Capacidade de organizar os produtos da digestão usando a energia extraída dos mesmos produtos da digestão (REGULAÇÃO) As proteínas são digeridas até aminoácidos, as gorduras (triglicérides) até glicerol e ácidos graxos e os polímeros de hidratos de carbonos até monossacarídeos. Como uma mulher grávida cuja ingestão está aumentada quantitativamente de água, sais minerais e vitaminas e dos componentes apresentados acima (aminoácidos, ácidos graxos e monossacarídeos) usará a energia da própria dieta para originar um novo ser vivo? A resposta está na organização regulada dos seres vivos e no uso da informação hereditária, sob regulação das próprias células vivas, para se obter o desenvolvimento de um novo ser. Nesta apresentação didática apresentaremos uma série de mecanismos regulatórios que são usados para manter o suprimento de glicose requerido pelas hemácias e pelos neurônios do sistema nervoso central, como exemplos de regulação.
VIAS DO METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO GLICÓLISE - Quebra da molécula de glicose para produzir energia ou fornecer carbonos para lipides e/ou aminoàcidos não essenciais. Em aerobiose leva à gás carbônico e água e em anaerobiose leva à lactato. GLICONEOGÊNESE ( NEOGLICOGÊNESE) - Síntese de glicose à partir de moléculas mais simples Aminoácidos (alanina) ou Lactato. GLICOGÊNESE - Síntese de Glicogênio. GLICOGENÓLISE Quebra do Glicogênio por fosforólise dando glicose 1 fosfato que se converte em glicose 6 fosfato e, no fígado pode ser liberada no sangue como glicose ou ser quebrada na via glicolítica até lactato ou gás carbônico.
Insulina Glucagon
Na madrugada torna-se necessária a neoglicogênese
CITRATO (-) (Alanina)
A regulação do metabolismo de hidratos de carbono no fígado oferece um conjunto completo dos mecanismos de regulação do metabolismo: 1-Efeitos sobre a expressão de regiões do DNA (+ dos diferentes transportadores): (Efeitos de longa duração dos hormônios) 1.1-Alimentação rica em hidratos de carbono causa aumento nos níveis de insulina e aumento da enzima Glicoquinase ( Hexoquinase tipo IV) que atua na primeira reação da via glicolítica sem ser inibida por seu produto: Glicose 6 fosfato. Este acúmulo de Glicose 6 fosfato facilita a acumulação de glicogênio por ativar a glicogênio sintetase. 1.2- Alimentação rica em proteínas (Aumento de Glucagon), ou alteração nas relações de concentração piruvato/lactato (início da via neogicogenética) (Aumento de Cortisol) atuam através dos fator de transcrição SIRT e co-fator de transcrição PGC-1 regulando do forma oposta os níveis das enzimas piruvato quinase(pq) ( via glicolítica) e de fosfoenolpiruvato carboxiquinase(pepck) ( via neoglicogenética). Isto é: Diminuem a quantidade da PQ quando aumentam a quantidade da PEPCK.
Efeitos de curta duração dos hormônios Modificação co-valente de proteínas ( fosforilação/defosforilação) Fosforilação ( Adrenalina e Glucagon) e defosforilação (Insulina) das proteinas como é o caso dos efeitos sobre a Sintetase e a fosforilase do glicogênio. A fosforilação ativada pela elevação de camp ( adrenalina/glucagon) ativa a fosforilase ( quebra do glicogênio) e inibe a sintetase ( síntese de glicogênio). A desfosforilação, ativada pela ação da insulina, inibe a fosforilase ( diminui a quebra do glicogênio) e ativa a síntetase ( aumenta a síntese do glicogênio). Recrutamento de frações da membrana Insulina expõe transportador de glicose que opera junto com aumento da glicoquinase.
REGULAÇÃO DA PIRUVATO QUINASE Glicolise R T Neoglicogênese
REGULADORES DA ATIVIDADE DAS ENZIMAS: ATIVADORES E INIBIDORES ATP e CITRATO INIBINDO A FOSFOFRUTOQUINASE (VIA GLICOLÏTICA), EM AEROBIOSE, FAZEM PREPONDERAR A QUEIMA DE AMINO ACIDOS E LÏPIDES E PROMOVEM ECONOMIA DE GLICOSE EM FAVOR DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL E DAS HEMÁCIAS. ALANINA (SUBSTRATO DA VIA NEOGLICOGENÉTICA) INIBINDO A PIRUVATO QUINASE ( ATIVA A VIA OPOSTA NEOGLICOGÊNESE). FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO ATIVA A PIRUVATO QUINASE ATIVANDO A VIA GLICOLÍTICA EM SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA POR EX. FALTA DE OXIGÊNIO. (INIBE A VIA OPOSTA - NEOGLICOGENÉTICA). REGULADORES ALOSTÉRICOS MUDAM DELICADAMENTE AS ENZIMAS ENTRE AS CONFORMAÇÕES R(ATIVAS) e T(INATIVAS). PODEM FACILITAR / DIFICULTAR A FOSFORILAÇÃO/DEFOSFORILAÇÃO DAS ENZIMAS. REGRA GERAL: UMA VIA É ATIVADA A OPOSTA É INIBIDA E VICE-VERSA.