A Anabolismo e Catabolismo

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para acessar energia em caso de necessidade. No fígado, ocorre para que esse glicogênio seja lançado na corrente sanguínea a fim de se manter a normoglicemia durante o jejum.

O glucagon, liberado pelo pâncreas em situação de jejum, é captado por receptores na membrana plasmática que deflagram uma cadeia de reações que ativam a adenilato ciclase. Esta enzima desfosforila o ATP, eliminando um pirofosfato no processo e transformando o ATP em Monofosfato de Adenosina em configuração cíclica (AMPc). Isto ocorre porque o AMPc é ativador da proteína quinase (PKA). Como o nome evidencia, a PKA se utiliza da fosforilação para ativar enzimas do catabolismo.

A PKA é composta de quatro estruturas, sendo duas catalíticas e duas repressoras. A AMPc se anexa aos sítios de ligação das estruturas repressoras, desconectando-as das catalíticas. Essas estruturas catalíticas então ficam livres para realizar as atividades de catalisação metabólica.

O AMPc é posto em forma de cadeia linear novamente pela fosfodiesterase, tornando-se AMP. Esse processo pode ser inibido pela cafeína, já que a presença de AMP é um sinalizador de cansaço no cérebro, e a manutenção do nível de AMPc estimula o catabolismo. Esse AMP é então recuperado à condição de ATP ou degradado completamente.

No fígado, a PKA ativa a glicogênio fosforilase. Esta enzima remove uma glicose de uma das extremidades do glicogênio por fosforólise, ou seja, quebra por adição de fosfato. A agora glicose 1-P é redesenhada em glicose 6-P e, por ação da glicose 6-fosfatase, é desfosforilada em glicose e posteriormente lançada na corrente sanguínea. Nos demais tecidos, a glicose 6-P é enviada à via glicolítica.

A energia usada pelo fígado é proveniente da beta-oxidação de ácidos graxos provenientes do tecido adiposo, e não do ciclo de Krebs. Isso porque, em situação de jejum, o oxalacetato necessário para o ciclo está comprometido com outro ciclo que veremos mais tarde. O triacil glicerol (TAG) é clivado pela lipase hormônio sensível em monoacil glicerol (MAG) e dois ácidos graxos. Essa lipase também é ativada pela PKA. Veremos posteriormente o que acontece com o Acetil-CoA formado na beta-oxidação ao estudarmos a síntese de ácidos graxos.

Gliconeogênese - Introdução

Quando a glicemia pós-prandial diminui, o glicogênio hepático e muscular é degradado, conforme vimos acima, fazendo com que a glicemia volte a valores normais. Entretanto, o suprimento de glicose desses reservatórios não é sempre suficiente; entre as refeições e durante longos jejuns, ou após exercícios vigorosos, o glicogênio é depletado, situação que também ocorre quando há deficiência do suprimento de glicose pela dieta ou por dificuldade na absorção pelas células. Nessas situações, a gliconeogênese surge como forma de sintetizar glicose a partir de compostos não-carboidratos, como a alanina e o lactato. Estes são provenientes de outros dois ciclos que estudaremos antes da gliconeogênese: os ciclos de Cori e da Alanina.

Ciclo de Cori

Mediante trabalho muscular intenso, é possível que o músculo não receba a quantidade de oxigênio necessária para manter a cadeia respiratória mitocondrial operante, o que causa acúmulo de NADH, interrompendo o ciclo de Krebs. Com o ciclo interrompido, mas o tecido ainda necessitando de ATP, a mitocôndria ativa a lactato desidrogenase, enzima ativada pelo acúmulo de NADH. A via glicolítica continua operando e oferecendo ATP, mas o piruvato se acumula pela interrupção do ciclo de Krebs. Essa enzima então catalisa a reação entre o piruvato e o NADH, reduzindo-o a NAD+ e produzindo ácido lático (lactato).

O ácido lático acumulado pode causar acidose. Sendo assim, este é enviado ao fígado onde participará da gliconeogênese.

Ciclo da Alanina

As proteínas do corpo são reparadas através de procedimento denominado turnover proteico. Quando necessário, as proteínas são degradadas e reconstituídas utilizando-se dos aminoácidos provenientes da ingestão de proteínas, sendo este ciclo intermediado pela presença de insulina. Quando o turnover proteico é interrompido – seja pela carência de aminoácidos nutricionais ou carência de insulina – esses aminoácidos se acumulam.

Dependendo do aminoácido, ele pode ser transaminável ou não. Ou seja, pode ceder seu conjunto amina (portador de nitrogênio) para outro composto ou não. Isso se prova um desafio para o organismo porque o nitrogênio dos aminoácidos, ao ser liberado, se transforma em amônia (NH3). A amônia é extremamente tóxica ao organismo, sobretudo pela sua capacidade de transpor a barreira hemato-encefálica e se ligar aos astrócitos do sistema nervoso central provocando edema. Para que a amônia não corra solta pela corrente sanguínea, dois ciclos criam um composto para levar essa amônia ao fígado.

Quando o aminoácido é transaminável, ele reage com o alfa-cetoglutarato do ciclo de Krebs intermediado pela glutamato transaminase. Essa reação faz com que o NH3 seja transferido para o alfa-cetoglutarato, transformando-se em glutamato. O aminoácido, desprovido do NH3, torna-se um cetoácido cuja composição pode variar dependendo do aminoácido que o originou. Seu destino também varia: ele vai se tornar um piruvato, um acetil-CoA ou algum intermediário do Ciclo de Krebs (como succinil-CoA ou fumarato, por exemplo).

Na sequência, o glutamato reage com piruvato por intermédio da transaminase glutâmico pirúvico (TGP). O glutamato transfere o NH3 ao piruvato, voltando a ser alfa-cetoglutarato e retornando ao ciclo de Krebs. O piruvato somado à amônia se torna Alanina, que é enviada ao fígado. Lá, a TGP retorna a Alanina à condição de piruvato ao fundi-la ao alfa-cetoglutarato, formando novamente um glutamato. O piruvato aqui formado será utilizado na gliconeogênese.

Caso o aminoácido não seja transaminável, ele passa por uma rota diferente. Ele reage com o glutamato que acabamos de ver por ação da glutamina sintetase, formando glutamina e um cetoácido que seguirá seu curso. A glutamina então é enviada ao fígado, onde sofre ação da glutaminase, liberando NH4 e virando glutamato. O destino do NH4 e do glutamato, veremos ao estudar o ciclo da ureia.

Gliconeogênese – Fim

Através dos ciclos de Alanina e de Cori, vimos qual a origem dos compostos que serão convertidos em glicose. No fígado, o lactato também é convertido de volta a piruvato, como aconteceu com a alanina. Para que ocorra a formação de glicose, o piruvato deve seguir o sentido inverso da via glicolítica. Porém,