Regulação Hormonal
Formas de regulação da atividade enzimática
(minutos até horas)
Gene expression regulation
(milisegundos )
Ativação/desativação por
Fosforilação/defosforilação
T ip o de r eser va
Gl i cogêni o
Gl i cogêni o
Gli co se ( m M )
Li pídeos
Pr ot eín a
Ho r m ôn i o ou su bst r at o
( U)
I nsul i n a ( mU/ m l )
Gl u cagon ( pg/ m l )
r azão i n su li n a:gl ucagon
Gli co se ( m M )
Áci dos gr axo s ( m M )
Acet oacet at o ( m M )
bHi dr oxi but i r at o ( m M )
Lact at o ( m M )
Pi r uvat o ( m M )
Al an i na ( m M )
AT P ( m M )
T eci do
Qu an t i dade ( g)
f ígado
m úscul o
f lu i dos co r p or ai s
t eci do adip oso
m úscul o
70
1 20
20
1 50 00
60 00
M ui t o b em
al im en t ado
Pósabsor ção
( 1 2h )
Jej u m
3 di as
Jej u m
5 sem an as
40
80
0.50
6 .4
0.14
0.04
0.03
2 .5
0.25
0 .8
3 43
15
1 00
0.15
4 .8
0 .6
0.05
0.10
0.70
0.06
0.03
2 90
8
1 50
0.05
3 .8
1 .2
0 .4
1 .4
0.70
0.04
0 .3
3 80
6
1 20
0.05
3 .6
1 .4
1 .3
6 .0
0 .6
0.03
0 .1
5 37
Fo nt e: Ru der m an et al ., 1 9 7 6 .
Os dad os fo r am o bt id os d e i n divídu os no r m ais, ex cet o par a dados d e 5 sem an as em j eju m
qu e f or am ob t i dos d e pacien t es o besos su bm et i dos a jej u m t er ap êut i co. O cá lcu l o de
equ ivalen t es d e AT P f o i calcu l ado p ar a oxid ação co m p l et a de subst r at o s a CO 2 e H2 O.
Controle da Glicemia por Regulação Endócrina
Insulina X Glucagon
Estoca glicose na forma de
glicogênio
e secreta quando necessário.
Homeostase da glicose
I) Captação da glicose: A. Transportadores GLUT
B. Atividade da Hexokinase
I) Secreção da Insulina
II) Cascata de sinalização
III) Efeitos da insulina no metabolismo do glicólise
Hexoquinase IV (hepática) é regulada pelo nível de glicose no sangue
Pós prandial
(KM 15 – 20)
Vinda da gliconeogênese
Jejum
Fígado não compete com demais órgãos pela glicose escassa
I) A.Transportadores de Glicose
TRANSPORTADOR
Km par a glicose
( mM )
Dist r ibuição
Car act er íst icas
GLUT 1
1 -2
am pla, com alt a
con cent r ação no cér ebr o,
er it r ócit os e en dot élio
t r an sp or t ador
con st it u t ivo de glicose
GLUT 2
15 - 20
r in s, int est in o delgado,
fígado e pân cr eas e cél ulas b
t r an sp or t ador de baixa
af inidade, fu ncion a
com o sensor de glicose
GLUT 3
10
n eu r ônios, placen t a
t r an spor t ador de alt a
afin idade
GLUT 4
5
m úsculos esquelét ico e
car díaco, t ecido adip oso
t r an sp or t ador
dep en dent e de in su lin a
GLUT 5
6 - 11
in t est in o delgado, esper m a,
r im , cér ebr o, adipócit os e
m úsculo
t r an spor t ador de
fr u t ose, afin idade m u it o
baixa p ar a glicose
Regulação da internalização da glicose por seqüestro de
transportadores
GLUT-4 (muscular e adiposo) permanece sequestrado em vesículas no citoplasma até que a Insulina
sinalize para sua exposição. A taxa de entrada de glucose aumenta de > 15 vezes
I) B. Atividade da Hexoquinase
Músculo
GLUT-4: Km= 5 mM
Hexoquinase 1: Km= 0,1 mM
Fígado
GLUT-2: Km= 15-20 mM
Hexoquinase IV: Km=10 mM
Como estará a atividade da hexoquinase?
Órgão
Hipoglicemia
(< 3,5 mM)
Músculo
GLUT-4: Km= 5 mM
Hexoquinase 1: Km= 0,1 mM
Normoglicemia
(5 mM)
Hiperglicemia
(10mM)
Fígado
GLUT-2: Km= 15-20 mM
Hexoquinase IV: Km=10 mM
II) Secreção de insulina
Base de diagnóstico Diabetes insulino-dependente ou não
Mecanismo de secreção de insulina – Pâncreas (célula β)
GLUT-2: Km= 15-20 mM
III) Cascata de sinalização
Insulina regula o metabolismo e a expressão gênica
IV. Efeitos da insulina no metabolismo do glicólise
 Aumento da síntese e diminuição da degradação de glicogênio (ativação
da glicogênio sintase) – PP1 e GSK3
 Aumento da glicólise (ativação da PFK-2; ↑ expressão gênica de
hexoquinases, piruvato quinase) – Akt e PI3K
Diminuição da gliconeogênese (inativação da glicose-6-fosfatase; ↓
expressão gênica de PEPCK) – PI3K
Regulação da síntese do glicogênio
Aumento da síntese e diminuição da degradação de glicogênio (ativação da GS) – PP1 e GSK3
(IRS = insulin
receptor substrate)
Regulação da síntese do glicogênio
A GS mantem-se inativa por fosforilação de serinas: Glicogênio sintase quinase 3 (GSK3)
E torna-se ativa por defosforilação de serinas: Phosfoproteína fosfatase 1 (PP1)
G6P liga-se a um sítio
alostérico na GS aumentando
o acesso da PP1
Regulação hormonal da glicólise
Glucagon
Epinefrina
PFK2
FBPase2
PFK2
FBPase2
Insulina
Controle da síntese de glicogênio no músculo
Fluxo controlado por GLUT-4 e hexocinase
A regulação da insulina também ocorre a nível transcricional
Epinefrina
 A epinefrina é produzida pelas glândulas adrenais
 É liberada após sinais de estresse
 Atua em receptores adrenérgicos
Liver
Diabetes Mellitus
 Comum no Brasil (prevalência 7,6 % da população brasileira entre 30 e
69 anos)
 Apresentam hiperglicemia
Tipo I: insulino-dependente ou juvenil. É uma doença auto-imune
que provoca a destruição de células b das ilhotas do pâncreas.
Tipo II: não insulino-dependente (resistente a insulina, e por
secreção deficiente).
 No diabetes o organismo comporta-se como no jejum prolongado.
 Um dos métodos de monitoramento da hiperglicemia é o exame que
mede a Hemoglobina glicosada (HbA1c): em diabetes essa taxa pode
ser até 3 X maior.
Teste de tolerância a glicose:
Após jejum de 12 h ingere-se 100g de glicose dissolvida num copo de água.
Mede-se a glicose antes a ingestão e cada 30 min após durante algumas horas.
1) José é um enfermeiro muito trabalhador. De tanto trabalhar sequer teve tempo de almoçar, de
forma que saiu do trabalho hoje as 15 horas sem ter feito nenhuma refeição desde o café da
manhã.
Pergunta-se:
a) Apesar do longo período de jejum, nível de glicose no sangue de José não se alterou. Que
hormônio foi importante para manter sua glicemia constante?
b) Quais são as consequências da sinalização desse hormônio no fígado em relação ao metabolismo
da glicose (glicólise/gliconeogênese)?
c) Este hormônio induz a biossíntese ou degradação do glicogênio hepático? Explique a cascata de
sinalização que leva a tal evento.
2) Como se não bastasse sua intensa lida diária, no dia seguinte José foi surpreendido por um
assaltante no caminho de casa, porém conseguiu escapar do assalto pois usou todas as suas
forças correndo desesperadamente.
a) Os estoques de glicogênio da musculatura esquelética das pernas de José foram bastante usados
nesse episódio. Descreva a via catabólica de degradação do glicogênio.
b) Qual hormônio sinalizou a quebra de glicogênio no tecido muscular?
c) Que via catabólica foi usada na degradação da glicose muscular? Para onde seu produto é
transportado e em que este produto é regenerado?