Metabolismo de carboidratos e lipídios: vias metabólicas e suas conexões

Análise da glicólise, gliconeogênese, via das pentoses-fosfato e síntese de gorduras. A ligação fundamental entre o metabolismo de carboidratos e lipídios através da di-hidroxiacetona-fosfato, acetil-CoA e NADPH.

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Vias metabólicas dos carboidratos

No metabolismo de carboidratos, destacam-se várias vias essenciais que o estudante de medicina deve dominar ao nível de substratos, enzimas e regulação: glicólise aeróbica (via de Embden-Meyerhof, oxidação dicotômica da glicose), glicólise anaeróbica, síntese e degradação de glicogênio, gliconeogênese e a via das pentoses-fosfato (via das hexoses-monofosfato). Todas elas estão interconectadas por metabólitos comuns e mecanismos regulatórios, permitindo que o organismo alterne de forma flexível entre o armazenamento e o consumo de energia.

Os nomes de um mesmo processo variam entre os diferentes livros didáticos: via de Embden-Meyerhof, oxidação dicotômica e glicólise aeróbica são sinônimos; via das pentoses-fosfato e via das hexoses-monofosfato também se referem ao mesmo processo.

Glicólise: variantes aeróbica e anaeróbica

A glicólise é a quebra de uma molécula de glicose (C6) em duas moléculas de piruvato (C3). O processo ocorre no citoplasma e compreende 10 reações divididas em duas etapas:

Na glicólise aeróbica, o piruvato entra na mitocôndria, onde, por meio da descarboxilação oxidativa e do ciclo de Krebs, forma-se acetil-CoA; as coenzimas reduzidas NADH e FADH₂ transferem elétrons para a cadeia transportadora de elétrons (CTE), garantindo um rendimento líquido de cerca de 38 ATP.

Na glicólise anaeróbica, há escassez de oxigênio ou ausência de mitocôndrias. O NADH não pode ser oxidado na CTE, portanto, ele transfere hidrogênios para o piruvato: forma-se lactato sob a ação da lactato desidrogenase. A glicólise anaeróbica é característica das hemácias e do cristalino (ausência de mitocôndrias), do miocárdio em isquemia (infarto), de tumores de crescimento rápido e de músculos esqueléticos em atividade intensa.

Gliconeogênese e metabolismo do glicogênio

A gliconeogênese é a síntese de glicose a partir de substâncias de natureza não glicídica: lactato, glicerol, aminoácidos. Sua principal função é manter os níveis sanguíneos de glicose (normal de 3,3–5,5 mmol/L) durante o jejum. A glicólise e a gliconeogênese são processos recíprocos; elas diferem nas enzimas regulatórias que catalisam reações irreversíveis (3 enzimas na glicólise, 4 na gliconeogênese). As reações reversíveis são comuns a ambas as vias.

O glicogênio é o carboidrato de reserva dos animais, armazenado no fígado e nos músculos. A glicogênio sintase é responsável pela sua síntese (ativa após a alimentação), e a glicogênio fosforilase, pela sua degradação (ativa durante o jejum).

Via das pentoses-fosfato

A via das pentoses-fosfato é uma via alternativa de oxidação da glicose, que ocorre ativamente no fígado, tecido adiposo, córtex adrenal, hemácias, glândula mamária lactante e testículos. Compreende as etapas oxidativa e não oxidativa.

Na etapa oxidativa, a glicose-6-fosfato, sob a ação da glicose-6-fosfato desidrogenase (enzima regulatória chave) e da 6-fosfogluconato desidrogenase, é convertida em ribulose-5-fosfato com a formação de duas moléculas de NADPH e liberação de CO₂.

Significado biológico dos produtos:

Na etapa não oxidativa participam epimerases, isomerases, a transcetolase (coenzima TPP, um derivado da vitamina B₁) e a transaldolase; ocorre o rearranjo dos esqueletos de carbono com retorno às hexoses.

Relação entre o metabolismo de carboidratos e lipídios

A conexão entre os dois metabolismos efetua-se ao nível de metabólitos comuns:

Síntese de triacilglicerol no adipócito: o glicerol-3-fosfato é acilado sequencialmente (com a adição de resíduos de ácidos graxos, os acilas), formando ácido fosfatídico; em seguida, a fosfatase cliva o grupo fosfato, e o terceiro resíduo acil é adicionado ao grupamento OH livre.

Regulação hormonal: períodos absortivo e pós-absortivo

No período absortivo (pós-prandial), com a elevação da glicemia, ocorre a liberação de insulina. Seus efeitos incluem:

No período pós-absortivo (jejum), predominam os hormônios contrasinsulínicos — glucagon, adrenalina, cortisol. Eles ativam a glicogênio fosforilase (degradação do glicogênio), a gliconeogênese e a lipólise, garantindo a manutenção da glicemia e a mobilização de substratos energéticos.

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