Metabolismo de frutose e galactose

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Metabolismo de frutose e galactose 
VISÃO GERAL 
Frutose e galactose são metabolizadas, em sua maior parte 
no fígado, por conversão a intermediários da glicólise 
 
METABOLISMO DA FRUTOSE 
A frutose é um carboidrato monossacarídeo encontrado no 
organismo humano e na maioria das plantas 
Sua principal fonte é o dissacarídeo sacarose, que ao ser 
clivado no intestino, libera frutose e glicose 
A frutose também é encontrada como monossacarídeo livre 
em muitas frutas, mel e no xarope de milho (produzido a 
partir do amido de milho com alta concentração de frutose) 
Em termos calóricos, a frutose e a sacarose têm o mesmo 
poder calórico, porém a frutose apresenta um poder 
adoçante aprox. duas vezes maior que a sacarose 
A frutose tem sido incorporada nas formulas envolvidas no 
preparo de frutas enlatadas, geleias, doces em pastas, 
refrigerantes e etc 
Pode ser encontrada como rafinose, que é um trissacarídeo, e 
também com estaquiose, que é um tetrassacarídeo, em 
algumas leguminosas como a soja, lentilha, ervilha e feijão. 
 
- METABOLISMO DA FRUTOSE NO FÍGADO 
 
A frutose livre presente em frutos ou formada pela hidrólise 
da sacarose é metabolizada com maior intensidade no fígado, 
sendo: 
• Fosforilada pela frutoquinase, formando frutose-1-P, 
com o consumo de ATP 
• A frutose-1-P é clivada pela aldolase B, produzindo 
diidroxiacetona-P (DHAP) e gliceraldeído 
• O gliceraldeído é fosforilado pela triose-quinase, 
formando gliceraldeído-3-P, o qual também é um 
intermediário da via glicolítica (consumo de ATP) 
• DHAP e gliceraldeído-3-P são intermediários da via 
glicolítica e podem entrar diretamente na glicólise ou 
na gliconeogênese. 
 
 
Essas duas trioses poderão seguir três caminhos distintos, 
com finalidades diferentes: 
 
• Participar da via glicolítica fornecendo piruvato, no 
qual é convertido em acetil-coA, que pode seguir no 
ciclo de Krebs (liberando energia) ou ser utilizado na 
síntese de ácidos graxos (em caso de excesso de 
Acetil-coA e muito ATP) 
 
Obs: excesso de Acetil-coA utilizamos na síntese de 
gordura (lipogênese) 
 
• Ser condensadas até formar a frutose-1,6-fosfato e, 
a partir dessa, formar glicose ou glicogênio 
(Gliconeogênese) 
 
Obs: principal responsável pela metabolização da frutose é o 
fígado, devido as afinidades com as enzimas 
 
- METABOLISMO DA FRUTOSE EXTRA-HEPÁTICO 
 
• No musculo e em outros tecidos, a velocidade do 
metabolismo da frutose é muito pequena 
 
• Isso acontece porque nesses órgãos a enzima 
responsável pela fosforilação inicial é a hexoquinase 
que tem uma afinidade muito maior pela glicose do 
que pela frutose 
 
• Assim, a frutose só é fosforilada diante de alta 
concentração de frutose 
 
DOENÇAS ASSOCIADAS AO METABOLISMO 
ANORMAL DA FRUTOSE 
 
- Excesso de frutose pode levar ao excesso de gordura, uma 
vez que o glicogênio hepático é reposto, os intermediários do 
metabolismo da frutose são direcionados principalmente 
para a síntese de triglicerídeos pelo fígado, e seu uso como 
aditivo alimentar deve ser visto com cautela 
- Doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é uma 
condição clínica-patológica definida pelo acúmulo anormal de 
triglicerídeos nos hepatócitos, excedente a 5% do peso do 
fígado (esteatose hepática não alcóolica) 
- Entrada excessiva de ácidos graxos no fígado (dieta) ou 
aumento de triglicerídeos do tecido adiposo 
 
- Intolerância hereditária à frutose: tem como defeito 
enzimático a ausência do aldolase B(fígado), responsável pela 
clivagem da frutose-1-fosfato 
 
Acumulo intracelular de frutose-1-P 
Depleção(perda) de ATP no fígado 
Diminuição do nível de fósforo inorgânico 
Bloqueio da síntese de glicogênio e da gliconeogênese, 
resultado: hipoglicemia severa 
Lesão hepática (dano celular grave) 
Tratamento: retirada rápida da frutose e sacarose da dieta 
 
- Frutosúria essencial: é uma condição benigna originada 
pela deficiência de frutoquinase 
 
Devido a deficiência da enzima frutoquinase, a frutose não é 
fosforilada sendo assim ela deixa o hepatócito e é eliminada 
pela urina (frutosúria) 
Tratamento: não é necessário pois não há consequência 
metabólica pro paciente 
A frutose não é metabolizada no fígado, mas pode ser 
metabolizada nos músculos através da enzima hexoquinase 
 
ROTA PIOL 
- Converte glicose em frutose 
- A glicose pode ser reduzida a seu derivado alcoólico sorbitol 
pela enzima aldose-redutase, e esse é então oxidado a 
frutose pela enzima sorbitol-desidrogenase 
• Vesículas seminais: a frutose é a principal fonte de 
energia utilizada pelos espermatozoides no liquido 
seminal 
 
• Cristalino: quando a concentração de glicose está 
elevada no sangue, o sorbitol é sintetizado no 
cristalino de forma mais rápida do que pode ser 
removido 
 
• O sorbitol em excesso aumenta a pressão osmótica 
da célula, promovendo a entrada de água nesta, 
resultando em opacidade do cristalino (catarata) 
QUESTÕES NORTEADORAS DO METABOLISMO DE 
FRUTOSE 
 
1. As trioses (gliceraldeído-3-fosfato e di-
hidroxiacetona-P) no fígado e frutose-6-P (nos 
músculos e demais tecidos) 
2. Frutoquinase (no fígado) e hexoquinase (nos 
músculos e demais tecidos) 
3. Frutose-1-fosfato aldolase B 
4. Triose-quinase 
5. Deficiência da enzima aldolase B, resultando no 
acúmulo intracelular de frutose-1-P, o que causa a 
depleção de ATP no fígado, diminuição do nível de 
fosfato inorgânico, diminuição na formação de 
glicose e glicogênio e interrupção da gliconeogênese 
que gera a hipoglicemia. 
METABOLISMO DA GALACTOSE 
- A galactose é um monossacarídeo que corresponde a 
metade da lactose, sendo um importante constituinte dos 
laticínios 
- A hidrólise da lactose ocorre pela lactase nas 
microvilosidades intestinais, levando à formação de glicose e 
galactose 
- A galactose e a glicose apresentam estruturas parecidas, 
mas diferem apenas no carbono C4. São epímeros – dois 
açucares que se diferem apenas na configuração de um 
carbono 
- No fígado, a galactose é rapidamente metabolizada pela 
ação das enzimas: 
GALM – galactose mutarotase 
GALK – galactoquinase 
GALT – galactose-1-fosfato uridiltransferase 
GALE – UDP-glicose-epimerase 
- A falta de ação de algumas enzimas nessa via pode gerar a 
galactosemia 
- A galactosemia é uma doença hereditária consequente à 
deficiência ou ausência de uma ou mais das principais 
enzimas envolvidas no metabolismo da galactose 
AÇÃO DA ENZIMA GALM 
A metabolização da galactose em organismo saudáveis, inicia 
com a epimerização da β-D-galactose a α-D-galactose pela 
enzima GALM 
 
AÇÃO DA GALACTOQUINASE – GALK 
A Galactoquinase fosforila a galactose, formando Galactose-
1-P. 
 
AÇÃO DA GALACTOSE-1-URIDILTRANSFERASE - 
GALT 
 
 
A galactose-1-P é convertida a UDP-galactose e glicose-1-P 
Isso corre em uma reação de troca com outro nucleotídeo, a 
UDP-glicose (difosfato de uridina – atua como o 
transportador) 
A UDP-glicose transfere o grupo UDP para a galactose e 
forma a UDP galactose 
 A glicose, que entregou o grupo UDP, recebe o grupo fosfato 
da galactose e forma glicose-1-P, que seguem vias diferentes 
Essa reação de troca é catalisada pela enzima Galactose-1-P-
uridiltransferase (GALT). 
AÇÃO DA UDP-GLICOSE-EPIMERASE GALE 
 
A UDP-galactose pode agora ser convertida a UDP-glicose 
pela enzima UDP-glicose-epimerase GALE (reação reversível), 
onde pode reiniciar o processo 
UDP-glicose entra em um ciclo, onde reage com a galactose-
1-fosfato resultando em glicose-1-fosfato e UDP-galactose 
 
AÇÃO DA FOSFOGLICOMUTASE 
 
A glicose-1-P produzida pode ser convertida a glicose-6-P, a 
qual é um intermediário da via glicolítica. Essa reação é 
catalisada pela enzima fosfoglicomutase. 
O destino da galactose da dieta, como o da frutose, portanto, 
é paralelo ao da glicose. 
GALACTOSEMIA 
 
- GALACTOSEMIA NÃO CLÁSSICA OU TIPO II 
Deficiência na galactoquinase GALK 
Aumento de galactoseno sangue (galactosemia) 
Aumento de galactose na urina (galactosúria) 
Pode levar a catarata pela transformação de galactose em 
galactitol (via rota do poliol) 
 Tratamento: retirada rápida da lactose da dieta 
Cristalino: Quando a concentração de galactose está elevada 
no sangue, o galactitol é sintetizado no cristalino de forma 
mais rápida do que pode ser removido. 
 O galactitol em excesso aumenta a pressão osmótica da 
célula, promovendo a entrada de água nesta, resultando em 
opacidade do cristalino (catarata). 
 
 
- GALACTOSEMIA CLÁSSICA OU TIPO 1 
Deficiência na galactose-1-P-uridililtransferase (GALT) 
Acúmulo intracelular de galactose-1-P 
Aumento de galactose no sangue (galactosemia) 
Aumento de galactose na urina (galactosúria) 
Retenção de galactose-1-P leva a depleção de ATP no 
hepatócito e a lesão hepática, além de retardo mental 
Tratamento: remoção imediata da galactose (lactose) da 
dieta 
 
- GALACTOSEMIA TIPO III 
Deficiência na UDP-galactose-epimerase (GALE) 
Não forma UDP-glicose -> acúmulo de UDP-galactose -> 
aumento da galactose-1-fosfato -> lesão hepática, icterícia, 
problemas no SNC (semelhante a galactosemia tipo I) 
QUESTÕES NORTEADORAS 
 
1. Glicose-6-fosfato 
2. Galactoquinase (GALK) 
3. Galactose-1-P-uridiltransferase (GALT) 
4. UDP-galactose epimerase (GALE) 
5. Fosfoglicomutase 
CASO CLINICO 
 
1. Aldolase B 
2. Interrompe o processo de clivagem da frutose-1-P e 
a produção do gliceraldeído e o di-hidroxiacetona-
fosfato 
3. Devido ao acúmulo/retenção de frutose-1-P na 
célula e a falta de frutose na célula, já que a frutose 
abandona a célula. 
4. Retirada de frutose e sacarose da dieta