Rolul fructozei 2,6-bisfosfat în controlul glicolizei. Stimularea sintezei glicogenului de către lactat în inima izolată de șobolan de lucru

Fructoza 2,6-bisfosfat (Fru-2,6-P2) este cel mai puternic stimulator al 6-fosfofructo-1-kinazei (PFK-1), o enzimă cheie a glicolizei. Am studiat dacă acest regulator este implicat în modificările glicolizei care pot fi induse experimental în inima izolată de șobolan de lucru. Fluxul glicolitic a fost evaluat prin rata de detritizare a – și glucozei, prin producția de lactat și prin modificările conținutului de glicogen. O creștere de 20-40% a conținutului de Fru-2,6-P2 a fost observată atunci când glicoliza a fost stimulată prin creșterea fie a volumului de muncă (prin creșterea atât a preîncărcării, cât și a postîncărcării), fie a concentrației de glucoză (de la 2 la 11 mM), fie prin adăugarea de insulină 7 microM. Anoxia a scăzut lucrul extern dezvoltat de inimă, a stimulat glicoliza prin activarea glicogenolizei, dar nu a crescut Fru-2,6-P2. Creșterea conținutului de Fru-2,6-P2 observată după insulină, sarcină de lucru ridicată sau sarcină de glucoză ar putea fi legată de o stimulare a transportului de glucoză și/sau de o activare a 6-fosfofructo-2-kinazei (PFK-2), enzima responsabilă de sinteza de Fru-2,6-P2. Adăugarea în perfuzat a 0,5 până la 10 mM de lactat, care este un substrat preferat pentru inimă, cu piruvat într-un raport de 10:1, a indus o inhibiție dependentă de doză a fluxului glicolitic prin PFK-1, cu o inhibiție maximă de 75% la 5 mM de lactat. Acumularea de 6-fosfați de hexoză fără modificări ale concentrațiilor de fructoză 1,6-bisfosfat și de trioză-fosfați a confirmat faptul că inhibarea glicolizei s-a exercitat în principal asupra PFK-1. Această inhibiție a rezultat în urma dublării concentrației de citrat, un inhibitor, și a scăderii cu 75% a concentrației de Fru-2,6-P2. În ciuda inhibării glicolizei, fosforilarea glucozei nu a fost aproape deloc afectată de lactat, ceea ce sugerează o modificare a metabolismului glucozei. Într-adevăr, lactatul a indus o creștere dependentă de doză a conținutului de glicogen, care s-a dublat la 5 mM de lactat, ajungând la nivelul obținut după adăugarea de insulină 7 microM. Creșterea sintezei de glicogen a fost explicată prin acumularea de glucoză UDP, substratul, și de glucoză 6-fosfat, un stimulator al glicogen-sintetazei. Concluzionăm că, în timpul aerobiozei, Fru-2,6-P2 poate fi considerat un semnal glicolitic care este activat de disponibilitatea glucozei, de volumul de muncă și de insulină și care este dezactivat de disponibilitatea unor substraturi oxidative alternative, cum ar fi lactatul. Acesta din urmă controlează, de asemenea, metabolismul glucozei prin devierea glucozei de la glicoliză la sinteza glicogenului.