Guia Completo: Metabolismo, Glicólise e Ciclo de Krebs

Introdução ao Metabolismo

Metabolismo: Reações complexas, interligadas e relacionadas com o gasto e/ou produção de energia.

• Anabolismo: Reações de síntese com gasto de energia, onde moléculas menores se transformam em maiores (ex: insulina). São reações de redução.
• Catabolismo: Reações de degradação com produção de energia, onde moléculas maiores se transformam em menores. São reações de oxidação.
• Reações de redução: Ocorre ganho de elétrons e hidrogênio.
• Reações de oxidação: Ocorre perda de elétrons e hidrogênio.

Estratégias na Regulação do Metabolismo

• Controle a longo prazo: Produção ou degradação enzimática (o organismo produz ou degrada enzimas conforme o estímulo).
• Controle a curto prazo: Ativação ou inibição da atividade enzimática conforme a necessidade.
• Controle alostérico: Os produtos das reações inibem a própria enzima.
• Controle por fosforilação: Enzimas são ativadas ou inibidas pela adição ou remoção de grupos fosfato. A insulina induz a desfosforilação, enquanto o glucagon induz a fosforilação.

Caminho da Insulina

A insulina liga-se ao receptor e estimula a fosforilação de uma enzima, que ativa fosfatases responsáveis por remover o fósforo de outras enzimas. Simultaneamente, a insulina libera um sinal intracelular que estimula a translocação do GLUT4 do retículo endoplasmático para a membrana celular, permitindo a captação de glicose.

Degradação do Amido

O amido é degradado pela amilase salivar e, posteriormente, pela amilase pancreática, transformando-se em maltose. A maltose é quebrada pela maltase em glicose. A sacarose é degradada pela sacarase e a lactose pela lactase.

Os 10 Passos da Glicólise

1. Glicose → Glicose-6-fosfato (Hexoquinase, consome ATP)
2. Glicose-6-fosfato ↔ Frutose-6-fosfato (Glicose-6-fosfato isomerase)
3. Frutose-6-fosfato → Frutose-1,6-bifosfato (Fosfofrutoquinase, consome ATP)
4. Frutose-1,6-bifosfato → Dihidroxiacetona-3-fosfato + Gliceraldeído-3-fosfato (Aldolase)
5. Dihidroxiacetona-3-fosfato ↔ Gliceraldeído-3-fosfato (Triose-fosfato isomerase)
6. Gliceraldeído-3-fosfato → 1,3-Bisfosfoglicerato (Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, gera NADH)
7. 1,3-Bisfosfoglicerato ↔ 3-Fosfoglicerato (Fosfoglicerato quinase, gera ATP)
8. 3-Fosfoglicerato ↔ 2-Fosfoglicerato (Fosfoglicerato mutase)
9. 2-Fosfoglicerato ↔ Fosfoenolpiruvato (Enolase)
10. Fosfoenolpiruvato → Piruvato (Piruvato quinase, gera ATP)

Fermentação

Ocorre em condições de hipóxia ou alta demanda de ATP para reoxidar NADH a NAD+. A fermentação láctica fornece pouco ATP e pode causar acidose metabólica devido à alteração do pH.

Ciclo de Krebs

Ocorre na matriz mitocondrial. Sua função é formar coenzimas reduzidas para a cadeia respiratória. Por ciclo, são formados: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 ATP e 2 CO₂.

Cadeia Respiratória

A cadeia de transporte de elétrons gera um gradiente de prótons no espaço intermembrana. O retorno desses prótons à matriz mitocondrial via ATP sintase fornece a energia necessária para a fosforilação do ADP em ATP.