Metabolismo de carboidratos

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1 Bioquímica II – L.M 
metabolismo de carboidratos 
Carboidrato é um macronutriente formado 
fundamentalmente por moléculas de carbono, 
hidrogênio e oxigênio. 
Classificação: os carboidratos classificam-se em 
monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos 
Fontes: 
• Existem apenas três fontes de carboidratos na 
dieta humana normal. (1) sacarose, dissacarídeo 
popularmente conhecido como açúcar da cana; (2) 
lactose, dissacarídeo encontrado no leite; (3) 
amidos, grandes polissacarídeos presentes em 
quase todos os alimentos de origem não animal, 
como batata e grãos. 
• Outros carboidratos ingeridos em menor 
quantidade são amilose, glicogênio, álcool, ácido 
láctico, ácido pirúvico, pectinas, dextrinas e 
quantidades ainda menores de derivados de 
carboidratos da carne 
• Tem ainda a celulose, porém nenhuma enzima é 
capaz de hidrolisar a celulose é secretada no trato 
digestivo humano. Consequentemente, a celulose 
não pode ser considerada alimento para os seres 
humanos 
DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS 
Digestão dos carboidratos é catalisada pro enzimas do 
tipo glicosidases 
Boca: o alimento é mastigado e ele se mistura com a 
saliva (processo mecânico), contendo enzima digestiva 
ptialina (α-amilase), secretada pelas glândulas 
parótidas 
• Amilase salivar: Hidrolisa as ligações glicolídicas do 
amido e do glicogênio do tipo α1-4 
• Os produtos da digestão resultantes da ação bucal 
contêm uma mistura de oligossacarídeos não 
ramificados e ramificados, conhecidos como 
dextrinas 
Estômago: A amilase é inativada pelo pH alto no 
estômago e a digestão do amido continua por cerca de 
1h antes do alimento ser misturado às secreções 
gástricas 
Duodeno: a secreção ácida do bolo alimentar adquirida 
no estômago é neutralizada pelo bicarbonato 
secretada pelo pâncreas e o bolo alimentar sofre ação 
da amilase pancreática 
Amilase pancreática: cerca de 15 a 30 minutos depois 
que o quimo chega ao duodeno e mistura-se com o 
suco pancreático, praticamente todos os carboidratos 
terão sido digeridos 
Os carboidratos são quase totalmente convertidos em 
maltose e/ou outros pequenos polímeros de glicose 
antes de chegar no jejuno 
 Jejuno: o processo final inclui a ação de varias 
dissacaridasses (isomaltase, maltase, sacarase, lactase) 
 Enzimas do epitélio intestinal (dissacaridasses): 
• Maltose → maltase → glicose (2) 
• Sacarose → sacarase → glicose + frutose 
• Lactose → lactase → galactase + glicose 
 
VIAS DE UTILIZAÇÃO DA GLICOSE 
• Via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para 
a quebra da glicose 
• Objetivo: fornece energia, na forma de ATP, e 
intermediários para outras vias metabólicas 
 
2 Bioquímica II – L.M 
• Centro do metabolismo dos carboidratos 
• Série de 10 reações aeróbica para formar o 
piruvato 
• Alternativamente, há a redução do piruvato para o 
NADH para formar lactato na ausência de oxigênio, 
a glicólise anaeróbica 
 
REAÇÕES DA GLICÓLISE 
 
FASE PREPARATÓRIA OU DE INVESTIMENTO 
Formas fosforiladas dos intermediários são 
sintetizadas, à custa de ATP 
1. Fosforilação da glicose pela enzima hexocinase, 
fromando a glicose 6-fosfato; primeira, das três 
reações irreversíveis da glicólise; gasta 1 ATP 
2. Isomerização da glicose-6-fosfato pela enzima 
fosfoglicose-isomerase, formando frutose-6-
fosfato 
3. Fosforilação da frutose-6-fosfato pela enzima 
fosfofrutocinase-1 (PFK1) em frutose-1,6-bifosfato; 
segunda reação irreversível; a PFK1 é controlada 
pelas concentrações disponíveis de seus 
substratos, ATP e frutose-6-fosfato 
4. Clivagem da frutose-1,6-bifosfato pela enzima 
aldolase, formando a di-hidroxiacetona-fosfato e o 
gliceraldeído-3-fosfato 
5. Isomerização da di-hidroxiacetona-fosfato pela 
enzima triose-fosfato-isomerase, produzindo 2 
moléculas de gliceraldeído-3-fosfato 
FASE DE PAGAMENTO OU DE PRODUÇÃO 
6. Oxidação do gliceraldeídp-3-fosfato pela enzima 
gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase, formando o 
1,3-bifosfatoglicerato; sendo a primeira reação de 
oxidação-redução; quantidade limitada de NAD+ 
na célula, o NADH produzido nessa reação deve ser 
reoxidado a NAD+ para que a glicose continue 
7. Síntese do 1,3-bifosfoglicerato, com formação de 
ATP, em 3-fosfoglicerato, pela enzima 
fosfoglicerato-cinase; nessa reação há a reposição 
de ATP 
8. Troca do grupo carbono 3 para o 2, nesse reação 
apenas há a troca da posição do grupo fosfato de 
carbono, transformando a 3-fosfoglicerato em 2-
fosfoglicerato pela enzima fosfoglicerato-mutase 
9. Hidratação do 2-fosfoglicerato em 
fosfoenolpiruvato (PEP) pela enzima enolase 
10. Formação do piruvato, com produção de ATP, 
realizada pela enzima piruvato-cinase, a terceira e 
última reação irreversível, resultando no produto 
final da glicólise, o piruvato 
DEFICIÊNCIA DA PIRUVATO-CINASE: um eritrócito 
maduro não apresenta mitocôndrias, sendo 
totalmente dependente da produção de ATP pela 
glicólise. Quando há a ausência dessa enzima, uma 
anemia hemolítica é observada, consequência da 
redução da velocidade da glicólise, levando à 
diminuição na produção da ATP. As alterações do 
eritrócito levam a mudança no formato da célula e, por 
fim, à sua fagocitose por células do sistema 
reticuloendotelial 
ENVENENAMENTO PELO ARSÊNICO: O arsenato 
substitui o Pi na reação da gliceraldeído-3-fosfato 
(reação F) desidrogenase e assim não há produção de 
ATP na glicólise. 
 
3 Bioquímica II – L.M 
 
REDUÇÃO DO PIRUVATO EM LACTATO 
• Na glicólise anaeróbica, isto é, na falta de oxigênio, 
o piruvato se converte a lactato pela enzima 
lactato-desidrogenase 
• O lactato é importante em órgãos como os olhos, 
medula renal, testículos, leucócitos e nos 
eritrócitos, onde são pobremente vascularizados 
e/ou privados de mitocôndrias 
 
No músculo: no musculo esquelético em exercício, a 
produção de NADH excede a capacidade oxidativa da 
cadeia respiratória, favorecendo a redução do piruvato 
a lactato. Durante um exercício intenso, o lactato se 
acumula no músculo, podendo causar cãibras 
(diminuição no pH intracelular) 
Consumo do lactato no fígado: o piruvato pode ser 
convertido em glicose pela gliconeogênese, ou oxidado 
no ciclo do ácido cítrico. O musculo cardíaco oxida o 
lactato a CO2 e H2O, via ciclo do ácido cítrico 
 
Acidose láctica: é a concentração elevada de lactato no 
plasma. A falha em levar quantidade adequadas de 
oxigênio aos tecidos resulta em prejuízo na fosforilação 
oxidativa e em diminuição na síntese de ATP 
SALDOS FINAIS DA GLICÓLISE 
AERÓBICA: 
2NADH + 2ATP + 2 piruvato → ciclo do ácido cítrico → 
3 a 5 ATP + 25 ATP = 30 a 32 ATP por molécula de 
glicose 
ANAERÓBICA: 
2 ATP para cada molécula de glicose 
DESTINO DO PIRUVATO 
Descarboxilação oxidativa: a piruvato-desidrogenase 
converte o piruvato em acetil-CoA, principal 
combustível do ciclo de Krebs; reação irreversível 
Carboxilação do piruvato a oxalacetato: a piruvato-
carboxilase, dependente de biotina; reação importante 
pois repõe o intermediário do ciclo do ácido cítrico 
Redução de piruvato a etanol (microorganismos): 
pelo piruvato-descarboxilase, ocorre em leveduras e 
em certos microorganismos 
 
 
VIAS ALIMENTARES DA GLICÓLISE 
Outros monossacarídeos entram na via glicosídica: 
- Manose: manose-6-fosfato → frutose-6-fosfato 
- Frutose: frutose-1-fosfato → gliceraldeído _ di-hidroxiacetonafosfato → gliceraldeído-3-fosfato 
- Galactose: UDP-galactose → UDP-glicose → glicose-1-fosfato 
- Glicogênios da dieta (tirealose, lactose, sacarose, amido e endógeno): glicose → glicose-6-fosfato 
 
4 Bioquímica II – L.M 
 
• O encéfalo, os eritrócitos, a medula renal, o cristalino e a córnea, os testículos e o músculo em exercício 
necessitam de suprimento contínuo de glicose como combustível metabólico 
• Durante um jejum prolongado, porém, os depósitos de glicogênio hepático são exauridos, e a glicose é formada a 
partir de precursores comoo lactato, o piruvato, o e os a-cetoácidos 
 
 
5 Bioquímica II – L.M 
PRECURSORES DA GLICONEOGÊNESE 
GLICEROL 
O glicerol é liberado durante a hidrólise dos 
triacilgliceróis, no tecido adiposo e levado ao fígado 
pelo sangue 
O glicerol é fosforilado pela glicerol-cinase, 
resultando em glicerol-fosfato, que é o oxidado pela 
glicerol-fosfato-desidrogenase, produzinfo di-
hidroxiacetona-fosfato, o intermediário da glicólise 
LACTATO 
Pelo ciclo de cori, o lactato armazenado nos 
músculos é liberado para o sangue, é captato pelo 
fígado e reconvertido a glicose, que volta a ser 
liberada para a circulação 
 
AMINOÁCIDOS 
• Os aminoácidos obtidos pela hidrólise de proteínas 
teciduais são as principais fontes de glicose no 
jejum 
• Os a-acetoácidos, como o a-cetoglutarato, são 
produzidos pelo metabolismo de aminoácidos 
glicogênicos 
• Essas substancias podem entrar no cítrico do ácido 
cítrico e produzir oxalacetato (precursor direto do 
fosfoenolpiruvato 
CONTORNOS DA GLICONEOGÊNESE 
Para a gliconeogênese acontecer, as reações 
irreversíveis da glicólise devem ser contornadas 
1º CONTORNO: PIRUVATO → PEP 
Carboxilação do piruvato: a enzima piruvato-cinase 
impede que o piruvato transforme-se em 
fosfoeneolpiruvato; portanto o piruvato é 
primeiramente carboxilado pela piruvato-carboxilase, 
produzindo OAA, que é então convertido em PEP pela 
ação da PEP-carboxicinase 
Transporte do oxalacetato para o citosol: O OAA deve 
ser convertido em PEP para que a gliconeogênese 
possa continuar. O OAA é incapaz de atravessar a 
membrana mitocondrial para o citosol, para isso o OAA 
se reduz a malato pela enzima malato-desidrogenase-
mitocondrial, gastando um NADH e já no citosol, o 
malato retorna a OAA pela enzima malato 
desidrogenase-citosólica, com a formação de um novo 
NADH 
 
Descarboxilação do OAA citosólico: O oxalacetato é 
descarboxilado e fosforilado no citosol pela PEP-
carboxicinase (também chamada PEPCK), produzindo 
PEP. A reação utiliza energia da hidrólise de trifosfato 
de guanosina (GTP). O PEP sofre então as reações da 
glicólise, andando no sentido inverso, até chegar à 
frutose-1,6-bisfosfato 
 
6 Bioquímica II – L.M 
 
2º CONTORNO: FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO → 
FRUTOSE-6-FOSFATO 
Desfosforilzação da frutose-1,6-bifosfato: a hidrólise 
da frutose-1 ,6-bisfosfato pela frutose-1,6-bisfosfatase 
contorna a reação irreversível da fosfofrutocinase-1 e 
fornece uma via energeticamente favorável para a 
formação de frutose-6-fosfato 
 
 
 
 
 
 
3º CONTORNO: GLICOSE-6-FOSFATO → GLICOSE 
A hidrólise da glicose-6-fosfato pela glicose-6-fosfatase 
contorna a reação irreversível da hexocinase e fornece 
uma via energeticamente favorável para a formação de 
glicose livre. O fígado e o rim são os únicos órgãos que 
liberam glicose livre a partir da glicose-6-fosfato 
 
 
DÉBITO DA GLICONEOGÊNESE 
• Energeticamente dispendiosa 
• Para cada molécula de glicose são GASTOS: 
4 ATP + 2 GTP + 2 moléculas de NADH 
REGULAÇÃO DA GLICONEOGÊNESE 
A regulação momento a momento da gliconeogênese 
é determinada principalmente pelos níveis circulantes 
de glucagon e pela disponibilidade de substratos 
gliconeogênicos 
GLUCAGON 
Produzido pelas células a das ilhotas pancreáticas, 
estimula a gliconeogênese por meio de três 
mecanismos 
Alterações em efetores alostéricos: o glucagon diminui 
os níveis de frutose-2,6-bisfosfato, resultando na 
ativação da trutose-1,6-bisfosfatase e na inibição da 
fosfofrutocinase-1, favorecendo o terceiro retorno da 
gliconeogênese em detrimento da glicólise 
Modificação da atividade enzimática por ligação 
covalente: o glucagon liga-se ao seu receptor, o qual é 
acoplado à proteína G, e, via aumento nos níveis de 
 
7 Bioquímica II – L.M 
AMP cíclico (AMPc). Estimula a conversão da piruvato-
cinase hepática em sua forma inativa (fosforilada). Isso 
diminui a conversão do PEP em piruvato, tendo o efeito 
de redirecioná-lo para a síntese de glicose 
Indução da síntese de enzimas: o glucagon aumenta a 
transcrição do gene da PEP-carboxicinase, 
DISPONIBILIDADE DE SUBSTRATO 
A disponibilidade de precursores gliconeogênicos, 
especialmente de aminoácidos glicogênicos, influência 
de modo considerável a velocidade da síntese hepática 
de glicose. Níveis diminuídos de insulina favorecem a 
mobilização de aminoácidos a partir das proteínas 
musculares e fornecem esqueletos carbonados para a 
gliconeogênese 
 
 
 
 
 
 
OXIDAÇÃO DO ÁLCOOL INIBE A GLICONEOGÊNESE 
 
 
 
 
 
 
8 Bioquímica II – L.M 
AÇÃO DA INSULINA 
A insulina em geral ativa proteínas fosfatases(PP1) causando desfosforilação de diversas 
enzimas 
INTOLERÂNCIA À LACTOSE 
Deficiência ou desaparecimento da maior parte ou de todas atividade lactásica das células 
epiteliais intestinais 
Com a maior concentração de lactose no organismos, há o aumento da osmolaridade do 
conteúdo intestino e maior retenção de água, assim como o aumento de produtos tóxicos 
no intestino grosso e o aparecimento de cãibras abdominais e diarreia 
REGULAÇÃO COORDENADA DA GLICÓLISE E 
DA GLICONEOGÊNESE 
Como já foi dito anteriormente, três reações da glicólise, de tão exergônicas, são 
essencialmente irreversíveis: 
I. As catalisadas por hexocinase 
II. PKK-1 
III. Piruvato-cinase 
A gliconeogênese usa desvios em cada uma dessas 
etapas irreversíveis 
Em cada um dos três pontos onde as reações são 
glicolíticas são desviadas por reações gliconeogênicas 
alternativas, a operação simultânea de ambas as vias 
consome ATP sem realizar nenhum trabalho químico 
ou biológico 
Essa processo simultâneo antieconômico é 
denominado ciclo fútil 
Exemplo: 
 
AS HEXOCINASES DO MÚSCULO E DO FÍGADO 
A hexocinase catalisa a entrada da glicose na via 
catalítica 
Os humanos têm quatro isoenzimas hexocinase 
(designinadas I a IV) 
HEXOCINASE I E II 
A hexocinase I e II é predominante dos miócitos e tem 
alta afinidade pela glicose 
Essas isoenzimas são inibidas alostericamente por seu 
produto, a glicose-6-fosfato 
Sempre que a concentração intracelular de glicose se 
eleva acima do seu nível normal, a glicose-6-fosfato 
atua inibindo a enzima hexocinase, de forma 
temporária e reversível 
 
 
9 Bioquímica II – L.M 
HEXOCINASE IV 
O fígado é fundamental para manter a homeostasia da 
glicose sanguínea, produzindo ou consumindo açúcar, 
dependendo da sua concentração sanguínea 
A hexocinase IV, ou glicocinase, é a isoenzima 
predominante no fígado 
A hexocinase IV não é inibida pela glicose-6-fosfato e, 
por isso, pode continuar agindo quando o acúmulo do 
substrato inibe completamente as hexocinase I-III 
A hexocinase IV está sujeita à inibição pela interação 
reversível com uma proteína reguladora específica do 
fígado 
A glicose compete com a frutose-6-fosfato presente no 
fígado e causa a dissociação da proteína reguladora da 
hexocinase, removendo a inibição 
Após uma refeição rica em carboidratos, quando a 
glicose sanguínea estiver alta, ela entra nos 
hepatócitos via GLUT2 e ativa a hexocinase por esse 
mecanismo. 
Durante o jejum, a frutose-6-fosfato provoca a inibição 
da hexocinase IV pela proteína reguladora, de forma 
que o fígado não compete com outros órgãos pela 
glicose escassa 
MECANISMO DE INIBIÇÃO PELA PROTEÍNA 
REGULADORA: a proteína ancora a enzima dentro do 
núcleo, onde ela fica segregada das outras enzimas da 
glicólise no citosol. Quando a concentração da glicose 
no citosol se eleva, ela equilibra com a glicose no 
núcleo pelo transporte por meio dos poros nucleares. 
A glicose causa a dissociação da proteína reguladora, e 
a hexocinase passa para o citosol e inicia a fosforilação 
da glicose 
 
 
FOSFOFRUTOCINASE-1 (PFK-1) E FRUTOSE-1,6-BIFOSFATASE (FBPASE-1) 
PFK-1 
A reação catabólica da reação frutose-1,6-bifosfato em 
gliceraldeído-3-fosfato é catalisa pela PFK-1 
Essa enzima tem vários sítios reguladores aos quais seligam os ativadores ou inibidores aloestérico 
ATP: o ATP, quando em alta concentração, sinaliza que 
ele está sendo produzido mais rapidamente do que 
está sendo consumido, o mesmo inibe a PFK-1, o que 
reduz a sua finalidade pelo substrato frutose-6-fosfato 
ADP E AMP: quando suas concentrações aumentam à 
medida que o consumo de ATP suplanta a produção, 
atuam alostericamente para liberar a inibição pelo ATP, 
liberando a ação da PFK-1 na glicólise 
CITRATO: o citrato é a forma ionizada do ácido cítrico; 
concentrações alta de contrato aumenta o efeito 
inibidor do ATP, reduzindo ainda mais o fluxo de glicose 
pela glicólise 
 
FBPASE-1 
A etapa correspondente na gliconeogênese é a 
conversão da frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-
fosfato, catalisada pela enzima FBPase 
Essa enzima é fortemente inibida pelo AMP 
 
10 Bioquímica II – L.M 
Quando o suprimento de ATP é baixo, diminui a síntese 
de glicose que requer ATP 
Assim, as enzimas PFK-1 e FBPase-1 reagem de forma 
oposta em uma mesma reação 
Quando há concentração suficiente de acetil-CoA ou de 
citrato, ou ainda de ATP, a gliconeogense é favorecida 
Quando o nível de AMP aumenta, isso promove a 
glicólise pela estimulação da PFK-1 
 
FRUTOSE-2-6-BIFOSFATO (F26B) 
Quando a glicose sanguínea está alta, a 
insulina sinaliza para o fígado usar o açúcar 
como combustível e como precursor na 
síntese e no armazenamento de glicogênio e 
triacilglicerol 
A regulação hormonal rápida da glicólise e da 
gliconeogênese é medida pela frutose-2,6-
bifosfato, efetor alostérico das enzimas PFK-1 
e FBPase-1 
Quando a frutose-2,6-bifosfato se liga ao seu 
sítio alostérico na PFK-1, ela aumenta a 
afinidade dessa enzima pela frutose-6-fosfato 
e reduz a afinidade pelos inibidores alostéricos ATP e citrato 
A PFK-1 fica praticamente inativa na ausência da F26B 
O efeito é oposto sobre a FBPase-1, na qual a F26B reduz a afinidade 
pela frutose-6-fosfato, reduzindo a gliconeogênese 
SÍNTESE E OXIDAÇÃO DA F26B: ela se forma pela fosforilação da 
frutose-6-fosfato, catalisada pela fosfofrutosecinase (PFK-2) e é 
degrada pela frutose-2,6-bifosfatase (FBPase-2). Essas duas enzimas 
são atividades enzimáticas separadas da glicólise 
 
 
11 Bioquímica II – L.M 
PIRUVATO-CINASE 
NA GLICÓLISE: 
É encontrado pelo menos três isoenzimas da piruvato-
cinase na corpo humano 
Altas concentrações de ATP, acetil-CoA e ácidos graxos 
de cadeia longa inibem alostericamente as isoenzimas 
da piruvato-cinase 
A isomeria do fígado (forma L), está sujeita à regulação 
adicional por fosforilação 
Quando a redução da glicose sanguínea causa a 
liberação de glucagon, a proteína-cinase dependente 
de cAMP fosforila a isoenzima L, inativando-a, 
causando a redução no uso da glicose pelo fígado 
Em resposta à adrenalina, o cAMP ativa a degradação 
do glicogênio e a glicólise e fornece o combustível 
necessário para a resposta de luta ou fuga 
 
NA GLICONEOGÊNESE: 
A concentração aumentada de acetil-CoA inibe o complexo da piruvato-
desidrogenase, diminuindo a formação de acetil-CoA a partir de piruvato, 
estimulando a gliconeogênese 
A gliconeogênese é estimulado então pela ativação da piruvato-carboxilase, 
permitindo a conversão do excesso de piruvato em oxalacetato, terminado 
em glicose 
O oxalacetato assim formado é convertido em fosfoenolpiruvato (PEP) na 
reação pela PEP-carboxinase 
 
DIFERENÇAS NA REGULAÇÃO DO 
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS NO 
FÍGADO E MÚSCULO 
 
 
12 Bioquímica II – L.M 
Depois de sua captação para o interior da célula, a glicose 
pode ser usada imediatamente para liberar energia ou pode 
ser armazenada sob a forma de glicogênio, que é um grande 
polímero da glicose 
Esse armazenamento acontece principalmente no fígado e 
em menor quantidade nos músculos 
GLICOGÊNESE – SÍNTESE DE GLICOGÊNIO 
Ocorre no citosol das células e requer energia do ATP e UTP 
A enzima glicogênio-sintase é responsável pela formação 
das ligações alfa(1→4) no glicogênio 
Para ocorrer a glicogênese é necessário o aumento do 
nível de energia da glicose 
Etapas: 
1. O ATP da glicose é quebrado, liberando ADP, a 
glicose se transforma em glicose-6-fosfato 
2. O fosfato da molécula muda de posição, para o 
carbono 1, formando a glicose-1-fosfato – passo 
para possibilitar a ligação com outras moléculas de 
glicose 
3. A célula gasta então um UTP (uracila), investindo a 
energia necessária para a síntese completa, 
formando o UDP-Glicose, com 2 fosfato 
Essa última etapa é facilmente reversível, para tornar-
se irreversível, os dois fosfato da molécula é retirado 
na forma de um novo UDP, tendo agora energia 
suficiente para acrescentar a glicose à cadeia do 
glicogênio 
O glicogênio é formado por uma cadeia altamente 
ramificada, através de ligações glicosídicas, essa 
ramificação tem início na ligação de uma molécula de 
glicogenina com uma molécula de glicose 
As sucessivas ligações de glicoses são feitas pelos 
carbono alfa(1-→4) das moléculas de glicose 
A ramificação é vantajoso pois torna o glicogênio mais 
solúvel em água e sua catalisação acontece mais 
rapidamente quando preciso 
 
 
GLICOGENÓLISE – QUEBRA DO GLICOGÊNIO 
A catalisação do glicogênio forma novas moléculas de glicose e não é inverso a glicogênese 
Há primeiramente o encurtamento das cadeias, que cliva as ligações glicosídicas alfa(1→4) por meio de fosforólise 
simples, catalisada pela enzima glicogênio-fosforilase 
Uma enzima de desramificação remove as ramificações do glicogênio 
A glicose-1-fosfato, resultado da quebra do glicogênio, é convertida no citosol em glicose-6-fosfato pela 
fosfoglicomutase 
No fígado, a glicose-6-fosfato é transportada para o RE e depois para o citosol 
 
13 Bioquímica II – L.M 
Essa glicose é levado na corrente sanguínea para manter os níveis de glicemia 
até que a via gliconeogênica esteja ativamente produzindo glicose 
REGULAÇÃO DA SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
No musculo esquelético, a degradação do glicogênio ocorre durante o 
exercício, e a síntese começa assim que o músculo entra novamente em 
repouso 
A ligação de hormônios a receptores da membrana acoplados à proteína G 
sinaliza a necessidade de o glicogênio ser degradado, tanto para elevar os níveis 
da glicose sanguínea como para fornecer energia ao músculo em exercício 
Ativação da proteína-cinase: a ligação do glucagon ou da adrenalina aos seus 
receptores específicos acoplados 
Proteína G (RAPG) nos hepatócitos, ou aos receptores RAPG da adrenalina nos 
miócitos, resulta na ativação da adenilato-ciclase mediada por proteína G. essa 
enzima catalisa a síntese de AMPc, o qual ativa a proteína-cinase A dependente 
de AMPc (PKA). A PKA fosforila enzimas do metabolismo do glicogênio, afetando suas atividades 
Ativação da fosforilase-cinase: a fosforilase-cinase existe em duas formas: uma inativa”b” e uma forma ativa “a”. A 
PKA ativada fosforila a e forma b inativa da fosforilase-cinase, resultando na ativação para usar a forma a 
Ativação da glicogênio-fosforilase: também existe em duas formas: a forma inativa b, desfosforilada, e a forma ativa 
a, fosforilada. A fosfoliase-cinase ativada, fosforila a glicogênio-fosforilase b, gerando a forma ativa “a”, que dá início 
à degradação do glicogênio 
Glicogênio-sintase: essa enzima também existe em sua 
forma ativa a e inativa b. a forma ativa é desfosforilada, 
enquanto a inativa é fosforilada. A glicogênio-sintase a 
é convertida na forma b por fosforilação em vários 
sítios da enzima. A glicogênio-sintase b pode ser 
transformada novamente em sintase a pela proteína-
fosfatase-1, que remove hidrolicamente os grupos 
fosfato 
Regulação alostérica: a glicogenólise é aumentada quando 
níveis de energia e de glicose estiverem baixos. No estado 
alimentado, a glicogênio-sintase b, no fígado e no músculo, 
é alostericamente ativada por glicose-6-fosfato quando 
esta estiver presente em concentrações elevadas.Em 
contraste, a glicogênio-fosforilase é inibida alostericamente 
por glicose-6-fosfato, bem como por ATP 
 
14 Bioquímica II – L.M 
Ativação da degradação pelo AMP: A glicogênio-fosforilase muscular é ativada na presença de altas concentrações de 
AMP, que ocorrem no músculo sob condições extremas de anoxia e de depleção de ATP 
 
DOENÇAS DE ARMAZENAMENTO DE 
GLICOGÊNIO 
Essas constituem um grupo de doenças genéticas 
resultantes de um defeito em uma das enzimas 
necessárias para a síntese ou para a degradação do 
glicogênio. Elas resultam na formação de glicogênio 
com estrutura anormal ou no acúmulo de 
quantidades excessivas de glicogênio normal em 
tecidos específicos, em consequência de uma 
degradação prejudicada 
Gravidade das doenças de armazenamento (depósito) 
do glicogênio (DDG) varia desde as fatais, no início da 
infância, até transtornos leves, que não ameaçam a 
vida. 
 
 
 
 
 
15 Bioquímica II – L.M 
Carboidratos, proteínas e outras moléculas, quando 
obtidas da dieta em excesso em relação às 
necessidades desses compostos, podem ser 
convertidos em ácidos graxos, que são armazenados 
como triglicerídeos 
Em humanos, a síntese dos ácidos graxos ocorre 
principalmente no fígado e nas glândulas mamárias em 
lactação e, em menor extensão, no tecido adiposo 
O processo incorpora carbonos a partir da acetil-CoA 
na cadeia de ácido graxo em crescimento, usando ATP 
e nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato 
(NADPH) reduzido 
A glicogenólise não é o único processo que permite a 
degradação da glicose para fornecer energia. O 
segundo mecanismo importante para a quebra e 
oxidação da glicose é chamado via da pentose fosfato 
(ou via do fosfogliconato), que é responsável por até 
30% da quebra da glicose no fígado e até mesmo mais 
do que isso, nas células adiposas. 
Essa via é especialmente importante, porque pode 
fornecer energia independente de todas as enzimas 
do ciclo do ácido cítrico e é via alternativa para o 
metabolismo energético. 
Ocorre um desvio para a produção de NADPH e 
ribulose sai da glicose 6-fosfato → via das pentoses → 
frutose 6-fosfato