S13 1 1 Andrea Bioquím Gliconeogênese

Olá pessoal o tema da aula de hoje é gliconeogênese essa é uma via metabólica muito importante para homeostase de glicose ou seja pra manutenção dos níveis de glicose no sangue que é uma um ponto muito importante para nossa vida pro funcionamento do nosso corpo como a gente vai ver e essa via então o que que ela quer dizer né o o a palavra gliconeogênese ela quer dizer síntese da nova glicose Então esse o próprio nome dela diz que ela é uma via de construção de uma nova molécula de glicose Então ela é uma síntese de

glicose a partir de outras moléculas que não são glicídicas ao contrário da via que a gente aprendeu na outra aula que é a glicogenólise que é a quebra do glicogênio então Eh enquanto na glicogenólise né embora os nomes sejam parecidos e a gente possa se confundir né e a gente pode ver que são processos completamente diferentes né enquanto na glicogenólise a gente vai quebrar um polímero de glicose Ou seja a molécula de glicose já está lá só tá armazenada na forma polimérica na gliconeogênese a gente vai construir uma molécula de glicose a partir de outras

moléculas esses dois processos vão ser importantes e complementares paraa manutenção da glicemia em períodos sem ingestão de carboidrato que podem ser períodos curtos como o espaço entre as nossas refeições como uma noite né enquanto a gente dorme e não se alimenta pode ser em períodos longos em dietas eh em que carboidratos não são ingeridos que existem várias dietas que e pressupõe isso e podem pode ser em situações de jejum total de nutrientes Então essa em situações diferentes Essa Via vai ser importante para justamente garantir a manutenção dos níveis de glicose no sangue então para começar

a falar da gliconeogênese eu vou começar com um exemplo aqui que é um exemplo Eh que que é uma situação extrema né um exemplo eh meio pitoresco mas que vai ser é muito muito interessante pra gente eh contextualizar a gliconeogênese e discutir não só a gliconeogênese especificamente havia mas como ela se coloca dentro do funcionamento do corpo então por isso que eu escolho aqui falar eh desses estudos que são estudos realizados na década de 60 e 70 que na verdade era uma época que alguns médicos prescreviam pro tratamento da obesidade o jejum prolongado assistido então

aqui eu coloquei um exemplo de um desses médicos na verdade foi Acho que o principal idealizador dessa forma de tratar a obesidade Isso aqui é uma biografia eh dele que conta toda como é que ele teve essa ideia como é que ele desenvolveu esses esse esse esses procedimentos como é que ele eh a partir dele né por ser um jejum assistido e no qual os pacientes ficavam intern Nados no hospital como é que vários dados foram obtidos a partir daí e as descobertas que ele fez eh ao longo desses estudos então isso gerou vários artigos

que que que foram publicados pel por esses grupos que que que conduziam né esse tratamento junto com os estudos relacionados a ele e essa biografia desse médico É bem interessante de ler se um dia eh mais para frente você estiverem interesse em se aprofundar nessa questão e como é que era isso né os pacientes com desejo de emagrecer né que se eh propunham a fazer esse tratamento eles se internavam no hospital então aqui eu são os métodos de um desses artigos aqui eles se internavam no hospital e eles passavam lá em torno de 40 dias

então não é um jejum de um ou dois dias são 40 dias e em jejum completo no qual então a única ingestão era de água uma cápsula multivitamínica e reposição de eletrólitos de sódio e potássio então eles passavam 40 em torno de 40 dias internados apenas e ingerindo água e eletrólitos e vitamina E ali eram encorajados a fazer terapia ocupacional a dar caminhadas Pelo hospital para passar o tempo aí nesse jejum e durante então esse tempo todo que eles estavam lá uma série de dados eram coletados né eles coletavam sangue coletavam urina faziam biópsias de

algumas partes e com isso foram se acumulando dados sobre como o metabolismo desses pacientes se adaptava àquela situação de jesum jejum prolongado então Eh vocês podem ver aqui né esse autor aqui ou em que aparece em vários é desses artigos né ele foi um que ele era ainda estagiário desse médico no início quando ele tava estudando medicina e tem aqui um outro artigo que é bem interessante publicado no biochemistry and molecular biology education onde ele conta também a trajetória dele desde que ele era um estudante de medicina até eh ele se tornar um médico também

que conduziu uma eh continuou conduzindo esse tipo de estudo e ele foi um o do principal é participante de uma descoberta muito importante talvez a mais importante que tenha sido feita a partir desses estudos que foi eh o papel dos corpos cônicos que é uma molécula que talvez eh Vocês nem ten ouvido falar e que e sobre a qual a gente vai falar mais para frente na disciplina mas foi uma descoberta muito importante a partir desses estudos que o cérebro podia usar os corpos cetos como fonte de energia e ao longo desse jejum de seis

semanas que esses pacientes faziam então isso foi e um achado que vai ser fundamental pra adaptação do nosso corpo a essa situação e a outras situações que essa é uma situação extrema né quando a gente fala Mas se a gente pensa uma dieta sem carboidratos que é uma dieta comum muitas pessoas fazerem né vai levar o mesmo tipo de adaptação então a gente entende como é que o nosso corpo pode funcionar Nessa situação a partir desses estudos então eh a gente vai usar então dados desses pacientes para discutir aqui essas adaptações então Eh aqui eu

botei um primeiro conjunto de dados que é uma tabela com alguns dos pacientes aqui que tá num desses artigos e que mostra aqui que eles de fato emagrece né então aqui o peso Inicial deles o peso final e a diferença aqui de peso né Não sei se isso era um era o quanto eles queriam emagrecer se eles por acaso queriam mais mas o fato que el desmagrecer aqui em torno de 20 kg ao longo desses 30 40 né quase 40 dias em jejum completo então Eh como né Por que que acontece esse emagrecimento e como

eles permaneciam em jejum completo durante todo esse tempo então a gente pode começar a entender isso como é que o metabolismo se adapta para permitir que essa situação eh ocorra olhando aqui uma série de dados que foram eh colhidos né com esses pacientes Então a gente vai aqui representar o a variação né de algumas moléculas da concentração de algumas moléculas no sangue desses pacientes os ácidos grassos corpos cetônicos né que são Beta hidroxibutirato etc cato sobre os quais a gente não vai falar muito hoje mas mais para frente a gente vai falar bastante o glicerol

e a glicose sanguínea que é o ponto principal que a gente vai e explorar nessa aula então se a gente plotar num gráfico esses dados aqui recolhidos dos pacientes então a concentração desses metabólitos ao longo aqui dos dias que eles passaram em jejum a gente tem um gráfico assim que são as variações metabólicas durante durante o jejum né desses metabólitos isso aqui tá a média daqueles pacientes que foram eh eh estudados né acompanhados naquele estudo então aqui eu eu fiz esse gráfico a média de todos esses pacientes então a gente pode ver aqui a variação

de uma série de coisas e uma primeira questão né quando a gente vai agora usar esses dados para eh discutir e analisar né o o a adaptação do corpo a essa situação uma primeira pergunta que surge Ah será que isso aí é um caso particular de pessoas eh obesas né que era o caso de todos esses pacientes já que estavam justamente ali tratando obesidade será que isso é um caso particular de obeso a gente vai ficar falando de uma adaptação que acontece na obesidade não em qualquer indivído que que fique sem ingerir carboidrato ou que

fique em jejum então eu plotei aqui junto dados que não são de 40 dias mas são de 10 dias de jejum completo de um outro artigo uns artigos eh anteriores que eram feitos também com pacientes que não eram obesos e que estavam em jejum por outro motivo para outro tipo de estudo e não para esse especificamente Mas se a gente olhar né esses indivíduos que não obesos que também coletaram né Eh sangue no qual foi medido né em amostras que foram medidas Então os mesmos metabólitos a gente vê que todos eles a variação de todos

esses metabólitos se comporta exatamente igual nos indivíduos não obesos e nos indivíduos obesos então no fundo essas variações refletem de fato a adaptação do nosso corpo a essa situação de jejum que no fundo como a gente vai ver aí ao longo dessa aula até o final é se se deve essas adaptações se devem à não ingestão de carboidrato né então Eh isso não varia se se o indivíduo é obeso ou não é obeso então a gente pode eh discutir esses dados no contexto de uma adaptação Geral do corpo humano a essa situação então voltando aqui

ao nosso gráfico a gente vai começar falando sobre as variações dos ácidos grassos né como é que a gente Explica as variações das concentrações de ácidos grassos no sangue desses indivíduos então estão aqui representados com esse triângulo azul aqui que que a gente vê que é o nível de ácido gráo no sangue é baixo no início que ele aumenta um pouquinho no início do jejum mas que ele permanece constante e relativamente baixo ao longo de todo o jejum então a primeira pergunta que a gente se Faria é será que então a gente não tá mobilizando

ácido graxo os ácidos graxos não tão sendo importante nesse momento ou será que que isso aqui reflete outro outra situação né então se a gente pensa né que os pacientes emagreceram ali em torno de 20 20 e Poucos quilos é o que a que que se atribui esse emagrecimento né se a gente pensar a gente vai dizer ah se atribui a perda de gordura então a gente deve esperar que o tecido de Poso esteja sendo mobilizado e que ácidos gros que são as moléculas que são mobilizadas do tecido de Poso elas de devem estar indo

pro sangue né então é esse aumento pequeno talvez talvez seja mais pertinente a gente explicá-lo não não porque os ácidos grassos estão sendo pouco usados mas porque eles estão sendo muito mobilizados já que os pacientes estão emagrecendo é uma num nível considerável mas eles também estão sendo o utilizados os ácidos grassos estão sendo utilizados pelas células do corpo como fonte de energia e de fato se a gente olhar aqui né o eh cálculos que foram feitos com esses pacientes então aqui eu coloquei dados aqui de três pacientes que emagreceram em torno de 20 e Poucos

quilos aqui então um padrão semelhante àqueles outros que eu mostrei antes e eles quando se calculou a que se atribuí o gasto energético né desses eh indivíduos eh quando isso foi calculado o que que foi visto que 95% em torno quase 95% do gasto energético de fato se se devia ao consumo de ácidos grassos e e em torno de 5% a proteína então no fundo a grande grande parte do metabolismo É de fato sustentado pelo uso dos ácidos grassos que estão armazenados na forma de c o gliceróis no tecido adiposo então Eh o fato né

dessa da variação pequena que a gente Observe dos ácidos grassos no sangue se deve a uma mobilização e simultâneo uso dessas moléculas como fonte energética então aqui só para eh mostrar para vocês Vocês já devem ter visto isso mas os ácidos grassos estão armazenados nessas células adipócitos que são células que contêm uma grande gota aqui de gordura é ocupando para Praticamente todo o seu volume e essa gota de gordura é basicamente formada de moléculas de triacilglicerol que são essas moléculas nas quais um glicerol se esterifica com três moléculas de ácido Grasso então esses ácidos grassos

vão ser Eh mobilizados desculpa esses triacilgliceróis vão ser mobilizados liberando os ácidos grassos no sangue e é isso que a gente eh observa lá eh naquele gráfico e né Eh isso explica aquele comportamento eh desses metabólitos no sangue se a gente olhar voltar aqui essa tabela que eu mostrei a gente vê que a gente de fato tem uma quantidade muito grande de triacilgliceróis armazenadas no nosso tecido adiposo né então como tinha comentado antes um homem de um homem magro de 70 kg tem cerca de 9 Kg de eh trici glicero armazenados no tecio de Poso

E se a gente avaliar qual é o valor calórico né que que que esse que essa quantidade de tricio glicerol Contém se a gente lembrar aqui daquela da das medidas de calorias por grama de nutrientes que a gente fez na atividade que a gente analisou os rótulos né Cada Gama de lipídio tem gera 9 kilocalorias Então se a gente multiplicar as os 9 KG né 9.000 g de triac glicero que a gente tem no nosso corpo pelas por 9 kilocalorias por Gama a gente vê que o nosso tecido adiposo quer dizer um tecido adiposo de

uma pessoa magra e eh guarda em torno armazena em torno de 81.000 kilocalorias então isso se a gente for contar gasto calórico que a gente tem por dia em torno de 1800 2000 kilocalorias por dia para manter a nossa taxa metabólica basal a quantidade de lipídio que a gente tem armazenado no noss nosso corpo dá para 45 dias sem ingestão de alimento então a gente pode entender que aqueles pacientes que ficaram 40 dias em jejum eles Realmente poderiam ficar realmente 40 dias em jejum as custas do uso das moléculas de triacil glicerol do seu tecido

adiposo como fonte energética então é possível a gente passar 40 dias sem ingerir nenhum alimento e viver energeticamente as custas do nosso e tecido adiposo Mas será que só o tecido adiposo então é suficiente Por que que a gente precisa de glicose Será que a gente precisa de glicose Então por que será que a gente tem todo o metabolismo de carboidratos no nosso corpo se a gente é capaz de reservar tanto lipídio se o lipídio fornece tanta energia e se essa energia dá pra gente viver por tanto tempo e a energia predominante segundo aquelas contas

que foram feitas com o gasto energético dos pacientes então a gente precisa de glicose porque existem células que dependem exclusivamente de glicose como nutrientes não são muitas das nossas células como eh eventualmente vocês podem pensar né a gente Às vezes vem com essa ideia de que a glicose é o principal eh nutriente energético que as células sempre vão usar glicose primeiro isso não é verdade a maioria das nossas células usa preferencialmente ácido graxo e isso né É é condizente com a nossa reserva de ácid de lipídios que a gente sobre a qual a gente acabou

de falar isso é condizente com a mobilização de ácidos grassos como a gente viu nos pacientes a gente tem toda uma maquinaria para isso isso é Nossa forma preferencial de uso é de de né né mobilização de reserva energética mas existem algumas células que por particularidades delas elas precisam elas são dependentes de glicose que células são essas né uma delas são as células que não contém que não podem fazer o metabolismo oxidativo como a gente já veio falando aí nas outras aulas as hemácias são um exemplo dessas células emassa sequer tem mitocôndrias então elas não

podem fazer o metabolismo oxidativo o ATP delas não pode ser formado pela fosforilação oxidativa e então a única forma de ATP que essas células TM tem como fazer é através da fosforilação ao nível do substrato que ocorre na glicólise como a gente já eh falou bastante nas aulas passadas então nessas essas células Precisam fazer fermentação para gerar o ATP necessário pro seu funcionamento e essa fermentação se dá SS custas unicamente do metabolismo de carboidratos do metabolismo de glicose então isso faz com que essas células dependam exclusivamente da glicose como fonte energética essas e outras células

como células do do cristalino algumas células da retina que são células que tem pouquíssimas mitocôndrias do cristalino que precisa pra deixar passar luz né pro pro olho Então elas não podem ter muitas mitocôndrias como a gente viu as mitocôndrias são eh contém todos aqueles citocromos que absorvem luz né Então essas células eh tem pouquíssima ou nenhuma mitocôndria então também vão vão realizar uma metabolismo equivalente a isso das Emas e células da medula renal também são células eh eh praticamente eh só glicolíticas Então essas células são e aqui eu botei esses exemplos né Tem alguns outros

exemplos são células que dependem exclusivamente da glicose então a glicose não pode de forma alguma faltar para essas células porque ela é o único nutriente capaz de eh permitir né a síntese de ATP nessas células além dessas existem outras células que usam preferencialmente a glicose Esse é o exemplo do sistema nervoso e aí tem quantitativamente isso vai ser eh eh o o principal a consumidor de glicose em termos quantitativos né mas nesse caso não é porque o cérebro faz só fermentação o cérebro vai usar a glicose de forma oxidativa através da glicólise ciclo de creb

fosforilação oxidativa então a glicose no cérebro vai se metabolizada até CO2 ao contrário da emass que vai ser metabolizada até lactato mas essa vai ser a principal forma de de geração de energia no cérebro por qu de síntese de ATP né na verdade no cérebro porque essas células assim como outras células Como as células embrionárias por exemplo elas estão separadas da circulação sistêmica por um por umas por por eh um sistema de isolamento seletivo dessas células que no caso do cérebro e a barreira hematoencefálica todo um sistema vascular que impede né que filtra o sangue

que chega no sistema nervoso central então o sangue que chega no sistema nervoso central não é igual ao sangue que circula na circulação sistêmica do mesmo jeito no nos tecidos embrionários a placenta tem eh esse papel de barreira então tanto a barreira hematoencefálica como a barreira placentária vai filtrar o sangue e nesse nessas nessa eh eh seleção de moléculas que passam os ácidos grassos não chegam nesses tecidos e eles não chegam não porque eles têm algum impedimento eles são moléculas eh lipossolúveis atravessam membranas facilmente então o ácido Grasso livre não teria problema de chegar nessas

células mas o a questão é que o ácido Grasso por ser uma molécula hidrofóbica ela circula no sangue associada a uma proteína especialmente a Albumina então albumina é uma proteína grande que cujo transporte é seletivo por Essas barreiras então a abomina não passa para pra pra circulação no sistema nervoso central nem no no tecido embrionário e Albumina não passando ela também não leva os ácidos grassos Então essas células não t ácido Grasso disponível porque o ácido Grasso não chega lá então elas não podem usar os lipídios como fonte energética e por isso elas vão depender

do também do metabolismo de glicose nesse caso metabolismo oxidativo da glicose como o gasto energético do cérebro é muito alto né a gente acaba precisando de uma quantidade considerável de glicose para sobreviver né para manter o funcionamento do nosso corpo Então por esses dois os motivos que são diferentes né Por ser células que são que dependem do metabolismo anaeróbico e células que que por estarem isoladas da circulação sistêmica eh não tem acesso aos ácidos grassos essas células vão depender da glicose como nutriente então da onde vai se a gente tá em jejum prolongado ou se

a gente tá numa dieta com restrição de carboidrato da onde vai vir essa glicose para manter a Glicemia Então se a gente olha aqui o nível de glicose nesses símbolos cinza aqui ele cai no início do jejum mas depois ele se mantém constante ao longo dos 40 dias que os pacientes ficaram em jejum então da onde tá vindo essa glicose que se mantém que garante a manutenção da glicemia constante ao longo de todo o tempo que o carboidrato não é ingerido eh a gente poderia pensar primeira vista que a glicose não estaria sendo usada por

isso ela tá mantida mas a gente acabou de discutir que tem célul que vão usar glicose o tempo todo então se ela tá sendo usada e os níveis estão sendo mantidos da onde vem essa glicose como essa glicose tá aparecendo no sangue uma primeira Eh pergunta uma primeira possibilidade seria o glicogênio hepático né a gente já viu na aula passada que o glicogênio polímero de glicose que é mobilizado justamente para liberar glicose no sangue mas se a gente olhar né a eh Como varia a quantidade de glicogênio no fígado ao longo de um jejum O

que que a gente vê aqui que a a o glicogênio simplesmente acaba com menos de um dia de jejum Então esse glicogênio embora seja importante como uma fonte de glicose como a gente já falou ele é uma fonte de duração muito curta então numa noite praticamente de sono a gente gasta todo o nosso glicogênio armazenado no fígado então com isso esse glicogênio não pode manter a glicemia constante todo esse tempo então a gente só lembrando aqui né glicogênio É aquele polímero de glicose que vai ser sofrer fosforólise pela glicogenio fosforilase liberando glicose um fosfato glicose

um fosfato se converte pela fosfoglicomutase glicose seis fosfato E pelo fato de o fígado ter a glicose seis fosfatase essa glicose seis fosfato pode ser convertida em glicose e a glicose pode ser liberada na corrente sanguínea então o glicogênio hepático é fonte de glicose pros outros tecidos e por isso né a quantidade de o glicogênio É mobilizado mas ele vai durar menos de um dia então como é que a gente vai fazer como a gente vai manter essa glicemia e aí é que vai entrar o papel fundamental da gliconeogênese da síntese dessa nova glicose Então

como é que será que eu vou sintetizar essa essa molécula de glicose e como que e quem vai quem serão os precur ses para essa síntese Então é isso que a gente vai entender agora será que ela poderia ser uma reversão da glicólise Será que a gente poderia pegar o piruvato e construir a glicose de novo a partir das da reversão dessas reações no no quando quando a quando essas vias começaram a ser estudadas isso era a ideia vigente né se pensava Ah eu talvez se eu se eu arrumar uma fonte de piruvato eu posso

reverter essas ações aqui e formar glicose a partir de piruvato Mas se a gente olhar aqui os Delta GS dessas reações da da glicolise que que a gente vai ver que de fato alguns Delta G são muito próximos de zero que que isso significa que a constante de equilíbrio dessas reações está próxima de um e significa que essas reações podem ser então facilmente ocorrerem facilmente num sentido ou no outro sentido dependendo unicamente das concentrações de reagentes e produtos aqui então essa reação aqui poderia ser revertida essa reação poderia ser revertida essa reação poderia ser revertida

Mas será que a gente pode dizer isso para todas essas reações se a gente olhar aqui eh em detalhes não a gente tem três reações aqui da glicólise cujo Delta G é Nas condições fisiológicas aqui da célula é bastante negativo então quer dizer são reações que liberam muita energia e que então não pode acontecer no sentido inverso não tem condição energética de acontecer no sentido inverso então que reações são essas né a reação da exocin aquela primeira reação da glicólise que converte glicose em glicose se fosfato a reação da fosfofrutoquinase que converte frutose se fosfato

em frutose um6 bifosfato e a reação da piruvato kinas que converte fos fenol piruvato em piruvato Então essas três restos elas não vão poder acontecer no sentido inverso Então a gente vai ter que contornar essas reações para gerar os intermediários que podem então seguir o caminho inverso da glicólise realmente poderia não ser assim poderia ter uma via completamente diferente mas o que aconteceu na evolução foi isso aparecerem reações que contornam as etapas irreversíveis para permitir então o uso das reações irreversíveis isso permite uma economia metabólica você não precisa fazer toda uma nova via metabólica enzimas

diferentes mecanismos de regulação diferentes intermediários diferentes nesse caso a gente vai usar praticamente muit quer dizer todas não né mas muitas enzimas da glicólise sete enzimas da glicólise vão poder ser usadas na na gliconeogênese havendo então o contorno dessas reações irreversíveis Então quais são as reações que precisam ser contornadas reação né da piruvato kinase da fosfor kinase da hexokinase como é que a gente vai contornar cada uma dessas etapas então então começando com a reação da piruvato kinase que na glicólise converte fos fenol piruvato em piruvato e essa é uma uma daquelas reações que tem

acopladas a fosforilação ao nível do substrato né esse fosfato aqui do fosfoenol piruvato vai ser transferido pro ADP formando ATP Então essa é uma reação Irreversível em condições fisiológicas e que vai precisar ser contornada Então como é que a partir de piruvato eu vou formar Pepe por outro caminho que não seja esse então na gliconeogênese a gente vai fazer isso em duas etapas uma primeira etapa catalizada por essa enzima piruvato carboxilase o piruvato vai ser carboxilado as de ATP então isso aqui é uma reação que requer a energia da Hidrólise do ATP formando essa molécula

aqui que nada mais é do que um piruvato com uma carboxila adicionada aqui o oxaloacetato salato vocês já ouviram falar intermediário do ciclo de creves ele vai ser sintetizado a partir da carboxilação do piruvato por essa enzima é piruvato carboxilase essa aqui vai ser a primeira etapa a a gente não formou PEP ainda isso aqui é um composto de quatro carbonos porque houve essa carboxilação se a gente olhar o fosf anol piruvato tem três carbonos então a gente carboxil o piruvato mas certamente a gente vai ter que descarboxilar agora o oxal acetato Isso parece uma

coisa meio estranha para que que eu vou carboxil a molécula para descarboxilar em seguida Mas isso faz parte né das estratégias metabólicas de eu conseguir colocar uma quantidade maior de energia nessa molécula para na hora que eu for transformar ela na molécula seguinte essa energia ser passível de ser utilizada na na reação subsequente então a reação subsequente é catalizada por essa enzima fos fenol piruvato carboxiquinase essa enzima Então vai descarboxilar o oxalacetato junto com a transferência de um fosfato do gtp para essa para esse interm Med diário formando então o o fosfoenol piruvato que tem

então o fosfato aqui ligado né nessa molécula que veio aqui desse gtp e três carbonos então e é a molécula intermediário da glicólise e onde a gente queria chegar Então a partir dessas duas reações uma de carboxilação do piruvato e outra de descarboxilação e transferência de fosfato a gente forma fos fenol piruvato PEP a par partir de piruvato E é isso que é o começo da via gliconeogênese de glicose a partir de piruvato agora como é que isso aqui vai acontecer dentro da célula e que implicações Isso aqui vai ter para eh o uso desses

precursores para síntese de glicose Então é só colocar aqui a reação esqueci que tin post esse slide só para vocês verem um pouco melhor a reação da piruvato carboxilase essa é uma enzima aqui uma enzima é com com várias subunidades e é bem interessante bot ter aqui mais como uma curiosidade mas é bem interessante esse mecanismo é de carboxilação do piruvato que é um mecanismo comum nessas enzimas carboxilases né Elas têm uma subunidade aqui que liga eh essa Liga essa molécula aqui de biotina que permite que a gente eh eh use dois sítios diferentes eh

da enzima esse braço longo aqui dessa cadeia pode permitir que o substrato caminhe nos dois sítios diferentes da enzima né então é a a biotina vai ser carboxilada e depois vai levar a carboxila pro piruvato formando então oxalacetato então essa essa é uma uma das reações a outra reação é catalizada pela pepc né aquela fosfoenol piruvato carboxiquinase e ela vai ter um sítio de ligação de gtp um sítio de ligação de PEP um sítio de ligação de gtp desculpem um um sítio de ligação de oxal acetato que não tá mostrado aqui nessa estrutura e depois

então o PEP é formado aqui ligado à enzima então oxalacetato é convertido a fosfoenol piruvato Então essa a partir dessas duas reações a gente faz o primeiro bypass da Via glicolítica no sentido então da gliconeogênese Como isso acontece dentro da célula né A piruvato carboxilase é uma enzima mitocondrial então o piruvato precisa entrar dentro da mitocôndria para ser convertido em oxalacetato dentro da mitocôndria essa reação aqui só acontece dentro da mitocôndria depois a peps ela pode estar na mitocôndria ou no citoplasma como nesse caso aqui o oxalacetato foi formado dentro da mitocôndria a gente vai

usar a pepse mitocondrial e formando então o PEP dentro da mitocôndria o PEP consegue sair da mitocôndria E aí ele vai poder seguir a as reações reversíveis Opa reações reversíveis da glicólise até né Depois a gente chegar naqueles outros bypasses para chegar na glicólise mas até gliceraldeido TR fosfato são reações reversíveis da glicólise que vão que vão levar uma questão aqui que a gente vai ter que falar antes de continuar aqui nos outros bypasses essa reação né da gliceril deí do TR fosfato desidrogenase na glicólise Embora ela seja reversível em fisiológicas ela requer uma molécula

de nade reduzido para ser oxidada em NAD mais então só lembrando aqui na glicólise né aqui na glicólise a gente tá falando dessa etapa então a gente fez esse primeiro bypass usando aquelas duas reações a gente seguiu por essas reações cujos Delta GS são próximos de zero a gente seguiu aqui até um três bifosfoglicerato esta reação de um três bifosfoglicerato para gliceraldeido fosfato também tem um del G próximo de zero assim como a reação subsequente Mas o que eu tô chamando atenção é que nessa reação eu preciso não só de um TR bifosfoglicerato como preciso

para ela acontecer no sentido contrário eu preciso de um NAD h para ser oxidado em NAD mais Então como que eu da onde vem esse n h aqui para ser oxidado nada demais no citoplasma muito poucas reações já eram nadh uma das principais é a própria reação da glicerol daí do TR fosfato desidrogenase quando a célula tá fazendo glicólise então e a a quantidade de nadh no citoplasma ela é baixa normalmente né porque a maioria das reações de oxidação que geram nadh acontecem dentro da mitocôndria Então esse fornecimento de nadh para reversão da glicólise a

partir né Desse bypass aqui pode ser limitante no caso da gliconeogênese Então qual é um artifício que as que pode acontecer nas nossas células a gente vai ter que transferir um nadh que foi gerado dentro da mitocôndria paraa um pr pro citoplasma como que isso faz isso pode acontecer Justamente a partir do oxalacetato formado na reação da piruvato carboxilase que ao invés dele virar Pepe dentro da mitocôndria ele pode seguir aqui numa reação do ciclo de crebs ao contrário oxalacetato eh gerando malato nessa reação que que em Nas condições fisiológicas também tem um Delta G

bem próximo de zero e embora no ciclo de crebs ela aconteça no sentido inverso ela pode acontecer nesse sentido Ainda mais se tá for se a gente tá formando muito oxal acetato as custas da reação da piruvato carboxilase Então essa reação pode acontecer assim oxalacetato gera malato na reação da malato desidrogenase no sentido inverso ao do ciclo de creves assim eu vou oxidar um NAD mitocondrial no ciclo de crebs né ela acontece nesse sentido oxida uma lata oxalacetato gerando nadh quando ela acontecer nesse sentido inverso ela vai reduzir o oxalacetato am malato usando elétrons do

NAD e gerando NAD oxidado esse na esse malato que no fundo né se a gente pensar nessa forma ele tá carregando os elétrons que estavam nesse Ná aqui esse malato pode sair da mitocôndria e ele pode encontrar uma malato desidrogenase Opa no citoplasma Então essa enzima aqui tem uma isoforma citoplasmática e então a malato desidrogenase citoplasmática pode agora retirar os elétrons do malato e voltar eles para NAD maisis formando nadh e oxalo acetato consequentemente Como eu disse para vocês que a secar pode estar no citoplasma também eu ai gente desculpa eu posso formar PEP a

partir do oxal acetato fora da mitocôndria e não dentro então no fundo eu fiz aquele bypass mas ele meio alargado aqui passando aqui por esse pelo malato né por essa reação aqui do cículo de crebs para poder gerar um nadh citoplasmático tá isso parece meio confuso mas se a gente olhar com calma a gente entende a gente veio de piruvato piruvato carboxilase eu tenho duas alternativas sair formar PEP na mitocôndria e sair aqui direto mas nesse caso eu preciso arranjar uma fonte de nadh ou o oxalacetato vira malato dentro da mitocôndria o malato sai regenera

o oxalacetato aqui fora e aí a PEP Sec citoplasmática forma o PEP eu volto para cá e consigo nesse caso o que que eu tô fazendo eu consigo dar NAD h para essa reação acontecer e desse jeito eu consigo manter esse fluxo aqui de piruvato até gliceraldeído trê fosfato Sem problema sem limitação por falta de NAD h tá então eu tenho essas duas alternativas quando eu não tenho uma outra fonte de nadh citoplasmática eu vou usar esse caminho aqui mais complicado se eu tiver nadh disponível no citoplasma eu posso usar esse caminho aqui mais simples

tá então como que E agora como é que a gente continua a primeira pergunta que eu quero fazer antes de continuar aqui nesses outros bypasses é da onde tá vir nesse piruvato Então isso é uma pergunta pertinente ele apareceu aqui no meio dessa célula a gente até agora estudou muito que o piruvato é formado na glicólise nesse caso não vai ser na glicólise obviamente porque a gente tá revertendo Justamente a glicólise então da onde vai vir esse piruvato uma molécula que vocês sabem que pode gerar piruvato é o lactato vocês viram já a gente viu

na fermentação que a reação da lactato desidrogenase é uma reação reversível e que ela pode tanto girar gerar piruvato a partir de lactato qu desculpa lactato a partir de piruvato na fermentação mas ela mas esse lactato também pode eventualmente virar piruvato mas aí aqui eu tenho a questão da redução de NAD também outra vez colocando então o lactato pode virar pir vato e aqui nesse caso vai reduzir uma molécula de Nádio né vai ser o contrário do que aconteceria na fermentação quando o Nádio é reoxidar nessa reação então o lactato pode ser um precursor de

piruvato e ele já vai gerar NAD citoplasmático então eu posso prescindir de todo aquele caminho complicado que eu tinha acabado de falar e usar o nadh gerado na reação da lactato desidrogenase para reverter a reação da glicerol de do TRE fosfato hidrogenase aí puxa vida para que toda aquela confusão então se eu podia já falar que o piruvato vinha do lactato gerava NAD H aqui isso já permitia essa reversão isso aqui era muito mais fácil de entender isso aqui não é eh eu não falei isso só simples assim e parei por aqui porque a gente

tem a seguinte questão o nosso requerimento de glicose diá é de 120 G dos quais 100 g por dia quem usa é o cérebro então a gente não pode pode presdir dessa glicose porque o cérebro precisa de glicose para funcionar e a gente precisa do cérebro pra gente funcionar então 120 g de glicose se eu usar todo o lactato disponível por exemplo todo o lactato que é produzido no metabolismo das hemácias no metabolismo dos tecidos anaeróbicos se eu usar todo esse lactato que tá disponível aqui no sangue para fazer gliconeogênese eu vou gerar 40 g

de glicose por dia então toda glicose que pode de vir do lactato não é suficiente para eu manter a quantidade de glicose que eu preciso produzir por dia para manter o cérebro funcionando então esse caminho aqui vai ser importante bem importante o lactato vai ser um precursor eh importante pra síntese de glicose Afinal né 30% aqui da da síntese de glicose vai vir de fato do lactato então e esse lactato no fundo é um produto que tá ali sobrando porque ele tá sendo produzido pelos tecidos anaeróbicos ele não teria em princípio Um Destino essas células

jogam esse lactato fora na verdade então o fígado pode aproveitar esse lactato Para justamente começar a construir a glicose só que esse precursor não vai ser suficiente para sintetizar toda a glicose que a gente precisa Então a gente vai precisar de outros precursores quem que outros precursores poderiam ser usados Então isso é uma pergunta que surge agora e a gente vai ter que pensar um pouco olhando esse Panorama aqui a gente sabe que um pedaço da gliconeogênese acontece dentro da mitocôndria que envolve piruvato oxalacetato aí o pepsia etc Será que que eu posso imaginar precursores

aqui que possam servir contribuir para essa síntese todos os aminoácidos quando eles são quando eles entram no metabolismo quando eles são metabolizados eles são transformados em poucos intermediários do desse caminho central do metabolismo que a gente tá estudando e a maior parte dele eles são intermediários do ciclo de cremes então vocês olharem aqui vários aminoácidos vão gerar Alf cetoglutarato succinil coa fumarato oxalacetato então esses todos esses aminoácidos aqui geram intermediário do ciclo de crebs alguns aminoácidos ainda geram piruvato então todos esses aminoácidos que geram na sua metabolização piruvato ou intermediários do ciclo de creves podem

ser enquadrados aqui olha então esses aminoácidos por essas reações que chamam transaminação que a gente vai estudar mais paraa frente que são o início da sua metabolização eles vão gerar alfet glutarato succinil a fumarato oxalacetato ou piruvato então como é que eu posso conectar isso aqui pelas próprias reações do ciclo de creb então aqui no ciclo de crem usando as enzimas do ciclo de cremes alfet glutarato gerado por alguns aminoácidos pode gerar succinil coar que se junta a succinil co a gerado por outros aminoácidos for vão formar succinato fumarato que também pode ser diretamente formado

malato com isso o que que eu vou fazer acumular um monte de malato aqui além disso aminoácidos podem gerar piruvato e oxalacetato e o que que eu já sei que essa reação da Amato desidrogenase ela pode ser revertida então o que que eu vou est fazendo aqui quando eu tô dando aminoácidos para essas células gerando um montão de malato que pode por sua vez sair da mitocôndria e formar gliceraldeído TR fosfato por aquele caminho que eu expliquei antes para vocês né aqui eu vou est usando este NAD h mitocondrial para dar elétrons para esse malato

que vai sair e que vai regenerar o NAD h no citoplasma permitindo aqui a reversão dessa reação Então desse jeito eu posso usar todos os aminoácidos que geram estes intermediários chegando a malato E então chegando até gliceraldeído trê fosfato então aqui eu quanto que eu posso quanto isso pode contribuir pra minha síntese de glicose então normalmente o quanto de aminoácidos que a gente consegue mobilizar Lembrando que se nesse caso a gente tá falando do jejum e a gente então não está ingerindo nada esses aminoácidos estão vindo das proteínas do nosso corpo né Tanto do turnover

geral de proteínas que acontece o tempo todo no nosso corpo como das proteínas dos nossos músculos que são né actina miosina as proteínas contratas do músculo são a maior quantidade de proteínas que a gente tem E essas proteínas vão ser de fato mobilizadas para gerar glicose nessas situações então isso aí é um limitante que a gente tem que pensar dessa situação que é que a gente vai se a gente tá sem ingerir nenhum nutriente a gente vai mobilizar proteínas do próprio corpo vai destruir um pouco dos nossos músculos para sintetizar glicose e quanto que esses

aminoácidos podem contribuir né então eles podem contribuir com em torno de 60 G por dia então o lactato mais os aminoácidos eles dão conta praticamente de toda a glicose necessária mas ainda falta um pouquinho aqui de precursor para formar toda a glicose que a gente precisa num dia e quem é então esse outro precursor que poderia ser usado se a gente voltar aqui nessa curva dos pacientes em jejum a gente vai reparar que essa molécula que tá representada em verde aqui que é o glicerol glicerol tá concentração quase nula o tempo todo só que se

a gente pensar na bombela de triacilglicerol do tecido dipo né lembrando triacilglicerol é uma molécula de glicerol ligada nos ácidos grassos e a gente falou dos ácidos grassos Saindo pro sangue mas cada vez que três ácidos grassos saem uma molécula de glicerol sai também do tecido de Poso Então como é que esse glicerol fica nulo aqui fica nulo porque na verdade ele também tá sendo usado no metabolismo e como que ele tá sendo usado no fígado o glicerol pode ser convertido em glicerol fosfato e esse glicerol fosfato vira este intermediário da glicólise aqui de hidróxi

acetona fosfato que justamente pode se converter em gliceraldeido trê fosfato aqui não reação da triose fosfato isomerase reação na glicólise ou na glicel Gênese no caso aqui uma reação reversível também contribuindo então pra gente ter mais esses intermediários que vão poder seguir então o o as outras reações reversíveis da glicólise para chegar nos últimos bypasses que falta a gente falar então somando eu vou ter lactato aminoácidos e glicerol contribuindo paraa formação da glicose necessária pra gente manter o funcionamento do nosso corpo a cada dia além desses então aqui o glicerol contribui com 20 G os

aminoácidos 60 G lactato com em torno de 40 G então mais ou menos com essa proporção a gente garante a quantidade de glicose que o nosso corpo precisa usar além disso a gente tem ainda uma pequena contribuição de ácidos grassos de cadeia íp quando o ácido Grasso tem cadeia ímpar e ele e a metabolização dele então vai gerar várias moléculas de acetilcoa mas também uma molécula de propionil coa essa molécula de propionil coa pode formar succinil coar no ciclo de crebs e contribuir um pouquinho aqui pra formação de uma lato para esse caminho mas isso

aqui é uma contribuição muito pequena que quantitativamente praticamente não tem eh eh importância no nosso corpo além do que a maior maior parte dos ácidos grassos que a gente tem no nossos alimentos e no nosso metabolismo são de cadeia par então aqui o que a gente nessa aula aqui agora o que a gente vai se focar é que aminoácidos via sua conversão intermediários no ciclo de crebs lactato via sua conversão em piruvato e glicerol via sua conversão em di hidroxo acetona fosfato esses três precursores vão poder contribuir aqui para em última análise eu sintetizar glicose

que que falta a gente ver agora então como é que de frutose um seis bifosfato que era o ponto onde a gente estava indo com tudo reversível a gente fez esse primeiro bypass aqui né que pode ser por aqui ou pode ser por aqui que a partir desse primeiro bypass a gente seguiu esse caminho todo reversível e chegou em frutose um se bifosfato aqui a gente se depara com a com a segunda reação Irreversível nesse caminho de volta da glicose né que é a reação da fosfofrutoquinase que também é Irreversível em condições fisiológicas então de

frutose 1 se bifosfato eu preciso formar frutose seis fosfato por uma outra enzima que não seja fos fruto que então isso acontece por essa enzima frutose 1 bifosfatase isso é uma nova enzima né Outra enzima que não faz parte da glicólise e ela então simplesmente hidroliza o fosfato do carbono um da frutose um seis bifosfato gerando frutose seis fosfato Então ela hidroliza esse fosfato aqui forma frutose seis fosfato E com isso então cheguei em no no próximo intermediário aí da reversão da glicólise né frutose seis fosfato vai dar glicose seis fosfato por uma reação reversível

por fim então cheguei no na última reação Irreversível que deve ser contornada que é de glicose se fosfato a glicose se vocês pensarem um pouquinho a gente já falou dessa enzima já falou dessa reação ela acontece no fígado e nos rins glicose seis fosfatos gerando glicose pela enzima glicose seis fosfatase lembrando então que essa enzima é expressa somente nos fígados no fígado e nos rins e portanto Essa Via né assim como a gente falou na na degradação do glicogênio essa via de síntese de glicose com a função de reposição na de glicose no sangue ela

só vai poder acontecer de fato nos no fígado e nos rins parte daquelas reações que a gente viu no no na na gliconeogênese como um todo parte daquelas enzimas e daquelas reações elas existem ocorrem tem funções em outros tecidos mas a entender a gliconeogênese como uma via de reposição de glicose no sangue como uma via responsável pela manutenção da glicemia a gente só vai poder entender ela sendo feita no fígado e no nos rins Porque somente nesses dois tecidos eu tenho a expressão dessa última enzima necessária para que a glicose possa de fato sair da

célula e ir pro sangue então essa contribui ção né da manutenção da glicemia vai ser feita principalmente pela gliconeogênese hepática mas o rim especialmente em em momentos mais tardios né quando quando a hipoglicemia dura por muito tempo gão passar a ter um papel importante também então somando aqui agora toda a nossa célula a gente tem os precursores então a glicol neogênese a gente não vai poder entender ela como uma via assim linear e e e simples né a gente tem que eu prefiro enxergar ela a gente poderia colocar essas reações aqui de uma maneira linear

Mas eu prefiro enxergar ela assim dentro da célula porque isso vai ser importante até pra gente integrar eh o metabolismo eh eh junto com outras vias metabólicas como a gente vai fazendo aos poucos aqui na nossa disciplina Então ela pode ser enxergada dessa maneira né aminoácidos vão contribuir lactato vai contribuir glicerol vai contribuir dessa maneira que esses carbonos dessas moléculas vão seguir por esse caminho a até a síntese de glicose essa glicose então no fígado e nos rins vai ser post vai sair da célula e vai poder manter a Glicemia eh garantindo então que células

que precisam de glicose possam eh usar essa glicose então Eh olhando aqui a dinâmica desses precursores no e e e né a dinâmica nos diferentes tecidos começando a olhar isso com uma visão mais integrada a gente pode fazer esse esquema aqui então aqui tá o nosso hepatose com com a gliconeogênese igual a gente acabou de ver então os aminoácidos vão vir da degradação de proteínas do músculo que vai uma situação que vai acontecer normalmente no nosso metabolismo as proteínas estão sempre em turnover mas que pode ser é amplificado esse processo na no numa situação de

jejum prolongado ou numa situação de não ingestão de carboidratos e eventualmente pouca ingestão de proteínas Então essas proteínas do músculo podem ser pesada gerando aminoácidos esses aminoácidos vão pro sangue os aminoácidos no sangue são captados pelo fígado e vão gerar aqueles intermediários do ciclo de kbes ou o próprio piruvato essa eh Então essa esses produtos da metabolização de aminoácidos vão acumular na forma de malato aqui pelas enzimas do ciclo de creves e o malato vai ser uma das moléculas que vai fornecer carbonos aqui paraa síntese de glicose o lactato vem do metabolismo dos tecidos anaeróbicos

especialmente das hemácias esse lactato vai pro sangue a partir da fermentação realizada pelas Z hemácias o fígado pode captar esse lactato converter a piruvato esse piruvato vai oxalacetato PEP e segue aqui as reações inversas da glicose os outros da glicólise e os outros bypasses até chegar em glicose que vai pro sangue Além disso glicerol que é gerado na Hidrólise dos triac gliceróis no tecido de Poso também pode entrar no hepatócito gerando de hidróxi acetona fosfato e seguir até glicose ajudando a manter a Glicemia essa glicose formada Então ela tá no sangue e ela e seus

e ela é posta no sangue e seus níveis são mantidos no sangue porque à medida que o fígado produz essa glicose tecidos que dependem só de glicose como as próprias hemácias e como tecido nervoso vão usar essa glicose não então assim a gente a gente mantém a homeostase glicêmica do nosso corpo gerando glicose a partir da gliconeogênese a partir da mobilização desses precursores por diferentes tecidos e garantindo o uso dessa glicose pelos tecidos que dependem da glicose como fonte energética então assim eh eh a gente integra essa situação dentro do contexto da gliconeogênese e junto

disso quero só chamar atenção aqui para concluir que os ácidos grassos que estão sendo liberados aqui eh do tecido de Poso eles vão ter um papel fundamental nessa situação também não como precursores da da síntese de glicose mas como fonte energética pro próprio fígado ou para os outros tecidos por exemplo o músculo que usam ácido grass como fonte energética então com isso a gente eh conclui aqui a gliconeogênese que vai ficar faltando a gente falar da gliconeogênese é como ela é regulada mas essa etapa a gente vai deixar eh pra nossa aula eh para nossa

próxima aula onde a gente vai falar da regulação da gliconeogênese já olhando essa regulação na dentro da integração do metabolismo dos carboidratos como um todo e e e aí a gente vai falar tanto da regulação da gliconeogênese como a gente vai voltar à regulação da degradação do glicogênio e a resposta do corpo todo a essa situação eh de hipoglicemia Então a gente vai voltar a regula para falar da regulação da gliconeogênese na próxima aula