Bioquímica Básica
14 Gliconeogênese
14.1 Origem da glicose circulante em animais superiores
A maioria das células de animais superiores é capaz de suprir suas necessidades energéticas a partir da oxidação de vários tipos de compostos: açúcares, ácidos graxos, aminoácidos etc. Alguns tecidos e células desses organismos, entretanto, utilizam exclusivamente glicose como fonte de
energia (Tabela 14.1). Este é o caso do cérebro, que consome aproximadamente 120 g de glicose por dia, e das hemácias, que necessitam, em média, de 30 g diários. A oxidação de glicose pelo cérebro corresponde a cerca de 75% do total de glicose oxidada por dia por um ser humano adulto, independentemente da atividade mental desempenhada.
O organismo dispõe de vias metabólicas destinadas a manter o nível basal de glicose circulante capaz de atender as necessidades energéticas daqueles tipos de células entre as refeições ou durante o jejum:
glicogenólise (Seção 13.1) e gliconeogênese. Após as refeições, a absorção dos alimentos faz aumentar a glicemia (concentração de glicose plasmática). Neste período, a liberação de insulina pelo pâncreas permite a absorção de glicose por todos os tecidos. Gradativamente, a glicemia diminui e, ao ser atingido um nível basal, ocorre uma alteração na secreção pancreática: a insulina é substituída por glucagon. Este hormônio estimula a degradação do glicogênio hepático e a liberação de glicose do fígado mantém a glicemia basal. No entanto, a reserva hepática de glicogênio é limitada e insuficiente para manter níveis glicêmicos normais além de 8 horas de jejum. Depois deste período, a contribuição do glicogênio hepático decresce, ao mesmo tempo em que é acionada outra via metabólica de produção de glicose: a gliconeogênese. Como seu nome indica, a gliconeogênese consiste na síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos.
Nos seres humanos, o fígado e os rins1 são os principais órgãos responsáveis pela gliconeogênese e os precursores mais importantes de glicose são: aminoácidos, lactato e glicerol. Todos os aminoácidos, com exceção de lisina e leucina, podem originar glicose: são os aminoácidos glicogênicos. A degradação de lisina e leucina produz somente acetil-CoA, como acontece com os ácidos graxos, e os animais são incapazes de sintetizar glicose a partir de acetil-CoA. Os aminoácidos são provenientes da degradação de proteínas endógenas, fundamentalmente as musculares, durante o jejum. No músculo, e em outros tecidos, os aminoácidos são convertidos a alanina e glutamina, suas principais formas de transporte
(Seção 17.2.1). O lactato origina-se dos músculos submetidos a contração intensa e de outras células que degradam glicose anaerobiamente — hemácias, medula renal, retina etc. No fígado e nos rins, alanina e lactato convertem-se em piruvato e glutamina em oxaloacetato, que originam glicose pela gliconeogênese; o grupo amino dos aminoácidos é excretado
como ureia (Figura 14.1). O glicerol, derivado da hidrólise de triacilgliceróis do tecido adiposo durante o jejum, tem pequena importância quantitativa na produção de glicose.
Tabela 14.1 Fonte de energia para diferentes tecidos.
Composto
Tecido Glicose Ácidos graxos Corpos cetônicos
Cérebro* +
Hemácias e leucócitos +
Medula renal +
Retina +
Mucosa intestinal +
Fígado + +
Adiposo + +