Armazenamento e Síntese de Carboidratos no Fígado e Músculo

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Erit. + Cérebro = 80% de 200g/dia de glicose
Hipoglicemia → confusão, desorientação, coma (<45mg/dL)
Absorção de 2-3 horas após a refeição
Glicogênese = produção de glicogênio
Concentração tecidual
Fígado Glicogênio 75g 3-5% 300cal
Músculo Glicogênio 250g 0,5-1% 1000cal
Sangue e fluido Glicose 10g - 40
Estoque hepático suficiente apenas para 12 horas de jejum
Durante o sono → gliconeogênese (a partir de aa, lactato e glicerol)
+ ácidos graxos
Músculos não liberam glicose de volta ao sangue → Cardíaco e esquelético com gorduras 
como fontes principais
Glicogênio
Sequência central de ptna glicogenina → resíduo de tirosina → a1-4 lineares → a1-6 ramificadas
Natureza dendrítica
Glicogênese
Fígado = GLUT2 (Km > 10mmol/L → alta cap baixa afin)
+ Glicocinase: G → G6P
Não inibida pela G6P → concentração aumenta rapidamente no fígado
G6P em excesso → ácidos graxos e triglicerídeos
Glicose → glicocinase → G6P → fosfoglicomutase → G1P → UDP-glicose pirofosforilase → 
Uridina difosfato glicose (UDP-g) → Glicogênio sintase → a cada 8 a1-4, transglicosilase altera 
alguns para a1-6
Glicogênio sintase é a reguladora; UDP-glicose também usada para sintetizar glicoptna, 
glicolip e proteoglic; Pirofosfato é fosfoanidro de alta energia → hidrolisado à Pi pela 
pirofosfatase
Glicogenólise
Glicogênio fosforilase (add 1 Pi para tirar cada glicose = regulatório) + Transglicosilase e 
glicosidase (desramificadoras)
Glicogênio → Glicose-1-P → fosfoglicomutase → G6P → Glicose-6-fosfatase (só fígado) → 
Glicose (glut-2)
Fosforilase não alcança com 3-4 resíduos, e nem quebra a1-6 → enzimas desramificadoras 
movem da ramificação para a1-4 adjacente + exo-1,6-glcosidase remove resíduo unido a1-6 
(esse liberado livre)
Doença de Von Gierke → def. de glicose-6-fosfatase = glicogênio incapaz de liberar glicose hepática no 
sangue → tratamento com carbo de digestão lenta e gotejamento de alim. Nasogástrica a noite
Regulação hormonal
Glucagon Cll a 
pancreáticas
Inicia em Hipoglicemia Efeito na glicogenólise de Ativação 
rápida
Epinefrina Medula adrenal Inídio no estresse agudo, Efeito de ativ. Rápida
Armazenamento e Síntese de Carbo no Fígado e Músculo
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Epinefrina Medula adrenal Inídio no estresse agudo, 
hipoglicemia
Efeito de ativ. Rápida
Cortisol Córtex adrenal Estresse crônico Ativação crônica
Insulina Cll B 
pancreáticas
Hiperglicemia INIBE via
Glicogenólise também ativada em estresse agudo/crônico → Fisiológico (exercício); patológico 
(choque); psicológico (ameaças agudas/crônicas).
Glucagon:
Pequena meia vida → filtração renal e inativação proteolítica no fígado○
Cronicamente aumentado em jejum ou dieta pobre em carbo○
•
Catecolamina (epinefrina):
Durante exercício prolongado contribui junto com glucagon○
•
Glicocorticoide cortisol:
Estresse fisiológico e ambiental (frio)○
Age no nível de expressão gênica○
•
Doença de Mcardle: Deficiência na atividade da fosforilase muscular (miofosforilase) → Falha em 
mobilizar o glicogênio muscular para produzir glicose = pessoa não pode se exercitar
Mecanismo do glucagon
Ligação ao receptor de membrana → Proteína G (interna) estimulada a trocar GDP por GTP → 
Mudança conformacional → liga-se a adenilato ciclase → converte ATP → AMP 3',5'-Cíclico 
(cAMP) = segundo mensageiro → liga-se a ptna cinase A (PKA) → diminui inibição para 
fosforilar resíduos de serina e treonina nas ptnas e enzimas-alvo
Ativação da glicogênio fosforilase → fosforilação de muitas fosforilase cinase pela PKA → 
sistema de amplificação em cascata = aumento na extensão do sinal 
+ PKA fosforila inibidor 1 → inibe fosfoptnas fosfatases citoplasmáticas que reverteriam 
fosforilação das enzimas (reprimindo reposta ao glucagon)
Proteínas G são ligantes de guanosina envolvidos na transdução de sinal hormonal
Três subunidades: a, B e y → a ligada a GTP se desliga das demais para adenilato ciclase
Meia vida de minutos
Fosforilação pela ptna cinase A reduz afinidade (dessensibilização/resistência)
Regulação da PKA não é alostérica típica → exige 4 cAMP para ativar completamente → refinadamente 
sensível a alterações na adenilato ciclase
PKA também age diretamente na glicogênio sintase (intativando-a) → previne ciclo fútil de 
glicogenólise seguido de gliogênese → ativação da fosforilase + inativação da glicogênio sintase
Mecanismos envolvidos na terminação da resposta hormonal ao glucagon:
Hidrólise de GTP na subunidade Ga-
Hidrólise do cAMP pela fosfodiesterase (+redução da fosforilação do inibidor 1)-
Atv. Da ptna fosfatase (remove fosfatos das fosforilase cinase)
→ Mecanismos p/ garantir fim da gligenólise assim que nível de glicose no sangue 
normaliza
-
Classes de doenças de arm. De glicogênio
I Von 
Gierke
G6Pase → hipoglicemia pós-abs grave; acidemia; hiperlipidemia
II Pompe a-glicosidade 
lisossomal
→ Grânulos de glicogênio nos lisossomos
III Cori Enzima 
desramificadora
→ Estrutura alterada do glicogênio, hipoglicemia
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desramificadora
IV Anderson Enzima ramificadora → Estrutura do glicogênio alterada
V McArdlie Fosforilase muscular Deposição excessiva nos músculos, câimbras de fadiga por 
exercício
VI Hers Forforilase hepática Hipogliemia menos grave que tipo I
Mecanismo da Epinefrina
Receptores a e B-adrenégicos
Semelhante a cafeína e teofilna: aumento do cAMP → ↑responsividade, agressividade e alerta
Duas vias:
Receptor B: ~resposta similar ao glucagon 
Ptnas G e cAMP
+ aumenta efeitos do glucagon em hipoglicemia grave
E justifica sinais: taquicardia, suor, tremores e ansiedade
Receptor A: ptna G ativa fosfolipase C (PLC) → quebra fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) -
de membrana → diacilglicerol (DAG) + inositol trifosfato (IP3)
DAG ativa PKC; IP3 transporta Ca2+ p/ citosol → liga calmodulina → ativa fosforilase 
cinase (independente de cAMP)
Criança Grande Nascida de Mãe Diabética:
Aporte de glicose excessivo durante gestação provoca aumento da insulina endógena → enzimas 
gliconeogênicas reprimidas na célula + falta de glicose ao nascimento = hipoglicemia induzida → 
resposta de estresse. Criança com excesso de peso (próximos dias o próprio corpo fornecerá um bom 
reservatório p/ crescimento)
No músculo
Sem receptor de glucagon nem Glicose-6-Fosfatase → glicogênio não mobilizado para 
reestabelecer o sanguíneo
Glicogenólise ativada por B-adrenérgico → cAMP-dependente
Influxo de Ca+2 para o citoplasma → forma complexo Ca2+-calmodulina → ativação da 
glicogenólise em explosões curtas de exercício
1.
Ativação alostérica indireta da fosforilase pelo AMP → formação do AMP a partir do ADP 
pela miocina (adenilato ciclase)
2.
Inibição máxima da glicogênio sintase → PKA + PKC + PK de Ca2+-calmodulina → forforilação de resíduos-
chave serina e treonina → ação sequencial/hierárquica → fosforilação de um sítio por uma enzima 
requer fosforilação de outro sítio por outra enzima
AMP: ativa forma basal e fosforilada da fosforilase + atenua inibição da PFK-1 pelo ATP; → 
estímulo do Ca2+ e AMP garantem que músculo responda às necessidades energéticas
REGULAÇÃO DA GLICOGÊNESE
Glicogênese → refeições (comemos sentados); vias de mobilização e utilização opostas
Armazenamento sob o controle da insulina → Cll B das ilhotas pancreáticas (secretada após 
refeição) → funções: reverte glucagon na fosforilação das ptnas e ativa glicogênio sintase + 
expressão gênica (síntese de enzimas do metab. de carbo)
Fosforilação de tirosinas ao invés das serinas e treoninas → ativa GLUT-4 no tecido adiposo e 
músculo + ativação da GTPase, fosfodiesterase e fosfoproteínas fosfatases detém glucagon; 
Absorção mediada por GLUT4 = mecanismo primário de limitação do aumento da glicose 
sanguíneo
Aumento da glicogênese hepática aumenta antes da elevação de insulina → mesmo na 
ausência de insulina a glicogênese é ativada
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ausência de insulina a glicogênese é ativada
GLICONEOGÊNESEE
Mais lenta: 8 horas para pico → Jejum e inanição (esgotamento do glicogênio hepático)
Fontes: lactato de célulasvermelhas e músculo; aa de ptnas musculares; glicerol de 
triglicerídeos da lipólise → geralmente o limitante é a proteólise muscular (o que mais ocorre) + 
lipólise para energia e gliconeogênese
A partir do lactato
Ciclo de Cori: envolve fígado, células vermelhas e músculos
Problema crítico: reconversão de 3 etapas irreversíveis → glicocinase (GK) + fosfofrutocinase-1 
(PFK-1) + Piruvato cinase (PK). Fígado usa 4 enzimas para contornar etapas: piruvato carboxilase 
(PC) [mitocôndria] e fosfoenolpiruvato carboxicinase (PEPCK) [citoplasma] + frutose-1,6-
bisfosfatase + glicose-6-fosfatase. 
Gliconeogênese relativamente eficiente: fígado produz até um quilo de glicose por dia!!
Ocorre em diabéticos hiperglicêmicos;
Normal: 200g/dia
A partir de aa e glicerol
Maioria glicogênico → após desaminação podem ser convertidos em glicose
Principais: alanina e glutamina (concentração venosa > múscular)
Glicerol → nível das trioses fosfato → fosforilado no fígado pela glicerol cinase
Necessita de 2 mols de ATP para ser transformado em um mol de glicose
Ácidos graxos não geram glicose
Conversão em dois passos → Acetil-CoA → Ciclo do ácido tricarboxílico: perdem-se dois 
carbonos para CO2 no ciclo = n. par de carbonos nos ácidos graxos não geram glicose.
Ácidos graxos com número ímpar de C → formação de propionil-CoA = precursores secundários 
da gliconeog. = succinil-CoA
Regulação
Controle glucagon/insulina na fosforilação de enzimas
Primário = PFK-1 e inibidor da F1,6BPase → sensíveis a F-2,6-bifosfato
Fru-2,6-BP formada por fosfofrutocinase-2/frutose-2, 6-bifosfatase = enzima bifuncional com 
atividade de cinase e fosfatase → fosforilado pelo glucagon → no estado alimentado = 
desfosforilado pela insulina 
Regulação pela mitocôndria a partir da acetil-CoA → influxo de ácidos graxos p/ manter 
gliconeogênese (estimulado pelo glucagon) = ativador da piruvato carboxilase = inibição da 
oxidação do piruvato.
No músculo: baixa qte de GLUT-4 (pela falta de insulina) → esqueleto de carbono retorna pelo 
ciclo de Cori.
Frutose e galactose → glicose
Frutose metabolisada quase exclusivamente no fígado → nível das trioses fosfato = desvia 
reação da PFK-1 → grande qte de piruvato para a mitocôndria p/ metabolismo energético ou 
biossíntese de gordura;
Galactose → fosfoglicomutase → g-6-P (facilmente isomerizável)
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