Gluconeogênese

Processo de gluconeogênese

O que é gluconeogênese?

O Gluconeogênese É um processo metabólico que ocorre em quase todos os seres vivos, incluindo plantas, animais e vários tipos de microorganismos. Consiste em síntese ou formação de glicose a partir de compostos contendo carbono que não são carboidratos, como aminoácidos, glicogenia, glicerol e lactato.

Esta é uma das vias do metabolismo dos carboidratos do tipo anabólico. Sintetiza ou moléculas de glicose de forma presentes principalmente no fígado e, em menor grau, no córtex dos rins de humanos e animais.

Este processo anabólico é produzido após o sentido inverso da via catabólica, com diferentes enzimas específicas nos pontos irreversíveis da glicólise.

A gliconeogênese é importante para aumentar os níveis de glicose e os tecidos em casos de hipoglicemia. Alsom, ou amortece a diminuição da concentração de carboidratos em jejum prolongado ou outras situações adversas.

Características da gluconeogênese

Esquema do processo de gluconeogênese

É um processo anabólico

A gluconeogênese é um dos processos anabólicos do metabolismo de carboidratos. Através de seu mecanismo, a glicose é sintetizada de precursores ou substratos, formada por pequenas moléculas.

A glicose pode ser gerada a partir de biomoléculas simples de natureza proteína, como aminoácidos glicogênicos e glicerol, fornecendo o segundo da lipólise dos triglicerídeos no tecido adiposo.

O lactato também funciona como substrato e, em menor grau, os ácidos graxos da cadeia OPAR.

Fornece suprimentos de glicose

A gliconeogênese é de grande importância para os seres vivos, especialmente para o corpo humano. Isso ocorre porque serve para fornecer em casos especiais a grande demanda por glicose que o cérebro exige (aproximadamente 120 gramas por dia).

Que partes do organismo exigem glicose? O sistema nervoso, a medula renal, entre outros tecidos e células, como os glicros vermelhos, que usam glicose como a única ou principal fonte de energia e carbono.

Reservas de glicose, como glicogênio, armazenadas no fígado e músculos mal alcançam um dia. Isso sem considerar dietas ou exercícios intensos. Por esse motivo, através da gliconeogênese, o corpo é fornecido com glicose formada de outros precursores ou substratos não carboidratos.

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Além disso, essa rota intervém na homeostase da glicose. A glicose formada por esta rota, além de ser uma fonte de energia, é o substrato de outras reações anabolizantes.

Um exemplo disso é o caso da biossíntese de biomoléculas. Entre eles os glucoconjugados, os glicolipídios, as glicoproteínas e os aminoazúces e outros heteropolissacarídeos.

Estágios (reações) da gliconeogênese

Esquema da rota de gluconeogeneis. Fonte: Wikimedia Commons

Rota sintética

A gliconeogênese é realizada no citosol ou citoplasma das células, principalmente o fígado e, em menor grau, no citoplasma das células do córtex renal.

Sua rota sintética constitui grande parte das reações da glicólise (via catabólica da glicose), mas na direção oposta.

No entanto, é importante destacar que as 3 reações de glicólise que termodinamicamente são irreversíveis, serão na gliconeogênese catalisadas por enzimas específicas diferentes daquelas envolvidas na glicólise, o que torna possível que as reações sejam dadas em reações reversas.

Especificamente, aquelas reações glicolíticas catalisadas por hexoquinase ou glicouchinase, fosfofrucção e piruvato quinase.

Revendo as etapas cruciais da gliconeogênese catalisadas por enzimas específicas, é necessária a conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato requer uma série de reações.

O primeiro acontece na matriz mitocondrial com a conversão de piruvato em oxaloocetato, catalisada por piruvato de carboxilase.

Por sua vez, para que o oxaloacetato possa participar, deve ser feito para Malo para a desidrogenase mitocondrial do mal. Esta enzima é transportada pelas mitocôndrias para o citosol, onde é transformada novamente em oxalooacetato pela desidrogenase maligna encontrada no citoplasma celular.

Ação de ação carboxicase de fosfoenolpiruvato

Através da ação da enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase (pepck), o oxaloacetato é convertido em fosfoenolpiruvato. As respectivas reações estão resumidas abaixo:

Piruvato + co₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetato + ADP + P_Yo + 2h⁺

Oxaloacetato + gtp Fosfoenolpiruvato + co₂ + PIB

Todos esses eventos possibilitam a transformação do piruvato em fosfoenolpiruvato sem a intervenção do piruvato de quinase, o que é específico para a via glicolítica.

No entanto, o fosfoenolpiruvato é transformado em frutose-1,6-bisosfato pela ação das enzimas glicolíticas que catalisam essas reações reversivelmente.

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Ação da enzima frufase

A próxima reação que fornece a ação da fosfofutocinase no caminho glicolítico. A enzima frutose-1,6-bifosfato catalisa essa reação na via gluconeogênica, que é hidrolítica e é resumida abaixo:

Frutose-1.6-bishofato + h₂QUALQUER => Frutose-6-fosfato + p_Yo

Este é um dos pontos de regulamentação da gluconeogênese, uma vez que essa enzima requer MG²⁺ Para sua atividade. O frutose-6-fosfato sofre uma reação de isomerização catalisada pela enzima fosfoglucoisomerase que a transforma em glicose-6-fosfato.

Ação da enzima glicose-6-fosfatase

Finalmente, o terceiro dessas reações é a conversão de glicose-6-fosfato em glicose.

Isso procede pela ação da glicose-6-fosfatase que catalisa uma reação de hidrólise e que substitui a ação irreversível da hexoquinase ou glicouchinase na via glucolítica.

Glicose-6-fosfato + h₂QUALQUER => Glicose + p_Yo

Esta enzima glicose-6-fosfatase está ligada ao retículo endoplasmático de células hepáticas. Você também precisa de MG Cofactor²⁺ Para exercer sua função catalítica.

Sua localização garante a função do fígado como um sintetizador de glicose para atender às necessidades de outros órgãos.

Precursores gluconeogênicos

Quando não há oxigênio suficiente no corpo, como pode acontecer nos músculos e eritrócitos no caso de exercício prolongado, ocorre a fermentação da glicose; isto é, a glicose não é completamente oxidada em condições anaeróbicas e, portanto, lactato ocorre.

Este mesmo produto pode ir para o sangue e a partir daí chegam ao fígado. Lá ele agirá como um substrato gluconeogênico, pois quando ele entrar no ciclo Cori, o lactato se tornará piruvato. Esta transformação é devido à ação da enzima lactato desidrogenase.

Lactato

O lactato é um substrato gliconeogênico importante do corpo humano e uma vez que as reservas de glicogênio são esgotadas, a conversão de lactato de glicose ajuda a reabastecer o armazém de glicogênio nos músculos e fígado.

Piruvato

Por outro lado, através de reações que compõem o chamado ciclo de glicose-alanina, a transaminação de piruvato ocorre.

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Isso é encontrado em tecidos hepáticos extras, transformando a transformação do piruvato em alanina, que constitui outro dos importantes substratos gluconeogênicos.

Em condições de jejum extremas prolongadas ou outras alterações metabólicas, o catabolismo de proteínas será, como última opção, uma fonte de aminoácidos glicogênicos. Estes formarão intermediários do ciclo Krebs e geram oxaloacetato.

Glicerol e outros

O glicerol é o único substrato gluconeogênico de importância originado do metabolismo lipídico.

É liberado durante a hidrólise dos triacilglicerídeos, que são armazenados no tecido adiposo. Estes são transformados através de reações consecutivas de fosforilação e desidrogenação à di -hidroxiacetona fosfato, que seguem a rota gluconeogênica para formar glicose.

Por outro lado, poucos ácidos de cadeia gordurosa são gluconeogênicos.

Regulação da gluconeogênese

Um dos primeiros controles da gliconeogênese é realizado por uma ingestão de alimentos com baixo teor de carboidratos, que causam níveis normais de glicose no sangue.

Pelo contrário, se a ingestão de carboidratos for baixa, a rota de gliconeogênese será importante para atender aos requisitos de glicose do organismo.

Existem outros fatores envolvidos na regulação recíproca entre glicólise e gliconeogênese: níveis de ATP. Quando a alta glicólise é inibida, enquanto a gliconeogênese é ativada.

O oposto acontece com os níveis de AMP: se eles são altos, a glicólise é ativada, mas a gliconeogênese é inibida.

Nas reações catalisadas por enzimas específicas na gliconeogênese, existem certos pontos de controle. Qual? A concentração de substratos enzimáticos e cofatores como MG²⁺, e a existência de ativadores como o caso da fosfofruceraquinase.

A fosfofrucerachinase é ativada pelo amplificador e pela influência da insulina, glucagon e até mesmo algum hormônios pancreáticos glicocorticóides.

Referências

1. Mathews, Holde e Ahern. (2002). Bioquímica (3ª. ed.).  Madri: Pearson
2. Wikibooks (2018). Princípios de bioquímica/ gluconeogênese e glicogênese. Retirado de: em.Wikibooks.org
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