Metabolismo da Frutose e Galactose

1 FRUTOSE

Oxidação da Frutose
Sacarose = glicose + frutose

1.1 FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE

Para entrar nas vias a frutose deve ser fosforilada através da hexocinase ou da frutocinase. A hexocinase fosforila a glicose em todas as células do corpo e várias outras hexoses podem servir de substrato para essa enzima. Entretanto, ela tem uma baixa afinidade por frutose. Sendo assim, a menos que a concentração intracelular de frutose torne-se extraordinariamente alta, a presença normal de concentrações de glicose significa que pouca quantidade de frutose está sendo convertida em frutose-6-fosfato pela hexocinase. Entretanto, a maior parte da frutose ingerida é metabolizda pelo fígado, rins e na mucosa do intestino delgado, utilizando a via da frutose-1-fosfato. A primeira etapa é a fosforilação da frutose  em frutose-1-fosfato, pela frutocinase, utilizando ATP como doador de fosfato.

1.2 CLIVAGEM DA FRUTOSE-1-FOSFATO

A frutose-1-fosfato não é convertida em frutose-1,6-bisfosfato, como ocorre com a frutose-6-fosfato, e sim clivada pela aldolase B (frutose-1-fosfato aldolase), produzindo diidroxiacetona-fosfato (DHAP) e gliceraldeído. A DHAP pode entrar diretamente na glicólise ou na gliconeogênese (via anabólica em que ocorre a síntese da glicose a partir de substratos não glicídicos), ao passo que o gliceraldeído pode ser metabolizado em outras vias.

Ou seja,
a frutose entra na célula, é fosforilada pela enzima frutocinase para continuar na célula e ser metabolizada. Isso vai ocorrer se tiver glicose intracelular na célula. Se a concentração de glicose intracelular na célula for baixa, acontece:
- a reação ao inves de ser catalisada pela frutocinase será catalisada pela hexocinase. Ja que a hexocinase tem maior afinidade pela glicose.

Se não tem glicose disponível a hexocinase atua, se tem glicose disponível, a frutocinase atua, pois a hexocinase estará ocupada com a glicose. É questão de afinidade - a hexocinase tem afinidade pela glicose.

A frutocinase catalisa a frutose no carbono 1 - por isso fica frutose-1-P. Já a hexocinase catalisa no carbono 6 e por isso fica frutose-6-P

A frutose-1-P é substrato da enzima aldolase A formando diidroxiacetona ---> até produzir Acetil-CoA e produzir energi.

Observações importantes:

- Como um dos caminhos da frutose é o Acetil-CoA, é importante lembrar que o Acetil-CoA estimula a síntese de lipídeos e por isso altas concentrações de fruts engorda. Pois o Acetil-CoA é o substrato da lipogênese (síntese de lipídeos). Então, o aumento de frutas, que leva ao aumento de Acetil-CoA estimula a lipogênese.

- A diidroxiacetona forma a gliconeogênese - que forma a glicose (perigo para o diabético) pois vai liberar mais glicose para o sangue.

- A frutose-6-P vai ser catalisada pela fosfofrutocinase: como essa enzima faz parte da reação mais lenta da via glicolítica então, a frutose degradada pela hexocinase é mais lenta do que a frutose degradada pela frutocinase. Ou seja, em quantidades normais de glicose intracelular a degradação da frutose é mais rápida do que da glicose pois não tem a reação da fosfofrutocinase.

Se existem os dois (frutose e glicose) a frutose é fosforilada pela frutocinase, pois a hexocinase está ocupada com a glicose.

Deficiência do metabolismo da frutose

- Deficiência da frutocinase
- IHF - intolerância hereditária a frutose

Sintomas da IHF:
A frutose-1-fosfato acumula-se resultando em uma queda nos níveis de fosfato inorgânico (Pi) e, portanto, numa redução nos níveis de ATP. Como o ATP diminui, o AMP aumenta. Na ausência de Pi, o AMP é degradado a ácido úrico, causando hiperuricemia. A diminuição de disponibilidade de ATP no fígado afeta a gliconeogênese (causando hipoglicemia com vômitos) e a síntese de proteínas (causando uma redução nos fatores de coagulação sanguíneos e outras proteínas essenciais), além de icterícia (pelo acúmulo de bilirrubina), hemorragias, hepatomegalia e acidemia láctica. Pode causar falência hepática e morte.



2 GALACTOSE


Assim como a frutose, a galactose deve ser fosforilada antes de ser metabolizada. A maioria dos tecidos possui uma enzima específica para essa reação, a galactocinase, que produz galactose-1-fosfato. O ATP é doador de fosfato.

A galactose-1-fosfato não pode entrar na via glicolítica, a menos que seja convertida em UDP-galactose. Isso ocorre em uma reação de troca, na qual o UMP é removido da UDP-glicose (produzindo glicose-1-fosfato) e a seguir transferido para a galactose-1-fosfato, produzindo UDP-galactose. A enzima que catalisa essa reação é a galactose-1-fosfato-uridiltransferase.

Para que a UDP-galactose entre no metabolismo da glicose, ela deve ser convertida em seu epímero em C-4, a UDP-glicose, pela UDP-hexose-4-epimerase. Essa nova UDP-glicose pode então participar em muitas reações biossintéticas, bem como ser usada na reação da uridiltransferase descrita anteriormente, convertendo outra galactose-1-fosfato em UDP-galactose e liberando glicose-1-fosfato, cujos carbonos são aqueles da galactose original.

Deficiências do metabolismo da galactose: A galactose-1-fosfato-uridiltransferase encontra-se deficiente em indivíduos com galactosemia clássica. Nessa doença a galactose-1-fosfato e, portanto, a galactose acumulam-se nas células. As consequencias fisiológicas são semelhantes ao caso da intolerância à frutose.