Prévia do material em texto
Gliconeogênese É a formação de glicose a partir de precursores não carboidratos, sendo ele sintetizado nas vias antagônicas da glicólise, uma via anabólica da glicólise. Não é o inverso, existem alterações na reação, tem DG diferente e enzimas exclusivas. Alguns tecidos dependem quase exclusivamente de glicose para energia metabólica, mas as vezes o estoque de glicose não é suficiente para o funcionamento celular, em casos de hipoglicemia, como muitas horas sem se alimentar, exercícios prolongados, etc. sendo necessária a formação de glicose para a continuação do funcionamento celular. É uma substancia muito importante no SNC Esse processo biológico acontece no fígado, córtex renal e em tecido epitelial. Glicose é formada pela molécula de Piruvato. Piruvato gerará em uma reação anabólica a formação da Glicose. Piruvato-carboxilase, Frutose-1,6-bifosfatase-1 e a Glicose-6-fosfatase são enzimas exclusivas da Gliconeogenese que controlam as vias de formação da glicose, assim como na Glicolise tem as enzimas exclusivas: exocinase, fosofo-frutocinase e Piruvato-cinase Alternativas para produção de glicose: Lactato se transforma em Piruvato, entrando no ciclo do acido cítrico, forma o fosfoenol-piruvato, dando origem a Glicose-6-fosfato Aminoácidos glicêmicos participam desse processo, como a alanina, entrando no ciclo do acido cítrico, promovem a formação do fosfoenol-piruvato, dando origem a Glicose-6-fosfato Triacilgliceriois, formam o glicerol, entram na via e dão origem a Glicose-6-fosfato Plantas fixam o CO2 e formam o carboidrato O Piruvato pode ser originado dentro ou fora da mitocôndria, e precisa ser transformado em Fosfoenolpiruvato (PEP). TUDO X2 O Piruvato no citosol da célula será transportado para a mitocôndria ou será gerado na mitocôndria por aminoácidos glicêmicos como a Alanina, que é transformado em Piruvato. O Piruvato sofre a ação da enzima Piruvato-carboxilase faz um processo de carboxilacao no Piruvato para que ele se transforme em oxaloacetato, Gasto energético de 2ATP. O oxaloactetato não consegue passar pela membrana da mitocôndria, então O NADH vai desidrogenar, passando o H para o Oxaloacetato, virando NAD+,o oxaloacetato vai ser reduzido em Malato, processo conduzido pela enzima Malato- desidrogenase mitocondrial. Ao Malato sair da mitocôndria, ele é oxidado- NAD+ recebe o H, virando NADH, e to Malato ransformado em Oxaloacetato novamente, pela enzima Malato-desidrogenase citosólica. O oxaloacetato, já no citosol é descarboxilado e fosforilado simultaneamente pela enzima fosfoenol-piruvato (PEP)-carboxilase- citosólica. Entao, a partir daí o Oxaloacetato é transformado em Fosfoenolpiruvato (PEP). Há um gasto energético de 2 moléculas de GTP. Via alternativa para formação do PEP. Para a formação de PEP partir de um Lactato, o lactato precisa ser transformado em Piruvato pela enzima lactato desidrogenase, que vai tirar um H+ do lactato e dar ao NAD-, transformando-o em NADH, e na mitocôndria o Piruvato é transformado em oxaloacetato pela Piruvato carboxilase , e esse oxaloacetato vira PEP dentro da mitocôndria pela enzima PEP carboxicinase mitocondrial,- reconhece que o oxaloacetato é proveniente de um lactato. Já que é um processo diferente, dependente de lactato. Uma via alternativa ocorre com o Lactato sendo transformado em piruvato. Nesse caso, uma enzima específica reconhece que esse piruvato veio do lactato e já o transforma em PEP. Que é a enzima pop- carboxicinase mitocondrial. A partir de agora, passa uma fase que é igual (porém contrária a glicólise). Quando chega na frutose-1,6- bifosfato age uma enzima diferente da glicólise: a frutose-1,6-bifosfatase-1 transformando na frutose-6- fosfato. Segue a igual a glicólise, mas da glicose-6-fosfato para a glicose, muda a enzima, passa a ser glicose-6- fosfatase. Não há liberação de atp, apenas de fosforo inorgânico. A via metabólica depende de onde essa gliconeogênese vai ocorrer. O caso do lactato ocorre no fígado. O fígado vai restaurar o nível de glicose necessária, pelos miócitos. REGULAÇÃO ANTAGÔNICA DA GLICÓLISE/GLICONEOGÊNESE PK1 inibe ou estimula a gliconeogênese/glicólise. Ocorre uma coordenação entre gliconeogênese e glicólise. Existem enzimas específicas para cada via, ou na glicólise ou gliconeogênese existe uma enzima chamada fosfofrutocinase (PK1) , ela é responsável em converter frutose 6 fosfato em frutose-1,6- bifosfato Essa enzima é a principal responsável para controlar a via da glicólise porque é controlada pelos níveis de ATP, quando eu tenho altos níveis de ATP, esse ATP vai se ligar na enzima fosfrutocinase um em um lugar chamado sitio haloestérico, quando tem muito ATP ele vai se ligar nessa enzima PK1, mudando a sua conformação, e vai diminuir a sua afinidade pela frutose-6-fosfato, logo há diminuição da frutose1,6-bifosfato e a glicólise é interrompida, ativando a gliconeogênese pela acao hormonal OUTROS REGULADORES DE ENZIMA PK1 Quando o ATP está sendo rapidamente utilizado, uma enzima chamada de adenilato ciclase pega 2 ADP, 1 pra transformar em ATP e outro em AMP. O AMP é um sinal de que está sendo gasto muito ATP, logo, sinaliza que precisa de mais glicose. Esse AMP se liga no sitio halostérico do PK1 e a PK1 aumenta a afinidade pela frutose-6- fosfato, aumentando a produção de frutose-1,6-bifosfato Resumindo: o atp inibe a PK-1 e a AMP estimula ADP + ADP = ATP + AMP Citrato controla o processo, altos níveis de citrato significa que os precursores da biossíntese estão em abundancia, não precisando criar glicose. Existe um subproduto da glicólise que é a frutose-2,6-bifosfato e essa molécula controla a PK1. Ela ativa a PK1, aumenta a afinidade da PK1 para que transforme a frutose-6-fosfato em frutose- 1,6-fosfato. Mas essa frutose-2,6-bifosfato que é proveniente da frutose-6-fosfato,é regulada por uma enzima que é bifuncional. Essa enzima tem duas partes: PFK-2(fosfofrutocinase 2) (ativa) e FBPase-2 (frutose bifosfatase-2 inativa). Quando há uma escassez de glicose, ocorre um aumento na elevação do glucagon e esse hormônio vai se ligar no receptor das células que precisam de glicose, o receptor está associado a proteína G. Quando ele se liga aos receptores ocorre o aumento do AMPcicliclo e consequentemente ativa a PKA que faz a fosforilação da enzima bifuncional. Quando é fosforilada, ocorre a inativação de PK-2 e ativação da FBase e isso resulta em baixa do nível da produção de frutose-6-fosfato, interrompendo a glicólise. Com aumento de glicose, a insulina é liberada, se liga aos receptores, consequentemente a enzima fosfoproteína fosfatase vai tirar o fósforo dessa enzima bifuncional, a PK2 é ativada e a FBPase2 é inativada, nesse processo ocorre um processo contrario, e ativa a glicólise Cada célula tem um processo diferente, mas existem transportadores que fazem a glicose entrar na célula. PK1 é quem regula a ativação ou inibição da glicose/gliconeogênese, e essa enzima está presente no citosol, consequentemente, esse processo também acontece no citosol. O Glucagon e Insulina se ligam nos receptores, mas a glicose precisa entrar na célula, e ela entra por meio de transportadores de glicose, que são chamados de GLUT, que captarão glicose do sangue para entrar na célula. O GLUT-4 está presente nos adipócitos, músculos esqueléticos. Nos hepatócitos tem GLUT-1 e GLUT-2, que vão capturar lactato, nos neurônios tem GLUT-3. Indivíduos com diabetes tipo I- dependentes de insulina, tem poucas células b produzindo/ liberando insulina na corrente sanguínea. Após ingerir muito carboidrato, a glicose se acumula em altos nível no sangue, mas diabéticos não conseguem fazer com que a insulina entre na célula, já que o GLUT impede o transporte da glicose, já que a célula b do pâncreas não libera insulina. Com muita glicose no sangue, a célula libera insulina, que se liga ao receptor pelo processode sinalização, com uma cascata de sinalização, mandando o GLUT levar a glicose para a célula. GLUT está presente em vesículas no citosol, e só sobe para a MP para capturar a glicose, sem insulina, o GLUT não sobe, não tendo absorção de glicose. Se o pâncreas não liberar insulina, a insulina não ativa a GLUT, impedindo de entrar a glicose. Se a glicose não entrar, então a via da glicólise não vai acontecer, mas a célula ainda precisa de energia para trabalhar. Com isso, o adipócito, na falta de glicose, vai degradar triacilgliceróis e vai liberar ácidos graxos, que serão combustíveis alternativos. Porém, a degradação do triacilgliceról- lipídio de armazenamento- tem como subproduto o acetoacetato e b hidroxibutirato, que quando em excesso, podem gerar um processo de acidose sanguínea. Uma das consequências da Diabetes Melitus é a acidificação sanguínea. Células tumorais Em muitos tipos de tumores, acontece um aumento de metabolismo, gerando um aumento do consumo de glicose e consequentemente, aumento exacerbado da glicólise. Usam a glicólise como fonte de ATP O rendimento da glicólise, é de 2ATP, se as células tumorais se alimentam exclusivamente da glicose, usam ela como metabolismo preferencial- principal fonte de energia, aumentando a glicólise em 10x, já que ela só rende 2 ATP, e na respiração celular precisa de mais ou menos 30 ATP. A maioria das células tumorais crescem em hipóxia, sem O2, não conseguindo fazer outros processos, como o ciclo do acido cítrico e a cadeia portadora de elétrons, assim, a forma de obter energia é a glicólise. No PET-CT são observadas neoplasias, pelo consumo exacerbado de glicose. PET, na preparação, marcam uma glicose com o flúor radioativo 2-fluor-desoxiribose, que se acumula na glicose-6-fosfato, percebendo maior concentrações de glicose, já que ele não é metabolizado. Células cancerígenas aumentam a síntese de GLUT 1 e 3, que não dependem de insulina, para aumentar a quantidade de glicose dentro da célula. Além disso, o HIF1- fator de transcrição induzido por hipóxia- proteína que regula a síntese de RNAm, estimula a produção de enzimas glicolíticas e induzem a síntese de GLUT 1 e GLUT 3 Se aumentar o substrato e as enzimas, aumentará glicose na célula e enzimas necessárias para a glicolise, aumentando a produção de ATP. Fármacos inibem a exocinase- se liga a exocinase, impedindo ela de ligar a glicose, impedindo de transformar glicose em glicose-6-fosfato, impedindo a formação de nucleotídeos e assim impedem a divisão celular. Gerando assim, a glicose-6-fosfato que entrará na via das pentoses produzindo nucleotídeos e ATP na divisão celular. Via das pentoses- o fármaco amino nicotínico impede a via das pentoses e a formação de xilulose-5-fosfato Via das pentoses Tem como objetivo a produção de NADPH e nucleotídeos para vários processos, a ribulose-5- fostato Tem 2 etapas- fase oxidativa e fase não oxidativa Fase Oxidativa- Objetiva formar 2 moléculas de NADPH e Ribulose-5-fosfato Nessa fase, fármacos atuam na glicose-6-fosfato desidrogenase Ribulose-5-fosfato é precursor para formar Ribose-5-fosfato. Estresse oxidativo- radicais livres são altamente reativos, então algo precisa pegar esses elétrons, a glutationa tripeptídeo formada por glutamato, glicina e Cisteina. Glutationa capta radicais livres, mas uma hora todas estarão ocupadas e o NADP é responsável em diminuir o estresse oxidativo, pegar elétrons livres da Glutationa e reduzir ela para ela conseguir pegar mais elétrons livres. - Glicose-6-Fosfato desidrogenase, fármacos agem nela contra células tumorais. Hemólise- nas hemácias - alelo do gene que codifica a enzima Glicose-6-Fosfato desidrogenase e causa hemólise. Fase não oxidativa- objetiva reciclar ribose-5-fosfato para formar glicose-6-fosfato, voltando a primeira fase para formar mais NADPH. Controle do ciclo das pentoses O NAPD controla o ciclo via das pentoses O NADPH se liga no sitio haloestérico da glicose-6-fosfato, diminuindo a afinidade dela pela enzima.