Metabolômica: glicólise

O metabolismo é uma atividade celular altamente coordenada, em que muitos sistemas enzimáticos cooperam para obter energia, transformar as moléculas dos nutrientes em outras moléculas necessárias ao corpo. A glicose ocupa posição central no metabolismo.

Os quatro destinos principais da glicose são: (1) usada na síntese de pollissacarídeos complexos, (2) armazenada nas células, (3) oxidada a compostos de três carbonos (piruvato) por meio da glicólise, para fornecer ATP e outros intermediários, (4) oxidada pela via das pentoses-fosfato produzindo ribose 5-fosfato para a síntese de ácidos nucleicos e NADH para processos biossintéticos redutores.

Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações, gerando duas moléculas de piruvato. Parte da energia livre é conservada na forma de ATP e NADH. As 5 primeiras fases da glicólise são preparatórias, como o consumo de duas moléculas de ATP.

Na fase de pagamento há a síntese de quatro moléculas de ATP, com um lucro final de 2 moléculas + 2NADH.

A metabolômica da glicólise estuda os metabólitos envolvidos nessa via metabólica essencial para o metabolismo energético, especialmente em células com alta demanda de energia, como neurônios e células musculares. Alterações na glicólise estão associadas a câncer, resistência insulínica e neurodegeneração.

Metabólitos Principais estudados

1. Glucose (fornece energia para a célula)

• ↑ Alta: Resistência à insulina, diabetes, estresse metabólico.

• ↓ Baixa: Hipoglicemia, má absorção, desnutrição.

2. Piruvato (produto final da glicólise)

• Origem: Conversão de PEP pela piruvato quinase

• Destino: Pode seguir para o ciclo de Krebs (condições aeróbicas) ou ser convertido em lactato (anaerobiose) ou alanina.

  • ↑ Alta: Falta de cofatores (vitaminas B1, B2, B3, B5), metabolismo anaeróbico aumentado.

  • ↓ Baixa: Baixa conversão de glicose em energia.

3. Lactato (produto de conversão anaeróbica do piruvato)

• ↑ Alta: Falta de cofatores (vitaminas B1, B2, B3, B5), metabolismo anaeróbico aumentado.

• ↓ Baixa: Baixa conversão de glicose em energia.

4. Alanina

• Origem: Conversão de piruvato em alanina pela alanina aminotransferase (ALT)

• Destino: Este processo acontece principalmente no músculo, onde o piruvato recebe um grupo amino do glutamato, formando alanina.

  • ↑ Alta: Catabolismo muscular elevado, metabolismo desregulado da glicose.

  • ↓ Baixa: Baixa síntese proteica, deficiência de B6.

Aplicações Clínicas da Metabolômica da Glicólise

A análise dos metabólitos glicolíticos tem grande valor diagnóstico e terapêutico em diversas condições:

1️⃣ Câncer: "Efeito Warburg"

• Células cancerígenas podem aumentar a glicólise mesmo na presença de oxigênio (efeito Warburg)

• Alta captação de glicose → Detectada por PET scan com FDG (Fluorodeoxiglicose)

• Inibição da PKM2 (piruvato quinase M2) pode bloquear o crescimento tumoral

2️⃣ Diabetes e Resistência à Insulina

• Acúmulo de glicose-6-fosfato e frutose-6-fosfato indicam resistência à insulina

• Aumento da conversão de glicose em sorbitol pode levar a complicações diabéticas

3️⃣ Doenças Neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson)

• Baixa atividade glicolítica no cérebro está associada a declínio cognitivo e Alzheimer

• Déficits na piruvato desidrogenase podem comprometer o metabolismo energético

4️⃣ Hipóxia e Distúrbios Metabólicos

• Em condições de baixa oxigenação (ex.: sepse, AVC), a glicólise anaeróbica aumenta a produção de lactato

• Acúmulo excessivo de lactato leva a acidose lática

A depender do caso, além da suplementação vitamínica, a dieta cetogênica pode ser recomendada. Aprenda mais na plataforma t21.video.

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