Papel da frutose 2,6-bisfosfato no controlo da glicólise. Estimulação da síntese de glicogénio por lactato no coração isolado de rato em trabalho

Frutose 2,6-bisfosfato (Fru-2,6-P2) é o estimulante mais potente da 6-fosfofruto-1-quinase (PFK-1), uma enzima-chave da glicólise. Estudamos se este regulador está envolvido nas alterações da glicólise que podem ser induzidas experimentalmente no coração isolado do rato em trabalho. O fluxo glicolítico foi avaliado pela taxa de detrimento de – e glicose, pelo débito de lactato e pelas mudanças no conteúdo de glicogênio. Foi observado um aumento de 20-40% no conteúdo de Fru-2,6-P2 quando a glicólise foi estimulada pelo aumento da carga de trabalho (aumentando tanto a pré-carga quanto a pós-carga) ou da concentração de glicose (de 2 a 11 mM), ou pela adição de 7 microM de insulina. A anóxia diminuiu o trabalho externo desenvolvido pelo coração, estimulou a glicólise ao ativar a glicólise, mas não aumentou a Fru-2,6-P2. O aumento do conteúdo de Fru-2,6-P2 observado após a insulina, alta carga de trabalho ou carga de glicose pode estar relacionado a uma estimulação do transporte de glicose, e/ou a uma ativação de 6-fosfofruto-2-quinase (PFK-2), a enzima responsável pela síntese de Fru-2,6-P2. A adição ao perfusato de 0,5 a 10 mM lactato, que é o substrato preferido para o coração, com piruvato na proporção 10:1, induziu uma inibição dose-dependente do fluxo glicolítico através do PFK-1, com uma inibição máxima de 75% a 5 mM lactato. O acúmulo de hexose 6-fosfatos sem alteração na concentração de 1,6-bisfosfato de frutose e triose-fosfatos confirmou que a inibição da glicólise foi exercida principalmente sobre o PFK-1. Essa inibição resultou de uma duplicação da concentração de citrato, um inibidor, e de uma diminuição de 75% na Fru-2,6-P2. Apesar da inibição da glicólise, a fosforilação da glicose foi pouco afetada pelo lactato, sugerindo uma mudança no metabolismo da glicose. De fato, o lactato induziu um aumento dependente da dose no conteúdo de glicogênio, que dobrou a 5 mM de lactato, atingindo o nível obtido após a adição de 7 microM de insulina. O aumento da síntese de glicogênio foi explicado pelo acúmulo de glicose UDP, o substrato, e glicose 6-fosfato, um estimulador da glicogênio sintase. Concluímos que, durante a aerobiose, o Fru-2,6-P2 pode ser considerado como um sinal glicolítico que é ligado pela disponibilidade de glicose, carga de trabalho e insulina, e que é desligado pela disponibilidade de substratos oxidativos alternativos, como o lactato. Este último também controla o metabolismo da glicose, desviando a glicose da glicólise para a síntese de glicogênio.