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Metabolismo de Carboidratos -Glicogenólise: degradação do glicogênio -Glicogênese: síntese do glicogênio Glicogênio Principal polissacarídeo de reserva em animais • Polímero de glicose unidos por ligações glicosídicas 1-4 e ramificações -1,6 • 10% peso fígado (regula níveis glicêmicos) • 1 a 2% peso muscular (reserva de glicose para atividade muscular intensa) Metabolismo do Glicogênio Músculo: fonte de energia rápida para metabolismo aeróbico e anaeróbico; rapidamente consumido (atividade intensa) Fígado: reservatório glide glicose para tecidos quando não há glicose disponível (entre refeições e no jejum - ex. cérebro: não usa outra fonte de energia(ácidos graxos). Glicogenólise Enzimas envolvidas: músculo e fígado 1. Glicogênio-fosforilase (hidrolisa as ligações -1,4) 2. Enzima de desramificação (hidrolisa as ligações -1,6) 3. Fosfoglicomutase. 1ª Reação: remoção Reação de fosforólise Fosfato inorgânico (PI) ataca a ligação glicosídica -1,4 na ligação extremidade não redutora do glicogênio. Energia conservada na forma de glicose-1- fosfato. Cofator: piridoxal-fosfato derivado da vitamina B6 2ª Reação: desramificação Glicogênio-fosforilase atua até encontrar um ponto a 4 resíduos de glicose de um ponto de ramificação -1,6. Enzima de desramificação (atua nas ligações - 1,6) -Bifuncional: transferase e glicosidases (aumenta a eficiência na desramificação). Trnasferase faz a transferência de uma unidade trissacarídica ligada por uma ligação alfa1,4 de um ramo limite do glicog~enio para uma extremidade não redutora de um outro ramo, à qual é religado por uma ligação (alfa- 1,4). 3ª Reação Conversão de glicose-1-P para glicose-6P Fosfoglicomutase Glicose-6-fosfato: apresenta destino diferente dependendo do tecido Músculo: glicólise fonte de energia para contração muscular Fígado: liberar glicose para o sangue quando o nível de glicose sanguínea diminui (entre refeições e no jejum) Liberação de glicose na corrente sanguínea Glicose-6-fosfatase: presente no fígado e rim: permite o fígado liberar glicose para o sangue No músculo e adipócito: não tem glicose-6- fosfatase e assim, não liberam glicose para o sangue. Regulação da Degradação do Glicogênio A glicogênio-fosforilase: papel chave na regulação da degradação do glicogênio; Glicogênio-fosforilase muscular - Duas formas interconversíveias: glicogênio- fosforilase (ativa) e glicogênio-fosforilase b (menos ativa) -Fosforilase B: predominante músculo em repouso -Fosforilase A: predominante durante atividade muscular vigososa Regulada por fosforilação reversível -Forma ativa e menos ativa -Adrenalina (músculo) e glucagon (hepatócito) sinalizam para a fosforilação da fosforilase B convertendo-a na fosforilase A. Fosforilase-b-cinase: atua durante atividade muscular vigorosa PP1: atua no repouso Função do cálcio no músculo Durante a contração muscular, o cálcio é liberado do retículo sarcoplasmático. O cálcio liga-se à subunidade calmodulina da fosforilase cinase b, ativando-a sem fosforilação. A fosforilase cinase pode, então, ativar a glicogênio fosforilase, causando a degradação de glicogênio Função do AMP no músculo No músculo, sob condições extremas de anóxia e de depleção de ATP, o AMP ativa a glicogênio fosforilase b sem que ela esteja fosforilada Glicogênio-fosforilase do fígado Atua como um sensor de glicose: regulação alostérica promovida pela glicose, quando a glicose aumenta na corrente sanguínea. Glicogênese UDP-glicose tem papel chave: açúcar ativado (ligação fosfodiéster entre um nucleotídeo e o açúcar). Glicose-6-fosfato é o substrato de partida: conversão em glicose-1-fosfato. UDP-glicose atua agora como doador de resíduos de glicose. Glicogênio-sintase (forma ligações alfa-1,4) necessita de um iniciador: cadeia poliglicosídica ( 1,4) ou uma ramificação que tenha, pelo menos, 8 resíduos de glicose; Glicogenina: atua como iniciador. Síntese do glicogênio Adição das ramificações requer enzima adicional Transfere 6-7 resíduos da extremidade não redutora para o OH no C6 Enzima de ramificação: amilo (1,4) a (1,6) transglicosilase ou glicosil (4,6) transferase Ramificações aumentam a solubilidade do glicogênio e quantidade de sítios Regulação Glicogênio sintase: também é regulada por fosforilação e desfosforilação. Forma ativa: não fosforilada Forma inativa: fosforilada Glicogênio-sintase-cinase 3 (GSK3) cinase mais importante Regulação Alostérica da Glicogênese e da Glicogenólise Em adição aos sinais hormonais, a glicogênio- sintase e a glicogênio-fosforilase respondem aos níveis de metabólitos e as necessidades energéticas da célula. Glicogênese é estimulada quando a disponibilidade de glicose e os níveis de energia estiverem altos, enquanto a glicogenólise é aumentada quando os níveis de energia e de glicose estiverem baixos. Integração do Metabolismo de Carboidratos No fígado: estado bem alimentado (pós- prandial): insulina – hormônio hipoglicemiante No fígado: estado jejum (entre refeições ou prolongado): glucagon – hormônio – hiperglicemiante Ocorre assim: produção de glicose-6-fosfato -Pela gliconeogênese -Pela degradação do glicogênio No músculo (adrenalina e glucagon): • Usa o glicogênio para suprir sua demanda energética (“egoísta”); • Contração vigorosa requer ATP através da via glicolítica; • O músculo não faz gliconeogênese; • Não tem receptores para glucagon; • Piruvato-cinase não responde a PKA (não inibe glicólise quando [cAMP] está alto); • cAMP aumenta velocidade de glicólise no músculo; • Insulina aumenta translocação de GLUT4 para a membrana.
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