PDF Gliconeogênese - Gabriel Fernandes

A manutenção dos níveis de glicose
é muito importante porque o
cérebro depende de glicose como
fonte primária de energia, e as
hemácias usam apenas glicose.
A necessidade diária de glicose do
cérebro de um adulto humano
tópico é de cerca de 120g, o que
dá conta da maior parte dos 160g
diários de glicose necessários para
todo o organismo.
A quantidade de glicose presente
nos líquidos orgânicos é em torno
de 20g, e aquela prontamente
disponível a partir do glicogênio
tem aproximadamente 190g.
Portanto, as reservas diretas de
glicose são suficientes para atender
às necessidades de glicose por
cerca de um dia.
A gliconeogênese transforma
piruvato em glicose. Os
precursores não glicídicos da
glicose são primeiro transformados
em piruvato, ou entram na via na
forma de intermediários, tais como
oxaloacetato e di-hidroxiacetona
fosfato.
O lactato formado pelo músculo
esquelético ativo quando a
velocidade da glicólise excede a do
metabolismo oxidativo é
prontamente transformado em
piruvato pela ação da lactato
desidrogenasse.
Os principais precursores não
glicídicos são lactato, aminoácidos
e glicerol.
Os aminoácidos são derivados das
proteínas da alimentação e, durante
o jejum, da degradação de
proteínas do músculo esquelético.
A hidrólise de triacilgliceróis em
células adiposas produz glicerol e
ácidos graxos. O glicerol é um
precursor de glicose e pode entrar
na glicólise ou gliconeogênese
como di-hidroxiacetona fosfato.
A glicose pode ser sintetizada a
partir de precursores não glicídicos
O local principal da gliconeogênese
é o fígado, com uma pequena
extensão ocorrendo também no
rim. Também ocorre pouca
gliconeogênese no cérebro,
músculo esquelético e músculo
cardíaco. De mais apropriada, a
gliconeogênese no fígado e no rim
ajuda a manter o nível de glicose no
sangue para que cérebro e músculo
possam dele extrair glicose
suficiente para atender às suas
demandas metabólicas.
A enzima glicose 6-fosfatase está
presente somente nos tecidos cuja
obrigação metabólica é manter a
homeostase da glicose - tecidos
que liberam glicose no sangue
(fígado e, em menor extensão, o
rim).
1. Foma-se fosfoenolpiruvato a
partir de piruvato através de
oxaloacetato, pela ação da piruvato
carboxilase e da fosfoenolpivuvato
carboxicinase
A gliconeogênese não é uma
reversão da glicólise, devido às três
reações essencialmente
irreversíveis, catalisadas pela
hexocinase, fosfofrutocinase e
piruvato cinase.
Na gliconeogênese, as reações
virtualmente irreversíveis da
glicólise são contornadas pelas
seguintes etapas novas:
A piruvato carboxilase é uma
enzima mitocondrial, enquanto as
outras enzimas da gliconeogênese
são principalmente citoplasmáticas.
O oxaloacetato, portanto, tem que
ser transportado para o citoplasma
a fim de completar a via. Ele é
transportado para fora da
mitocôndria por uma malato
desidrogenase ligada a NADH.
2. A frutose 6-fosfato é formada a
partir da frutose 1,6-bifosfato pela
hidrólise do éster fosfórico no
carbono 1. A frutose 1,6-bifosfatase
catalisa essa hidrólise exergônica
3. Forma-se glicose pela hidrólise
da glicose 6-fosfato, em uma
reação catalisada pela glicose 6fosfatase
Gliconeogênese
Seis moléculas de nucleotídeo
trifosfato (ATP) são hidrolisadas
para sintetizar glicose a partir do
piruvato na gliconeogênese,
enquanto somente duas moléculas
de ATP são geradas na glicólise na
transformação de glicose em
piruvato. Portanto, o preço extra da
gliconeogênese é de quatro
moléculas de alto potencial de
transferência de fosforila por
molécula de glicose sintetizada a
partir de piruvato. As quatro
moléculas adicionais de alto
potencial de transferência de
fosforila são necessárias para
transformar um processo
energeticamente desfavorável (a
reversão da glicólise) em um
favorável (gliconeogênese).
A gliconeogênese e a glicólise são
coordenadas de modo que, dentro
de uma célula, uma via esteja
relativamente inativa enquanto a
outra estiver em alta atividade.
A velocidade da glicólise é também
determinada pela concentração de
glicose e a da gliconeogênese pela
concentração de lactato e de
outros precursores de glicose.
No fígado, as velocidades da
glicólise e gliconeogênese são
ajustadas para manter os níveis
sangüíneos de glicose.
O equilíbrio entre a glicólise e a
gliconeogênese no fígado é
sensível à concentração sanguínea
de glicose
Glucagon estimula a PKA quando a
glicose sanguínea é escassa. A
FBPase 2 é ativada. A glicólise é
inibida e a gliconeogênese,
estimulada.
Altos níveis de frutose 6-fosfato
estimulam a fosfoproteína
fosfatase. A PFK2 é ativada. A
glicólise é estimulada e a
gliconeogênese, inibida.
No músculo esquelético em
contração durante exercício físico
vigoroso, a velocidade pela qual a
glicólise produz piruvato excede a
velocidade pela qual o ciclo do
ácido cítrico a oxida. Nestas
células, a lactato desidrogenasse
reduz o piruvato em excesso a
lactato para restaurar o balanço
redox. Contudo, o lactato tem de
ser convertido de volta a piruvato
antes de ser metabolizado. Ambos,
piruvato e lactato, difundem-se
para fora das células através de
carregadores, para a corrente
sangüínea.
A gliconeogênese e a glicólise são
reciprocamente reguladas
O lactato e a alanina formados pelo
músculo em contração são
utilizados por outros órgãos
No músculo esquelético em
contração, a formação e liberação
de lactato permitem ao músculo
gerar ATP na ausência de oxigênio
e deslocam o lactato metabolizado
do músculo para outros órgãos.
O músculo esquelético em
contração fornece lactato para o
fígado, que o usa para sintetizar e
liberar glicose. Assim, o fígado
restaura o nível de glicose
necessário para as células
musculares ativas, que obtêm ATP
da transformação glicolítica da
glicose em lactato. Estas reações
constituem o ciclo de Cori.
A alanina, como o lactato, é um
precursor importante de glicose no
fígado e ajuda a manter o balanço
nitrogenado.
Gabriel Fernandes
Nutricionista
Fonte: Bioquímica
Jerry M. Berg
John L. Tymoczko
Lubert Stryer
Piruvato carboxilase
—————————>
Piruvato + CO2 + ATP + H2O
Fosfoenolpiruvato carboxicinase
—————————>
Oxaloacetato + GTP
Oxaloacetato + ADP + Pi + 2 H+
Fosfoenolpiruvato + GDP + CO2
Após o malato ser transportado
através da membrana mitocondrial,
é reoxidado a oxaloacetato por
uma malato desidrogenasse ligada
a NAD+ no citoplasma.
A formação de oxaloacetato a partir
do malato também fornece NADH
para utilização nas etapas
subsequentes da gliconeogênese.
Frutose 1,6-bifosfato + H2O
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bifosfatase
——————>
Glicose 6-fosfatase
——————>
Glicose + Pi
Frutose 6-fosfato + Pi