A via das pentoses fosfato é uma rota alternativa para o metabolismo da glicose que gera NADPH para biossíntese redutora e ribose-5-fosfato para a síntese de nucleotídeos. Opera no citoplasma e é particularmente ativa em tecidos com altas taxas de síntese de ácidos graxos ou esteroides, como fígado, tecido adiposo e córtex adrenal.
Visão Geral e Localização
A via consiste em duas fases distintas: uma fase oxidativa que gera NADPH e ribulose-5-fosfato, e uma fase não oxidativa que interconverte fosfatos de açúcar. Diferentemente da glicólise, a via das pentoses fosfato não produz ATP, e seus produtos primários são NADPH e ribose-5-fosfato.
Fase Oxidativa
A fase oxidativa é irreversível e envolve três reações sequenciais. A glicose-6-fosfato desidrogenase catalisa a primeira etapa comprometida, oxidando glicose-6-fosfato a 6-fosfoglicono-delta-lactona enquanto reduz NADP+ a NADPH. Esta é a enzima limitante da via e é estritamente regulada pela razão NADPH/NADP+. A lactonase então hidrolisa a lactona a 6-fosfogliconato, que é descarboxilada oxidativamente pela 6-fosfogliconato desidrogenase para produzir ribulose-5-fosfato e uma segunda molécula de NADPH e CO2.
Fase Não Oxidativa
A fase não oxidativa é reversível e conecta a via das pentoses fosfato à glicólise. A ribulose-5-fosfato é isomerizada a ribose-5-fosfato pela ribulose-5-fosfato isomerase ou epimerizada a xilulose-5-fosfato pela ribulose-5-fosfato epimerase.
Uma série de reações de transquetolase e transaldolase interconverte pentoses fosfato com intermediários glicolíticos. A transquetolase transfere unidades de dois carbonos e requer tiamina pirofosfato como cofator. A transaldolase transfere unidades de três carbonos. Essas enzimas podem produzir frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato a partir de pentoses fosfato, permitindo que a via alimente a glicólise quando a demanda por NADPH excede a de ribose-5-fosfato.
Regulação
A via é primariamente regulada pela atividade da glicose-6-fosfato desidrogenase. Níveis elevados de NADPH inibem a enzima, enquanto a necessidade de NADPH ou ribose-5-fosfato ativa o fluxo através da via. A insulina aumenta a expressão da glicose-6-fosfato desidrogenase, aumentando a atividade da via no estado alimentado. A necessidade celular determina quais produtos são enfatizados: quando o NADPH é necessário mas a ribose-5-fosfato não, a fase não oxidativa recicla as pentoses fosfato de volta para intermediários glicolíticos.
Papéis Fisiológicos
O NADPH produzido pela via das pentoses fosfato serve várias funções críticas. Fornece equivalentes redutores para a síntese de ácidos graxos e esteroides, mantém a glutationa reduzida para defesa antioxidante e suporta a atividade do citocromo P450 no fígado. A via também produz ribose-5-fosfato para a síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos, o que é especialmente importante em células em rápida divisão.
Deficiência de Glicose-6-Fosfato Desidrogenase
A deficiência de G6PD é a deficiência enzimática mais comum no mundo, afetando mais de 400 milhões de pessoas. É um distúrbio ligado ao X que prejudica a produção de NADPH, reduzindo a capacidade da célula de combater o estresse oxidativo. Indivíduos afetados apresentam anemia hemolítica desencadeada por estressores oxidativos como certos medicamentos (primaquina, sulfonamidas), favas ou infecções. As hemácias são particularmente vulneráveis porque carecem de outras vias produtoras de NADPH.
