Que rotas metabólicas são ativadas com o objetivo de manter a glicemia?

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Regulação da glicemia
Que rotas metabólicas serão ativadas com o objetivo de manter a glicemia?
Quais são os caminhos metabólicos de utilização de glicose?
Quais rotas metabólicas são ativadas pela insulina?
Quais vias metabólicas são ativadas no organismo após uma refeição?

Título:	Alterações metabólicas associadas ao declínio cognitivo e neurodegeneração no cérebro diabético
Autor:	Abreu, Bernardo Haas
Resumo:	O diabetes mellitus (DM) é um distúrbio metabólico caracterizado por hiperglicemia crônica devido à falta de secreção ou falha na sinalização de insulina. A prevalência desta patologia vem crescendo dramaticamente no mundo, gerando impactos negativos na qualidade de vida dos pacientes. O DM provoca alterações vasculares, como acidente vascular cerebral, doença arterial coronariana, doença vascular periférica, nefropatia, retinopatia e neuropatia. Além disso, leva ao declínio cognitivo com aumentado risco de demência. Muitos estudos com pacientes diabéticos indicaram risco aumentado para o desenvolvimento de doenças como Alzheimer (DA) e Parkinson (DP). Entretanto, os mecanismos pelos quais o DM favorece o declínio cognitivo e neurodegeneração ainda não estão totalmente elucidados. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo verificar as principais alterações metabólicas presentes no DM associadas ao declínio cognitivo e neurodegeneração através de uma pesquisa bibliográfica, a qual lançou mão de artigos científicos, dissertações e teses acadêmicas. A patofisiologia do declínio cognitivo e neurodegeneração em diabéticos é multifatorial, envolvendo a ativação de vias neurotóxicas, alterações hormonais e processos inflamatórios. As vias neurotóxicas são ativadas por excesso de glicose intracelular, que culminam em desvios na via glicolítica para vias marginais, como a via dos polióis e das hexosaminas, e para a formação de produtos finais de glicação avançada (AGEs), aumentando a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). A hiperglicemia afeta também a função mitocondrial, na medida em que a alta concentração de glicose aumenta o vazamento de elétrons da cadeia respiratória, gerando ERO. Em DA e DP também ocorre essa complicação, confirmando que o estresse oxidativo favorece a neurodegeneração. Desequilíbrios no ciclo de vida da mitocôndria também contribuem para a patofisiologia do declínio cognitivo e neurodegeneração. A desregulação dos processos da dinâmica mitocondrial estão presentes em patologias neurológicas, como a doença de Charcot-Marie-Toth do tipo 2A. Também estão relacionadas à fisiopatologia de doenças neurológicas associadas ao envelhecimento, como DA e DP. No cérebro de animais de DM, há um aumento na fissão mitocondrial. Além disso, evidências demonstram que no hipocampo de ratos diabéticos com hiperglicemia a autofagia encontra-se diminuída, podendo levar ao acúmulo de mitocôndrias disfuncionais e morte neuronal. Um hormônio importante na manutenção da integridade cognitiva é a insulina. Ela promove o metabolismo sináptico adequado, a síntese de proteínas e a sobrevivência neuronal, dentre outras funções. Em modelos animais com resistência à insulina houve um comprometimento na função do receptor de insulina, resultando em alterações nos componentes do citoesqueleto, que levaram à lesão sináptica e perda neuronal. Outro fator relevante para as características fisiopatológicas de declínio cognitivo são alterações nos níveis de glicocorticoides (GCs). Níveis basais elevados deste hormônio foram relatados em pacientes com DM. Muitas evidências apoiam que estresse crônico (ou GCs altos) causam atrofia hipocampal e aumentam a resistência à insulina. Por fim, foi observado que o acúmulo de citocinas pró-inflamatórias no cérebro de pacientes diabéticos desempenham um papel importante no dano neuronal. As vias do poliol, da PKC, da MAPK e o aumento na produção de AGEs agem direta ou indiretamente na neuroinflamação. Todas essas alterações metabólicas parecem ter como origem a hiperglicemia e aspectos da sinalização da insulina, ressaltando a importância do diagnóstico precoce do DM, a fim de manter a homeostase glicêmica e garantir o aporte e função da insulina.
Descrição:	TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Biologia.
URI:	https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/219074
Data:	2020-12-01

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TCC Bernardo_VERSAO BU.pdf	1.816Mb	PDF	Visualizar/Abrir	TCC - Bernardo Haas Abreu

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TCC Ciências Biológicas [922]
Ciências Biológicas

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Regulação da glicemia

A regulação da glicemia no organismo depende basicamente de dois hormônios, o glucagon e a insulina. A ação do glucagon é estimular a produção de glicose pelo fígado, e a da insulina é bloquear essa produção, além de aumentar a captação da glicose pelos tecidos periféricos insulino-sensíveis. Com isso, eles promovem o ajuste, minuto a minuto, da homeostasia da glicose.

Os níveis normais de glicose no sangue são de até 99mg/dl pré-prandial (período que antecede a alimentação), e até 140 mg/dl pós-prandial (1 ou 2 horas após a alimentação) . Níveis alterados desses valores podem sugerir crises hiperglicêmicas ou hipoglicêmicas.

Assim, a hiperglicemia caracteriza-se pelo excesso de glicose no sangue, podendo ocorrer em duas fases: hiperglicemia de jejum, que é o nível de glicose acima das taxas consideradas normais após jejum de 8 horas; e hiperglicemia pós-prandial, que é o nível de glicose acima dos considerados normais nesse período de 1 ou 2 horas após a alimentação.

A hipoglicemia, por sua vez, ocorre quando há uma queda excessiva nos níveis de glicose, frequentemente abaixo de 70 mg/dl, com aparecimento rápido de sintomas, sendo alguns deles fome, fadiga, tontura, palidez, pele fria e úmida, visão turva e confusão mental. Se não for tratada, pode levar ao coma.

Quanto ao estado normal de jejum, pequenos aumentos na taxa de glicemia levam à supressão da produção de glucagon e ao aumento da produção de insulina, enquanto as hipoglicemias levam a um aumento na produção de glucagon e à redução da produção de insulina. Já no estado pré-prandial, as percentagens de consumo de glicose são representadas da seguinte maneira: pelo sistema nervoso central (50 %), pelo músculo (25 %) e pelos tecidos esplâncnicos (25 %).

Percentagens de consumo de glicose pelos tecidos. Clique aqui para ampliar.

Em uma situação de jejum, com concentrações de glicose sanguínea entre 80 e 90 mg/dl, a liberação de insulina pelo pâncreas ocorre numa taxa basal de cerca de 25 ng/min/kg de peso corporal. Se aumentarem os níveis de glicose no sangue em duas ou três vezes do normal, a liberação de insulina pelo pâncreas terá um aumento acentuado, podendo chegar a taxas de aproximadamente 250 ng/min/kg de peso corporal. A concentração plasmática de insulina aumenta por quase 10 vezes dentro de 3 a 5 minutos após elevação aguda do nível de glicose. Esse aumento resulta da liberação imediata de insulina estocada no pâncreas. O "desligamento" da secreção de insulina ocorre de maneira rápida, levando de 3 a 5 minutos após a redução do nível da glicemia para os valores de jejum.

Relação entre a glicemia sanguínea e a taxa de liberação de insulina pelo pâncreas. Clique aqui para ampliar.

O mecanismo de feedback criado em resposta à secreção da insulina tem papel importante para a regulação do nível da glicemia. Assim, uma elevação nesse nível aumenta a secreção de insulina, que, por sua vez, aumenta o transporte de glicose para o fígado, para o músculo e para as outras células, reduzindo, dessa forma, o nível da glicemia ao seu valor normal, acarretando em uma redução da liberação de insulina pelo pâncreas. (video insulina)

A insulina, através de sua ação estimulatória sobre a captação de glicose pelas células, promove a utilização dos carboidratos para obtenção de energia, enquanto deprime a utilização de gorduras (ácidos graxos).

Baixas concentrações de glicose no sangue provocam a liberação do hormônio glucagon, o qual acelera a liberação da glicose a partir do glicogênio no fígado (glicogenólise) e altera o metabolismo dos combustíveis tanto no fígado, quanto nos músculos. Neste sentido, esta alteração no metabolismo estimula a oxidação dos ácidos graxos, economizando, assim, a glicose, para que possa ser usada pelo cérebro. Durante o jejum prolongado, os triacilgliceróis tornam-se o combustível principal; o fígado converte os ácidos graxos em corpos cetônicos para exportá-los para outros tecidos, inclusive para o cérebro.

REFERÊNCIAS

GELONEZE, Bruno; LAMOUNIER, Rodrigo N.; COELHO, Otavio R. Hiperglicemia pós-prandial: tratamento do seu potencial aterogênico. Arquivo Brasileiro de Cardiologia. Vol.87, n.5, São Paulo, nov. 2006.

GUYTON, Arthur C. M. D.; HALL, John E. P. D. Tratado de Fisiologia Médica.10 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A, 2002.

NELSON, David L; COX, Michael M.; Lehninger - Princípios de Bioquímica. 4 ed. São Paulo: Savier, 2006.

Que rotas metabólicas serão ativadas com o objetivo de manter a glicemia?

Metabolismo de glicídeos A glicose é obtida pela dieta e também pela glicogenólise e gliconeogênese, vias metabólicas mediante as quais o organismo mantém a glicemia.

Quais são os caminhos metabólicos de utilização de glicose?

No metabolismo, a glicose é utilizada como fonte de energia através do processo de respiração celular, seja com ou sem a presença de oxigênio (respiração aeróbica e anaeróbica respectivamente), ou pelo processo de fermentação.

Quais rotas metabólicas são ativadas pela insulina?

A insulina ativa uma série de rotas metabólicas, além da glicólise, a lipogênese e a glicogênese. Nesse contexto, outras vias metabólicas são inibidas, como a lipólise e a glicogenólise e a gliconeogênese hepática.

Quais vias metabólicas são ativadas no organismo após uma refeição?

Entre as principais vias envolvidas neste processo estão a glicogenólise (degradação hepática do glicogênio, armazenado durante o estado alimentado), e a neoglicogênese (síntese de novo de glicose a partir de compostos carbonados não glicídicos, como glicerol, que é proveniente de degradação lipídica, e resíduos ...