As Vias Metabólicas

As vias metabólicas são de fundamental importância para o funcionamento do corpo humano. A partir dessas vias irá ocorrer a geração de energia, isto é, a produção de ATP. Tudo começa a partir do momento em que ingerimos algum alimento. Ocorrerão processos físicos e químicos para que a digestão e absorção dos nutrientes aconteçam de maneira eficiente no organismo. A digestão de carboidratos, proteínas e lipídios é efetuada por enzimas do sistema digestório da classe das hidrolases, que catalisam a adição de moléculas de água as ligações C-O e C-N dos nutrientes.  Os carboidratos são a principal fonte de energia para o organismo. O amido é o principal nutriente da classe dos carboidratos e a digestão começa na boca com atuação da amilase salivar que é secretada pelas glândulas salivares, onde as ligações glicosídicas são alvo da enzima. Outra enzima que atua na quebra do amido é a amilase pancreática que pode atuar em pH alto ou baixo. Já a digestão de proteínas pode ser dividida em fases gástricas, pancreáticas e intestinal, dependendo da fonte das peptidases. Na fase gástrica, a hidrolise ocorre pelas pepsinas, que é gerada a partir da pró enzima pepsinogênio.  O suco pancreático é rico em pro enzimas que são ativadas depois de chegarem ao lumen do intestino delgado como a enteroquinase , que é produzida por células do duodeno. A enteroquinase ativa tripsinogênio pancreático em tripsina, já a tripsina atua sobre outras pro enzimas como a pró- elastase e o quimiotripsinogênio que é a forma inativa da enzima quimiotripsina.  Já os lipídeos são digeridos por lipases, como a lipase pancreática que é a principal enzima para hidrolise de triacigliceróis. Os produtos da absorção e digestão desses nutrientes vão passar por uma série de reações que envolvem o metabolismo, como é o caso dos carboidratos, que são degradados ate chegarem ao monossacarídeo glicose, que é precursoras de muitas biomoléculas importantes. A glicose que está no sangue precisa entrar na célula para que ocorra a via glicolitica ou glicólise que é o primeiro estagio do metabolismo. A glicólise ocorre no citosol através de dez reações, sendo três delas irreversíveis, e se inicia com a atuação do hormônio insulina que estimula uma cascata de reações bioquímicas. Ao se ligar ao receptor, o estimulo prossegue por proteínas, até que o GLUT (transportador de glicose) recebe o estimulo e se desloca para a membrana da célula, abrindo um canal para entrada da glicose do meio extracelular para o interior da célula. Com a glicose dentro da célula inicia-se a via glicolitica com duas fases, a fase de investimento, onde ocorrerá uma preparação da molécula de glicose, e a de compensação, onde terá a produção do ATP. A primeira reação da fase de investimento é irreversível, terá gasto de energia e consiste em fosforilar a molécula de glicose para que a mesma não saia da célula. A reação de fosforilação é feita pela hexoquinase e o produto da reação será a glicose-6-fosfato.  A segunda reação é uma reação reversível e consiste na isomerização da glicose-6-fostato em frutose-6-fosfato, pela fosfo-hexose-isomerase. A terceira reação terá o segundo gasto de energia e é irreversível onde a frutose-6-fofato é fosforilada a frutose-1,6-bisfosfato e a enzima que catalisa a reação é a fosfotrutoquinase-1. Na quarta reação, que é reversível, ocorre a clivagem da frutose-1,6-bisfosfato em dois fragmentos de 3 carbonos, formando diidroxiacatona-fosfato e gliceraldeido-3-fosfato, a reação é catalisada pela aldolase.  Apenas o gliceraldeiro-3-fosfato pode ser degrada nas reações seguintes. Entretanto, na quinta reação, que é reversível, o diidroxiacetona-fosfato é convertida reversivelmente em seu isômero gliceraldeido-3-fosfato pela enzima triose fosfato isomerase.  A partir da sexta reação, que é reversível, começa a fase de compensação. Ocorre a oxidação do gliceraldeiro-3-fosfato a 1,3 bifosfoglicerato, pela enzima giceraldeiro-3-fosfafoto-desidrogenase. Na sétima reação, reversível, terá o pagamento do primeiro atp que foi gasto, onde terá a conversão do 1,3-bifosfoglicerato a 3-fosfoglicerato pela enzima fosfoglicerato-quinase. Na oitava reação há um rearranjo do 3-fosfoglicerato, e o fosfato passa do carbono 3 para o carbono 2, pela enzima fosfogliceromutase, forma-se então o 2-fosfoglicerato. Na nona reação, reversível, ocorrerá a desidratação do 2-fosfoglicerato formando fosfoenolpiruvato catalisada pela enzima enolase. Na decima e ultima reação, que é irreversível, há a transferência de fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP, pela enzima piruvato-quinase, formando o piruvato e o ATP. O piruvato formado pode seguir para formação de etanol ou lactato, que são vias anaeróbicas, ou para formação de Acetil-CoA.  Além disso, o piruvato é uma fonte de carbono para a gliconeogênese. A gliconeogênse é a formação de glicose a partir de substratos não carboidratos, como o piruvato, aminoácidos, glicerol e lactato. Enzimas da via glicolitica são usadas pelo lactato para gliconeogênese, mas diferentemente da glicólise que produz 2 ATPs, a gliconeogênse requer 6 ATPs por molécula de glicose. A glicose também pode ser sintetizada a partir da maioria dos aminoácidos. Se o catabolismo de um aminoácido produzir piruvato ou oxaloacetato, a síntese de glicose pode ocorrer a partir desse aminoácido. A alanina, por exemplo, ao doar seu grupo amino para o alfa cetoglutarato em uma reação reversível, catalisada pela alanina aminotransferase, produz piruvato e glutamato.

...