Metabolismo: Glicólise, Ciclo de Krebs e Vias Energéticas

Introdução ao Metabolismo

O metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem na célula ou no organismo.

• Catabolismo: Quebra de moléculas maiores em moléculas menores, com liberação de energia.
• Anabolismo: Formação de moléculas maiores a partir de moléculas menores, com armazenamento de energia.

Transporte de Glicose e Glicólise

A glicose é transportada para o interior da célula através de:

• Difusão facilitada: Realizada pela proteína GLUT, a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia.
• Cotransporte: Ocorre contra o gradiente de concentração, com gasto de energia, mas sem uso direto de ATP.

A glicólise consiste na quebra da glicose no citosol, ocorrendo em condições anaeróbicas (gerando 6 ou 8 ATP) e aeróbicas (gerando 36 ou 38 ATP).

Produtos da glicólise: 2 ATP + 2 H₂O + 2 NADH + 2H⁺ + 2 piruvatos.

Enzimas reguladoras da glicólise: 1ª (Hexoquinase), 3ª (Fosfofrutoquinase) e 10ª (Piruvatoquinase) são reações irreversíveis.

Fases da Glicólise

• Fase Preparatória (Hexoses): Gasta 2 ATP.
• Fase de Pagamento (Trioses): Produz 4 ATP, 2 NADH, 2 H₂O, 2 H⁺ e 2 piruvatos; ocorre com ou sem a presença de O₂.

Fermentação e Ciclo de Krebs

A fermentação ocorre em condições anaeróbicas para regenerar o NAD⁺ para que a glicólise não pare.

• Fermentação láctica: Produz 2 NAD⁺ + 2 lactatos.
• Fermentação alcoólica: Produz 2 NAD⁺ + 2 CO₂ + 2 etanol.

O Ciclo de Krebs (CK) acontece na matriz mitocondrial. Os produtos de uma volta no CK são: 1 FADH₂ + 1 GTP + 3 NADH + 2 CO₂ (envolvendo 4 pares de elétrons por volta).

Enzimas reguladoras do CK: Citrato sintase, isocitrato desidrogenase e o complexo da alfa-cetoglutarato desidrogenase.

Reações Anapleróticas: Repõem intermediários do Ciclo de Krebs para que ele não pare (Produtos: Malato e Oxalacetato).

Bioenergética e Cadeia Respiratória

Os transportadores oxidados rendem: NADH (3 ATP) e FADH₂ (2 ATP). A Termogenina transforma energia osmótica em energia térmica. O Complexo 2 não bombeia H⁺ entre as membranas porque não atravessa a membrana completamente.

NADH citosólico: Utiliza o circuito malato-aspartato (fígado e rins) ou o circuito glicerol-3-fosfato (músculo esquelético e cérebro).

Metabolismo do Glicogênio

O glicogênio é um homopolissacarídeo de reserva de energia. Possui uma extremidade redutora (livre, com C4 ligado) e uma extremidade não redutora (presa, com C1 ligado).

• Glicogênio muscular: Fornece energia para a contração muscular. É sintetizado com alta glicose no sangue e quebrado durante a contração muscular.
• Glicogênio hepático: Mantém o nível de glicose no sangue. É sintetizado com alta glicose e quebrado em situações de baixa glicose.

A célula muscular não possui a enzima glicose-6-fosfato, portanto, não contribui para a regulação da glicose no sangue.

Vias Metabólicas no Jejum e Estado Absortivo

No jejum, as vias catabólicas estão em estado absoluto, enquanto as anabólicas ocorrem preferencialmente.

Processos ativos no estado absortivo:

• Cérebro: Glicólise.
• Fígado: Glicólise, síntese de glicogênio, proteínas, ácidos graxos (AG) e triacilgliceróis (TAG).
• Músculo Esquelético: Glicólise, síntese de glicogênio e proteínas.

Processos ativos no jejum:

• Fígado: Gliconeogênese e beta-oxidação.
• Cérebro: Glicólise e utilização de corpos cetônicos.
• Músculo Esquelético: Beta-oxidação.

Corpos Cetônicos e Ácidos Graxos

Os corpos cetônicos são combustíveis na falta de glicose, formados durante a beta-oxidação. São produzidos pelo fígado no jejum e direcionados ao músculo esquelético e, em casos de jejum extremo, ao cérebro.

Os ácidos graxos são produzidos pelo tecido adiposo no jejum para suprir o fígado, músculo esquelético e o próprio tecido adiposo. No jejum prolongado, o músculo deixa de usar corpos cetônicos para que estes sobrem para o cérebro.

Fontes de ácidos graxos: Gorduras da alimentação e gorduras armazenadas no tecido adiposo.

A Beta-Oxidação é a quebra do ácido graxo para formar ATP, ocorrendo na mitocôndria (Anaeróbica). A quebra do piruvato é realizada pela enzima complexo da piruvato desidrogenase.