quarta-feira, 4 de abril de 2012


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Via Glicolítica ou Glicólise

A glicólise (ou via glicolítica) é uma via central, quase universal de catabolismo de carboidratos. É o primeiro estágio do metabolismo, e consiste em um processo anaeróbico (processo de fermentação), com saldo positivo de 2 ATP (adenosina trifosfato) e 2 piruvatos (que podem ser convertidos a lactato ou a Acetil-CoA, e entrar no Ciclo de Krebs). Mas para entender esta via, é necessário que saibamos de onde veio a glicose que será usada para a formação dessa energia.
O corpo humano (assim como todos os seres vivos) necessita de energia para a realização de suas funções vitais. Os carboidratos são fontes rápidas de energia, e serão degradados por enzimas digestivas para que passem da luz intestinal ao sangue, visto que o organismo não é capaz de absorver moléculas maiores. Esses carboidratos serão degradados até que cheguem ao monossacarídeo glicose. A glicose é uma molécula formada por 6 átomos de carbono que, além de um excelente combustível, é também uma precursora muito versátil, capaz de suprir uma enorme variedade de intermediários metabólicos em reações biossintéticas.
A glicose proveniente da alimentação será a base para a formação de energia necessária para a manutenção do nosso organismo, e para que realizemos nossas funções diárias.

A partir do momento em que dissacaridoses degradam dissacarídeos em glicose, na luz do intestino, estas moléculas seguirão para a corrente sanguínea. Para isso, a glicose associa-se ao sódio, e assim, atravessa microvilosidades e canais específicos. 
Podemos então definir a concentração de glicose no sangue como glicemia:

- Alta concentração de glicose no sangue: hiperglicemia.
- Baixa concentração de glicose no sangue: hipoglicemia.
- Concentração ideal de glicose no sangue (indivíduo em jejum - 70 a 99mg/dL): normoglicemia

A glicose que está no sangue, precisa então, entrar na célula, para que a glicólise aconteça. Para isso, inicia-se a Via de Sinalização da Glicose, no qual o hormônio insulina, produzido no pâncreas, atua estimulando uma cascata de reações bioquímicas ao se ligar ao seu receptor IR. Ao se ligar ao IR, este estímulo prossegue pelas proteínas IRS1->PI3K->AKT, respectivamente, até que o GLUT (transportador de glicose) receba este estímulo e haja a sua translocação para a membrana da célula, abrindo um canal para a entrada da glicose do meio extracelular, para o interior da célula.

Glicose na corrente sanguínea, e insulina estimulando sua entrada nas células. Fonte: Google. 
Agora sim, temos glicose dentro da célula, e podemos começar a descrever a glicólise, que possui 10 reações para a conversão da glicose, e é divida em duas fases: preparatória e fase de pagamento.


FASE PREPARATÓRIA: há a preparação para a transferência de elétrons e a fosforilação do ADP, utilizando a energia da hidrólise de ATP.

·     1ª etapa (primeiro gasto de energia e reação irreversível)
Imagine que a glicose é uma molécula um tanto quanto rebelde, e se alguém não a prender dentro da célula, ela acaba escapando. Por isso, ocorre um processo de fosforilação da glicose, pela enzima Hexoquinase, para que glicose permaneça na célula. O ATP doa um fosfato ao carbono 6 (C-6) da molécula de glicose e, portanto, o produto desta reação será glicose-6-fosfato.

GLICOSE + ATP G6P + ADP




Lembrete: ressalta-se aqui que a glicose não perde nenhum carbono, há apenas um rearranjo na sua estrutura.

Para a adição do fosfato (fosforilação) à glicose, há o primeiro gasto de energia. Note que para que a reação ocorra, a hexoquinase requer o cofator Mg2+, porque ele protege as cargas negativas do grupo fosforil do ATP. O complexo MgATP2- promove maior facilidade para a ligação do grupo - OH da glicose ao fosfato, ativando a glicose e mantendo-a dentro da célula.

·     2ª etapa (reação reversível)
Há a isomerização reversível da glicose-6-fosfato, formando frutose-6-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a fosfo-hexose-isomerase.
Lembrete: novamente, há apenas um rearranjo, sem perca de carbono, visto que a glicose é uma aldose, e a frutose é uma cetose, mas ambas são hexoses. 



·     3ª etapa (segundo gasto de energia e reação irreversível)
A frutose-6-fosfato é fosforilada, produzindo frutose-1,6-bisfosfato. Esta reação é acoplada à hidrólise de ATP, constituindo então o segundo gasto de energia. A G6P e a F6P podem desempenhar papéis em outras vias, mas a frutose-1,6-bisfosfato não, por isso este é um ponto irreversível da glicólise. A enzima que catalisa esta reação é a fosfofrutoquinase-1 (principal enzima reguladora da glicóse). A atividade da PFK-1 é aumentada através de uma modulação alostérica sempre que o ATP estiver em baixo nível ou quando existir um excesso de produtos da hidrólise do ATP, ADP e AMP (principalmente este último). O contrário ocorre quando há muito ATP ou outro combustível como os ácidos graxos na célula, e a mesma não precisa metabolizar glicose para obter energia, e então a PFK-1 é inibida.



·     4ª etapa (reação reversível)
Ocorre a divisão (clivagem) da frutose-1,6-bisfosfato em dois fragmentos de 3 carbonos, formando diidroxiacetona-fostato e gliceraldeído-3-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a aldolase.



·     5ª etapa (reação reversível)
Apenas o gliceraldeído-3-fosfato pode ser diretamente degradada nos passos subsequentes da glicólise. Entretanto, a diidroxiacetona-fostato é convertida reversivelmente em gliceraldeído-3-fosfato, pela enzima triose-fosfato-isomerase.



NOTA: Vocês perceberam que uma molécula de glicose (hexose) foi quebrada e convertida a duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (triose), portanto, as reações que se seguem serão representadas apenas uma vez, mas na realidade, duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato estarão participando de reações iguais. Ah, e o saldo até agora está negativo, porque foram usados 2 ATPs.

FASE DE PAGAMENTO: até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e foram usados 2 ATP. Por isso, esta fase recebe este nome, visto que haverá o pagamento duas moléculas de ATP gastas, a partir do gliceraldeído-3-fosfato, com saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos.

·     6ª etapa (redução do NAD+ a NADH e reação reversível)
Ocorre a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, pela enzima gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. Esta é a reação característica da glicólise, porque envolve a adição de fosfato ao gliceraldeído-3-fosfato e transferência de elétrons para o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídio). O NAD+ é um transportador de energia, e é reduzido a NADH ao receber dois elétrons e um próton (mais informações no “bônus” no final do post). Como todas as células contém quantidades limitadas de NAD+, a glicólise logo cessaria caso o NADH gerado nesse passo da glicólise não fosse continuamente oxidado.



·     7ª etapa (pagamento dos 2 ATPs gastos e reação reversível)
Há a produção de ATP pela fosforilação do ADP. A enzima que catalisa a reação de conversão do 1,3-bisfosfoglicerato a 3-fosfoglicerato é a fosfoglicertato-quinase. Temos então, o pagamento dos 2 ATPs gastos (lembrando que há 2 ATPs porque essa fase está ocorrendo em dobro). Diferentemente da etapa 6, a fosforilação não é oxidativa, pois não há transferência de elétrons, e sim de fosfato, em nível de substrato. 

·     8ª etapa (reação reversível)
Há um rearranjo do 3-fosfoglicerato, e o fosfato passa do carbono 3 (C-3) para o carbono 2 (C-2). Isso acontece pela enzima fosfogliceromutase (ou fosfoglicerato-mutase). Forma-se então o 2-fosfoglicerato. Nessa reação, vemos novamente o cofator Mg2+.

·     9ª etapa (reação reversível)
Ocorre a desidratação do 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato, pela enzima enolase.



·     10ª etapa
No último passo da glicólise, há a transferência de fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP, pela enzima piruvato-quinase, formando o piruvato (inicialmente na forma enólica) e ATP. Depois, há uma tautomerização (ação não enzimática), e o piruvato alcança a forma cetônica, que predomina em pH 7,0. A reação enzimática inicial requer K+ e Mg2+ ou Mn2+ pela enzima. Como você mesmo lembra, tudo está acontecendo em dobro, e por isso, há 2 moléculas de piruvato e 2 ATP.

FOSFOENOLPIRUVATO + ADP PIRUVATO + ATP




Vamos à contagem do nosso saldo:

·     Fase preparatória: gasto de 2 ATP
·     Fase de pagamento: produção de 4 ATP e 2 Pituvatos
·     Saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos, além de 2 NADH.

Pontos de controle da glicólise

Se o organismo não necessitar urgentemente de energia, as vias podem ser "desativadas", para que haja economia de energia. Na glicólise, há então 3 pontos de controle da via:

1º - glicose para glicose-6-fosfato
2º - frutose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP)
3º - fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvato quinase por ATP).

O piruvato formado segue um dos seus três destinos: formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas) ou a formação da Acetil-CoA (via aeróbica - do Ciclo de Krebs). Os organismos mais desenvolvidos como o homem, transformam o piruvato em Acetil-CoA. As células musculares podem seguir a via do Acetil-CoA ou do Lactato, sendo que esta não há um grande saldo de ATP, por isso é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação.

E para fechar, um vídeo ótimo sobre o assunto, que não é o bicho de sete cabeça como todos pensam. rs
(O vídeo trata também sobre o ATP, especificamente, que não foi falado no texto acima, por isso vale a pena assistir)


Bônus:
·   o genoma humano codifica 4 hexoquinases diferentes (I a IV), e todas elas catalisam a mesma reação, e por isso são chamadas de isoenzimas. A hexoquinase IV este presente nos hepatócitos, e difere das outras em relação à sua conformação e propriedades regulatórias (assunto para outra postagem, relaxa rsrs).  
·      A PFK-2 distingue-se de uma segunda enzima, a PFK-2, que catalisa a formação da frutose-2,6-bisfosfato, usando a frutose-6-fosfato em uma via diferente.
·      A redução do NAD+ ocorre pela transferência enzimática de um íon hidreto (:H-) do grupo aldeído do gliceraldeído-3-fosfato para o anel nicotinamida do NAD+, produzindo o NADH.

Fontes:
CAMPBELL,Mary K.; FARRELL, Shawon O. Bioquímica. 5ª edição. Vol 3.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica do Lehninger. 5ª edição. Artmed, 2011.
Fotos do Google e vídeo Youtube.
43 comentaram

43 comentários :

  1. Nossa muito bom, me ajudou muito :D Estão de parabéns!

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    1. Que bom que ajudou,e obrigada pelo elogio! Fique de olho no blog,pois sempre que possível postamos novidades! Forte abraço

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  2. Muito bom mesmo. Explica direitinho as reações ;D

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  3. Adorei,é rápido e prático. Muito eficaz! Explica perfeitamente as etapas.

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  4. Parabéns pelo artigo. Estou cursando Nutrição e me ajudou muito!

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  5. Thassia, muito bom essa matéria, somos alunos de biomedicina e nos sentimos ajudados, verdadeiramente, tudo bem explicado. Parabéns!

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    1. Fico imensamente feliz por ajudar de alguma forma! Obrigada por este reconhecimento, estamos à disposição!

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  6. Muito bem explicado. Só faltou sa enzimas lá na reação. Mas tá de parabéns !

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    1. Oii! Obrigada pelo elogio. As enzimas estão descritas em cada fase, junto à explicação. A imagem da reação foi retirada assim da internet, por isso preferi citas as enzimas explicando já a reação. Valeu!

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  7. Que maravilha de vídeo.. Amanhã tenho uma prova e é como se tudo estivesse esclarecido agora, depois de ter visto o vídeo. Obrigado pelo site e vídeo, continuem, estão de parabéns!!!!!!

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  8. PORQUE A PARTIR DO FOSFOGLICERATO TEM 16 ATPS?OBRIGADO!

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  9. Muito bom, resumiu o que havia estudado. Parabéns!

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  10. Obrigado , adorei o material , muito bom . Nota 10 .

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  11. Parabéns pelo blog! Sou estudante de biomedicina tambem e encontrei dificuldades pra achar um site completo. Fiquei contente de encontrar o que eu queria. Sucesso!

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  12. Gente, como foi bom ler esse assunto. Abriu minha mente ao entendimento detalhado da via. Obrigada!!!!

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  13. Adorei a explicação, se todos os professores fossem assim.....

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  14. parabéns muito bom a explicação ja começo ver uma luz no fim do tuneo....rs obrigada!!!!!!!!!!

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  15. Você explica tão bem quanto meu professor ! Parabéns

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  16. Me salvou! Obrigada!
    Ótima explicação!

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  17. simplesmente maravilhosoooooooooooooo!!
    Acho que vou conseguir salvar meu ano!

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  18. Ótima explicação!
    Simplificou muito meu entendimento (:

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  19. Muito bom! Me ajudou demais para entender a Via glicolítica.
    Parabéns

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  20. E para fechar,um vídeo ótimo sobre o assunto, que não é o bicho de sete cabeça como todos pensam. EXATO não é um bicho de 7 cabeças e sim de 10... mds que negócio difícil ou sou burro demais ou vcs são gênios... pq parece que fui o único que não entendeu essas 10 etapas...

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  21. 😍😍😍 devia ter visto antes esta publicação, agora ficou + simples, que venha a prova... O QUÊ VAI CAIR NA PROVA? NÃO SERÃO MINHAS LAGRIMAS 😊😉

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  22. Estou com duvida e não consigo resolver essa questão.
    Durante a atividade intensa a demanda por ATP no tecido muscular está amplamente aumentada. Nos musculos das pernas do coelho ou nos musculos das asas do peru, o ATP é produzido quase que exclusivamente por fermentação lactica. O ATP é formada na fase de compensação da glicolise por meio de 2 reações promovidas pela fosforogliceratoquinase e pela piruvato quinase. Supondo que o muscolo esquelético seja desprovido da lactato desidrogenado. Poderia ele desenvolver atividade Física vigora ou seja, gerar ATP em altas taxas pela glicolise?

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  23. tem uma explicação igual essa falando de ciclo de Krebs ?

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  24. Muito obrigado tenho um trabalho para apresentar cursando educação fisica me ajudou bastante obrigado.

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  25. Nossa, que ótimo trabalho! Me ajudou bastante, obrigada.

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