CAPÍTULO 15 METABOLISMO DE CARBOIDRATOS I: PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS E SEU CONTROLE
ína enzima glucoquinase no fígado. Portanto, uma pessoa que está consumindo uma refeição grande e rica em carboidratos terá maiores quantidades de glucoquinase do que uma que não está. O fígado com glucoquinase induzida contribui mais para baixar os níveis elevados de glicose no sangue. A ausência de insulina torna o fígado de pacientes com diabetes mellitus deficiente em glucoquinase, a despeito dos altos níveis de glicose sangüínea, e diminui a capacidade de o fígado “tamponar” a glicose sangüínea (ver Corr. Clín. 15.4). Defeitos no gene que codifica glucoquinase, que alteram sua S0,5 e/ ou Vmax causam diabetes do jovem com início na maturidade (MODY, maturity-onset diabetes of the young), uma forma de diabetes mellitus tipo 2.
6-Fosfofruto-1-quinase É uma Enzima Regulatória da Glicólise 6-Fosfofruto-1-quinase seja um ponto regulatório muito importante da glicólise. Catalisa a primeira etapa de comprometimento da glicólise porque a reação catalisada pela fosfoglicose isomerase é reversível, e células fazem uso de glicose 6-fosfato na via das pentoses fosfato e para síntese de glicogênio. Citrato, ATP e íons hidrogênio (baixo pH) são os efetores alostéricos negativos importantes, enquanto AMP e frutose 2,6-bisfosfato são importantes efetores alostéricos positivos (Figura 15.13). Estes compostos sinalizam a necessidade de diferentes velocidades da glicólise em resposta a mudanças em (a) estado energético da célula (ATP e AMP), (b) ambiente interno da célula (íons hidrogênio), (c) disponibilidade de combustíveis alternativos, como ácidos graxos e corpos cetônicos (citrato), e (d) razão insulina/glucagon no sangue (frutose 2,6-bisfosfato).
Regulação da 6-Fosfofruto-1-quinase por ATP e AMP O efeito Pasteur é a inibição da utilização de glicose e o acúmulo de lactato que ocorre quando respiração (consumo de oxigênio) é iniciada em células anaeróbicas. É perfeitamente compreensível em bases termodinâmicas, uma vez que a oxidação completa da glicose a CO2 e H2O rende muito mais ATP do que glicólise anaeróbica: Glicólise: D-Glicose + 2 ADP3– + 2 Pi 2 – → 2 L-lactato – + 2 ATP4– Oxidação completa: D-Glicose + 6 O2 + 32 ADP3- + 32 Pi 2 – + 32 H+ → → 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP4– Células usam ATP para fornecer a energia necessária a seus processos de trabalho inerentes. Como muito mais ATP é produzido a partir de glicose em presença de oxigênio, muito menos glicose precisa ser consumida para satisfazer a demanda de energia. O efeito Pasteur
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CORRELAÇÃO CLÍNICA 15.4
Diabetes Mellitus Diabetes mellitus é uma doença crônica que se caracteriza por alterações no metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas. Dois tipos principais são identificados clinicamente: tipo 1 (ver Corr. Clín. 22.8, p. 857) e tipo 2 (ver Corr. Clín. 22.7, p. 855). Em pacientes sem hiperglicemia em jejum, o teste de tolerância à glicose por via oral pode ser usado para diagnóstico. Consiste na determinação do nível de glicose sangüínea no estado de jejum e em intervalos de 30-60 min., por 2 h ou mais, após consumo de sobrecarga de 100 g de glicose. Em indivíduos normais, glicose sangüínea retorna aos níveis normais em 2 h após ingestão do carboidrato. No diabetes, glicose no sangue atinge um nível mais elevado e permanece elevada por períodos de tempo mais longos, dependendo da gravidade da doença. Entretanto, muitos fatores podem contribuir para um teste de tolerância a glicose anormal. O paciente deve ter consumido uma dieta rica em carboidratos nos 3 dias anteriores, presumivelmente para permitir indução de enzimas das vias de utilização de glicose, por exemplo, glucoquinase, acil graxo sintase e acetil-CoA carboxilase. Quase todas as infecções (até mesmo um resfriado) e “estresse” menos definido (presumivelmente por efeitos sobre o sistema nervoso simpático) podem resultar em anormalidades transitórias no teste de tolerância à glicose. Devido a esses problemas, hiperglicemia de jejum seria, provavelmente, o teste sine qua non para o diagnóstico de diabetes. Captação de glicose por tecidos sensíveis a insulina – isto é, múscular e adiposo – é diminuída no estado diabético. O paciente diabético ou não tem insulina ou desenvolveu “resistência à insulina” nestes tecidos. Resistência à insulina resulta de anomalia no receptor de insulina ou em etapas subseqüentes, mediadoras dos efeitos metabólicos da insulina. Células do parênquima hepático não requerem insulina para captar glicose. Sem insulina, contudo, o fígado tem capacidade diminuída para remover glicose do sangue. Isto é explicado, em parte, por atividade diminuída de glucoquinase e a perda de ação da insulina sobre enzimaschaves da glicogênese e da via glicolítica.
Fonte: Taylor, S. I. Insulin action, insulin resistance and type 2 diabetes mellitus. Em: C. R. Scriver, A. L. Beaudet, W. S. Sly e D. Valle (Eds.), The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease, 8th ed., New York: McGraw-Hill, 2001, p. 1433.
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