Gluconeogénese

Reações da Gluconeogénese

Os precursores da gluconeogénese incluem o lactato, o glicerol, a alanina e a glutamina. Este processo ocorre em vários locais, começando nas mitocôndrias, mas que terminam com o transporte da glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance no citoplasma através de transportadores de glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance.

A gluconeogénese é o oposto de glicólise. Existem 11 enzimas, ou etapas, necessárias para todo o processo de gluconeogénese.

Há 4 passos irreversíveis que precisam de acontecer na gluconeogénese. Estes passos são catalisados pelas:

• Piruvato carboxilase
• Glucose-6-fosfatase
• Frutose-1,6-bisfosfatase
• Fosfoenolpiruvato carboxicinase

11 passos:

• Passos 1 e 2: piruvato a fosfoenolpiruvato
  • O piruvato é carboxilado a oxaloacetato pela piruvato carboxilase; esta etapa deve ocorrer na mitocôndria.
  • O 1.º passo requer 1 molécula de ATP.
  • A piruvato carboxilase é estimulada por altas quantidades de acetil-CoA e inibida por ADP e glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance.
  • O oxaloacetato é descarboxilado e fosforilado a fosfoenolpiruvato pela fosfoenolpiruvato carboxicinase (PEPCK).
  • A PEPCK requer 1 molécula de guanosina trifosfato (GTP).
• Passos 3–8: fosfenoenolpiruvato a frutose-1,6-bisfosfato
  • Estas etapas são semelhantes, embora ao contrário, às reações que ocorrem na glicólise.
• Passo 9: desfosforização da frutose-1,6-bifosfato para frutose-6-fosfato
  • A enzima frutose-1,6-bisfosftase para formar frutose-6-fosfato
  • Consome 1 molécula de água
  • Fructose-1,6-bisfosfatase é o passo limitante da gluconeogénese.
• Passo 10: frutose-6-fosfato a glucose-6-fosfato via fosfoglucoisomerase
• Passo 11: Glucose-6-fosfato a glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance
  • Consome 1 molécula de água
  • Glucose-6-fosfatase é a enzima que realiza esta reação.
  • Liberta 1 fosfato inorgânico
  • Este passo ocorre no lúmen do retículo endoplasmático.

Localização da Gluconeogénese

A gluconeogénese ocorre em órgãos que têm elevadas necessidades energéticas.

• A gluconeogénese acontece nos seguintes tecidos:
  • Fígado
  • Rins
  • Músculo
  • Mucosa intestinal
• Na célula, a mitocôndria converte o piruvato em oxaloacetato.
• O oxaloacetato pode converter-se em fosfenoenolpiruvato nas mitocôndrias ou no citoplasma.
  • Se a conversão ocorrer nas mitocôndrias, as proteínas de transporte levam o fosfoenolpiruvato para o citoplasma.
  • Se a conversão ocorrer no citoplasma, o oxaloacetato deve primeiro ser convertido em malato para circular para o citoplasma.
• As enzimas que convertem o fosfenolpiruvato em glucose-6-fosfato estão no citosol.

Estimulação e Inibição

Há vários pontos de regulação para a gluconeogénese.

• 4 enzimas são os pontos regulatórios fundamentais:
  • Glucose-6-fosfatase
  • Frutose-1,6-bisfosfatase
  • PEPCK
  • Piruvato carboxilase
• Substratos ativadores:
  • Acetil-CoA
  • ATP
  • Citrato
  • Glucagon Glucagon A 29-amino acid pancreatic peptide derived from proglucagon which is also the precursor of intestinal glucagon-like peptides. Glucagon is secreted by pancreatic alpha cells and plays an important role in regulation of blood glucose concentration, ketone metabolism, and several other biochemical and physiological processes. Gastrointestinal Secretions: promove a fosforilação das enzimas através da proteína cinase A (PKA)
• Inibição:
  • Insulina
  • Metformina
• A fosfofrutocinase 2 sintetiza frutose-2,6-bifosfato, que inibe a gluconeogénese e promove a glicólise. Baixos níveis de cAMP cAMP An adenine nucleotide containing one phosphate group which is esterified to both the 3′- and 5′-positions of the sugar moiety. It is a second messenger and a key intracellular regulator, functioning as a mediator of activity for a number of hormones, including epinephrine, glucagon, and acth. Phosphodiesterase Inhibitors promovem a atividade da fosfofrutocinase 2.
• Em geral, os ativadores e inibidores da gluconeogénese têm o papel oposto na regulação da glicólise.

Relevância Clínica

• Galactosemia Galactosemia Galactosemia is a disorder caused by defects in galactose metabolism. Galactosemia is an inherited, autosomal-recessive condition, which results in inadequate galactose processing and high blood levels of monosaccharide. The rare disorder often presents in infants with symptoms of lethargy, nausea, vomiting, diarrhea, and jaundice. Galactosemia: metabolismo defeituoso do açúcar galactose Galactose An aldohexose that occurs naturally in the d-form in lactose, cerebrosides, gangliosides, and mucoproteins. Deficiency of galactosyl-1-phosphate uridyltransferase causes an error in galactose metabolism called galactosemia, resulting in elevations of galactose in the blood. Lactose Intolerance. As manifestações clínicas começam quando a alimentação de leite é iniciada. Os bebés desenvolvem letargia, icterícia, disfunção hepática progressiva, doença renal, cataratas, perda de peso e suscetibilidade a infeções bacterianas (especialmente E coli). Podem desenvolver incapacidade intelectual se a doença não for tratada. A base do tratamento é a exclusão da galactose Galactose An aldohexose that occurs naturally in the d-form in lactose, cerebrosides, gangliosides, and mucoproteins. Deficiency of galactosyl-1-phosphate uridyltransferase causes an error in galactose metabolism called galactosemia, resulting in elevations of galactose in the blood. Lactose Intolerance da alimentação.
• Intolerância hereditária à frutose: deficiência de frutose-1-fosfato aldolase Aldolase Becker Muscular Dystrophy. Os sintomas começam após a ingestão de frutose (açúcar da fruta) ou de sacarose, por isso apresenta-se mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome tarde na vida. Apresenta-se com dificuldade em ganhar peso, vómitos, hipoglicemia, disfunção hepática e defeitos renais. As crianças com a doença não apresentam problemas se evitarem a frutose e a sacarose alimentar.
• Deficiência de frutose 1,6-difosfatase: associada a uma gluconeogénese deficiente. Os sintomas incluem hipoglicemia, intolerância ao jejum e hepatomegalia. O tratamento emergente de episódios hipoglicémicos com fluidos ricos em glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance por IV e a prevenção do jejum são os pilares da terapia. Casos graves podem necessitar de suplementação com glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance para evitar a hipoglicemia.
• Doenças de armazenamento de glicogénio: deficiência de enzimas responsáveis pela degradação do glicogénio. Dependendo da enzima afetada, estas doenças podem afetar o fígado, os músculos ou ambos. Existem várias doenças clinicamente significativas do armazenamento de glicogénio com diferentes apresentações.
• Deficiência de glucose Glucose A primary source of energy for living organisms. It is naturally occurring and is found in fruits and other parts of plants in its free state. It is used therapeutically in fluid and nutrient replacement. Lactose Intolerance 6-fosfato desidrogenase ( G6PD G6PD Pentose Phosphate Pathway): perturbação genética que ocorre quase exclusivamente no sexo masculino e afeta principalmente os glóbulos vermelhos, causando hemólise e anemia Anemia Anemia is a condition in which individuals have low Hb levels, which can arise from various causes. Anemia is accompanied by a reduced number of RBCs and may manifest with fatigue, shortness of breath, pallor, and weakness. Subtypes are classified by the size of RBCs, chronicity, and etiology. Anemia: Overview and Types hemolítica. Os sintomas incluem dispneia, fadiga, taquicardia, urina escura, palor e icterícia. A anemia Anemia Anemia is a condition in which individuals have low Hb levels, which can arise from various causes. Anemia is accompanied by a reduced number of RBCs and may manifest with fatigue, shortness of breath, pallor, and weakness. Subtypes are classified by the size of RBCs, chronicity, and etiology. Anemia: Overview and Types hemolítica pode ser desencadeada por infeções, certos fármacos (antibióticos, antimaláricos) e após a ingestão de favas.