Ilustração das vias das pentoses

VAMOS ENTENDER O “PROCESSO DAS VIAS DAS PENTOSES – FOSFATO” DO INÍCIO:

Anote aí

Em relação as vias das pentoses – FOSFATO, a princípio, o NADP+ é o receptor de elétrons, gerando NADPH. As células que se dividem  rapidamente, como aquelas da medula óssea, da pele e da mucosa intestinal, assim como aquelas dos tumores, utilizam a pentose ribose-5-fosfato para fazer RNA, DNA e coenzimas como ATP, NADH,  FADH2 e coenzima A. 

Ocorre na maioria dos tecidos, o principal destino catabólico da glicose-6-fosfato é a  degradação glicolítica até piruvato, oxidando a maior parte no ciclo de Krebs e levando a formação de ATP. 

A via de pentoses fosfato é a fonte de ribose fosfato para a síntese de RNA e DNA;  o NADPH é utilizado em biossínteses redutoras (ác. Graxos e esteróis), na proteção celular contra espécies reativas de  oxigênio e na produção de óxido nítrico. 

A via das pentoses fosfato ocorre no citosol 

-> Tecidos em que ocorre a síntese de  grande quantidades de ácidos graxos como  fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias ou a síntese muito ativa de colesterol e hormônios esteroides utilizam o NADPH  produzido por essa; 

-> Os eritrócitos e as células da córnea e do cristalino estão diretamente expostos ao  oxigênio e, por isso, aos efeitos danosos dos radicais livres gerados pelo oxigênio.  Antioxidante: glutationa reduzida 

Por manter um ambiente redutor (uma  relação alta de NADPH para NADP+ assim  como forma reduzida para a forma oxidada  da glutationa), essas células podem impedir ou recuperar o dano oxidativo de proteínas, lipídios e outras moléculas sensíveis.  

O NADPH formado na fase oxidativa é utilizado para produzir glutationa, GSSG e  dar suporte para a biossíntese redutora. O  outro produto da fase oxidativa é a ribose-5- fosfato, que serve como precursor para  nucleotídeos, coenzimas e ácidos  nucleicos. 

Em células que não estão  utilizando a ribose-5-fosfato para a  biossíntese, a fase não oxidativa regenera  seis moléculas da pentose em cinco  moléculas da hexose glicose-6-fosfato, permitindo a produção contínua de NADPH  e convertendo glicose-6-fosfato (em seis  ciclos) a CO2. 

VIAS DAS PENTOSES – FOSFATO: Vamos entender como funciona esse processo:

Se liga

Em primeiro lugar, a glicose-6-fosfato perde um H+ para o  NADP+, reduzindo-o (NADPH). NADPH  reduz a glutationa oxidada (GSSG para  GSH). Esse GSH vai para hemácia por exemplo e transforma Fe3+ em Fe2+ para  carregar oxigênio. Seguindo, esse GHS  volta a ser GSSG e tem que ser reduzido  novamente a GSH pelo NADPH, formando um ciclo. 

Em segundo lugar, as duas coenzimas — NAD+ e NADPH — têm, então, papéis metabólicos opostos: a primeira é utilizada quando um substrato  está sendo oxidado e a segunda, quando um substrato está sendo reduzido. 

Também  são diferentes os processos de regeneração das duas coenzimas: o NADH  produzido no metabolismo degradativo é  oxidado na cadeia de transporte de elétrons;  o NADPH não é substrato da cadeia de  transporte de elétrons e sua oxidação é feita  nas vias de sínteses e outras reações  redutoras. 

Posteriormente, na via das pentoses fosfato, a energia derivada da oxidação da glicose é         exclusivamente armazenada sob a forma de poder redutor (NADPH) e não de NADH e  ATP, como na glicólise. 

VIAS DAS PENTOSES – FOSFATO: VOCÊ CONHECE AS ETAPAS DESSE PROCESSO?

Primeira etapa: oxidativa:

A glicose-6-fosfato sofre descarboxilação, originando uma pentose fosfato, a ribulose  5-fosfato, e NADPH. Esta transformação ocorre por meio de duas reações de oxidação catalisadas por desidrogenases  específicas para NADP+, intercaladas por  uma reação de hidrólise. Ocorre no sentido  da conversão de NADP+ a NADPH graças  à irreversibilidade da reação catalisada pela lactonase. 

-> Principal enzima: G6PD (glicose-6- fosfato-desidrogenase. 

Segunda etapa: não oxidativa

Sistema de rearranjo moleculares, que açúcares fosforilados. A ribulose-5-fosfato é  transformada em ribose-5-fosfato ou  xilulose-5-fosfato, por ação de uma  isomerase ou de uma epimerase, respectivamente. 

Estas pentoses sofrem, em seguida, uma série de conversões, catalisadas por dois tipos de enzimas:  transcetolases, que transferem grupos de  dois carbonos e têm tiamina pirofosfato (TPP) como grupo prostético, e  transaldolases, que transferem grupos de  três carbonos. Nos dois casos, a  transferência é feita de uma cetose para  uma aldose. 

Todas as reações da etapa não oxidativa são reversíveis, permitindo a livre  interconversão de açúcares. 

Essas reações convertem pentoses-fosfato a hexoses-fosfato, permitindo a continuação das reações de oxidação. A transcetolase e  a transaldolase são específicas dessa via; as outras enzimas também participam das vias glicolítica e gliconeogênica. Diagrama esquemático mostrando a via a partir de seis pentoses (5C) a cinco hexoses (6C). Todas as reações mostradas aqui são reversíveis.

→ 1° enzima: transcetolase – necessita de  TPP (tiamina pirofosfato) = coenzima  derivada da vitamina tiamina B1. 

VIAS DAS PENTOSES – FOSFATO: CONHECENDO OS COMPOSTOS INTERMEDIÁRIOS COMUNS ENTRE A GLICÓLISE E PENTOSE FOSFATO 

Ilustração

É importante ressaltar que ambas acontecem no citosol. Possuem como produtos comuns: glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e Gliceraldeído-3-fosfato. O compartilhamento de compostos e a reversibilidade das reações da etapa não oxidativa da via das pentoses fosfato tornam possível canalizar os açúcares fosforilados desta via para a glicólise ou vice-versa. 

Adicionalmente, as duas etapas, oxidativa e não oxidativa, podem ser acionadas separadas. O caminho a ser seguido pela  glicose 6-fosfato na via das pentoses fosfato é determinado, principalmente, pelas demandas celulares de NADPH ou ribose 5-fosfato. 

VOCÊ CONHECE OS RADICAIS LIVRES?

Em diversas reações oxidativas do metabolismo, são produzidas espécies reativas de oxigênio, devido à redução parcial do oxigênio molecular; são também resultantes da ingestão de substâncias exógenas (drogas, medicamentos). 

Estas espécies radicalares reagem praticamente com qualquer composto, as macromoléculas inclusive, causando alterações estruturais irreversíveis Assim, os organismos dispõem de sistemas enzimáticos (superóxido dismutase e  catalase) e não enzimáticos (vitaminas  antioxidantes) capazes de dissipar os  radicais livres. 

O NADPH constitui uma  reserva importante de poder redutor, imprescindível não só para as sínteses redutivas, mas também para os  mecanismos celulares que previnem o estresse oxidativo. Ou seja, nesses processos  antioxidantes, o NADPH atua em associação com o tripeptídio glutationa.  

Na mesma linha, as hemácias são células particularmente  sensíveis ao dano oxidativo, por disporem de  um leque de vias metabólicas muito restrito,  sendo incapazes de reproduzir macromoléculas  danificadas. Desta forma, a exposição a concentrações  aumentadas de espécies reativas de oxigênio  provoca, além da oxidação de grupos sulfidrila  (SH) de proteínas, a peroxidação de lipídios e a  oxidação do íon ferroso da hemoglobina.

Posteriormente, a glutationa dissulfeto é reduzida por NADPH, na reação catalisada pela glutationa redutase. Em mamíferos, a glutationa é um dos principais  agentes redutores de dissulfetos e peróxidos; o  NADPH reduz a glutationa oxidada, sendo o redutor primário da glutationa redutase.

Em contrapartida, o  NADPH contribui ainda para a manutenção do íon de ferro do grupo heme da hemoglobina no  estado de oxidação 2+, tornando-a capaz de ligar-se com o oxigênio; a oxidação do íon  ferroso a Fe3+ origina a meta-hemoglobina, que não transporta oxigênio.

O QUE ACONTECE SE HOUVER ALGUMA DEFICIÊNCIA NA GLICOSE-6-FOSFATO-DESIDROGENASE? 

A glutationa reduzida (GSH) protege a célula por destruir o peróxido de hidrogênio  e os radicais livres hidroxil. A regeneração de GSH a partir de sua forma oxidada  (GSSG) requer a produção de NADPH na  reação da glicose-6-fosfato-desidrogenase. 

Oxidação de ácidos graxos da membrana das hemácias, leva ao enfraquecimento da membrana que pode se romper facilmente. Porém, a presença de NADPH, faz com que esses ácidos graxos sejam novamente reduzidos, restabelecendo a estrutura da membrana que não se rompe. 

Pacientes com deficiência na G6PD tem carência de NADPH, ou seja, o dano oxidativo da membrana, causado pela Divicina do feijão de Fava, não será reparado e a hemácia se rompe levando ao quadro de Anemia (pouca Hb e pouco oxigênio) Hemolítica (lise de  hemácia). 

VIAS DAS PENTOSES – FOSFATO: CONHECENDO O METABOLISMO DA G6P NO ERITRÓCITO

Corpos Heinz: precipitação de cadeias de  globina que libertam-se do heme quando a  hemoglobina é oxidada. Apresentam-se como inclusões intra-eritrocíticas, pequenas e arredondadas, caracteristicamente localizadas junto à membrana eritrocítica. Normalmente são removidos pelo baço.

SÍNDROME DE WERNICKE KORSAKOFF

Distúrbio causado por uma deficiência  grave de tiamina, componente da TPP. A  síndrome é mais comum entre pessoas etilistas do que na população em geral porque o consumo crônico e intenso de álcool interfere com a absorção intestinal de tiamina. 

A síndrome pode ser exacerbada por uma mutação no gene da transcetolase que resulta em uma enzima com baixa  afinidade por TPP – uma afinidade dez  vezes menor que a normal. 

É uma grave síndrome neuropsiquiátrica  associada à carência de tiamina. Carência  causada por consumo excessivo de álcool  e/ou má alimentação. O Etanol dificulta a absorção de Tiamina no  intestino. 

-> Redução da síntese de TPP;

->  Perda da  velocidade da Via das Pentoses;

-> Diminuição  da Via Glicolítica Aeróbica;

-> Não utilização  da glicose adequadamente pelo organismo. 

Esses efeitos são capazes de causar uma lesão no Tálamo e Córtex Cerebral, o que resulta nos sintomas como: perda severa da memória,  confusão mental e paralisia parcial. 

Para o tratamento é realizado alguns procedimentos, como:

Em primeiro lugar, administração de tiamina para pacientes quando aparecem os primeiros sintomas. Com intuito de reduzir a progressão da  síndrome;

Posteriormente, deve saber que não é capaz de reverter completamente os  déficits já existentes. 

Mutação na Transcetolase: 

->  Primeiramente, resulta numa enzima com baixa afinidade  pelo TPP. 

-> Posteriormente, trata-se de uma carência moderada de Tiamina faz o nível de TPP cair abaixo do necessário para  saturar a enzima. 

-> Ainda, há redução da velocidade da Via das Pentoses e Via Glicolítica Aeróbica. Paciente com essa mutação tem maior probabilidade de ter a Síndrome de Wernicke-Korsakoff, com agravamento dos  sintomas.

Sugestão para estudo:

Link: https://proffelipebarros.com.br/sistema-circulatorio-prof-felipe-barros/

Link: https://proffelipebarros.com.br/liquidos-corporais-prof-felipe-barros/