Fornecimento de energia e regulação da glicemia
A glicose é o único açúcar usado pelo organismo para fornecer energia aos seus tecidos. Portanto, todos os polissacarídeos, dissacarídeos e monossacarídeos digeríveis devem, eventualmente, ser convertidos em glicose ou um metabólito da glicose por várias enzimas hepáticas. Devido à sua importância significativa para a função celular adequada, os níveis de glicose no sangue devem ser mantidos relativamente constantes.
Entre as enormes atividades metabólicas realizadas pelo fígado, também inclui a regulação do nível de glicose no sangue. Durante os períodos de consumo alimentar, as células beta pancreáticas detectam o aumento da glicose no sangue e começam a secretar o hormônio insulina. A insulina se liga a muitas células do corpo que possuem receptores apropriados para o hormônio peptídico e causa uma absorção geral da glicose celular. No fígado, a insulina causa absorção de glicose, bem como a síntese de glicogênio, um polímero de armazenamento de glicose. Dessa maneira, o fígado pode eliminar níveis excessivos de glicose no sangue através da ação da insulina.
Por outro lado, as células alfa pancreáticas secretam o hormônio glucagon na corrente sanguínea, detectando níveis decrescentes de glicose no sangue. Ao se ligar a células específicas, como músculo esquelético e células cerebrais, o glucagon trabalha para diminuir a quantidade de glicose na corrente sanguínea. Esse hormônio inibe a absorção de glicose pelos músculos e outras células e promove a quebra do glicogênio no fígado para liberar glicose no sangue. O glucagon também promove a gliconeogênese, um processo que envolve a síntese de glicose a partir de precursores de aminoácidos. Pelos efeitos do glucagon e da insulina, a glicose no sangue é normalmente encontrada em concentrações entre 70 e 115 mg / 100 ml de sangue.
Outros hormônios importantes na regulação da glicose são epinefrina e cortisol. Ambos os hormônios são secretados pelas glândulas supra-renais; no entanto, a adrenalina imita os efeitos do glucagon, enquanto o cortisol mobiliza a glicose durante períodos de estresse emocional ou exercício.
Apesar da capacidade única do fígado de manter os níveis de glicose no sangue homeostático, ele armazena apenas o suficiente por um período de jejum de 24 horas. Após 24 horas, os tecidos corporais dependentes de glicose, principalmente o cérebro e os músculos esqueléticos, devem procurar uma fonte de energia alternativa. Durante os períodos de jejum, quando a proporção de insulina para glucagon é baixa, o tecido adiposo começa a liberar ácidos graxos na corrente sanguínea. Os ácidos graxos são cadeias longas que consistem em um único grupo de ácido carboxílico e não são muito solúveis em água. O músculo esquelético começa a usar ácidos graxos como energia durante as condições de repouso; No entanto, o cérebro não pode pagar o mesmo luxo. Os ácidos graxos são muito longos e volumosos para atravessar a barreira hematoencefálica. Portanto, proteínas de vários tecidos do corpo são divididas em aminoácidos e usadas pelo fígado para produzir glicose no cérebro e nos músculos. Esse processo é conhecido como gliconeogênese, ou “a produção de nova glicose”. Se o jejum for prolongado por mais de um dia, o corpo entra em um estado chamado cetose. Cetose vem da palavra raiz cetonas e indica um átomo de carbono com dois grupos laterais ligados a um átomo de oxigênio. As cetonas são produzidas quando não há mais oxaloacetato suficiente nas mitocôndrias das células para condensar com acetil CoA formado a partir de ácidos graxos. O oxaloacetato é um composto de quatro carbonos que inicia a primeira reação do ciclo de Krebs, um ciclo que contém uma série de reações que produzem espécies de alta energia que eventualmente serão usadas para produzir energia para a célula. Como o oxaloacetato é formado a partir do piruvato (um metabólito da glicose), é necessário um certo nível de carboidratos para queimar gordura. Caso contrário, os ácidos graxos não poderão ser completamente decompostos e as cetonas serão produzidas.