Gliconeogênese, Glicogênese e Glicogenólise

Prévia do material em texto

Gliconeogênese
Ocorre principalmente no fígado → Síntese de glicose a partir de compostos não carboidratos→ fundamental para manter os níveis de glicose no sangue mesmo em jejum → a síntese de glicose é a partir de: glicerol, lactato e aminoácidos( exceto leucina e lisina) → nós não sintetizamos glicose a partir de ácidos graxos → 
Gordura = ácidos graxos + glicerol
Reação da conversão do glicerol para ser usado na gliconeogênese:
1ª reação: quebra o atp, transferindo o P para o carbono 3
2ª reação: a enzima glicerol 3-fosfato desidrogenase oxida o glicerol 3-fosfato ao final da reação forma a diidroxiacetona fosfato (composto intermediário da glicólise) e pode ser utilizada tanto na glicólise quanto na gliconeogênese.
Esquema:
A gliconeogênese acontece principalmente no fígado, onde o piruvato é convertido em glicose. Os precursores são: glicerol, lactato e aminoácidos. Na reação do glicerol ele é convertido em diidroxiacetona fosfato que é um intermediário da glicólise e daí pode ser usada pra fazer glicose. No músculo, quando ele está sob exercício intenso, ele faz fermentação. Essa fermentação transforma a glicose em lactato e esse por sua vez, cai no sangue e é levado para o fígado que o converte em piruvato. Logo o piruvato é usado na gliconeogênese para fazer glicose. O músculo também é um tecido rico em proteínas, quando elas são quebradas em aminoácidos, esses podem ser transportados sob a forma da alanina(exemplo a cima) e da glutamina, o fígado por sua vez, transforma a alanina em piruvato. O lactato pode ser convertido a piruvato com a liberação de NADH pela lactato desidrogenase.
Conversão do piruvato em glicose:
Existem 3 reações que são irreversíveis na glicólise (∆G -): a primeira (glicose → glicose-6-fosfato) catalisada pela hexoquinase, a terceira(frutose-6-fosfato → frutose 1,6-bifosfato) catalisada pela fosfofrutoquinase(PFK1) e a última(fosfoenolpiruvato → piruvato) catalisada pela piruvato quinase. Logo, nesses três momentos a célula terá que fazer um desvio para converter o piruvato em glicose.
Desvio 1:
A reação inicial na gliconeogênese: piruvato(3C) + CO2 = Oxaloacetato (4C); ocorre gasto de energia de um ATP para acrescentar o CO2 na reação. Nessa primeira reação ocorre a saída de ADP + Pi que foi liberado do ATP. Na próxima reação, o oxaloacetato pega a energia da saída da molécula de CO2 para se transformar em Fosfoenolpiruvato, liberando o GDP. O GTP fornece o fosfato. Feito pela enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase. Há a liberação de NADH.
Desvio 2:
Ocorre a reação de hidrólise (quebra pela água) e o fosfato sairá do C1 da frutose 1,6 bifosfato formando a frutose 6-fosfato e um Pi. Ela consegue reverter essa reação desde que não recupere o ATP( já que na glicólise ocorre a quebra dele). Feita pela enzima frutose 1,6 bifosfatase e o seu inibidor é o AMP.
Desvio 3:
Mesmo que ocorre no desvio 2. Feita pela glicose 6 fosfatase. Essa enzima não está presente no cérebro e nos músculos, por isso a gliconeogênese ocorre nos hepatócitos (enzima se localiza no RER) e a glicose cai na corrente sanguínea para atingir esses tecidos.
Custo energético da gliconeogênese: Para cada molécula de glicose formada a partir do piruvato, são utilizados 4 ATP, 2 GTP e 2NADH+ H+. Dessa forma, a síntese de uma molécula de glicose na gliconeogênese é extremamente custosa. Porém, este custo energético assegura que a via gliconeogênica seja irreversível em condições intracelulares.
Regulação da gliconeogênese: 
- primeiro ponto: piruvato na mitocôndria pode ser convertido em acetil CoA(glicólise) ou oxaloacetato(gliconeogênese). Neste caso, o próprio acetil CoA é modular: positivo na piruvato carboxilase e negativo no complexo piruvato desidrogenase, por meio da estimulação de uma enzima quinase que inativa a desidrogenase.
- segundo ponto: O segundo ponto é a atuação inibitória de AMP na frutose – 2, 6 – bifosfatase e estimulatória na PFK1.
Glicogênese
Produção de glicogênio. É um polímero de glicose, ou seja, uma molécula de glicose ligada a outra. As glicoses são unidas por ligações alfa -1,4 e em pontos de ramificação a ligação é de alfa 1,6.
Ocorre a quebra do ATP, e o fosfato do ATP é transferido formando a glicose 6-fosfato, porém a célula pega o fosfato do C6 e passa para o C1. A partir daí ocorre a quebra da UTP formando a UDP-Glicose. Porém essa reação é facilmente reversível, para torna-la irreversível uma enzima pega os 2 fosfatos unidos e os separa, formando (Pi+Pi). A glicose é adicionada ao glicogênio na ponta não redutora, com a saída do UDP. Logo, para adicionar uma molécula de glicose ao glicogênio é necessário aumentar o nível de energia da glicose (gasta-se um ATP e um UTP). A enzima que adiciona a glicose ao glicogênio já formado é a glicogênio sintase.
Glicogenina + algumas glicoses é início de um glicogênio, onde essa enzima irá realizar o processo a cima.
Vantagem do glicogênio ser ramificado = se torna mais solúvel em água e as ramificações tornam a síntese e a degradação mais rápidas, pq ambas ocorrem a partir de suas extremidades.
Glicogenólise
A quebra do glicogênio é de suma importância para o fornecimento de energia para os tecidos. O glicogênio é armazenado no fígado e também no músculo. No fígado, quando ocorre a quebra, a molécula de glicose será enviada para o sangue que por sua vez será o responsável pela nutrição do resto dos tecidos. No músculo, quando em intensa atividade, ele usa para si próprio.
Glicogênio fosforilase
Glicose-6-fosfatase(PP1)
Fosfoglicomutase
A quebra do glicogênio mediante a entrada do fosfato é chamada de fosforólise. Por que não utilizar a hidrólise(h2o)? Existem 2 vantagens:
Quando sai do glicogênio ela já sai ligada com o fosfato, isso permite que ela não saia da célula e possa ser usada lá. Ex: músculo
Se fosse por hidrólise e depois ligar o fosfato a ela, esse fosfato viria do ATP e a célula teria que gastar energia.
 Logo, é quebrado diretamente pelo fosfato para se evitar que ela saia da célula, o que não é interessante para o músculo, por exemplo, e evite a quebra de ATP desnecessária.
A partir daí, forma-se a glicose 1-fosfato, porém o intermediário metabólico de outras vias (ex: glicólise) é a glicose 6-fosfato e assim ela é convertida. No músculo o processo ocorre até ai, pois é de interesse dele transformar o glicogênio em glicose para o consumo próprio. Já o fígado, retira o fosfato inorgânico(Pi) e agora está pronto para jogar a glicose no sangue.
Retirada do fosfato inorgânico no fígado:
Acontece no retículo endoplasmático liso(REL), esquema:
A glicogenólise ocorreu no citosol que gera a glicose 6-fosfato.
Glicogenólise x Glicogênese
• Na glicogenólise não precisa gastar ATP pois está partindo de um nível mais alto de energia, enquanto que na glicogênio é necessário dar energia(ATP e UDP) para a glicose se juntar ao glicogênio
Enzimas: 
1 – glicogênio fosforilase: catalisa a reação em que uma ligação glicosídica(entre 2 glicoses) sofre o ataque de um fosfato inorgânico e gerando a glicose 1- fosfato.
2 – fosfoglicomutase: converte glicose 1 fosfato em glicose 6 fosfato
3 – glicose-6-fosfatase: converte a glicose 6 fosfato em glicose. Não ocorre no músculo esquelético devido à falta desta enzima. No fígado, a ação desta enzima conduz a glicogenólise para geração de glicose livre e a manutenção da concentração desta no sangue.
Esquema:
Anotações: através do AMPc, o glucagon estimula uma ptn quinase que fosforila o complexo PFK2/FBPase2, ativando a função FBPase-2. Portanto, o glucagon diminui a concentração de frutose 2,6 bifosfato, ativa a via gliconeogênica e inibe a glicólise.
O ciclo de Cory é uma cooperação metabólica entre músculos e fígado. Com um trabalho muscular intenso, o músculo usa o glicogênio de reserva como fonte de energia, via glicólise, e produz lactato. Esse lactato cai no sangue e é usado no fígado para sintetizar glicose, via gliconeogênese. A glicose produzida pelos hepatócitos pode ser então usadanos músculos em atividade.
*MUITO IMPORTANTE
O glucagon e a epinefrina são ativadores da via gliconeogênica e da quebra de glicogênio para que haja um aumento na concentração de glicose no corpo. Esses hormônios, atuam em uma enzima que fosforila a glicogênio fosforilase e ela se torna ativada não permite que haja a desfosforilação (ativação) da glicogênio sintase. 
Já a insulina é ativadora da glicólise e atua inibindo a glicogênio sintase quinase 3 para que a glicogênio sintase não seja transformada em sua forma β, inativa. Ainda, a glicose pode ser um efetor alostérico negativo na glicogênio fosforilase α, expondo seu sítio fosforilado para a ação da PP1. Desta forma, a PP1 pode converter a fosforilase em sua forma β e inibir a glicogenólise. A insulina atua ativando a PP1.