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Gliconeogênese É a síntese de glicose, que é quase igual a glicólise a diferença aqui é nas reações irreversíveis da glicólise, que são 3, que ai aqui usa outros métodos e ai ficamos com 4 reações no lugar dessas 3 + todas as reversíveis da glicólise. Ocorre principalmente no hepatócito e não gera ATP, gasta ATP pra ser realizada, portanto, glicólise e gliconeogênese não ocorrem ao mesmo tempo na célula pq se não seria um ciclo fútil, produz ATP e já usa. Preciso sintetizar glicose no jejum, mas que inicialmente utiliza as reservas de glicose (glicogênio) para manter a glicemia entre as refeições (glicogenólise). Mas não acabamos com o estoque de glicogênio para ai sim sintetizar glicose, enquanto ele ta sendo quebrado um pouco de gliconeogênese ta acontecendo também nesse jejum entre as refeições, não necessariamente precisa ser um jejum prolongado. Quando é um jejum prolongado assim, quem mantem a glicemia é a gliconeogênese e a glicogenólise, mas a gliconeogênese nesse caso acaba ocorrendo mais. E em um jejum maior ainda, os estoques de glicogênio vai ter acabado e a gliconeogênese será a única via ativa. Lipídeos: têm ácidos graxos na sua composição mas tem os que não possuem, como os colesteróis e são anfipáticos Os ácidos graxos são armazenados na forma de triglicerídeos (ou triacilglicerol que é guardado dentro dos adipócitos), que é um tipo de lipídeo assim como o colesterol. Se hidrolisar esse triglicerídeo, liberamos ácidos graxos + glicerol. Os ácidos graxos serão oxidados e, com isso, geram energia e acetil coA. Porém, não produzimos glicose a partir de acetil coA, portanto, lipídeo e ácidos graxos não são utilizados para fazer glicose, iniciar a gliconeogênese. Maaaaas conseguimos sintetizar glicose a partir do glicerol que tem 3 carbonos, os outros produtos só tem 2 C, então podemos usar os triglicerídeos mas eles precisam ser hidrolisados para termos o glicerol para ser usado como fonte na gliconeogênese. Além do glicerol, os aa podem ser precursores da glicose, quando temos a liberação deles pela quebra das proteínas e a partir do lactato também, mas não usa carboidratos como precursor não. Precisamos manter os níveis glicêmicos porque hemácias, cérebro e alguns outros tecidos usam exclusivamente a glicose como fonte de energia. Manutenção da glicemia Temos o estado alimentado, em que vamos ter a digestão, absorção e metabolismo para termos glicose sanguínea. No jejum, vamos recrutar o glicogênio no fígado (que sofre a glicogenólise) produzindo glicose para ser utilizada para os tecidos. E ai em um jejum maior e até nesse curto mesmo, temos o lactato, glicerol e aminoácidos que podem ser utilizados para a gliconeogênese. No curto tem só um pouco de gliconeogênese e no mais prolongado que não temos mais glicogênio só teremos a gliconeogênese. Imagem abaixo: A dieta é super responsável pela manutenção da glicemia durante o dia, durante as refeições a glicemia ta super boa, super presente no sangue. Entre o café da manhã e o almoço, que entramos em um jejum de algumas horas, a dieta já não segura a glicemia na corrente sanguínea, ai nesse momento que ela ta diminuindo teremos a glicogenólise e um pouco de gliconeogênese la no finalzinho, e o mesmo ocorre entre as outras refeições. Gliconeogenese acompanha a glicogenólise, sempre tem um pouquinho da gliconeogênese junto com a glicogenólise. Em um jejum maior (tipo durante a noite), a glicogenólise vai ocorrendo cada vez menos pq os estoques estão diminuindo e a gliconeogênese vai ocorrendo cada vez mais, por isos que de manha a gliconeogênese ta la em cima e a glicogenólise ta baixa. Essa taxa de glicogenólise vai diminuindo nesse gráfico acima porque o conteúdo de glicogênio vai diminuindo justamente pq o conteúdo ta bem pequeno. No momento de atividade física, exercício intenso, o tecido muscular ta no auge da utilização da glicose, portanto, nesse período, como recrutamos muita glicose circulante, a glicogenólise e a gliconeogênese serão recrutadas para a manutenção da glicemia, porque ta gastando muita glicose mas ela não ta sendo reposta, e ai o fígado vai liberar glicose pro músculo pra ele poder utilizar e pra manter a glicemia sanguínea. No estado alimentado, a glicose sanguínea ta alta, hormônios são liberados nesse momento, como a insulina (que faz a glicose entrar nas células), que aumenta a síntese de glicogênio, de ácidos graxos, de triacilgliceróis e a glicólise hepática. Já em um estado com baixa glicose sanguínea, como o jejum, tem a liberação de glucagon que aumenta a glicogenólise (quebra de glicogênio), gliconeogênese (síntese de glicose principalmente se diminuir os estoques de glicogênio), lipólise (oxidação de ácidos graxos, triglicerídeos) e diminui a glicólise hepática (que ta fazendo a gliconeogênese). Gliconeogênese Usa aqueles 3 precursores ditos anteriormente no jejum e em exercícios físicos e é onde teremos a produção de glicose a partir de outros compostos que não são carboidratos. Ocorre preferencialmente nos hepatócitos, cerca de 90%. Existem outros 2 tecidos que conseguem fazer ela, que são os rins e o intestino delgado, mas assim, é quase nada. Gliconeogênese temos que pensar em fígado. Isso ocorre porque a última etapa da gliconeogênese é a desfosforilação da glicose 6 fosfato para formar glicose, que ai a enzima que faz isso só encontramos nesses tecidos, que tem muuuuita nos hepatócitos e pouca nos rins e no intestino delgado. 7 reações da glicólise se repetem na gliconeogênese, a parte que não repete, não repete pq são reações irreversíveis, que são 3 na glicólise (hexoquinase, fosfofrutoquinase 1 e piruvato quinase), e essas 3 ocorrem em 4 reações na gliconeogênese, vamos contornar essas 3 por meio de 4 reações. A partir de uma glicose, produzimos 2 piruvatos e um rendimento de 2 ATP. Quando a gliconeogênese precisa entrar em ação, ela vai recrutar alguns precursores, que depende do momento em que ela vai ocorrer pra ela saber quem vai recrutar. Nos exercícios, por exemplo, muito provavelmente será o lactato, mas em outras situações podem ser os aminoácidos (principalmente a alanina) ou o glicerol. Aa e lactato precisam produzir piruvato, mas tem alguns aa que não produzem piruvato, ai com esses teremos a geração de intermediários do ciclo de crebs e não de piruvato, entrando na gliconeogênese. Ou seja, os aa vao para piruvato ou intermediários do ciclo de crebs, em que ambos atuam como substratos da gliconeogênese já que são transformados em oxaloacetado antes de produzir o fosfoenolpiruvato que é de onde começa mesmo a gliconeogênese. Como todos vao produzir oxaloacetato, no período de jejum o ciclo de Krebs vai da uma diminuída, uma parada, pq esse oxaloacetato é utilizado na via de Krebs para a produção de ATP, o que não vai ocorrer tanto assim justamente por esse intermediário do ciclo de Krebs ta sendo utilizado na gliconeogênese. Precursores para a gliconeogênese • Lactato: produzido por glicólise anaeróbia no musculo em exercício. Produz piruvato pela lactato desidrogenase que converte o lactato em piruvato, usando o NAD+ e produzindo NADH. • Aminoácidos (alanina): produzido principalmente pela degradação das proteínas no musculo. Que forma piruvato pela enzima alanina aminotransferase. • Glicerol: liberado das reservas adiposas de triacilgliceróis, triglicerídeo, em que se utiliza duas etapas pra isso, primeiro ele sobre a ação da glicerol quinase com o gasto de ATP produzindo glicerol 3 P, que sofre ação da glicerol 3 fosfato desidrogenase produzindo diidroxiacetona fosfato, entrando na via da gliconeogênese. Lactato Seu ciclo é chamado de ciclo de cori (em que ele é regenerado em glicose) é um processo de reciclagem, que quando estamos no exercício, ele produz lactato na fosforilação lática, que cai na corrente sanguínea e é transportado ate o fígado. No fígado, ele consegue produzir glicose,em que o fígado manda ela de volta pra corrente sanguínea sendo captada e utilizada pelos músculos. Usa lactato mais em exercício, depois glicerol em situações de não exercício assim e se o estado se manter, tiver um jejum bem profundo, ai já vai pros aminoácidos. Aminoácidos Os glicogenicos são os que formam o piruvato ou os intermediários do ciclo de Krebs, servindo como substratos para a gliconeogênese em que todos esses (piruvatos ou intermediários) depois são transformados em oxaloacetato. Lipídios não conseguem formar glicose, ou seja, a partir de ácidos graxos, isso pq a piruvato desidrogenase é irreversível. Isso pra ácidos graxos ne, mas temos o glicerol la que já consegue. Glicerol Entra no meio do processo da gliconeogênese para a produção de glicose. Reações que são irreversíveis da glicólise e que serão feitas de alguma outra forma na gliconeogênese, que são: • Piruvato para fosfoenolpiruvato (nessa o piruvato vira primeiro oxaloacetato na gliconeogênese para depois termos o fosfoenolpiruvato) • Frutose 1,6 bisfosfato para frutose 6 fosfato • Glicose 6 fosfato para glicose Conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato Nessa primeira reação, os precursores da gliconeogênese se transformaram em piruvato (aa e o lactato). Com o piruvato formado, ele precisa gerar fosfoenolpiruvato e ele faz isso em duas etapas para contornar a piruvato quinase (pq na glicólise o fosfoenolpiruvato é convertido a piruvato pela piruvato quinase, mas essa é uma das 3 reações irreversíveis e não tem como fazer piruvato voltar a fosfoenolpiruvato pq ela é irreversível, e ai pra contornar essa reação precisamos de 2 etapas na gliconeogênese). Primeiro ele sofre a ação da enzima piruvato carboxilase que vai carboxilar (adicionar uma carboxila que vem do bicarbonato nesse piruvato) ele, e ai ele vira o oxaloacetato, primeira etapa essa que ta ocorrendo na mitocôndria pq essa enzima ta na mitocôndria e essa enzima precisa de biotina, que é uma vitamina. Essa biotina é a vitamina B7 e vai auxiliar a enzima na fixação da carboxila no piruvato. Essa primeira reação gasta ATP. Com isso, o oxaloacetato precisa ser convertido a fosfoenolpiruvato, o que vai ocorrer na segunda etapa, que a enzima ta no citosol e não na mitocôndria, pra isso o oxaloacetato precisa sair da mitocôndria e ir pro citosol, mas a membrana mitocondrial não é permeável a oxaloacetato, não consegue sair da mitocôndria. E AI? Algumas coisas precisam ocorrer pra ele sair da mitocôndria. Mas finge que ele já ta no citosol, ai com o gasto de um GTP ele vai ser convertido (descarboxilado) a fosfoenolpiruvato pela enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase. Essas são as duas reações para converter piruvato em fosfoenolpiruvato, contornado a piruvato quinase. SAIDA DO OXALOACETATO DA MITOCONDRIA: esse oxaloacetato sofre a ação da enzima malato desidrogenase na mitocôndria para ele ser reduzido em malato (ganhou elétrons de uma NADH e virou malato). Esse malato já consegue sair da mitocôndria pelas lançadeiras (que são transportadores) e ai no citosol esse malato é oxidado (doa os elétrons para o NAD+) e vira oxaloacetato novamente no citosol. Com isso, já fizemos o primeiro contorno. E ai o fosfoenolpiruvato vai adiante la ir revertendo as reações da glicólise até a próxima etapa que tranca, que é mais uma etapa irreversível presente na glicólise, que é justamente a etapa da transformação de frutose 1,6-bifosfato. Do fosfoenolpiruvato vamos revertendo ate chegar em gliceraldeído 3 fosfato ou diidroxiacetona fosfato que são convertidos em frutose 1,6 bifosfato pela ação da enzima aldolase. Essa frutose 1,6 bifosfato precisa ser transformada em frutose 6 fosfato, reação essa que é irreversível na glicólise e precisa ser contornada aqui na gliconeogênese. Conversão da frutose 1,6 bifosfato a frutose 6 fosfato Aqui na gliconeogênese teremos a ação da enzima frutose 1,6 bifosfatase que vai fazer essa conversão, na glicólise era a fosfofrutoquinase, portanto, aqui estamos contornando a fosfofrutoquinase. Essa enzima bifosfatase transforma a frutose 1, 6 bisfosfato em frutose 6 fosfato, que pela ação de uma isomerase (a mesma da glicólise) transforma ela em glicose 6 fosfato. E ai seguimos para a ultima etapa da gliconeogênese, que é a conversão de glicose 6 fosfato em glicose pela hexoquinase, mas essa reação é irreversível e ai também precisa ser contornada, e pra isso usamos uma enzima chamada de glicose 6 fosfatase, que vai desfosforilar a glicose 6 fosfato e liberar glicose e fosfato. Essa enzima fica no RE, portanto, a glicose 6 fosfato precisa entrar no reticulo pra isso ocorrer, e isso acontece por um transportador chamado de T1. Com a glicose já formada dentro do reticulo, ela sai do reticulo por um transportador do reticulo chamado de T2 e ai chega no citosol do hepatócito. Nesse citosol ela precisa ir pra corrente sanguínea e manter a glicemia, saindo do hepatócito pelos GLUT2. Então são 3 desvios e 4 reações, isso porque o primeiro desvio tem duas reações e os demais 1. Regulação da gliconeogênese Já que não ocorre junto com a glicólise, a célula precisa entender que quando uma via ta ativada a outra precisa ta desativada ne, e pra isso existem algumas sinalizações que determinam isso pras células, uma delas é a hormonal (glucagon e insulina, que estimulam a gliconeogênese e a glicólise, respectivamente). Nessa via da gliconeogênese, temos 3 pontos de regulação, que acredito que seja os 3 contornos nessa via que são irreversíveis. 1. Piruvato para oxaloacetato para fosfoenolpiruvato A primeira que vamos regular é a de piruvato para oxaloacetato, reação catalisada pela piruvato carboxilase + biotina. Essa reação é ativada pela presença do acetil coa, que é um ativador alostérico da piruvato carboxilase, dessa forma, altas concentrações de acetil coa faz com que a piruvato carboxilase funcione e baixas faz com que ela não funcione, portanto, o acetil coa funciona como um regulador dessa reação. A segunda etapa de regulação é a de oxaloacetato produzindo fosfoenolpiruvato, processo realizado pela enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase, com gasto de ATP na forma de GTP, e aqui temos uma regulação hormonal pq quem ativa essa enzima é o glucagon, que em níveis elevados faz a enzima funcionar e a insulina em níveis elevados faz essa enzima não funcionar, portanto, insulina e glucagon funcionam como reguladores dessa via. 2. Frutose 1,6 bifosfato para frutose 6 fosfato . A enzima que faz esse processo é a frutose 1,6 bisfosfatase, que é inibida por AMP (que ta muito presente em pobreza energética já que diversos ATPs foram transformados em AMP, ele é utilizado e vira AMP, então com pouca energia significa que não pode gastar mais ATP para fazer a gliconeogênese) e inibida também por frutose 2,6 bisfosfato, mas muito mais forte do que o AMP, ela inibe mais, lembrando que essa 2,6 bisfosfato também ativa a glicólise, o que faz sentido ne, pq ativa uma e desativa outra. Ele em altas concentrações ativa a glicólise e inibe a gliconeogênese, em baixas concentrações ativa a gliconeogênese e inibe a glicólise. O controle da concentração de frutose 2,6 bifosfato é feito pela concentração de glucagon. Alta concentração de glucagon, diminui a concentração de frutose 2,6 fosfato da seguinte forma: tem um complexo enzimático formado pela 6 fosfofruto2quinase e a frutose 2,6 bisfosfatase, quando tiver que ocorrer a via glicolítica, tem que ter muita frutose 2,6 bifosfato, ai a 6 fosfofruto No jejum glucagon ta alto, com isso, a parte do complexo enzimático que vai ta ativo é a frutose 2,6 bisfosfatase, pq é essa porção que usa frutose 2,6 bisfosfato como substrato e produz frutose 6 fosfato, para diminuir a concentração de frutose 2,6 bisfosfato, para estimular a gliconeogênese. Já quando tem insulina, a parte que fica ativa desse complexo é a pfk2, que converte frutose 6 em frutose 2,6,aumentando a concentração desse composto ativando a glicólise. Redução de frutose 2, 6 bifosfato, a fruotose 2,6 bifosfatase que ta ativa e em altas de frutose 2,6 bifosfatase é a pfk2. Portanto, essa furotse 2,6 bifosfato garante com que a glicólise e a gliconeogene não ocorra junto na mesma célula, evita um ciclo fútil. Além desses dois, o fosfoenolpiruvato em altas concentrações, abaixa a concentração de 2,6 bisfosfato, pq inibe a pkf2 e ativa a 2,6 bisfosfatase, 3. Glicose 6 fosfato para glicose A quantidade de glicose 6 fosfato dentro do RE é que vai regular essa via. No jejum, a expressão dessa enzima é muito alta, quanto mais glicose 6 fosfato dentro do RE, mais glicose 6 fosfatase vai ta ativa, portanto, essa via é regulada pelo tanto de glicose 6 fosfato que tem na via, que vai regular se vai ter muita ou não 6 fosfatase. Então o que controla é a quantidade de glicose 6 fosfato, o transporte dela pra dentro do retículo, que parece ter um certo envolvimento do glucagon. Saldo final da gliconeogênese: Usamos 2 piruvatos, 2 GTP, 4 ATP, 2 NADH e produz 1 glicose, então usa muita coisa ne. Consumo de etanol O etanol, quando começa a ser metabolizado, forma acetaldeído e desse para acetato, nessas duas produções, temos a produção de NADH. O cara entupido de etanol, ta bombando de NADH. O lactato para ir para piruvato na gliconeogênese precisa da lactato desidrogenase, que tem a liberação de NADH, só que o individuo ta cheio de NADH no hepatócito, o que faz mudar o equilíbrio da reação, e ai ao invés de ir pra produção de piruvato eu vou pra produção de lactato pela redução do piruvato, com isso, consequentemente, a gliconeogênese vai ta inibida pq vou ta perdendo piruvato no organismo e vou acumular lactato, com isso, o individuo tem uma acidose por esse acumulo do lactato e hipoglicemia pela inibição da gliconeogênese. Metformina: é um medicamento que inibe a gliconeogênese e a glicogenólise, diminuindo muito o fornecimento de glicose e, além disso, consegue aumentar a captação de glicose provocando rápida redução da glicemia plasmática.
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