Formas de regulação da atividade enzimática
Gene
expression
regulation
Ativação/desativação por
Fosforilação/defosforilação
Hexoquinase IV é regulada pelo nível de glicose no sangue:
regulação por seqüestro no núcleo celular
hepatócito
Após refeição
Durante jejum
Vindo da gliconeogênese
Fígado não compete com demais órgãos pela glicose escassa.
Controle da Glicemia por Regulação Endócrina:
• Necessidade de uma reserva
energética de fácil mobilização
Insulina
X
Glucagon
Estoca glicose na forma de
glicogênio e secreta quando
necessário.
Homeostase da glicose
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,
f ígado e pân cr eas e cél ulas b
t r an sp or t ador de baixa
af inidade, f u 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
f r u t ose, af in idade m u it o
baixa p ar a glicose
GLUT 4
GLUT 1
receptor de
insulina
T ip o de r eser va
Glicogênio
Glicogênio
Glicose ( m M)
Lipídeos
Pr ot eín a
Hor m ôn io ou su bst r at o
( U)
I nsulina (mU/ m l)
Glu cagon ( pg/ m l)
r azão in su lin a:glucagon
Glicose ( m M)
Ácidos gr axos ( m M)
Acet oacet at o ( m M)
bHidr oxibut ir at o ( m M)
Lact at o ( m M)
Pir uvat o ( m M)
Alan ina ( m M)
AT P ( m M)
T ecido
Qu an t idade ( g)
f ígado
m úsculo
f lu idos cor por ais
t ecido adip oso
m úsculo
70
1 20
20
1 50 00
60 00
Muit o bem
alim en t ado
Pósabsor ção
( 1 2h )
Jeju m
3 dias
Jeju 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 de pacien t es o besos su bm et i dos a jej u m t er ap êut i co. O cálcu l o de
equ ivalen t es d e AT P f o i calcu l ado p ar a oxid ação co m pl et a de subst r at o s a CO 2 e H2 O.
Regulação da internalização
da glicose
por seqüestro de transportadores
transportador GLUT-4:
tecidos muscular e adiposo
X
transportador GLUT-2: Tecido
hepático- constitutivamente
exposto
GLUT-4 permanece
sequestrado em vesículas
no citoplasma até que a
Insulina sinalize para sua
exposição.
Regulação hormonal da glicólise
Tecido Hepático
Glucagon
Adrenalina
+
Fosfatase
ativa
Kinase
ativa
+
Insulina
Tecido Muscular
e Cardiaco
Adrenalina
Insulina
+
PI
Fosfatase
ativa
ATP
ADP
Kinase
ativa
Regulação da Glicogenólise
Disparado na
contração muscular
ativa a fosforilase b
kinase (isoforma
muscular) que
apresenta um
domínio calmodulina
AMP resultante da
quebra de ATP quando
a musculatura está
sob contração
vigorosa ativa
alostericamente a
glicogênio fosforilase
Amplificação do sinal
Glicogênio fosforilase = sensor da [glicose] no fígado
Regulação da síntese do glicogênio
A glicogênio sintase mantem-se inativa por meio de
fosforilação de serinas: Glicogênio sintase quinase 3 (GSK3)
glicose 6-P liga-se a um sítio
alostérico na glicogênio sintase
aumentando o acesso da
fosfoproteína fosfatase
Regulação da síntese do glicogênio
IRS = insulin receptor substrate
A regulação da insulina também ocorre a
nível transcricional
Aspectos clínicos - glicólise
1) Isquemia (Infarto do miocárdio):
Isquemia: falta de suprimento sangüíneo para um tecido orgânico
necrose do tecido por isquemia
2) Células tumorais: Otto Warburg – 1920
Células tumorais Ascites convertem glicose equivalente a 30%
do peso seco em lactato/h.
(Músculo esquelético humano = 6% do peso seco em lactato/h)
19
20
21
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 de insulina).
80% estão acima do peso adequado
Síndrome
Metabólica
No diabetes o organismo comporta-se como no jejum
prolongado.
Um dos métodos de monitoramento da hiperglicemia é o
exame que mede a Hemoglobina glicosilada (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. A dosagem da glicose está feita antes
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/glicogênese)?
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?