6 Metabolismo do glicogênio

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Millena Fernandes l @medmillena 
 
Metabolismo do glicogênio 
Forma de armazenar a glicose dentro do organismo: glicogênio 
Síntese de glicogênio = glicogênese ou glicogêniogênese 
Glicogenólise = quebra de glicogênio 
Glicogenoses: doenças relacionadas ao metabolismo do 
glicogênio 
Estrutura do glicogênio 
 
 Homopolissacarídeos: contém só glicose 
 Ramificado: 1 ramo a cada 8-10 unidades de glicose 
Precisa ser ramificado, é vantajoso para a velocidade de 
degradação 
 Predomínio de ligações alfa 1,4 e alfa 1,6 
Cadeia linear: alfa 1,4 
Cadeias das ramificações: alfa 1,6 
 É encontrado no fígado e no músculo esquelético 
 Quanto mais ramos, mais extremidades não 
redutoras (não possuem uma hidroxila anomérica 
livre) 
Últimas glicoses nos ramos 
É a partir dessas extremidades que é feito a quebra (a partir 
das glicoses-não redutoras) 
Aumenta a velocidade de degradação = liberação de glicose 
Maior a velocidade de síntese 
Síntese e degradação ocorrem simultaneamente 
 Há uma única extremidade redutora ligada a uma 
proteína glicogenina 
 Formação de um grânulo 
 
Glicogênio fica localizado pontualmente. Contém inúmeras 
glicoses ligadas 
Glicose é polar. 
 Se toda essa glicose fosse dissolvida no citosol de um 
hepatócito, sua concentração seria de cerca de 0,4 
M, suficiente para influenciar nas propriedades 
osmóticas da célula. Quando armazenada na forma 
de um grande polímero (glicogênio) contudo, a mesma 
massa de glicose tem uma concentração de apenas 
0,01 mM; 
A glicose liberada pelo hepatócito sai dele para atingir a 
corrente sanguínea, sendo destinada por tecidos com 
demandas maiores. Ou seja, visa manter a glicemia. 
- No fígado: tem como função a manutenção da glicemia, é 
uma reserva de glicose que pode ser usada para outros 
tecidos além do tecido hepático. 
A glicose vai sair do hepatócito. 
- No músculo, é utilizada pelo próprio músculo para a obtenção 
de energia na contração muscular 
Glicose vai sair da fibra muscular 
 Distribuição tecidual das reservas de energia de 
carboidratos 
Em um adulto de 70kg 
 
 
Fontes de glicose sanguínea 
 
 Glicogenólise: degradação do glicogênio hepático 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
Fundamental para a manutenção da glicemia nas primeiras 
horas do jejum 
A glicose da dieta (exógena) mantem a glicose sanguínea por 
cerca de 2/3 horas 
Se não comer, chega um tempo que acaba o glicogênio 
hepático. 
Produção de corpos cetônicos pode levar a uma acidose 
metabólica, também conhecida como cetoacidose. 
 
Síntese de glicogênio: glicogênese 
 Ocorre no fígado e no músculo 
 É ativada quando há excesso/sobra de glicose 
- Após o almoço é liberada a insulina, que se liga ao seu 
receptor e provoca o deslocamento até o transportador 
(fígado/hepatócito: GLUT2, músculo/fibra muscular 
esquelética: GLUT4) 
 Glicose sofre fosforilação, formando GLI-6-P, 
gastando 1ATP 
Aumentam o tamanho do glicogênio 
 Nem toda a glicose é levada para a via glicolítica, até 
porque o excesso de ATP inibe essa via 
A via glicolítica e das pentoses ocorrem normalmente, e ainda 
sobra gli-6-P; essa "sobra" vai para a síntese de glicogênio 
 A glicose precisa ser ativada, que está ligada a forma 
UDP-gli, para que ai sim ela seja incorporada à 
estrutura do glicogênio 
UDP-gli: forma ativada que pode ser adicionada ao glicogênio. 
 É da glicose-6-P que partirá a primeira reação para 
prepará-la 
O fosfato precisa mudar para o carbono 1 da glicose. A 
enzima fosfoglicomutase que realiza esse deslocamento 
(reação REVERSÍVEL) 
Fosfoglicomutose: participação no metabolismo da galactose 
 
A partir da GLI-1-P que ocorrerá a reação dela com a UTP 
(trifosfato de uridina), formando a UDP-gli, que é capaz de 
ser pendurada em um glicogênio 
 
PPi: pirofosfato inorgânico 
UDP veio do UTP (nucleotídeo altamente energético) 
Fosfato da GLI-1-P se liga ao primeiro fosfato da UTP, 
produzindo uma molécula de glicose ativada (UDP-gli) 
É imprescindível que parta de uma glicose ativada, que pode 
ser reconhecida pelas enzimas que fazem síntese de 
carboidratos 
O PPi é liberado (pirofosfato) 
 UDP-gli 
É liberado e a glicogênio-sintase parte da molécula de UDP-gli 
transfere a glicose para o núcleo de glicogênio, sintetizando 
uma nova ligação alfa-1,4. Assim, tem o núcleo de glicogênio 
com n+1 glicose 
 Glicogênio-sintase 
- Enzima: responsável pela formação das ligações alfa-1,4 no 
glicogênio 
- Só consegue alongar as cadeias de GLI já existentes e 
necessita de um segmento inicial (INICIADOR) 
Um fragmento de glicogênio pode servir 
 O UDP é liberado pela glicogênio-sintase. 
 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
 
 
A partir dele, por meio do gasto de uma molécula de ATP, é 
possível transferir um dos fosfatos e regenerar o UTP 
(utilizado para a ativação de uma próxima molécula de glicose) 
Então esse UDP, por meio do gasto de uma nova molécula de 
ATP, vai ser usado para regenerar o UTP que será utilizado 
para gerar a próxima molécula de glicose-UDP e daí em diante. 
 Soma final de todas as reações: 
1GLI + 2ATP+ (glicogênio)n + H2o -> (glicogênio)n+1 + 2ADP + 2Pi 
 A glicogênio-sintase catalisa apenas a síntese de 
ligações alfa 1-4 
Ou seja, não faz ramificações no glicogênio ao adicionar 
moléculas de glicose 
Ao adicionar mais ou menos 12/13 glicoses, a glicogênio-
sintase para de adicionar e entra em ação da enzima 
responsável por ramificar o glicogênio (enzima ramificadora -
4:6- transferase) 
 A enzima ramificadora 4:6-transferase: transfere 
um oligossacarídeo de cerca de 6-8 glicoses da 
extremidade da cadeia, para uma glicose mais 
interna da cadeia, gerando uma ligação alfa 1-4 
(ramificação) 
Transfere para uma molécula mais interna 
Parte de uma sequência de glicoses linear, pega cerca de 5/4 
glicoses e transfere para uma porção mais interna 
 
A síntese prossegue por adição de resíduos de glicose às 
extremidades não redutoras, catalisada pela glicogênio-
sintase. 
- Dessa forma, a glicogênio-sintase e a enzima ramificadora 
trabalham em conjunto, ramificando cada vez o glicogênio; 
OBS: para que a glicogênio-sintase funcione, é necessário que 
haja pelo menos 8 moléculas de glicose (núcleo de glicogênio) 
presentes. 
Para iniciar a síntese de glicogênio 
 Glicogenina 
- Fornece um iniciador para síntese de glicogênio pela 
glicogênio-sintase 
- Autoglicosidação 
 
Consegue fornecer a partir de 8 UDP-glicose, uma glicogenina 
com 8 glicoses, contendo um iniciador 
 
Catalisa a transferência de pelo menos quatro moléculas de 
glicose a partir da UDP-glicose, formando uma cadeia curta 
de resíduos glicosila unidos por ligação alfa1,4. Essa cadeia 
curta serve como iniciador capaz de ser alongado pela 
glicogênio-sintase, a qual é recrutada pela glicogenina (Nota: a 
- Proteína que 
age com uma 
enzima (com 
função 
catalítica), mas 
é substrato dela 
mesma. 
- Consegue 
fornecer a 
partir de 8 UDP-
glicose, uma 
glicogenina com 
8 glicoses, 
contendo um 
iniciador 
 
 
 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
glicogenina continua associada à molécula de glicogênio e 
constitui o núcleo do grânulo de glicogênio 
Fornece um iniciador para a síntese de glicogênio pela 
glicogênio-sintase 
Permanece ligada ao glicogênio 
Glicogenólise 
 Enzima responsável por degradar o glicogênio e 
liberar a glicose: GLICOGÊNIO FOSFORILASE 
 A cada ação remove uma molécula de glicose de uma 
ligação não fosfato, liberando uma GLICOSE-1-P 
Fosfato vem de um fosfato inorgânico (HPO4-) que a 
glicogênio fosforilase consegue adicionar à molécula de glicose 
retirada do glicogênio 
 Quando se aproxima de um ponto de ramificação, 
não consegue agir mais (glicogênio fosforilase) 
Só atua em uma cadeia mais linear de glicose 
Enzima que faz o trabalho de desramificar o 
glicogênio: enzima desramificadora 
 Retira o ramo e atua em duas etapas 
- 1ª atividade 4-4 transferase = quebra a ligação alfa 1,4 das 
3ª molécula de glicose com a 4ª, pegando as 3 moléculas de 
glicose e transferindo para a extremidadenão redutora, 
formando uma ligação alfa 1-4 
 
Resta uma única glicose ligada por uma ligação alfa 1-6 (ligado 
ao núcleo de glicogênio). 
- 2ª atividade: alfa 1-6 glicosidase, quebra de ligação glicosídica 
alfa-1,6 que se ligava ao núcleo, liberando uma molécula de 
glicose livre 
- Funciona por um mecanismo de hidrólise, gerando uma 
molécula de glicose livre, formando uma cadeia linear 
Assim, a glicogênio fosforilase pode atuar e liberar glicose-1-
P 
 Gera em média 10 moléculas de glicose-1-P pela 
glicogênio fosforilase e 1 molécula pela enzima 
desramificadora 
 
OBS: enzima fosfoglicomutase converte glicose1-P em glicose-
6-P 
 
Troca o fosfato de posição 
 
 
Degradação do glicogênio muscular: contração 
muscular/exercício 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
 Saldo de 3ATPs, pois não há gasto de 1ATP para 
fosforilar a glicose, ela já chega fosforilada como 
glicose6P 
 Destino do piruvato produzido pela via glicolítica: para 
mitocôndria terminar de ser oxidado ou para 
fermentação gerar 2lactatos 
 Destino depende do tipo de esforço físico (demanda: 
quantidade de oxigênio presente) 
Degradação do glicogênio hepático 
 Ao receber a glicose-6-p, quer retirar o fosfato 
para liberar a glicose no sangue e manter a glicemia 
 Enzima glicose-6-fosfatase remove o fosfato da gli-
6-p, gerando glicose livre, que consegue deixar o 
hepatócito através de GLUT2 para aumentar a 
glicemia sanguínea. 
 Glicose-6-fosfatase está dentro do hepatócito e 
catalisa a desfosrilação, gerando glicose livre. 
A glicose livre é capaz de deixar o fígado através do GLUT2 
e aumentar a glicemia. 
OBS: O músculo não utiliza a glicose-6-fosfatase, apenas o 
fígado. 
Proteína expressa a partir de um gene presente no núcleo 
da célula. 
No fígado, a glicose-6-fosfato (G6P) é transportada para o 
RE e convertida em glicose pela glicose-6-fosfatase. A glicose 
pode então ser transportada para o sangue 
 
Dentro do retículo ocorre a desfosforilação 
Glicogenoses 
Doenças de armazenamento do glicogênio 
 
Glicogenose tipo IA (Doença de Von Gierke) 
Enzima deficiente: glicose-6-fosfatase 
Tecido afetado: fígado 
Consequências: não haverá remoção do fosfato da glicose-6-
P e geração de glicose livre a partir das reservas de glicogênio 
hepático, logo, não aumentará a glicemia sanguínea 
Sintomas: hipoglicemia severa, fadiga, irritabilidade, distúrbios 
de crescimento, hipertrofia renal e hepática (devido o 
acúmulo de glicogênio que não está sendo degradado), acidose 
láctica e hiperlipedemia. 
Glicogenose tipo II (Doença de Pompe) 
Enzima deficiente: alfa-1,4, glicosidase 
Tecido afetado: principalmente fígado, coração e músculos 
Consequências: concentrações elevadas de glicogênio em 
vacúolos anormais dos lisossomos e consequente deficiência 
de produzir ATP 
Sintomas: defeitos musculares em crianças e distrofia 
muscular em adultos 
Glicogenose tipo III (Doença de Cori) 
Enzima deficiente: enzima de desramificação (4:4 
transferase e/ou 1:4 glicosidase) 
Tecido afetado: fígado, músculo cardíaco e esquelético 
Consequências: glicogênio com estrutura anormal 
Sintomas: hepatomegalia durante o primeiro ano de vida e 
hipoglicemia 
Glicogenose tipo V (doença de McArdle) 
Enzima deficiente: glicogênio-fosforilase dos músculos 
esqueléticos 
Tecido afetado: músculos esqueléticos 
Consequências: altos índices de glicogênio estruturalmente 
normal no tecido muscular 
Sintomas: fraqueza muscular generalizada, hipotonia e 
incapacidade de realizar exercícios