetil-coenzima A
Estes aminoácidos são:
Originando alfa-cetoglutarico
- Acido glutamico
- Histidina
- Hidroxiprolina
- Arginina
Originando acido
oxaloacetico
- Acido aspártico
Originando acido
piruvico
- Alanina
- Serina
- Glicocola(via serina)
- Treonina (via glicocola)
- Serina
- Cisteina
Originando
succinil-CoA(via propionil-CoA)
- Treonina
- Valina
- Isoleucina
Lípidos
Acidos gordos com um numero par de carbonos
Por beta-oxidação formam acetil-CoA
Alem disso altos níveis de acetil CoA activam a piruvico
carboxilase e inibem a piruvico deidrogenase
Ácidos gordos com um numero impar de carbonos
Formam propionil-CoA que por sua vez origina o succinil-CoA
\
Via
final
A neoglicogénese não é o inverso da glicólise porque nem
todas as reacções reversíveis devido a barreiras energéticas.
Os enzimas que funcionam numa só direcção são os enzimas
chave( glicolíticos ou glicogénicos).
Os enzimas que
funcionam nas duas direcções são os enzimas bifuncionais.
Enzimas glicoliticos chave
Barreiras
energéticas impedem que algumas reacções sejam reversíveis .São as reacções
catalisadas por
- Hexocinases
- Fosfofrutocinase 1
- Piruvato cinase
Enzimas glicogenico chave
São enzimas que
catalisam as reacções inversas dos enzimas glicogenicos chave:
¨
Formação do ácido enolpirúvico
¨
Desforilação da fructose –1,6- bisfosfato em
frutose-6-fosfato
¨
Passagem de glicose-6- fosfato a glicose
Formação do ácido fosfoenolpirúvico
Esta reacção faz-se em duas étapas:
¨
Formação do ácido oxaloacético
¨
Descarboxilação fosforilante deste em ácido
fosfoenolpirúvico
Formação de ácido oxaloacético
Trata-se da reacção de Wood e Werkman, catalisada pela piruvato carboxilase.
Necessita de ATP.
Tem a biotina como coenzima.
A fixação da biotina ao enzima é activada pelo acetil-CoA
CO2
ATP
Acido pirúvico --------------- Acido oxaloacetico
Piruvico carboxilase
Descarboxilação fosforilante do ácido
oxaloacético
O fosfato de alto potencial necessário para esta reacção vem
do GTP
.O enzima que catalisa esta reacção é a fosfoenolpiruvato carboxicinase
<
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