Resumo - Metabolismo de Glicose - Bioquímica Médica

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Glicogênio e metabolismo de glicogênio
Camilla Ribeiro de Oliveira
 A glicose é fosforilada quando entra na célula para que possa seguir a via necessária:
- Se precisar de energia, a glicose vai para a via glicolítica;
- Se já tiver energia e precisar de NADPH ou de pentoses, a glicose é desviada para a via das pentoses;
- Se já tiver energia suficiente e estiver no músculo ou no fígado, é sintetizado glicogênio. A glicose é guardada na forma de glicogênio.
- Se tiver energia mas possui baixa de glicose, o piruvato é desviado para neoglicogênese.
- Se continua a ter energia e glicose (já foi feito muito glicogênio), a glicose é desviada para síntese de triglicerídeos e a glicose é guardada em forma de lipídios.
Glicogênese é a síntese de glicogênio usando a glicose. O músculo é egoísta e não devolve a glicose para o sangue, já o fígado devolve. A glicose é fosforilada formando glicose-6-fosfato e através da fosfoglicomutase, a glicose-6-fosfato se torna glicose-1-fosfato. Depois, é necessário ativar a glicose colocando energia para que ela se ligue a outra glicose. Para que isso ocorra utiliza-se a enzima UDP-glicose-pirofosforilase que transforma glicose-1-fosfato em UDP-glicose (forma de maior energia e forma ativada). Com a glicose ativada na forma de UDP-glicose pode iniciar a união delas para formar glicogênio.
Para a união de glicose e formação de glicogênio, precisa-se de uma proteína iniciadora chamada glicogenina, que é uma glicosil transferase. Assim, essa glicogenina possui um aminoácido tirosina e é neste aminoácido que a glicose começa a se ligar. A glicogenina precisa ser ativada também e a sua ativação é feita pela UDP-glicose liberando UDP. Além disso, a glicose não pode ficar livre na célula devido a osmolaridade, a célula ganharia muita água e se romperia. A glicogênio sintase é responsável por iniciar a ligação de glicoses começando pela glicogenina ativada. A glicogênio sintase promove ligações α1:4 entre as glicoses. Pode também ser feitas ligações de ramificações que são α1:6 por meio da glicosil transferase ou transglicosidade. Lembrando que as ramificações servem para compactar e para aumentar a velocidade de síntese e de degradação.
A glicogênese é feita quando o organismo possui glicose sobrando e quando possui insulina. 
GLUCAGON É HIPERGLICEMIANTE: ativa glicogenólise, neoglicogênese, lipólise e proteólise.
INSULINA É HIPOGLICEMIANTE: ativa glicogênese, via glicolítica, lipogênese e síntese de proteínas.
Regulação:
A glicogênio sintase é ativada pela glicose-6-fosfato e pelo ATP, porque mostra que tem energia sobrando, e inibida pelo AMP cíclico, segundo mensageiro quando o glucagon se liga, e pelo glucagon.
Glicogênese é o armazenamento de glicose na forma de glicogênio, enquanto que a glicogenólise é a quebra de glicogênio em glicoses. A glicogênese é estimulada pela insulina e a glicogenólise é estimulada pelo glucagon. Estas duas vias são reguladas juntas porque são antagônicas, não ocorre a ocorrência das duas na mesma célula. Igualmente à glicólise e a neoglicogênese que são reguladas pela frutose-2,6-bifosfato.
A insulina age no receptor da membrana plasmática para estimular a glicogênese. Ela faz com que a glicose entre e promove o seu armazenamento em forma de glicogênese, inibindo a quebra de glicogênio.
Através da glicose podem ser formados também os glicoconjugados (glicolipídios e glicoproteínas). Excesso de glicose no tecido adiposo é uma fonte de glicerol para síntese de triglicerídios. Grande quantidade de glicose leva a um aumento de citrato (citrato está presente no ciclo de Krebs) e no ciclo de Krebs, o citrato vai para o citoplasma, libera acetil-coenzima A e forma lipídios.
Na diabetes há uma redução de insulina e uma ação maior do glucagon, ocorre então uma glicogênese diminuída e, por isso, alta concentração de glicose no sangue.
A insulina:
- Ativa a glicogênio sintase, principal enzima marcadora para o início da glicogênese, induzindo o armazenamento de glicose; 
- Estimula a absorção de glicose nos músculos e no tecido adiposo para formar glicogênio e triglicerídios. A insulina ativa os GLUTs e acontece a formação de glicogênio e triglicerídios;
- Estimula a síntese de enzimas envolvidas no metabolismo de carboidratos e na reserva e conversão de glicose em triglicerídios. A insulina também é estimuladora para síntese de enzimas para guardar glicose;
- Reverter a ação do glucagon na fosforilação das proteínas inibindo atividade da glicogênio fosforilase. Então, a insulina irá inibir a glicogenólise.
O glucagon é liberado no jejum e inibe a via glicolítica porque ativa a quebra de lipídios e proteínas para o fígado usar e reserva glicose para o sistema nervoso e para as hemácias. Os lipídios não são utilizados em anaerobiose, porque a β-oxidação é aeróbia, já a glicose consegue ser usada em anaerobiose.
Glicogenólise:
Quem está agindo é o glucagon e as ligações α1:4 e α1:6 serão quebradas. A glicogênio fosforilase faz uma fosforólise, pega o fosfato orgânico livre e fosforila a glicose que será quebrada, não havendo gasto de ATP. São liberadas glicoses assim. Quando chega em quatro resíduos de glicose na cadeia, precisa de uma outra enzima chamada transglicosidade, esta enzima leva resíduos de glicose da ramificação para a cadeia principal, retornando a quebra pela glicogênio fosforilase. A glicose da ligação da ramificação é quebrada pelo exo-1,6-glicosidase. Isto ocorre no fígado e no músculo. NO FÍGADO: A glicose-1-fosfato se torna glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase e é quebrada em glicose pela glicose-6-fosfatase. NO MÚSCULO NÃO TEM GLICOSE-6-FOSFATASE, porque o músculo é egoísta e não quebra glicose para liberar; a glicose-6-fosfata é levada diretamente para a via glicolítica. Em repouso o músculo utiliza lipídios e reserva glicose para o caso de emergência. 
Regulação:
Glicogênese fosforilase é ativada pelo AMP cíclico e Ca+, a adrenalina e o glucagon liberam cálcio do retículo endoplasmático. Além disso, ela é inibida pela insulina.
A glicogenólise é ativada pelo glucagon, no fígado quando está em jejum, pela adrenalina, no músculo quando precisa de energia rápida e pelo cortisol, quando está com uma inflamação ou infecção (processo inflamatório). 
Glicogenólise é ativada por estresse fisiológico com por exercício físico porque o músculo está precisando de energia rápida, por estresse patológico com perda sanguínea porque precisa repor a energia que está perdendo e por estresse psicológico com ameaças agudas ou crônicas (frio, por exemplo). Os ativadores são a adrenalina, no caso de estresse, o glucagon, no caso de atividade física a nível hepático, e cortisol, no caso de estresse psicológico e ambiental.
Glucagon e adrenalina: ativação de glicogenólise e inativação da glicogênese.
Glicogenólise no músculo:
Não responde ao glucagon e não possui glicose-6-fosfatase. É uma via ativada pela adrenalina e pelo AMP cíclico.
Quando o glucagon se liga no receptor no músculo, ele ativa a adenilil ciclase. A adenil ciclase ativada transforma o ATP em AMP cícilico. Este AMP cíclico ativado consegue ativar a proteína cinase A. A proteína cinase A ativa terá duas ações. Ela fosforila a glicogênio sintase A (que é desfosforilada e inativa) e a transforma em glicogênio sintase B (fosforilada e ativa). A glicogênio sintase A é da glicogênese e, assim, o glucagon inibiu esta via. Ademais, ela também fosforila a fosforilase cinase. A fosforilase cinase fosforilada irá fosforilar a glicogênio fosforilase B (desfosforilada e inativa) transformando-a em glicogênio fosforilase A (fosforilada e ativa), esta glicogênio fosforilase A é uma enzima da glicogenólise e, portanto, o glucagon ativa esta via.
Quem fosforila é o glucagon. Consequentemente, todas as vias que o glucagon ativa, as enzimas são ativas fosforiladas. E, assim, todas as vias que a insulina ativa, as enzimas são ativas desfosforiladas.
Todas essa reações ocorrem rapidamente. 
No fígado, o glucagon e a adrenalina se ligam nos receptores hepáticose todo o mecanismo ocorre normalmente, com a ativação e inibição das enzimas.
A epinefrina (adrenalina) ativa os receptores de membrana e, assim, ativa o inositol e libera cálcio do retículo endoplasmático. O cálcio auxilia nas fosforilações desse mecanismo.
Neoglicogênese:
Neoglicogênese é a síntese de glicose a partir de outras substâncias como lactato, piruvato, glicerol, aminoácidos, ácidos propriônico e outros. 
Os tecidos que sintetizam glicose são o fígado e a medula renal (neoglicogênese hepática e neoglicogênese renal). Os tecidos que utilizam a glicose como energia primária são o cérebro, o sistema nervoso, os músculos, os testículos, as hemácias, o cristalino e o córtex renal (os mais importantes são o cérebro e as hemácias). Não é possível usar lipídios no sistema nervoso central, somente glicose e corpos cetônicos. Células nervosas e hemoglobina só obtêm energia da glicose.
Quando ocorre neoglicogênese:
Falta de glicogênio hepático;
Deficiência de glicose pela dieta;
Dificuldade de absorção de glicose pelas células.
Na neoglicogênese, para produzir glicose, serão usados 2 Piruvatos + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H+ e serão liberados Glicose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 6 H+.
A neoglicogênese é via morro acima, portanto, é só ir na via glicolítica e ir de cima para baixo, fazer ao contrário. Existem três passos que são irreversíveis na via glicolítica e que por isso são diferentes na neoglicogênese: piruvato carboxilase fará a carboxilação do piruvato e produzirá o oxalacetato (por isso o piruvato e o oxalacetato são desviados para a neoglicogênese – lactato também é desviado para a neoglicogênese através lactato desidrogenase que transforma lactato em piruvato), frutose-1,6-difosfatase e glicose-6-fosfatase.
Na presença de etanol, são perdidas duas fontes de neoglicogênese, piruvato e lactato, devido ao excesso de NADH. Com o excesso de NADH, não consegue transformar lactato em piruvato, mas sim o piruvato é transformado em lactato e provoca uma acidose lática levando a hipoglicemia e acarretando em coma alcóolico.
Aminoácidos também são fontes de neoglicogênese. A alanina pela alanina aminotransferase sofre uma transaminação ou uma desaminação (perde o NH3) e se transforma em piruvato, este piruvato vai para a neoglicogênese. A glutamina também é um intermediário do ciclo de Krebs que se transforma em malato.
O glicerol, que vem de ácidos graxos, pela glicerolquinase utiliza um ATP e libera ADP e se transforma em diidroxicetona-fosfato que é direcionada para a via glicolítica.
A neoglicogênese é ativada pelo ATP (porque mostra que tem energia sendo produzida de lipólise e proteólise) e pelo glucagon. Ademais, esta via é inibida pelo AMP cíclico (mostra que não tem energia), pela insulina e pela frutose-2,6-difosfato (porque inibe a frutose-2,6-difosfatase).
FINAL COM O CICLO DE CORI E TABELA.