ED Jejum

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GLICONEOGÊNESE 
QUESTÕES PARA DISCUSSÃO 
1) Em torno de 1930, Carl e Gerty Cori mostraram usando homogenados de fígado que era possível sintetizar glicose (e glicogênio) a partir de lactato. Sabendo que o lactato pode ser facilmente convertido a piruvato nos hepatócitos, tente imaginar como isso poderia ocorrer e quais seriam as etapas intermediárias desta via? 
2) Fracionando-se o tecido hepático e incubando-se separadamente as frações subcelulares isoladas na presença de (14C) lactato, não se verificou incorporação significativa de 14C em glicose em nenhuma das frações isoladas. Que hipótese isto lhe sugere e que experiências você propõe para comprová-la. 
3) A gliconeogênese foi definida como síntese líquida de glicose a partir de precursores de origem não glicídica. Baseado nos conhecimentos por você adquiridos nos blocos anteriores, quais precursores poderiam ser indicados? Que reações e quais intermediários você esperaria que estivessem envolvidos? 
 
4) O consumo de álcool, especialmente por um indivíduo mal alimentado, pode causar hipoglicemia. O álcool ingerido é convertido a acetaldeído no citoplasma do hepatócito, em reação catalisada pela álcool desidrogenase: 
 Utilizando seus conhecimentos sobre a gliconeogênese, tente justificar a hipoglicemia causada pela ingestão de álcool. 
5) Na década de 1920, foi verificado que animais alimentados com dieta hipercalórica exclusivamente composta por lipídeos apresentavam uma baixa glicemia e eram incapazes de repor suas reservas de glicogênio hepático. Isto acontecia apesar de apresentarem uma alta concentração de ácidos graxos livres e de corpos cetônicos circulantes no plasma. Interprete estes dados e tente explicar por que, mesmo sendo alimentados com dietas hipercalóricas, estes animais permaneciam em hipoglicemia. 
6) Em 1930, Weil-Marlherbe e colaboradores observaram, provocando um certo escândalo no meio científico, que a adição de acetoacetato provocava um aumento na formação de glicose em fatias de rim de rato incubadas na presença de lactato. Por que esses dados pareceram estranhos? Tente explicá-los imaginando de que maneiras uma substância pode estimular uma reação? Agora discuta a sua resposta com base nos resultados encontrados por Weil-Marlherbe. 
 7) Mais tarde, em 1951, Merton Utter descobriu a seguinte reação: 
E verificou que ela é catalisada por uma enzima dependente de biotina e ativada alostericamente por acetil-CoA. Como você explicaria agora os resultados de Weil-Marlherbe? 
8) Até agora você já deve ter analisado o envolvimento do oxaloacetato e dos diversos intermediários do ciclo de Krebs na síntese de glicose pela via gliconeogênica. Por outro lado, a partir de (3H) PEP é possível obter (3H) glicose com os mesmos intermediários da via glicolítica que você já conhece e através da localização citosólica. Como você completaria, então, as etapas da gliconeogênese? 
9) Discuta a regulação das enzimas piruvato carboxilase, piruvato desidrogenase, citrato sintase, acetil-CoA carboxilase e da carnitina acil-transferase I, nas duas situações listadas abaixo: 
a) Quando a gliconeogênese estiver inibida e com a esterificação de triacilgliceróis predominando amplamente sobre a lipólise. 
b) Quando a gliconeogênese estiver estimulada assim como a lipólise. 
Agora, discuta como deve estar a síntese de ATP na mitocôndria nos dois casos acima. 
10)Em 1980, Van Schaftingen e colaboradores descobriram uma substância capaz de modificar a atividade da fosfofrutocinase isolada de fígado, como mostra a figura abaixo: 
Esta substância é formada no fígado podendo atingir 20μM em ratos bem alimentados e destruída após tratamento com glucagon. 
Observou-se que esta mesma substância era capaz de inibir a frutose 1,6-bisfosfatase com um ki = 0,5μM, que é uma concentração próxima daquela necessária para a metade da ativação máxima da fosfofrutocinase. Analise estes dados e procure integrá-los a um esquema metabólico mais geral. 
11) Os mesmos autores descobriram, em 1981, uma enzima capaz de sintetizar frutose-2,6-BP a partir de frutose-6P às custas de ATP, à semelhança do que ocorria na reação catalisada pela fosfofrutocinase anteriormente conhecida. Para evitar confusão as duas enzimas foram denominadas fosfofrutocinse-1 (PFK-1), a clássica, e fosfofrutocinase-2 (PFK-2), a que sintetiza frutose-2,6-bisfosfato. Além disso, o mesmo grupo de trabalho em 1982 purificou de fígado de rato, uma enzima capaz de transformar frutose-2,6-BP em frutose-6P. Observaram ainda que a forforilação desta enzima pela proteína cinase AMPc dependente (PKA) provocava um grande aumento em sua atividade. 
A PFK-2 também é substrato para PKA, sendo o resultado da fosforilação um acentuado decréscimo de sua atividade. 
Por muitos anos tentou-se isolar as duas enzimas mas finalmente se descobriu que elas se tratavam de uma única cadeia polipeptídica, capaz de catalisar uma ou outra reação dependendo do seu estado de fosforilação. 
Como esses novos dados, procure analisar o quadro metabólico quando a gliconeogênese se encontra ativada ou inibida, levando em consideração todas as informações fornecidas. 
12) A adrenalina age no músculo e no fígado através de sua ligação a receptores β-adrenérgicos, o que resulta na ativação da PKA. Nos dois tecidos, a PKA catalisa a fosforilação da fosfofrutoquinase2/frutose 2,6-bisfosfatase. Entretanto, os efeitos sobre a glicólise em cada um dos tecidos são opostos: no fígado esta via é inibida, enquanto no músculo é ativada. Tente sugerir uma explicação para estes achados. 
13) Complete agora seu esquema metabólico, sabendo que a atividade da enzima piruvato Kinase é também modificada pela fosforilação promovida pela PKA e pela presença de frutose 1,6-bisfosfato. Atribua a estes modificadores uma função (ativação ou inibição) sobre esta enzima tal que o permita construir um quadro metabólico coerente quando somado às informações anteriormente fornecidas. 
 14- Segal e colaboradores purificaram, em 1970, a transaminase glutâmico-pirúvica de fígado de ratos controle e de ratos tratados com corticóides. Eles obtiveram os seguintes resultados para os Km dos substratos: 
L-alanina 
Normais: 17mM 
Tratados: 15mM 
α-cetoglutarato 
Normais: 0.36mM 
Tratados: 0.29mM 
Quando testaram a atividade específica da enzima purificada, os resultados foram os seguintes: 
Normais: 250 mol.min-1.mg.ptn-1 
Tratados: 285 mol.min-1.mg.ptn-1 
Nesta última experiência, injetaram a enzima purificada em coelho para fabricar um antisoro. Depois de alguns dias, extraíram o sangue do coelho e separaram o soro. Incubaram, então a 37ºC, volumes de homogenatos de fígado contendo quantidades iguais de proteínas totais (tanto de animais controle quanto de animais tratados com prednisolona), com volumes crescentes de antisoro e mediram a atividade da enzima. O gráfico obtido foi: 
Qual seria, segundo esses dados, a influência dos corticóides sobre a atividade transaminásica? 
b) Que influência teria esses efeitos dos corticóides na gliconeogênese?