Fundamentos do Metabolismo e Metabolismo de Carboidratos

Introdução ao Metabolismo

• Bioenergética: Todos os organismos vivos necessitam de energia. A bioenergética estuda as transformações energéticas, determinando a direção e a extensão das reações bioquímicas. A entalpia (conteúdo calórico) e a entropia (desordem) relacionam-se com as leis da termodinâmica. A energia livre representa a fração da energia total disponível para trabalho.
• Sistemas Biológicos: Organismos vivos são sistemas abertos que trocam matéria e energia com o meio.
• Energia Livre: Processos exergônicos (ΔG < 0) são espontâneos. Se ΔG > 0, o processo não é espontâneo; se ΔG = 0, o sistema está em equilíbrio. A energia livre padrão (ΔG°) é definida a 25°C, 1 atm, 1 M e pH 7.
• ATP: A hidrólise do ATP fornece a maior parte da energia livre necessária para os processos vitais.

Metabolismo dos Carboidratos

• Glicose: Principal combustível metabólico. Quando as reservas são baixas, a glicose é degradada via glicólise. O excesso é armazenado como glicogênio (animais) ou amido (vegetais).
• Glicólise: Sequência de 10 reações que converte glicose em piruvato, gerando ATP e NADH. Em anaerobiose, o piruvato reduz-se a lactato; em aerobiose, converte-se em acetil-CoA. É regulada pelas enzimas hexocinase, PFK-1 e piruvato-cinase, além de insulina e glucagon.
• Gliconeogênese: Síntese de glicose a partir de precursores não carboidratos (lactato, piruvato, glicerol, aminoácidos). Utiliza reações inversas à glicólise, contornando os passos irreversíveis.
• Via das Pentoses-Fosfato: Oxida a glicose-6-fosfato em duas etapas: oxidativa (produz NADPH) e não oxidativa (produz ribose-5-fosfato para ácidos nucleicos).
• Outros Açúcares: Frutose, galactose e manose também são essenciais no metabolismo dos vertebrados.
• Metabolismo do Glicogênio: A síntese (glicogênese) utiliza UDP-glicose, enquanto a degradação (glicogenólise) utiliza a glicogênio-fosforilase. O equilíbrio é controlado por insulina, glucagon e adrenalina.