Gliconeogênese - Bioquímica - Metabolismo - Veterinária

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Figura 14-15 – Síntese de carboidratos a partir de precursores simples 
A via biossintética de fosfoenolpiruvato a glicose-6-fosfato é uma via que é 
comum para a conversão de muitos precursores diferentes em carboidratos, 
tanto em plantas como em animais. As plantas e as bactérias 
fotossintetizantes são únicas na habilidade de converter CO2 em 
carboidratos. 
Mamíferos: Via é ativa 
principalmente no fígado 
e, em menor extensão na 
córtex renal. 
 
Principais precursores 
nos animais: lactato, 
piruvato, glicerol e certos 
aminoácidos 
 
Principais precursores 
nos ruminantes: 
propionato e lactato 
 
Aminoácidos 
Há 3 reações da via glicolítica que são irreversíveis 
 
Por isso a gliconeogênese não é uma simples reversão da glicólise 
Variações de Energia Livre das Reações da Via Glicolítica nos Eritrócitos 
Os passos 1, 3 e 10 da via glicolítica são irreversíveis, pois apresentam uma 
variação de energia livre muito grande. A reversão destes passos requer outras 
enzimas e, no caso do passo 10, mais de uma enzima e o envolvimento de mais de 
um compartimento celular. 
Figura 14-16 – Glicólise e Gliconeogênese no fígado de rato: Duas vias opostas 
As reações da glicólise estão mostradas em vermelho do lado esquerdo e as reações da 
gliconeogênese estão mostradas em azul do lado direito. Os três pontos principais de 
regulação estão destacados pelo retângulo vermelho. 
A gliconeogênese tem um custo 
energético alto para a célula: 
 
2 Piruvato + 4 ATP + 2GTP + 2NADH `+ 2 H+ + 4 H2O 
Glicose + 4 ADP + 2 GDP + 6Pi + 2NAD
+ 
 
A conversão de 2 moléculas de Piruvato em uma 
molécula de glicose ocorre às custas da quebra de 6 
ligações fosfato de alta energia (4ATP + 2GTP) e do 
consumo de 2 moléculas altamente reduzidas (NADH). 
Reações Sequenciais da Gliconeogênese a partir do Piruvato 
Há duas vias para a Conversão de Piruvato em Fosfoenolpiruvato 
Figura 14-19 – Vias alternativas para a 
conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato. 
 
A via que predomina depende do precursor 
(lactato ou piruvato). 
 
-A via da direita predomina quando o lactato é o 
precursor (produzido nos eritrócitos e músculos), 
porque NADH é produzido no citoplasma pela 
ação da lactato desidrogenase e não tem que 
ser transportado para fora da mitocôndria como 
ocorre na via da esquerda. 
 
- A importância relativa das duas vias depende 
da disponibilidade de lactato e dos 
requerimentos citosólicos de NADH. 
Se a glicólise e a gliconeogênese ocorressem ao mesmo tempo e em alta 
velocidade, o resultado seria o consumo de ATP e a produção de calor 
(ciclo fútil) 
Regulação da Gliconeogênese 
Por isso, a glicólise e a gliconeogênese são reguladas de maneira recíproca, 
de tal modo que quando o fluxo da glicose através da glicólise aumenta, o 
fluxo do piruvato em direção à glicólise diminui, e vice-versa. 
A soma destas duas reações é: 
Calor 
A Gliconeogênese e a glicólise são reguladas de maneira 
separada e recíproca por 2 mecanismos: 
 
1. Pela concentração de Acetil-CoA 
 
2. Pela concentração de Frutose-2,6-bifosfato 
 
REGULAÇÃO DA GLICONEOGÊNESE 
O piruvato pode seguir duas vias alternativas: ser 
convertido em glicose e glicogênio por meio da 
gliconeogênese ou ser oxidado até acetil-CoA para a 
produção de energia. 
 
A primeira enzima de cada uma dessas duas vias é 
regulada alostericamente: o acetil-CoA , produzido quer 
a partir do piruvato pela ação do complexo enzimático 
da piruvato desidrogenase quer pela oxidação dos 
ácidos graxos, estimula a piruvato carboxilase e inibe a 
piruvato desidrogenase, levando à síntese de glicose. 
 
Assim, a concentração de Acetil-CoA é quem determina 
o destino do Piruvato: Gliconeogênese (síntese de 
glicose) ou Oxidação (produção de energia). 
 
REGULAÇÃO PELA ACETIL-CoA: 
Piruvato 
carboxilase 
Complexo da 
piruvato 
desidrogenase 
Glicogênio 
Oxidação de ácidos graxos 
(Beta oxidação) 
Regulação pela Frutose-2,6-bifosfato: 
Regulação da Atividade da Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1) e da Frutose-
1,6-bifosfatase 1 (FBPase-1) pela Frutose-2,6-bifosfato (F2,6BP) 
A Frutose-2,6-bifosfato (F2,6BP), ao mesmo tempo em que ativa a 
PFK-1 inibe a FBPase-1. 
Assim, na presença de F2,6BP a glicólise é estimulada. Na sua 
ausência a gliconeogênese é que é estimulada. 
F2,6BP 
Frutose-2,6-bifosfato (F2,6BP) ativa a Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) 
K0,5= 2,0 mM K0,5= 0,13 mM 
A adição de F2,6BP (+F2,6BP) aumenta em muito a atividade da PFK-1 sobre o seu 
substrato (Frutose 6-fosfato) 
Atividade da Frutose-1,6-bifosfatase 1 (FBPase-1) é inibida pela 
Frutose-2,6-bifosfato (F2,6BF) 
(25 mM) 
K0,5= 5 M 
K0,5= >70 M 
A adição de F2,6BP (+F2,6BP) inibe a atividade da FBPase-1 sobre o seu substrato 
(Frutose 1,6-fosfato) 
Etanol inibe a gliconeogênese 
• Experimentos com fígado de rato isolado e perfundido demonstraram que o etanol é um potente 
inibidor da gliconeogênese. 
 
• A administração oral de etanol a indivíduos imediatamente após um período exaustivo de exercício 
impediu que os mesmos mantivessem a temperatura corporal quando a temperatura ambiente estava em 
redor de 14oC e a velocidade do vento estava a 15 km/h. A temperatura retal caiu, em média, 2,22oC. Os 
indivíduos que não ingeriram etanol após o exercício não apresentaram queda da temperatura retal. 
 
• O etanol ingerido após o exercício causou também uma queda no nível de glicose circulante (glicemia) 
de 4,1 mM para 1,8 mM. 
 
• A ingestão de glicose previne a queda de temperatura causada pela ingestão do etanol após o 
exercício. 
 
• Estas observações sugerem um má função de alguma parte do sistema nervoso central envolvida na 
regulação da temperatura. Talvez esta área do sistema nervoso é mais sensível à falta de glicose do que 
outras áreas. 
 
Fonte: E.A. Newsholme and C. Stuart in Regulation in metabolism. John Wiley & Sons, London, 349 p, 
1973.