Bioquímica Básica
20.3 Regulação da via das pentoses fosfato
Os produtos principais da via das pentoses fosfato são NADPH e ribose 5-fosfato. A pentose fosfato é precursora da síntese de nucleotídios; NADPH é a coenzima redutora das sínteses de ácidos graxos, colesterol e hormônios esteroides, e de reações de dissipação de radicais livres. As desidrogenases da parte oxidativa da via das pentoses fosfato que convertem NADP+ a NADPH são inibidas competitivamente por NADPH. O bloqueio é abolido por oxidação de NADPH a NADP+ pelos processos citados. Nos seres humanos, as sínteses redutoras ocorrem intensamente no fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias, córtex da suprarrenal, ovários e testículos, e os mecanismos antioxidantes, nas hemácias.
O destino da glicose 6-fosfato — via das pentoses fosfato ou glicólise — está subordinado às razões ATP/ADP e NADPH/NADP+ intracelulares. Quando a razão ATP/ADP é baixa (carga energética celular baixa), a glicose é degradada pela via glicolítica, produzindo ATP, pois, nestas condições, a glicólise está estimulada pelos processos reguladores já descritos; não ocorre síntese de ácidos graxos e a razão NADPH/NADP+ é alta, inibindo a via das pentoses fosfato. Se a razão ATP/ADP elevar-se, a fosfofrutoquinase 1 da glicólise é inibida e a síntese de ácidos graxos, favorecida, consumindo NADPH e eliminando a inibição das desidrogenases da via das pentoses fosfato: o metabolismo da glicose 6-fosfato passa a ser desviado para esta via. A formação de ácidos graxos também consome ATP, de modo que, à medida que a razão ATP/ADP diminui, a glicólise volta a ocorrer até que a concentração de ATP aumente, a via seja desacelerada e assim por diante. Deste modo, as velocidades das duas vias oscilam alternadamente, em resposta às razões ATP/ADP e NADPH/NADP+ vigentes. O significado fisiológico deste “desvio” intermitente é propiciar a obtenção de NADPH, mantendo o fluxo dos carbonos precursores de ácidos graxos, originários da glicose.
A ocorrência da via das pentoses fosfato está associada a condições fisiológicas em que predominam processos de síntese. Quando as taxas glicêmicas são altas, os níveis elevados de insulina resultantes acarretam, no tecido adiposo, aumento da permeabilidade à glicose e, no fígado, da produção de glicoquinase. Tais condições propiciam a síntese de ácidos graxos, que também é estimulada por insulina.
As partes oxidativa e não oxidativa da via das pentoses fosfato podem ser
acionadas separadamente
A existência de intermediários comuns — glicose 6-fosfato, frutose 6-fosfato e gliceraldeído 3-fosfato — na glicólise e na via das pentoses fosfato, somada ao fato de ambas as vias ocorrerem no citosol e à reversibilidade das reações catalisadas por transaldolases e transcetolases, permite uma grande flexibilidade no metabolismo da glicose. De fato, é possível haver adaptações não só às necessidades celulares de ATP, mas também à produção diferencial de NADPH e ribose 5-fosfato, sem que nenhum dos dois compostos seja acumulado. Considerem-se os seguintes exemplos, nos quais:
1. são necessários NADPH e ribose 5-fosfato simultaneamente — há
predomínio da parte oxidativa da via.
2. a demanda de ribose 5-fosfato é maior do que a de NADPH — a
parte não oxidativa é acionada. As reações das transaldolases e transcetolases convertem frutose 6-fosfato e gliceraldeído 3-fosfato, produzidos pela glicólise, em ribose 5-fosfato. Esta é a situação vigente na maioria dos tecidos, músculos, por exemplo, que devem produzir ribose 5-fosfato para a síntese de nucleotídios, mas não se encarregam das sínteses redutoras já citadas.
3. a necessidade de NADPH, para produção de ácidos graxos, por
exemplo, é maior do que a de ribose 5-fosfato — a ribulose 5-fosfato produzida na parte oxidativa é convertida a frutose 6-fosfato e gliceraldeído 3-fosfato pela etapa não oxidativa. A frutose 6-fosfato pode retornar à via das pentoses fosfato após sua conversão a glicose 6-fosfato pela fosfoglicoisomerase ou ganhar a via glicolítica. A maior parte do gliceraldeído 3-fosfato é reconduzido à glicólise e, posteriormente, convertido em acetil-CoA e em ácidos graxos; o restante origina glicerol 3-fosfato,