neoglicogênese, via das pentoses e glicogênio

Text Material Preview

GD da neoglicogênese, via das pentoses e glicogênio 
 
 
 
1) Hemácias, adipócitos, hepatócitos e fibras musculares foram incubados com glicose marcada com 
carbono 14C, na presença e na ausência de altas concentrações de íons fluoreto (F-), um potente 
inibidor da enolase, e mediu-se a formação de 14CO2. Os resultados estão apresentados na tabela 
abaixo, onde o sinal (+) indica intensidade de formação de 14CO2 e o sinal (-) ausência de produção 
de 14CO2. 
 
 Produção de 14CO2 
 Sem F- Com F- 
Hemácias + + 
Adipócitos +++ + 
Hepatócitos +++ + 
Fibras musculares +++ - 
 
a) Indicar o processo (via metabólica) de oxidação da glicose nos diferentes tipos celulares. 
Adipócitos, hepatócitos e fibras musculares realizam glicólise e prosseguem com a oxidação da glicose 
através do ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa. Por não possuírem mitocôndrias, as hemácias 
não são capazes de realizar o ciclo de Krebs. Sendo assim, a produção de CO2 nas hemácias 
corresponde apenas à realização da via das pentoses, diferente dos demais tipos celulares que 
também produzem CO2 ao converter piruvato a acetil-Coa na mitocôndria além, da via das pentoses. 
Na condição deste ensaio, as fibras musculares não estão em proliferação (não há necessidade de 
duplicar material genético, sendo assim, não há necessidade de açúcares fosforilados) e não realizam 
síntese de ácidos graxos (não há necessidade de NADPH), portanto, não há necessidade de realizar 
via das pentoses. 
 
b) Que composto celular sofre redução paralelamente à produção de 14CO2? 
Piruvato à Acetil-Coa: NAD+ é reduzido 
Glicose 6-fosfato à Ribulose 5-fosfato: NADP+ é reduzido 
 
 
2) Indicar as partes da via das pentoses fosfato (oxidativa e/ou não-oxidativa) utilizadas quando da 
síntese de: 
a) Nucleotídeos Não-oxidativa (Aumenta a demanda por açúcares fosforilados precursores – 
intermediários da vida glicolítica podem ser utilizados na via das pentoses, sem acumular 
NADPH) 
b) ácidos graxos Oxidativa (Aumenta a demanda de NADPH – produção de NADPH sem acumulo 
de ribulose 5-fosfao, que pode ser convertido em intermediários da via glicolítica) 
c) nucleotídios e ácidos graxos Não-oxidativa e oxidativa (aumenta ambas as demandas) 
 
3) Uma suspenção de hepatócitos foi incubada em meio de cultura contendo lactato marcado com 14C 
e frutose-2-6-bisfosfato. Em um experimento paralelo, a frutose-2-6-bisfosfato foi omitida. Quais os 
compostos radioativos encontrados no meio de cultura em cada caso? 
Lactato à Piruvato à Gliconeogênese. 
Frutose-2,6-bisfosfato é um importante regulador das vias glicolítica e gliconeogênica, esse composto 
não é utilizado em nenhuma via metabólica. É capaz de inibir a ação da enzima gliconeogênica 
frutose-1,6-bisfosfatase-1 e ativar a enzima glicolítica fosfofrutoquinase-1. Dessa forma, no primeiro 
caso, em presença de frutose-2-6-bisfosfato, termos a produção de CO2 marcados com 14C. Quando a 
frutose-2,6-bisfosfato for omitida, a via glicolítica estará inibida, e gliconeogênica ativada, e teremos 
glicose no meio de cultura marcado com 14C. (Lembre-se, hepatócitos produzem glicose-6-fosfatase, 
que permite que a produção de glicose e sua liberação no meio de cultura.) 
 
 
4) A deficiência de enzimas metabólicas quase sempre é fatal ou prejudicial ao organismo. Dê 
exemplo de uma deficiência de uma enzima da via das pentose, e explique por que, a falta desta 
enzima pode ser benéfica numa região endêmica com malária. 
A falta da enzima que inicia a via das pentoses fosfato, a glicose 6-fosfato desidrogenase, pode ser 
vantajosa para seus portadores. A atividade da enzima não é totalmente perdida e permite que os 
portadores da deficiência levem uma vida normal, porém, a capacidade reduzida de produção de 
NADPH leva a um quadro de anemia hemolítica. De forma ainda desconhecida, a carência da enzima 
confere proteção contra o Plasmodium falciparum, agente causador da malária, que cumpre seu ciclo 
de vida nas hemácias. 
 
5) Um procedimento comum para determinação da efetividade de compostos como precursores da 
glicose é colocar um animal em jejum até que os estoques de glicogênio do fígado se esgotem e então 
administrar o substrato em questão. Um substrato que leva a um aumento líquido no glicogênio 
hepático é chamado de glicogênico pois ele deve primeiro ser convertido em glicose-6-fosfato. Mostre 
por meio de reações enzimáticas conhecidas quais das seguintes substâncias são glicogênicas: 
a) succinato 
Succinato é utilizado como intermediário do Ciclo de Krebs e forma oxaloacetato, que pode ser 
convertido a piruvato que, por sua vez, segue na gliconeogênese para gerar glicose 6-fosfato. 
b) Glicerol 
Glicerol é fosforilado a glicerol 3-fosfato, que é oxidado a diidroxiacetona fosfato. Este é um 
composto da via glicolítica e pode prosseguir em direção a glicose 6-fosfato pelas reações da 
gliconeogênese. 
c) acetil-CoA 
Não há vias de conversão de acetil-Coa a glicose nos mamíferos. Os carbonos do grupo acetil são 
liberados na respiração na forma de CO2. Portanto, não há produção de nenhum metabólito que 
possa ser convertido em glicose. 
d) Piruvato 
Piruvato à oxaloacetato à fosfoenolpiruvato à gliconeogênese (glicose 6-fosfato) 
 
 
6) Discutir as consequências para a glicemia sanguínea se o gene da glicoquinase fosse substituído 
pelo gene da hexoquinase. 
A glicoquinase tem um Km muito mais baixo do que as outras hexoquinases. Isso permite que o fígado 
utilize a glicose de acordo com sua disponibilidade no sangue e mantenha a glicemia necessária ao 
aporte dos demais órgãos. Além disso, as hexoquinases são inibidas pelo produto, controlando a 
velocidade da via glicolítica. Já a glicoquinase hepática, não é inibida pelo produto e trabalha num 
velocidade proporcional à concentração de glicose sanguínea. Dessa forma, toda a glicemia 
excedente na corrente sanguínea pode ser processada pelo fígado. 
 
8) Indicar as consequências para o metabolismo de carboidratos decorrentes da deficiência de: 
a) glicose-6-fosfatase 
Enzima hepática que permite a liberação no sangue da glicose proviente do glicogênio e da 
neoglicogênese. Incapacidade de corrigir glicemia (concentração de glicose no sangue). 
b) glicogênio fosforilase muscular 
Deficiência na mobilização de glicogênio (degradação de glicogênio) como fonte energética 
durante atividade física intensa. 
c) glicogênio fosforilase hepática 
Deficiência na mobilização de glicogênio como fonte para regular necessidade energética dos 
demais órgãos e manter/corrigir glicemia sanguínea. 
d) fosfofrutoquinase muscular 
Incapacidade de utilizar glicose como fonte energética muscular. 
 
9) Abaixo, estão apresentados quatro casos clínicos. Para cada caso, identifique qual enzima é 
defeituosa e determine o melhor tratamento. Utilize a lista apresentada abaixo. Justifique sua escolha 
para cada caso. 
 
Caso A: O paciente apresenta diarreia e vomito imediatamente após a ingestão de leite. Um teste de 
intolerância a lactose é realizado. (O paciente ingere uma quantidade padrão de lactose, e os níveis de 
glicose e galactose no sangue são determinados em intervalos regulares. Em pessoas com 
metabolismo de carboidrato normal, os níveis destes açucares aumentam até um máximo de 1 hora.) 
O paciente A não apresentou alterações nos níveis de glicose e galactose no sangue após a ingestão 
da lactose. Por que os níveis de glicose e galactose aumentam e então abaixam em pessoas 
saudáveis? Por que eles não se alteram no paciente A? 
Deficiência: enzima (f) lactase intestinal – Tratamento: (3) Dieta sem lactose 
 
Caso B: O paciente reclama de fortes câimbras musculares quando realiza exercícios físicos intensos, 
mas nenhum outro sintoma. Uma biopsia muscular revelou concentrações acima do normal de 
glicogênio no músculo. Por que o glicogêniose acumula? 
Deficiência: enzima (h)	
   Enzima desramificadora muscular – Tratamento: (4) Evitar exercício físico 
intenso 
 
Caso C: A paciente é letárgica, seu fígado inchado, e uma biopsia do hepática indicou grandes 
quantidade de glicogênio. Ela tem ainda níveis baixo de glicose no sangue. Qual é a razão pela baixa 
quantidade de glicose sanguínea? 
Deficiência: enzima (d)	
   Glicogênio fosforilase hepática – Tratamento: (6) Ingestão frequente de 
alimentos (em pequenas porções) de uma dieta normal para manter a glicemia sanguínea. 
 
Enzimas: 
(a) Fosfofrutoquinase-1 muscular 
(b) Fosfomanose isomerase 
(c) Galactose-1-fosfato uridiltransferase 
(d) Glicogênio fosforilase hepática 
(e) Triose quinase 
(f) Lactase intestinal 
(g) Maltase intestinal 
(h) Enzima desramificadora muscular 
 
Tratamento: 
1. Corrida moderada (5km) todos os dias 
2. Dieta sem gordura 
3. Dieta sem lactose 
4. Evitar exercício físico intenso 
5. Ingestão de grandes doses de niacina 
(precursor de NAD+) 
6. Ingestão frequente de alimentos (em 
pequenas porções) de uma dieta normal