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BCM II Via das pentoses fosfato Conceitos • Glicose é fosforilada até se tornar glicose-6- fosfato • Glutationa redutase = enzima que faz a retirada dos radicais livres (só funciona na presença de NADPH) • Se houver necessidade de ATP a reação segue pela via glicolitica • Se houver necessidade de NADPH a reação segue pela via das pentoses • As vias que formam NADPH são irreversíveis • Tecidos em crescimento rápido e tecidos realizando biossíntese ativa de ácidos graxos, colesterol ou hormônios esteroides enviam mais glicose-6-fosfato para a via das pentoses fosfato do que os tecidos com menor demanda por pentose-fosfato e poder redutor • + NADPH = inibe a via • - NADPH = ativa a via • Em jejum = pouco ATP, estimulação da glicólise, não há síntese de ácidos graxos (muito NADPH) e a via das pentoses é inibida • Período pôs absortivo = muito ATP, glicólise é inibida, há síntese de ácidos graxos e a via das pentose é estimulada • A enzima glutationa-redutase protege as células que sofrem dano oxidativo (hemácias e celulas da córnea). Ela só funciona se houver NADPH • O NADPH além de ser um potente antioxidante é usado na biossíntese de ácidos graxos e hormônios esteroides • Glicólise é estimulada para aumentar a concentração de NADPH e a produção de ATP • Funções NADPH : - Redutor bioquímico - Co fator de enzimas - Destoxificação (retirada de radicais livres do organismo) - Síntese de ácidos graxos e hormônios esteróis Características gerais • É uma via alternativa de xícara de glicose-6- fosfato que leva a produção de três compostos ( ribose-5-fosfato, NADPH e CO2) • A ribose-5-fosfato é a pentose constituinte dos nucleotídeos (que vão compor os ácidos nucleicos) e de muitas coenzimas • O NADPH atua como coenzima doadora de hidrogênios em sínteses redutoras e em reações, para proteção contra compostos oxidantes • Nessa via são produzidos varios açúcares fosforilados com números variável de átomos de carbono • A energia vinda da oxidação da glicose é armazenada sob forma de NADPH e não de ATP como na glicólise • Ocorre no citosol • Possui 2 fases : fase oxidativa e no oxidativa • Não há gasto nem produção de ATP • Produz CO2, NADPH, ribose-6-fosfato e nucleotídeos • É uma via para uso de açúcares de 5C • Principal função = produzir o NADPH e a ribose • Ocorre principalmente em tecidos ativos na biossíntese redutora (fígado, tecido adiposo, córtex adrenal, gonadas, eritrócitos e glândula mamária) • Nenhum ATP é consumido ou produzido diretamente no ciclo • A utilização da glicose-6-fosfato pela via ou pela glicólise vai depender das relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células : - Quando a relação ATP/ADP é baixa a glicose vai ser degradada pela via glicolítica, produzindo ATP - Quando a relação NADPH/NADP é alta a glicose vai ser degradada pela via glicolitica, inibindo a via das pentoses fosfato - Se a relação ATP/ADP é alta, a via glicolitica fica inibida, ou seja, quando a carga energética das células for alta, o consumo de glicose-6-fosfato pela via das pentoses é favorecida BCM II Importância da via • É muito empregada por células que se dividem rapidamente (por ex medula óssea, mucosa intestinal e tumores) • Uma série de interconversoes reversíveis de açúcares fosfato • Produção de ribose-5-fosfato, NADPH e CO2 • Ribose-5-fosfato = constituição dos nucleotídeos • NADPH = retro bioquímico, destoxificação (permite que a célula elimine radicais livres) • O NADPH é um regulador da via das pentoses fosfato pois é um potente inibidor competitivo da glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD), enzima que inicia a via das pentoses e tem sua expressão aumentada pela insulina Fase oxidativa • Produtos = NADPH e ribose-5-fosfato • Gera NADPH na primeira e segunda reação • Produto final é a ribose-5-fosfato • Se tiver muito NADPH a velocidade da via é reduzida (inibidor competitivo) • Enzima glicose-6-fosfato-desidrogenase inicia a via das pentoses (fase oxidativa) • Reações oxidativas irreversíveis = ribulose-5- fosfato, CO2 e 2 NADPH • Gera ribulose-5-fosfato (que pode gerar ribose-5-fosfato se a célula precisar) e NADPH • Importância = gera NADPH para os eritrócitos, fígado, glândulas mamarias, tecido adiposo, córtex adrenal, testiculos, ovários e placentas • A velocidade dessa via é determinada pela atividade da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase • As reações 1,2 e 3 são irreversíveis e geram 2 moléculas de NADPH • A reação final de conversão de ribulose-5-fosfato em ribose-5-fosfato é reversível Fase não oxidativa • Reciclagem de ribulose-5-fosfato e ribose-5- fosfato para gerar intermediários da glicose (se a célula precisar, ela vai transformar a ribose em intermediários da via glicolitica, como por ex gliceraldeiodo-3-fosfato, frutose-6-fosfato) • O direcionamento da via vai depender da necessidade da célula • Reações não oxidativas (são reversíveis) : - Ocorrem em todos os tipos de células que sintetizam nucleotídeos e ácidos nucleicos - Interconversao de açúcares de 3,4,5,6 e 7 carbonos NADPH • Auxilia enzimas que catalizam reações antixoxidantes - Glutationa reduzida (precisa do NADPH) = desintoxicação peroxido de hidrogênio (transformando-o em H2O) • Participa do sistema citocromo P450 monoxigenase - Monoxigenases juntamente com o NADPH incorporam O2 no substrato (podem ser hormônios esteroides, sais biliares, fármacos) OH e outros átomos reduzidos a H2O (tem + solubilidade e elimina substâncias tóxicas) fazendo cm que complexos tóxicos sejam mais solúveis, o que facilita a excreção pela urina e fezes • Fagocitose por leucócitos - O NADPH transforma O2 em superóxido e este em H2O2 que é um radical livre que juntamente com o CL é responsável por causar a morte de bacterias que foram fagocitadas • Síntese de ácido nítrico - É um radical livre gasoso, fator relaxante no endotelio, neurotransmissor, previne agregação plaquetária e exerce um papel na função do macrófago - Reage com o O2 e superoxidos gerando nitratos e nitritos Patologias associadas Síndrome de Wernicke-Korsakoff • Deficiência grave de timina (vitamina B) que é uma coenzima da transferase (transfere carbonos entre compostos) • É comum em alcoolistas (álcool interfere na absorção intestinal de B1) • Resulta na redução da velocidade da via das pentoses fosfato Deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase • Prejudica a capacidade do eritrócito de produzir NADPH resultando em anemia hemolítica (sem BCM II G6PD não há produção de NADPH ocorrendo acúmulo de radicais livres) • Os eritrocitos tem maior exposição a especies reativas de O2, portanto necessitam de um ambiente redutor • Oxidação da hemoglobina - desnaturação - formação de massa insolúvel (corpos de Heinz) que se associam a membrana de eritrócitos - membrana rígida - eritrocitos removidos por macrófago • Muitos desenvolvem anemia apenas se em contato com fármacos oxidantes (alguns anti- inflamatórios, antibióticos), favismo (efeito hemolítico do feijão-fava) e infecção (resposta anti-inflamatória - radicais livres nos macrófagos - eritrocitos - danos oxidativos) • Ocorre em todas as células, porem os eritrocitos são os mais afetados BCM II
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