Uma das grandes fontes de energia animal e vegetal é a glicose. Maior parte da glicose, nos animais, é catabolizada através do processo bioquímico chamado glicólise. Este processo complexo de diversas reações bioquímicas transforma uma molécula de glicose em piruvato, gerando adenosina-trifosfato (ATP).
No entanto existem outras vias metabólicas pelas quais a glicose pode ser catabolizada, essas vias “alternativas”, geram produtos finais diferentes e específicos da glicólise e, portanto, são usadas pelas células nos casos em que estes produtos secundários se fazem necessários. Dentre essas vias, esta a via das pentoses-fosfato.
Além de ATP é muito importante para as células que elas possuam moléculas que sejam bons agentes redutores e oxidantes. O NADPH é uma destas moléculas com grande poder redutor, necessário não só em diversas vias bioquímicas, mas também atuando como uma importante molécula compensatórias de radicais livres gerados em certos processos metabólicos. O NADPH é um dos produtos finais da via das pentoses fosfato. Outro produto bastante importante da via das pentoses é o açúcar ribose-5-fosfato, o açúcar que constitui os nucleotídeos que irão compor ácidos nucleicos de diversas coenzimas, como o ATP, NADH, FADH2 e coenzima A. Além disso, na via das pentoses também são gerados outros tipos de açúcares de tamanhos e padrões de fosforilação diferentes.
A via das pentoses é composta de duas fases, uma oxidativa e uma não oxidativa. Durante a fase oxidativa as moléculas de glicose-6-fosfato (glicose que é utilizada para gerar energia na célula) são oxidadas por moléculas de NADP+, pela enzima glicose-6P desidrogenase, gerando moléculas de NADPH e 6-fosfato-gliconato (6P-gliconato). Estas moléculas de 6P-gliconato também são oxidadas, gerando ainda mais moléculas de NADPH, moléculas de CO2 e ribulose-5-fosfato. A partir deste ponto as reações são não-oxidativas e a ribulose-5-fosfato, por isomerização passa para a forma de ribose-5-fosfato. Parte da ribose-5-fosfato continua no processo de isomerização, gerando a xilulose-5-fosfato. Ambas pentoses são recicladas gerando novas moléculas de glicose-6-fosfato, que pode ser utilizada tanto na via de pentoses novamente, como todas as vias de metabolismo da glicose. Além disso, alguns produtos intermediários da via como a glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e gliceraldeido-3-fosfato, são intermediários comuns na via das pentoses, na glicólise e em outras vias, permitindo que haja integração entre todas estas vias e permitindo que a célula intercambie entre as vias metabólicas, de acordo com sua necessidade.
A regulação desta via se dá principalmente pela enzima marca-passo da rota, que é a glicose-6P desidrogenase que é controlada de acordo com a proporção nas concentrações de NADPH e NADP+ ([NADPH]/[NADP+]), ou seja, caso a concentração do produto da reação (NADP+) em relação ao substrato (NADOH), aumente, a enzima é inibida, caso essa proporção diminua, a enzima é ativada.
A preferência por determinada via metabólica pode variar de acordo com a célula e de acordo com a necessidade energética do momento, bem como pelas relações ATP/ADT e NADPH/NADP. Geralmente tecidos responsáveis por sintetizar ácidos graxos, como o tecido adiposo, glândulas, gônadas e o fígado, a via das pentoses é mais ativa. Também em células que estão em rápida divisão, como células da medula óssea, mucosas e até tumores, possuem grande atividade da via das pentoses. Por último, células que são constantemente expostas a espécies reativas de oxigênio, como eritrócitos e as células do cristalino e da córnea, também utilizam-se bastante da via das pentoses afim de gerar grandes quantidades de NAPDH, que, em sendo um bom redutor, minimiza os efeitos deletérios desse oxidante.
Referências:
NELSON, D. L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Tradução Fabiana Horn e colaboradores. Revisão técnica Carla Dalmaz e Sandra E. Farias. 6 ed. Artmed, Porto Alegre, 2014.
<http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/pentoses.htm > acessado em 10/11/17
<https://www.ufrgs.br/napead/repositorio/objetos/pentoses/index.html#intro-localizacao > acessado em 10/11/17