METABOLISMO DA FRUTOSE E DA GALACTOSE

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Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
ME����LI��� D� ��UT��� E �� G��A�T���
Obs.: Outros monossacarídeos, além da glicose, também são transportados por
GLUTs.
Pri���p�i� ��r��i�r���� da ����a
Pol����ca�íde�� � �is����ríde��
Amido:
○ Principal polissacarídeo da dieta.
○ O amido é quebrado em dextrinas, seguido de maltoses e, por fim, em
glicose.
○ A hidrólise é catalisada por enzimas amilase (salivar e pancreática) e
maltase (dissacaridase presente no intestino).
Lactose:
○ Dissacarídeo formado por monômeros de galactose e glicose.
○ A hidrólise acontece por intermédio da enzima lactase
Sacarose:
○ Dissacarídeo constituído por monômeros de frutose e glicose.
○ Principal fonte de obtenção de frutose.
Mon����ca�íde��
○ A glicose é metabolizada pela via glicolítica (glicólise), pela qual dá origem
ao piruvato. É o principal monossacarídeo da dieta.
○ A frutose e a galactose necessitam ser incorporadas à via glicolítica, então,
são convertidos a intermediários do metabolismo da glicose e seus destinos
são paralelos aos da glicose.
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Fru����
Fru���� no� ���me���s
A frutose é um monossacarídeo encontrado na sua forma livre em diversas
frutas, mel, vegetais (menor quantidade) e xarope de milho com alta
concentração de frutose (adoçante de refrigerantes e outros alimentos).
A principal fonte é o dissacarídeo sacarose (dissacarídeo constituído dos
monossacarídeos glicose e frutose).
Met����is�� �� Fru����
É importante destacar que o transporte de frutose não depende de insulina.
Antes de entrar nas vias do metabolismo intermediário, a frutose deve sofrer
fosforilação.
Tecido extra-hepático (exemplo: músculo ou adiposo):
○ A frutose é fosforilada, catalisada pela enzima hexoquinase, através da
seguinte reação: Frutose + ATP → Frutose 6-P + ADP + H+
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○ A afinidade da hexoquinase com a frutose é muito baixa (segundo a
constante de Michaelis Km). Sendo assim, a hexoquinase, na grande maioria
das vezes, catalisará as reações da glicose (pela qual possui alta afinidade).
A hexoquinase somente terá a frutose como preferência se a concentração
intracelular desse monossacarídeo for extraordinariamente alta, o que é
difícil acontecer.
Obs.: o Km da hexoquinase quando o substrato é a frutose é 10 vezes maior
do que quando o substrato é a glicose (o Km é inversamente proporcional à
afinidade).
Tecido hepático (fígado):
○ A frutose fosforilada, em presença da enzima frutoquinase, sendo
convertida em dihidroxiacetona fosfato e gliceraldeído-3-fosfato pelas
seguintes reações:
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Obs.: A enzima frutose-1-fosfato aldolase também é denominada de
aldolase B.
○ A frutose absorvida da digestão vai direto para o tecido hepático pela veia
porta, onde o GLUT 2 está presente e transporta o monossacarídeo no meio
intracelular.
○ No fim dessas reações, o gliceraldeído 3-fosfato e a dihidroxiacetona-P
formados são incorporados à glicólise.
A ingestão de sacarose faz com que o tecido hepático receba glicose e frutose.
Em riqueza energética (ou seja, quando há bastante ATP), a fosfofrutoquinase 1
(PFK-1) é inibida, fazendo com que a via glicolítica não aconteça. Porém, a
dihidroxiacetona-P e o gliceraldeído-3-P (originados a partir da frutose)
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continuam abastecendo a glicólise, já que esses compostos não são inibidos
pela riqueza energética, pois desviam da reação da PFK-1 (enzima marca-passo;
mais importante para a regulação da glicólise). Todo esse cenário faz com que
possa haver acúmulo de ácidos graxos (estocados em forma de triacilgliceróis),
resultando na esteatose hepática não alcoólica.
A FRUTOSE É METABOLIZADA, PRINCIPALMENTE, NO TECIDO HEPÁTICO.
SÍNTESE DE SORBITOL
A enzima aldose-redutase é responsável por
converter a glicose em sorbitol (Km alto). Essa enzima
é encontrada em determinados tecidos como vesículas
seminais, ovários, retina, cristalino, entre outros,
O sorbitol, por sua vez, pode ser convertido em
frutose em presença da enzima sorbitol
desidrogenase.
Obs.: Nas vesículas seminais, essas duas reações
responsáveis por converter glicose em frutose
beneficia os espermatozóides, que possuem a frutose
como principal fonte energética.
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HIPERGLICEMIA E SORBITOL
Como a insulina não é necessária para o
transporte de glicose nas células de tecidos como
retina, cristalino, rins e nervos periféricos (GLUTs
com baixa afinidade pela glicose; não dependentes
de insulina), grandes quantidades de glicose
podem entrar para o meio intracelular em situação
de hiperglicemia. Diante da alta concentração de
glicose intracelular, a aldose-redutase pode
catalisar uma quantidade elevada de sorbitol. Em
deficiência ou ausência de
sorbitol-desidrogenase, o sorbitol se acumula (já
que não consegue sair pelo GLUT que a glicose
entrou), modificando a pressão osmótica dentro da
célula.
Algumas das alterações patológicas relacionadas ao diabetes podem ser
atribuídas, parcialmente, ao estresse osmótico referido acima. Exemplos:
glaucoma, catarata, neuropatia periférica.
Er�o� �n��o�
Intolerância Hereditária à Frutose (IHF)
○ Ausência ou deficiência da enzima aldolase-B, levando ao acúmulo
intracelular de frutose 1-fosfato no tecido hepático.
○ O acúmulo de frutose-1-P, que resulta na inibição da glicogenólise e da
gliconeogênese (pela redução de ATP).
○ Os sintomas são: hipoglicemia grave, vômitos, icterícia, hemorragia,
hepatomegalia, disfunção renal.
Frutosemia essencial
○ Condição benigna caracterizada pela ausência ou deficiência da enzima
frutoquinase, resultando no acúmulo de frutose.
○ Não causa dano hepático, já que a frutose pode entrar e sair da célula sem
maiores impedimentos.Os pacientes são assintomáticos.
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Gal����se
Gal����se �� ��et�
A lactose é a principal fonte de galactose na alimentação, principalmente
encontrada no leite e derivados.
Met����is�� �� ga���t��e
Assim como a frutose, o transporte de galactose não é dependente de insulina.
A galactose deve sofrer fosforilação antes de ser metabolizada. Para que essa
fosforilação aconteça, faz-se necessária a enzima galactoquinase, que
converte galactose em galactose-1-P, com gasto de ATP. → 1º REAÇÃO
A galactose-1-P não pode entrar na via glicolítica, devendo antes ser convertida
em UDP-galactose (galactose ativada), reação catalisada pela enzima
galactose-1-fosfato-uritiltransferase (GALT); a glicose doa o UDP → 2º REAÇÃO
Para que a UDP-galactose entre na principal via metabólica da glicose, ela deve
ser convertida em UDP-glicose, em presença da enzima
UDP-galactose-epimerase → 3º REAÇÃO
A glicose-1-P, produto da 2º reação, é convertida em glicose-6-P em uma
reação catalisada pela enzima fosfoglicomutase.
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Er�o� �n��o�
Galactosemia clássica
○ A deficiência da enzima galactose-1-P-uridiltransferase (GALT)
caracteriza a galactosemia clássica, provocando o acúmulo de
galactose-1-P.
○ Doença de caráter autossômico recessivo
○ As consequências fisiológicas são semelhantes às da IHF (hipoglicemia
grave, vômitos, icterícia, hemorragia, hepatomegalia, disfunção renal),
porém, afetam um espectro mais amplo de tecidos***. Isso porque a
galactose.
*** Isso porque a galactose está presente em muitos mais tecidos do que a
frutose (basicamente, restrita ao tecido hepático).
○ O acúmulo de galactose-1-P pode gerar a produção de galactitol → resulta
no acúmulo em cristalino, retina, nervos (semelhante ao sorbitol).
○ A avaliação de deficiência de GALT deve ser realizada na triagem dos
neonatos (Teste do Pezinho).
○ O tratamento está relacionado com a restrição de galactose na dieta.
Galactosemia não clássica
○ A galactosemia não clássica é caracterizada pela deficiência da enzima
galactoquinase, não permitindo a conversão de galactose em
galactose-1-P.
○ A galactose pode sair de dentro da célula, por isso não há acúmulo.○ Observa-se galactosemia (aumento de galactose no sangue) e
galactosuria (aumento de galactose na urina).
○ O tratamento está relacionado com a restrição de galactose na dieta.
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