Glicólise, Ciclo de Krebs e Vias Metabólicas Essenciais

Equação Geral da Glicólise

A equação geral da glicólise é:

Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD⁺ → 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

Diferença entre Glicólise e Gliconeogênese

A diferença reside em 3 etapas irreversíveis:

• Produção de piruvato a partir de fosfoenolpiruvato.
• Produção de frutose-1,6-bisfosfato a partir da frutose-6-fosfato.
• Produção de glicose-6-fosfato a partir da glicose.

Destinos do Piruvato e Glicólise Anaeróbica

O produto final da glicólise é o lactato e não o piruvato, em processo denominado glicólise anaeróbica. Quando o suprimento de oxigênio é adequado, o piruvato é transformado em Acetil-CoA nas mitocôndrias. O grupo acetil é totalmente oxidado no Ciclo do Ácido Cítrico com a formação de duas moléculas de CO₂.

Entrada e Fosforilação da Glicose

A entrada de glicose é ativada quando esta está ligada a uma molécula de Uridina Difosfato (UDP). Depois que entra na célula, a glicose deve ser fosforilada. Na maioria dos tecidos, a enzima é a Hexoquinase, mas no fígado é a Glicocinase.

Síntese de Glicogênio

A síntese do glicogênio ocorre após as refeições, quando os teores de glicose sanguínea estão elevados.

Pontos de Regulação da Glicólise

Os principais pontos de regulação da glicólise são:

• Reação da glicose para glicose-6-fosfato, catalisada pela Hexoquinase.
• Produção de frutose-1,6-bisfosfato, catalisada pela Fosfofrutoquinase.
• A última reação da via, catalisada pela Piruvato-quinase.

Destinos do Piruvato

Os destinos tomados pelo piruvato que é produzido na glicólise são: síntese de Lactato, Acetil-CoA, Oxaloacetato e Alanina.

Passo Comprometido da Glicólise

A formação de Frutose-1,6-bisfosfato é o passo comprometido da glicólise porque a Fosfoglicerato Mutase requer a Glicose-1,6-bifosfato, que exerce papel análogo ao do 2,3-bisfosfoglicerato na reação catalisada pela Fosfoglicerato Mutase.

Via das Pentoses-Fosfato (VPP)

A Via das Pentoses-Fosfato, na qual a Glicose-6-fosfato é oxidada, ocorre em duas etapas:

• Oxidativa: Duas moléculas de NADPH são produzidas enquanto a Glicose-6-fosfato é convertida em Ribulose-5-fosfato.
• Não Oxidativa: A Ribose-5-fosfato e outros açúcares são sintetizados.

A maior característica da Via das Pentoses-Fosfato é a produção de Ribose-5-fosfato e de NADPH.

Produtos da VPP e Suas Funções

Os produtos da Via das Pentoses-Fosfato são:

• NADPH: Agente redutor empregado para os processos anabólicos.
• Ribose-5-fosfato: Um componente estrutural de nucleotídeos e de ácidos nucleicos.

Etapas do Ciclo do Ácido Cítrico

As etapas do Ciclo do Ácido Cítrico são:

1. Condensação da Acetil-CoA com Oxaloacetato.
2. Isomerização do Citrato em Isocitrato via cis-Aconitato.
3. Descarboxilação oxidativa do Isocitrato para formar α-Cetoglutarato (o primeiro NADH e CO₂).
4. Oxidação e descarboxilação do α-Cetoglutarato para formar Succinil-CoA (o segundo NADH e CO₂).
5. Clivagem da Succinil-CoA com formação de GTP.
6. Oxidação do Succinato para formar Fumarato e FADH₂.
7. Hidratação da ligação dupla do Fumarato para formar Malato.
8. Oxidação do Malato a Oxaloacetato (o terceiro NADH).

Rendimento Energético do Ciclo de Krebs

O rendimento em ATP do Ciclo de Krebs (por piruvato) é:

• 4 NADH → 10 ATP (2,5 ATP por cada NADH)
• 1 FADH₂ → 1,5 ATP
• 1 GTP → 1 ATP

Total: 12,5 ATPs por piruvato ou 25 ATPs por molécula de glicose.

Função Anfibólica do Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs tem papel central no catabolismo de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, com liberação e conservação de energia. Entretanto, o ciclo também está envolvido no fornecimento de precursores para muitas vias biossintéticas. Ele é, portanto, anfibólio (anabólico e catabólico).

Ciclo do Glioxilato

O Ciclo do Glioxilato, encontrado em alguns vegetais e em alguns fungos, é uma versão modificada do Ciclo do Ácido Cítrico na qual as moléculas de dois carbonos, como o acetato, são convertidas em precursores da glicose.

Localização Celular do Ciclo do Ácido Cítrico

O Ciclo do Ácido Cítrico acontece no citoplasma das células em todos os organismos e não difere da parte da célula onde a glicólise acontece.

Duas moléculas de Acetil-CoA entram no Ciclo do Glioxilato, dando origem a uma molécula de Malato e, eventualmente, a uma molécula de Oxaloacetato.

Inibidores do Ciclo de Krebs

Os principais inibidores do Ciclo do Ácido Cítrico são: ATP e NADH.

Balanço Total de ATP (Glicose Oxidada)

Balanço total de ATP de uma molécula de glicose oxidada:

• 4 NADH → 10 ATP (2,5 ATP por cada NADH)
• 1 FADH₂ → 1,5 ATP
• 1 GTP → 1 ATP

Total: 12,5 ATPs de piruvato ou 25 ATPs por molécula de glicose, mais 2 ATP produzidos na glicólise.