Glicólise, Ciclo de Krebs e Vias Metabólicas Essenciais

Glicólise: Aeróbica vs. Anaeróbica

A glicólise é a via metabólica inicial para a quebra da glicose. A diferença entre as formas aeróbica e anaeróbica reside na presença de oxigênio (O₂):

• Glicólise Aeróbica: Há presença de O₂ e formação de NADH. Saldo líquido de 8 ATP (considerando a fosforilação oxidativa subsequente).
• Glicólise Anaeróbica: Não há presença de O₂ nem formação líquida de NADH (o NADH é consumido na redução do piruvato a lactato). Saldo líquido de 2 ATP.

Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico)

O Ciclo de Krebs é uma sequência cíclica de reações onde moléculas de Acetil-CoA são oxidadas até CO₂, com liberação de H⁺ (na forma de NADH e FADH₂) para a produção de energia (ATP) na Cadeia Respiratória. O ciclo ocorre na mitocôndria da célula.

Nomenclatura

O Ciclo de Krebs também pode ser chamado de Ciclo do Ácido Tricarboxílico ou Ciclo do Citrato.

Intermediários e Produtos

A sequência de intermediários inclui:

1. Acetil-CoA
2. Oxalacetato
3. Citrato
4. Isocitrato (produz NADH)
5. Alfa-cetoglutarato
6. Succinyl-CoA (produz GTP/ATP)
7. Succinato (produz FADH₂)
8. Fumarato
9. Malato (produz NADH)
10. Ácido Oxalacético (regenerado)

No ciclo de Krebs, são formados 6 NADH, 2 FADH₂, e 2 GTP (equivalente a 2 ATP) por molécula de glicose. O saldo total de energia gerada pelo ciclo de Krebs é de 24 ATP (considerando a fosforilação oxidativa).

Saldo Total da Respiração Aeróbica

Glicólise Aeróbica (8 ATP) + Reação de Transição (6 ATP) + Ciclo de Krebs (24 ATP) = 38 ATP.

Cadeia Respiratória e Fosforilação Oxidativa

A Cadeia Respiratória é o conjunto de substâncias transportadoras de prótons e elétrons localizadas nas cristas mitocondriais. Este processo permite a combinação dos íons H⁺ liberados do NADH e FADH₂ com o O₂ respiratório, formando H₂O e liberando energia na forma de ATP.

Gliconeogênese (Neoglicogênese)

A Gliconeogênese é a síntese ou formação de glicose a partir de substâncias não glicídicas (diferentes de carboidratos ou amido). É considerada uma reversão parcial da glicólise.

Regulação

• Estimulada por: Jejum, atividade física intensa, desnutrição, diabetes mellitus (descompensado).
• Inibida por: Após refeições.

Precursores Não Glicídicos

A glicose é formada a partir de:

• Alguns aminoácidos
• Lactato
• Glicerol

Intermediários Chave

O Oxalacetato é um intermediário importante, originado na transformação do Piruvato em Fosfoenolpiruvato (PEP). Ocorre também a degradação de 2 GTP.

Na Gliconeogênese, o GTP aparece entre o Oxalacetato e o Fosfoenolpiruvato, e o NADH aparece entre o 1,3-difosfoglicerato e o Gliceraldeído 3-fosfato. São formados 6 Pi (fosfatos inorgânicos).

Nota: Se o Oxalacetato estiver presente e em estado de jejum, ele estimula a Gliconeogênese.

Metabolismo do Glicogênio

Glicogenólise (Quebra do Glicogênio)

A Glicogenólise é a quebra ou degradação do glicogênio com o objetivo de fornecer glicose. O glicogênio é um polissacarídeo formado por muitas unidades de glicose, servindo como estoque.

Regulação:

• Estimulada por: Jejum, exercício físico intenso, desnutrição.
• Inibida por: Após refeições.

O processo ocorre por meio de três enzimas principais:

1. Glicogênio Fosforilase: Retira glicose das extremidades do glicogênio, até restarem grupos de 4 a 5 glicoses ligadas.
2. Transferase: Transfere grupos de 3 glicoses de uma extremidade para outra.
3. Enzima Desramificadora: Retira a glicose da extremidade, deixando-a livre para atuar em outras vias.

Glicogênese (Formação do Glicogênio)

A Glicogênese é a síntese ou formação do glicogênio. Nos tecidos hepáticos, normalmente não é possível sintetizar glicogênio a partir de unidades de glicose livres devido à falta de um sistema enzimático. O que realmente ocorre é a incorporação de unidades de glicose a uma molécula pré-formada (primer ou de partida).

Via das Pentoses Fosfato (Desvio da Hexose Monofosfato)

Características desta via:

• Não forma ATP.
• Forma NADPH (coenzima essencial).
• Forma Pentoses, que são importantes na síntese dos ácidos nucleicos (RNA, DNA) e na biossíntese do colesterol.
• É crucial na manutenção da integridade das hemácias.

Localização e Fases

Esta via é ativa no fígado, glândulas mamárias, hemácias e tecido adiposo. Ocorre em duas fases:

1. Fase Oxidativa: Produção de NADPH e pentoses.
2. Fase Não Oxidativa: Atuação das pentoses.

Esta via se assemelha à glicólise anaeróbica pelo fato de ser anaeróbica e ocorrer no citoplasma.

Metabolismo dos Lipídeos

Lipogênese (Síntese de Lipídeos)

É a síntese ou formação de lipídeos (ex: ácidos graxos, triglicerídeos ou colesterol). Ocorre a partir do Acetil-CoA.

Lipólise (Degradação de Lipídeos)

É a degradação ou quebra dos lipídeos (ex: triglicerídeos). Envolve lipoproteínas que transportam o colesterol (ex: HDL-C).

Síntese de Ácidos Graxos

Os ácidos graxos são formados a partir de moléculas de Acetil-CoA. O processo envolve:

1. Transformação do Acetil-CoA em Malonil-CoA (consumo de 1 ATP).
2. Condensação de outra molécula de Acetil-CoA com o Malonil-CoA.
3. Descarboxilação (eliminação de CO₂).
4. Redução pelo NADPH₂.
5. Desidratação.
6. Redução pelo NADPH₂.

Observações: Há consumo de 1 ATP quando o Acetil-CoA se converte em Malonil-CoA. O NADPH₂ utilizado provém da Via das Pentoses.