A gliconeogênese é a biossíntese de glicose a partir de precursores não-carboidratos. É essencialmente o inverso da [glicólise](/guides/glicolysis.html), ocorrendo principalmente no fígado e nos rins durante o jejum, fome ou exercícios intensos.
Como funciona a gliconeogênese
Precursores
Os principais precursores da gliconeogênese são o lactato (da glicólise anaeróbica no músculo), aminoácidos (especialmente a alanina da degradação das proteínas musculares) e o glicerol (da degradação da gordura). Essas moléculas entram no caminho em vários pontos.
Ignorando etapas irreversíveis
A glicólise possui três etapas irreversíveis que devem ser contornadas na gliconeogênese, catalisadas por diferentes enzimas. O piruvato é convertido em oxaloacetato pela piruvato carboxilase e depois em fosfoenolpiruvato pela PEP carboxiquinase (contornando a piruvato quinase). A frutose-1,6-bifosfato é convertida em frutose-6-fosfato pela frutose-1,6-bifosfatase (ignorando PFK-1). A glicose-6-fosfato é convertida em glicose pela glicose-6-fosfatase (contornando a hexoquinase).
Custo de energia
A gliconeogênese é energeticamente cara. Sintetizar uma molécula de glicose requer 4 ATP, 2 GTP e 2 NADH.
Regulamento
A gliconeogênese e a glicólise são reguladas reciprocamente para evitar um ciclo fútil. Quando a energia é abundante, a glicólise é inibida e a gliconeogênese é ativada. Os hormônios glucagon e cortisol estimulam a gliconeogênese, enquanto a insulina a inibe.
O Ciclo Cori
Durante o exercício intenso, os músculos produzem lactato através da glicólise anaeróbica. O lactato é liberado no sangue e absorvido pelo fígado, que o converte novamente em glicose por meio da gliconeogênese. A glicose retorna aos músculos, completando o ciclo de Cori.
Medição prática do fluxo gliconeogênico
O fluxo gliconeogênico em hepatócitos primários é medido pela incubação de células com precursores marcados com ¹⁴C, como [2-¹⁴C]piruvato, [U-¹⁴C]lactato ou [¹⁴C]alanina. Placa de hepatócitos primários de rato a 1 × 10⁶ células/poço em uma placa de 12 poços em DMEM livre de soro sem glicose. Após 2 horas de fome, substitua o meio por tampão de bicarbonato Krebs-Ringer contendo 2 mM de lactato, piruvato e alanina (precursores gliconeogênicos) mais 0,5 μCi/mL de substrato marcado com [¹⁴C]. Incubar durante 3 horas a 37°C sob 5% de CO2. Pare a reação adicionando ácido perclórico gelado (3% finais). Isolar a glicose radiomarcada por cromatografia de troca iônica - passar o sobrenadante neutralizado através de uma coluna de Dowex-1 (forma de acetato) para reter os intermediários marcados e, em seguida, eluir a glicose com água. Conte a glicose eluída por cintilação líquida. Expresse o fluxo gliconeogênico como nmol de glicose produzida por mg de proteína por hora. Incluir um controle com 10 μM do inibidor de gliconeogênese 3-mercaptopicolinato (inibe a carboxiquinase PEP) para confirmar a especificidade da via. Para fígado perfundido isolado, meça a produção líquida de glicose testando a glicose no perfusato usando um kit de ensaio de glicose oxidase.
Aplicação no mundo real
Na pesquisa sobre diabetes tipo 2, o fluxo gliconeogênico é elevado devido à resistência à insulina. Hepatócitos de camundongos diabéticos db/db mostram um aumento de 2,5 vezes na produção de glicose a partir de [¹⁴C]lactato em comparação com controles do tipo selvagem. O tratamento com metformina (1 mM, 24 horas) reduz este fluxo em 40%, consistente com o seu mecanismo clínico de supressão da gluconeogénese hepática. Essas medidas orientam o desenvolvimento de novas terapêuticas para o controle glicêmico.
