Oxidação de Carboidratos

Nosso corpo precisa de energia, nossos orgãos precisam de energia. Mas da onde vem essa energia quando um animal está hibernando? Bom, depende do orgão, o cérebro precisa de carboidratos. Então, o fígado a partir da cetogênese e gliconeogênese, convertendo triglicerídeos e aminoácidos, exportam corpos cetônicos e glicose para manter o cérebro abastecido (situação similiar à inanição humana). E os outros orgãos? Bom, como já comentado antes, estes obtem a sua energia a partir da oxidação lipídica aeróbica.

Beleza, mas como exatamente o catabolismo de carboidratos reduz tanto nos nossos amigos hibernantes? Fosforilação reversível de proteínas. A enzima piruvato desidrogenage só está ativa quando desfosforilada. Assim como no torpor diario dos hamster, observa-se uma baixa significativa na atividade desta enzima em vários orgãos dos animais hibernantes. E é a piruvato desidrogenase quinase que catalisa a fosforilação da piruvato desidrogenase. E adivinha só, não é que a partir de tecnicas de rastreio verificou-se que um dos genes que codificam a piruvato desidrogenase quinase é fortemente supraregulado em animais hibernantes. Calma, se você está um pouco confuso lembre-se que o piruvato é sintetizado e quebrado respectivamente na glicolise e gliconeiogênese, além de ser parte fundamental do metabolismo mitocondrial. Logo, a regulação desses processos podem ocorrer pela fosforilação ou desfosforilação das enzimas associadas a um bloco de piruvato.

Entretanto, o interessante é que as atividades dos genes que codificam a piruvato desidrogenase quinase é bastante expressada quando os mamíferos estão em estado de inanição. Isso pode ser um indicador de que o processos iniciais que levam à hibernação derivam de uma resposta preexistente que reprime o metabolismo de carboidratos sob condições onde a oxidação lipídica é otimizada.

A piruvato desidrogenase quinase também fosforila a NADH desidrogenáge, o complexo1 do sistema de transporte de elétrons. A fosforilação do complexo 1 reduz sua atividade e aumenta a produção de superóxido, que pode agir como um importante sinalizador metabolico para os hibernantes (sua função ainda não é clara). Esta fosforilação permite uma coordenação entre a respiração celular e os caboidratos que entram no cliclo de kreebs, podendo assim facilmente reduzir a taxa metabólica durante os processos iniciais de hibernação.

Glicogênio fosforilase, 6-fosfofruto- 1-quinase e a piruvato-quinase são as três enzimas relacionadas ao controle inibitório da glicose. Os demais mecanismos de controle por fosforilação servem para regular a disposição de glicogênio e de glicose da gliconeogenese.

Vale a pena frisar que, estas mudanças coordenadas, fortes controles regulatórios são mais comuns em espécies pequenas, morcegos e pequenos roedores. Entretanto todas as espécies mostram uma supressão na enzima piruvato desidrogenase. É claro que há muito mais sobre o assunto a ser explorado e descoberto.

Referência bibliográfica:

WILEY, Functional Metabolism: Regulation and Adaptation