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Via das Pentoses-Fosfato (Via do fosfogliconato) (Via da hexose-monofosfato) ♦ A observação de que inibidores clássicos da glicólise (como iodoacetato e fluoreto) em alguns tecidos, não tinham efeito sobre o uso direto da glicose, sugeriu a existência de outra via metabólica para a utilização da glicose. ♦ A via das pentoses fosfato é uma via multifuncional, que ocorre no citoplasma, principalmente em tecidos animais como no fígado, glândula mamária e córtex da adrenal (tecidos COMALTA síntese de ácidos graxos). ♦ Em tecidos menos ativos na produção de ácidos graxos, a via das pentoses fosfato é quase ausente. Via das Pentoses Fosfato Funções Gerais da Via das Pentoses-fosfato a) Permite a combustão total da glicose por uma série de reações independentes do sistema clássico (glicólise e ciclo de Krebs); b) Converte hexoses em pentoses (Serve como fonte de pentoses - Ribose para a síntese dos ácidos nucléicos); c) Forma o NADPH extramitocondrial necessário para a síntese dos lipídios; d) Responsável pela degradação oxidativa de pentoses, pela conversão a hexoses, que podem entrar para a via glicolítica ou gliconeogenese. A Via das Pentoses Fosfato é uma via alternativa de oxidação de glicose, que leva à produção de dois compostos importantes: Ribose-5-fosfato e NADPH Principais funções da Ribose-5-fosfato e do NADPH ♦A ribose-5-fosfato é a pentose constituinte dos ácidos nucléicos e de muitas coenzimas (ATP, NAD, FAD, NADP). ♦ O NADPH atua como fonte de energia na forma de poder redutor em vias de sínteses (biossíntese de ácidos graxos) e em reações para proteção contra compostos oxidantes. A Via das Pentoses Fosfato ocorre em duas etapas: Fase I - Estágio oxidativo: ocorre a formação de ribulose-5-fosfato, usando glicose-6-fosfato como substrato e gerando NADPH. Fase 2: Estágio não-oxidativo: ocorre a conversão de açúcares de 5 CARBONOS em outros açúcares, tais como os de 6 CARBONOS (frutose-6-fosfato) e de 3 CARBONOS (gliceraldeído-3-fosfato), que podem ser utilizados na glicólise e gliconeogenese. A Via das Pentoses Fosfato ocorre em duas etapas: VIA DAS PENTOSES FOSFATO Equação geral da 1a etapa: Glicose 6-fosfato + 2 NADP+ + H2O Ribose 5-fosfato + 2 NADPH + 2H+ + CO2 Em certas condições metabólicas a via termina neste ponto, com produção de NADPH e Ribose-5-fosfato. Ribose-5-fosfato VIA DAS PENTOSES FOSFATO:1a etapa: Glicose 6-fosfato 6-fosfogliconolactona 6-fosfogliconato Ribulose 5-fosfato Glicose 6-fosfato desidrogenase 6-Fosfogliconato desidrogenase + Lactonase Ribose 5-fosfato Fosfopentose isomerase 1a etapa: produção de 1 ribose e 2 NADPH Mas o que acontece com a Ribose 5- Fosfato caso não esteja sendo necessária? Há acúmulo de Ribulose 5-fosfato ou de Ribose 5-fosfato no organismo? Em algumas células ou situações metabolicas NADPH é mais necessário do que RIBOSE-5-FOSFATO. Nestes casos um sistema de rearranjo entre açúcares é ativado. Funções desse fase do sistema: ♣ Permite a síntese de intermediários da glicólise/gliconeogenese, servindo como um "link" reversível entre a via das pentoses fosfato e as vias clássicas do metabolismo da glicose. ♣ Assim, um possível excesso de ribose-5-fosfato pode ser convertido nos intermediários - frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3- fosfato. Fosfopentose isomerase Fosfopentose epimerase Destinos da molécula de Ribulose 5-fosfato VIA DAS PENTOSES FOSFATO Equação geral da 2a etapa: Interconversões das pentoses fosfato (2) xilulose 5-fosfato (5C) + (1) ribose 5-fosfato (5C) (2) frutose 6-fosfato (6C) + (1) gliceraldeído 3-fosfato (3C) 15 carbonos 15 carbonos Conversão de açúcares de 5 Carbonos em açúcares de 6 Carbonos e de 3 Carbonos Frutose 6-fosfato Gliceraldeído 3-fosfato 5C 5C 7C 3C 6C 6C 6C 3C 4C 5C Resumo das Duas Etapas da Via das Pentoses Fosfato Regulação da Via das Pentoses Fosfato As duas desidrogenases que convertem NADP a NADPH vão ser inibidas pelo produto NADPH. Glicose 6-fosfato 6-fosfogliconolactona 6-fosfogliconato Ribulose 5-fosfato Glicose 6-fosfato desidrogenase 6-fosfogliconato desidrogenase + - - Papel do NADPH na regulação da partilha da glicose 6-fosfato entre a glicólise e a via das pentoses-fosfato Glicose 6-fosfato ATP NADPHATP NADPH Via Glicolítica Pentoses Fosfato Via Glicolítica - Pentoses- Fosfato - O estado energético das células determina o destino das moléculas de glicose 6-fosfato A via das pentoses é regulada pelas taxas glicêmicas Os níveis altos do hormônio insulina acarretam ações diretas e indiretas na Via das Pentoses Fosfato: Os níveis altos do hormônio insulina acarretam: Ações diretas na Via das Pentoses Fosfato: Ações indiretas na Via das Pentoses Fosfato: *Aumento da síntese das enzimas glicose 6-fosfato desidrogenase (principalmente) e 6-fosfogliconato desidrogenase. *Aumento da permeabilidade à glicose (no tecido adiposo) *Intensa síntese de glicoquinase (no fígado). *Aumento da síntese de ácidos graxos. Aumento da permeabilidade celular à glicose Transportadores de glicose são estocados dentro das células em vesículas membranares. Insulina Insulina Intensa síntese de glicoquinase (no fígado). Glicoquinase Conseqüentemente ocorre o aumento na quantidade de glicose 6-fosfato (substrato da via das pentoses fostafo). Aumento da síntese de ácidos graxos. Equação geral para a síntese do palmitato: 8 acetil CoA + 7ATP + 14NADPH palmitato + 8CoA + 7ADP + 7Pi + 14NADP Conseqüência: alta taxa de consumo de energia, diminuindo a quantidade de NADPH (logo as enzimas glicose 6-fosfato desidrogenase e 6-fosfogliconato desidrogenase não estarão inibidas).