Ruolo del fruttosio 2,6-bisfosfato nel controllo della glicolisi. Stimolazione della sintesi del glicogeno da parte del lattato nel cuore isolato di ratto in funzione

Il fruttosio 2,6-bisfosfato (Fru-2,6-P2) è il più potente stimolatore della 6-fosfofrutto-1-chinasi (PFK-1), un enzima chiave della glicolisi. Abbiamo studiato se questo regolatore è coinvolto nei cambiamenti della glicolisi che possono essere indotti sperimentalmente nel cuore di ratto isolato. Il flusso glicolitico è stato valutato dal tasso di detritizzazione di – e glucosio, dalla produzione di lattato e dai cambiamenti nel contenuto di glicogeno. Un aumento del 20-40% del contenuto di Fru-2,6-P2 è stato osservato quando la glicolisi è stata stimolata aumentando il carico di lavoro (aumentando sia il precarico che il postcarico) o la concentrazione di glucosio (da 2 a 11 mM), o aggiungendo 7 microM di insulina. L’anossia ha diminuito il lavoro esterno sviluppato dal cuore, ha stimolato la glicolisi attivando la glicogenolisi, ma non ha aumentato la Fru-2,6-P2. L’aumento del contenuto di Fru-2,6-P2 osservato dopo l’insulina, l’alto carico di lavoro o il carico di glucosio potrebbe essere legato a una stimolazione del trasporto di glucosio, e/o un’attivazione della 6-fosfofrutto-2-chinasi (PFK-2), l’enzima responsabile della sintesi di Fru-2,6-P2. L’aggiunta al perfusato di 0,5 a 10 mM di lattato, che è un substrato preferito per il cuore, con piruvato in un rapporto 10:1, ha indotto un’inibizione dose-dipendente del flusso glicolitico attraverso PFK-1, con un’inibizione massima del 75% a 5 mM di lattato. L’accumulo di esoso 6-fosfati senza cambiamenti nelle concentrazioni di fruttosio 1,6-bisfosfato e triosio-fosfati ha confermato che l’inibizione della glicolisi era principalmente esercitata sulla PFK-1. Questa inibizione è risultata da un raddoppio della concentrazione di citrato, un inibitore, e da una diminuzione del 75% di Fru-2,6-P2. Nonostante l’inibizione della glicolisi, la fosforilazione del glucosio era appena influenzata dal lattato, suggerendo un cambiamento nel metabolismo del glucosio. Infatti, il lattato ha indotto un aumento dose-dipendente del contenuto di glicogeno, che è raddoppiato a 5 mM di lattato, raggiungendo il livello ottenuto dopo l’aggiunta di 7 microM di insulina. L’aumento della sintesi del glicogeno è stato spiegato dall’accumulo di UDP glucosio, il substrato, e di glucosio 6-fosfato, uno stimolatore della glicogeno sintasi. Concludiamo che, durante l’aerobiosi, il Fru-2,6-P2 può essere considerato come un segnale glicolitico che viene acceso dalla disponibilità di glucosio, dal carico di lavoro e dall’insulina, e che viene spento dalla disponibilità di substrati ossidativi alternativi come il lattato. Quest’ultimo controlla anche il metabolismo del glucosio deviando il glucosio dalla glicolisi alla sintesi del glicogeno.