Regulação da Glicemia - Fisiologia.

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Regulação da Glicemia 
Wathyson Alex de Mendonça Santos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Color atlas of physiology 
 
O metabolismo da glicose se dá a partir de vários eventos integrados ao organismo 
humano. Após a ingestão alimentar, a glicose sanguínea aumenta e desencadeia vários 
processos essenciais para a manutenção vital. Essa glicose, para fornecer energia de fato, 
deve passar inicialmente pela via principal do seu metabolismo, que é a glicólise, processo 
que ocorre no citosol de todas as células e passa por 10 etapas até se obter 2 piruvatos, ou 
ácidos pirúvicos, para cada molécula de glicose, em seguida podendo dar prosseguimento 
por uma via aeróbica ou anaeróbica. 
Os eritrócitos, ou células vermelhas (red cells) dependem exclusivamente da 
glicólise para fornecer a energia metabólica necessária e a metabolizam de forma 
anaeróbica, tendo como produto o lactato, ou ácido lático, que é a forma final da via dessa 
glicose. Essa via sem a utilização de oxigênio, onde o piruvato é reduzido e não oxidado, 
possui um percurso rápido, mas com um saldo energético baixo, sendo importante para 
fornecer altos picos de energia para alguns alvos, como o músculo esquelético. Porém na 
medida em que o ácido láctico se acumula no sangue durante o exercício, pode diminuir 
o pH em um nível que interfira com a ação enzimática, levando à fadiga, tornando esse 
sistema limitado. Posteriormente, esse lactato é utilizado para a gliconeogênese hepática. 
Já no Sistema Nervoso Central (SNC, em inglês CNS), na ausência de cetose, a 
glicose é o único substrato que o encéfalo utiliza na manutenção das suas funções 
essenciais para o indivíduo, e essa obtenção de energia se dá pela via aeróbica, com a 
utilização de oxigênio, uma vez que esse piruvato vai ser oxidado e não reduzido, tendo 
um saldo energético final bem maior do que no processo anaeróbico. Essa via aeróbica 
possui como produto, além da grande quantidade de energia, CO2 e H2O. Por isso, 
embora o cérebro represente menos de 2% do peso corporal, gasta até 20% da energia 
total que o organismo fabrica a partir da glicose. Essa concentração constante de glicose 
no sangue é importante ser mantida em níveis estáveis, devido ao encéfalo não obter mais 
do que cerca de 20% de sua necessidade energética a partir dos corpos cetônicos, 
dependendo quase que exclusivamente dessa glicose como fonte de nutriente, assim como 
a retina e o epitélio germinativo das gônadas. 
Os processos que ocorrem com a glicose dentro da célula do músculo esquelético, 
cardíaco e dos adipócitos, dependem de alguns fatores, que serão descritos a seguir, mas 
antes é preciso dar uma introdução da ação da insulina, hormônio produzido pelas células 
β das ilhotas pancreáticas, que é de grande importância para manter os níveis de glicose 
estáveis. Tal hormônio será responsável por diminuir a glicemia através vários 
mecanismos, e pela síntese de proteínas. Seu mecanismo de secreção vai depender 
do nível de glicose sanguínea. As células betas contêm um grande número de 
transportadores de glicose, que permitem influxo de glicose proporcional à concentração 
plasmática na faixa fisiológica. Se a glicemia estiver baixa, vai ter menos entrada de 
glicose na célula, logo o metabolismo dessas células β estará reduzido, diminuindo a 
quantidade de ATP intracelular, assim o canal de potássio sensível ao ATP estará aberto, 
permitindo a saindo de K+, eventos que vão manter essa célula em repouso polarizada. 
Ao contrário, com essa entrada de glicose elevada, a produção de ATP vai aumentar 
devido a fosforilação e oxidação dessa glicose, provocando o fechamento do Canal 
KATP, levando a despolarização para ativar os canais de Ca2+ dependentes de voltagem 
e o consequente influxo de cálcio vai provocar exocitose das vesículas que contêm 
insulina. 
O músculo esquelético vai utilizar grande quantidade de glicose em duas situações 
específica: durante a realização de exercícios físicos e em um estado alimentado. No 
estado de repouso, tanto nos músculos esquelético e cardíaco, quanto no adiposo, 
possuem transportadores de glicose GLUT4 na membrana celular, mas a maioria estão 
em vesículas intracelulares, e essa membrana é só ligeiramente permeável a glicose. Com 
o aumento da glicemia, e a posterior produção de insulina, essa vai se ligar ao receptor de 
insulina presente nos miócitos e adipócitos em questão, gerando um sinal para que ocorra 
a exocitose dessas vesículas contendo os GLUT4. Com mais transportadores na 
membrana, a taxa de captação da glicose aumenta em 15 vezes ou mais. Essas vesículas 
de GLUT4 também sofrem exocitose através da contração muscular. Dessa forma, esse 
nutriente será utilizado para fornecer energia, tanto aeróbica, quanto anaeróbica (já 
citado), a esse tecido, podendo também ser armazenado. 
Caso os músculos não estejam em atividade e mesmo assim tenha grande 
quantidade de glicose, esse nutriente será armazenado na forma de glicogênio. O processo 
de armazenamento acontece tanto no músculo esquelético quanto no fígado, o que 
diferencia no fígado é quanto a entrada da glicose, que no caso dos hepatócitos os 
transportadores – nesse tecido são GLUT2 – estão sempre presente na membrana celular 
e não dependem da insulina. 
Sendo assim, a insulina será responsável pela captação e armazenamento dessa 
glicose ao promover a glicogênese a partir dos seguintes eventos: 1. Inativação da 
fosforilase (hepática e muscular; responsável pela quebra do glicogênio); 2. Fosforilação 
da glicose em glicose-6-fosfato (nessa forma ela não se difunde pela membrana); 3. 
Aumento da atividade de enzimas que promovem a síntese de glicogênio 
(principalmente a glicogênio sintase, responsável por polimerizar as unidades de 
monossacarídeos, para formar as moléculas de glicogênio. 
O processo de glicogenólise não é simplesmente o inverso das etapas da 
glicogênese, há diferenças significantes no processo que ocorre nos miócitos e nos 
hepatócitos. Além disso, vários fatores estão associados a essa degradação do glicogênio, 
dentre elas o estresse e jejum prolongado. Primeiramente, com a baixa da insulina no 
período entre refeições, a epinefrina e o glucagon, que são hormônios hiperglicemiantes, 
irão ativar a fosforilase, enzima que separa moléculas de glicose a partir da ramificação 
da molécula de glicogênio por fosforilação, formando glicose-1-fosfato, e esse é 
transformado em glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase. Em seguida, no fígado, rim e 
intestinos vai haver a ação da glicose-6-fosfatase, que vai hidrolisar a glicose-6-fosfato, 
resultando em um grupo fosfato e glicose livre. Logo, por possuir fosfatase, esse 
glicogênio hepático consegue liberar a glicose para a corrente sanguínea, permitindo que 
a glicogenólise hepática seja essencial na manutenção da glicemia. Essa glicose-6-fosfato 
no músculo pode seguir tanto por via anaeróbica, quanto por via aeróbica, na obtenção de 
energia, lembrando que a via redutiva (sem oxigênio) tem como produto o lactato que 
posteriormente é usado no fígado para produção de energia via gliconeogênese, que é 
transformado em glicose e volta para os músculos, produzindo glicogênio, circuito 
chamado de ciclo de Cori. 
No caso desse excesso de glicose no sangue, já tendo suprido o metabolismo basal 
e não conseguindo mais armazenar na forma de glicogênio, esse excesso será convertido 
em ácido graxo e armazenado no tecido adiposo na forma de triglicerídeos. O limite de 
armazenamento de glicogênio no fígado é em torno de 125g. Toda glicose que entrar no 
fígado após esse limite ser atingido, será transformada em ácido graxos e glicerol. 
Parte desse ácido graxo sofre β oxidação, e juntamente com outros fatores 
(ausência de oxalacetato), resulta nesse acúmulo de Acetil-CoA, que nas mitocôndrias 
desse hepatócito sofrerão cetogênese, produzindo acetoacetato, D-β-hidroxibutirato e 
acetona (exalada, pela baixa quantidade),que são corpos cetônicos. Os dois primeiros, 
em condições normais, são utilizados como fonte de energia para tecidos extra-hepáticos 
onde são convertidos a acetil-CoA e oxidados no ciclo do ácido cítrico, fornecendo muito 
da energia necessária para tecidos como o músculo esquelético e cardíaco e o córtex renal. 
São prejudiciais em grande quantidade no organismo por possuírem um grupo funcional 
ácido que libera íons H+ em meio aquoso, podendo variar significativamente o 
pH do plasma. 
Esse ácido graxo juntamente com o glicerol formam os triglicerídeos, processo 
denominado lipogênese. Esses triglicerídeos precisam ser transportados até o tecido 
adiposo onde serão armazenados, porém, devido serem lipofílicos, não conseguem ser 
transportados pelo plasma. Para sanar esse problema esses triglicerídeos serão envoltos 
por uma lipoproteína, que externamente é composta por proteína, colesterol e 
fosfolipídios, envolvendo os triglicerídeos; mais especificamente as lipoproteínas de 
densidade muito baixa (VLDL) serão as responsáveis por transportar esses triglicerídeos 
até os adipócitos. Uma apoproteína (apo C-2) na membrana externa dessa VLDL ativa a 
lipase endotelial de lipoproteínas e os ácidos graxos são captados pelos adipócitos para 
serem armazenados ou pelas células musculares para a produção de ATP. No adipócito, 
após absorvidos na forma de ácido graxos, voltam a ser triglicerídeos já dentro do 
adipócito que é a forma final de armazenamento. O hormônio insulina tem dois efeitos 
essenciais nesse armazenamento, ela vai atuar: 1. Inibindo a ação da lipase hormônio-
sensível (enzima que provoca a hidrólise dos triglicerídeos armazenados nas células 
adiposas) e 2. Promove o transporte de glicose através da membrana celular para o interior 
dos adipócitos (essa glicose será utilizada para sintetizar pequenas quantidades de ácidos 
graxos e uma grande quantidade de um precursor, alfa-glicerol fosfato, que formará o 
glicerol, associando ao ácido graxo, formando o triglicerídeo que é a forma de 
armazenamento) 
Para o cérebro humano e o sistema nervoso, assim como para os eritrócitos, os 
testículos, a medula renal e os tecidos embrionários, a glicose do sangue é a principal ou 
a única fonte de combustível. Nem sempre o estoque de glicogênio é suficiente para 
manter essa demanda metabólica de órgãos essenciais para a manutenção vital do 
organismo. Nesses casos, o glicerol dos triglicerídios, o ácido láctico e alguns 
aminoácidos (cerca de 60% dos aminoácidos do corpo estão propensos a essa via) podem 
ser convertidos em glicose no fígado por um processo que se chama gliconeogênese. 
O glucagon vai aumentar essa captação de aminoácidos pelo fígado, amplificando 
a gliconeogênese, ao contrário da insulina que promove, de modo geral, a formação de 
proteínas e impede a sua degradação. Além disso, o glucagon também tem efeito sobre 
os adipócitos, atuando na ativação da lipase desses, disponibilizando mais ácido graxo 
para os sistemas energéticos. Outrossim, inibe o armazenamento de triglicerídeos no 
fígado, impedindo a remoção de ácido graxo do sangue, permitindo que essa fonte 
energética fique mais tempo na circulação. 
O cortisol também estimula a gliconeogênese por ser hiperglicemiante devido suas 
diversas ações. Além disso, estimula a quebra de proteínas, disponibilizando mais 
aminoácidos para essa gliconeogênese. 
Tratando-se da excreção de glicose, ela costuma ser totalmente reabsorvida 
durante o processo de formação da urina. A absorção de glicose no sistema digestório e 
nos túbulos renais é realizada por transportador ativo secundário (simporte Na+ glicose), 
e só esse excesso de glicose no sangue que vai ocasionar a perda na urina. 
 
REFERÊNCIAS 
 
1. GUYTON, A C e Hall J E Tratado de Fisiologia Médica Editora Elsevier 13 ª ed 2017 
2. SILVERTHORN, D Fisiologia Humana Uma Abordagem Integrada, 7 ª Edição, 
Artmed, 2017 
3. TORTORA, G J DERRICKSON, B Princípios de anatomia e fisiologia 14 ª edição 
Guanabara Koogan Rio de Janeiro, 2010 
4. RANG, H.P.; DALE, M.M.; RITTER, J.M. Farmacologia. 8ª ed.Rio de Janeiro: 
Elsevier, 2016. 
5. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger - 6ª Ed. 
2014. Editora Artmed. 
6. MURRAY, R.K., B, D.A., BOTHAN, K.M et al. Bioquímica Ilustrada de Harper, 29ª 
ed., Artmed, 2014. 
7. Schelp, A., & Burini, R. C. (1995). Metabolismo da glicose cerebral no trauma crânio-
encefálico: uma avaliação. Arquivos de Neuro-Psiquiatria. 
https://doi.org/10.1590/s0004-282x1995000400026