Em que condições ocorre a conversão do piruvato a lactato ou piruvato a etanol, cite um exemplo fisiológico desses processos.

As três maiores fontes de carbono para a gliconeogênese em humanos são lactato, glicerol e aminoácidos, particularmente alanina. O lactato é produzido pela glicólise anaeróbicaem tecidos como músculo em exercício ou hemácias, assim como por adipócitos durante o estado alimentado, sendo convertido em piruvato pela enzima lactato desidrogenase. Glicerol é liberado das reservas adiposas de triacilglicerol e entra na rota gliconeogênica como diidroxiacetona fosfato (DHAP). Aminoácidos provém principalmente do tecido muscular, onde podem ser obtidos pela degradação de proteína muscular. Todos os aminoácidos, exceto a leucina e a lisina, podem originar glicose ao serem metabolizados em piruvato ou oxaloacetato, participantes do ciclo de Krebs. A alanina, o principal aminoácido gliconeogênico, é produzida no músculo a partir de outros aminoácidos e de glicose.[1]

Ácidos graxos não podem ser convertidos em glicose em animais, com exceção de ácidos graxos de cadeia ímpar ou ramificada, os quais liberam propionato, um precursor do succinil CoA, sendo fonte mais importante de glicose em ruminantes. Em plantas, especificamente nas mudas, o ciclo do glioxilato pode ser usado para converter ácidos graxos (acetato) como fonte primária de carbono do organismo. O ciclo do glioxilato produz ácidos dicarboxílicos de quatro carbonos que podem entrar na gliconeogênese.[3]

Rotas da glicólise e gliconeogênese no fígado.

Ciclo de Cori e ciclo da alanina[editar | editar código-fonte]

Dois ciclos importantes dependem do processo de gliconeogênese: o ciclo de Cori e o ciclo da alanina. O ciclo de Cori ocorre no músculo esquelético e nas hemácias e consiste na oxidação de glicose em lactato, com posterior transporte desse produto para o fígado. Já o ciclo da alanina, que ocorre somente no músculo esquelético, consiste na oxidação da glicose em piruvato, metabolização do piruvato em alanina,(com intuito de retirar NH3 tóxico ao músculo), transporte para o fígado, onde será reconvertida em piruvato e o NH3 excretado como ureia. O lactato e o piruvato oriundos de tais processos são, então, utilizados na gliconeogênese.[1]

Reações da gliconeogênese[editar | editar código-fonte]

O processo de gliconeogênese superpõe-se ao da glicólise, sendo que, iniciando pelo piruvato, a maioria das reações de síntese de glicose são no sentido inverso aos da glicólise. As enzimas envolvidas na catalização desses passos são reguladas para que, ou glicólise, ou gliconeogênese predomine, dependendo das condições fisiológicas. A maioria das etapas da gliconeogênese usa as mesmas enzimas que catalizam o processo da glicólise, porém, o fluxo de carbonos, é claro, é na direção reversa.[1] Entretanto, em três pontos as reações da glicólise são irreversíveis in vivo (por liberarem energia livre em forma de calor): conversão de glicose em glicose 6-fosfato pela hexoquinase, a fosforilação da frutose 6-fosfato em frutose 1,6-bisfosfato pela fosfofrutoquinase-1 e a conversão de fosfoenolpiruvato em piruvato pela piruvato quinase.[2] Para contornar essas barreiras energéticas, reações e enzimas especiais são necessárias.[1]

• 1° desvio: Dentro da mitocôndria, a piruvato-carboxilase catalisa a formação de oxalacetato a partir de ATP e CO2, liberando ADP + Pi. A partir daí, pode-se tomar 2 caminhos:

a) Ação da PEP-carboxilase (PEPCK) mitocondrial, formando fosfoenolpiruvato a partir de GTP, e liberando GDP + CO2.

b) Redução do oxalacetato para produção de malato, ganhando dois H. O malato, por sua vez, irá sair da mitocôndria e será oxidado, perdendo 2 H e voltando a ser oxalacetato. Este oxalacetato sofrerá ação da PEP-carboxilase citosólica, que o transformará em fosfoenolpiruvato.

O caminho a ser tomado depende da concentração de NADH citosólico. Se for alta, a via b é inibida, pois causa acúmulo de produtos (malato e oxalacetato). O piruvato então toma a via a, transformando-se em fosfoenolpiruvato ainda dentro da mitocôndria. Caso a concentração de NADH no citosol seja baixa, acontece o contrário, e a via b é estimulada por falta de produtos.

• 2º desvio: No citosol, a frutose-1,6-bifosfato é hidrolisada pela  frutose-1,6-bifosfatase, liberando um Pi e formando  frutose-6-fosfato, que logo em seguida será isomerizada a glicose-6-fosfato pela fosfoglicose-isomerase.

• 3º desvio: Nesta etapa faz-se a conversão de glicose-6-fosfato em glicose. O grupo fosfato ligado ao carbono 6 da glicose-6-fosfato sofre hidrólise catalisada pela glicose-6-fosfatase. O produto dessa reação é a glicose não fosforilada que, assim, pode atravessar a membrana plasmática. A enzima glicose-6-fosfatase só ocorre no fígado e rins.

Para encontrar a resposta para essa pergunta precisamos colocar em prática nossos conhecimentos em Bioquímica.

Após sua formação ele poderá ser descarboxilado (reação catalisada pela piruvato descarboxilase) gerando CO2 e aldeído acético que posteriormente será reduzido a etanol, esse processo se chama fermentação alcóolica, ocorre em leveduras, esse processo é muito explorado industrialmente para produção de bebidas alcoólicas.

Alternativamente o piruvato também poderia ser reduzido a lactato pelo NADH (reação catalisada pela lactato desidrogenase), essa conversão ocorre em condições anaeróbias e é realizada tanto por microrganismos que não possuem mitocôndrias quanto nas células musculares quando há pouco oxigênio disponível a elas.

A conversão do Piruvato a Ácido Lático e etanol ocorre em condições anaérobicas na ausencia de oxigênio , um exemplo fisiologico é  durante o exércicio fisico o músculo entra em fadiga por esgotamento das reservas de ATP  obtidadas através da  via  glicolítica ele necessita de uma nova fonte energética rápida naquele momento então ele entra em processo anaérobico convertendo o Ácido Piruvico em ácido lático produzindo reservas adicionais de energia porém consequentemente causa acidez metabólica causando dor e desconforto conhecida como caimbra.