Metabolismo do glicogênio

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Metabolismo do glicogênio
Apresentação
O glicogênio é um carboidrato complexo (polissacarídeo ramificado de glicoses unidas através de 
ligações glicosídicas) que serve como molécula de armazenamento de reservas energéticas nas 
células animais e muitos microorganismos (similar ao amido das plantas). Quando a célula tem 
substrato suficiente para suprir as demandas energéticas e produção de ATP, o excesso de glicose 
é convertido em formas poliméricas de armazenamento. Nos vertebrados, um pequeno 
reservatório de glicogênio é encontrado na maioria dos tipos celulares e atua como uma fonte de 
substratos energéticos para a produção de ATP em momentos de emergência, como na ausência de 
oxigênio ou fluxo sanguíneo restrito. Particularmente, grandes reservatórios de glicogênio são 
encontrados no fígado e no músculo esquelético, podendo representar até 10% do peso do fígado 
e de 1 a 2% do peso do músculo. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar os tipos de 
ligações glicosídicas encontradas no glicogênio, como são reguladas as rotas de síntese e 
degradação do glicogênio (glicogênese e glicogenólise, respectivamente) e, por fim, irá distinguir a 
função que essa molécula exerce em diferentes tecidos, como o fígado e o músculo esquelético. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar os tipos de ligações glicosídicas encontradas no glicogênio.•
Reconhecer as rotas de síntese e degradação do glicogênio em diferentes estados 
metabólicos.
•
Identificar a localização celular e tecidual do estoque de glicogênio.•
Infográfico
O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose presente no citosol da célula animal. Embora 
esteja presente na maioria dos tipos celulares, é no fígado e no músculo esquelético contêm as 
maiores reservas de glicogênio do corpo. Contudo, essas reservas energéticas na forma de 
glicogênio possuem funções distintas. Confira no infográfico a seguir.
Conteúdo do livro
A síntese de glicogênio é formada a partir do prolongamento de cadeias polissacarídicas de 
moléculas de glicogênio preexistentes. No entanto, apesar de o glicogênio ser sintetizado a partir 
de glicose-1-fosfato e ser degradado também à glicose-1-fosfato, as rotas de síntese e degradação 
desta molécula são distintas e reguladas por mecanismos diferentes. Na leitura a seguir, você vai 
aprender sobre a estrutura do glicogênio e a sua importância como reserva energética, além de 
poder explorar os mecanismos de regulação da síntese e degradação da molécula de glicogênio.
Acompanhe o capítulo Metabolismo do glicogênio, do livro Bioquímica Sistêmica que serve de base 
teórica para esta Unidade de Aprendizagem. 
Bons estudos!
Conteúdo:
BIOQUÍMICA
SISTÊMICA
Cássio Morais Loss 
Metabolismo do glicogênio
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Diferenciar os tipos de ligações glicosídicas encontradas no glicogênio.
 � Reconhecer as rotas de síntese e degradação do glicogênio em 
diferentes estados metabólicos.
 � Identificar a localização celular e tecidual do estoque de glicogênio.
Introdução
O glicogênio é um carboidrato complexo (polissacarídeo ramificado de 
glicose unido através de ligações glicosídicas) que serve como molécula 
de armazenamento de reservas energéticas nas células animais e muitos 
microrganismos (similar ao amido das plantas). Quando a célula tem 
substrato suficiente para suprir as demandas energéticas e a produção 
de ATP, o excesso de glicose é convertido em formas poliméricas de 
armazenamento. Nos vertebrados, um pequeno reservatório de glicogê-
nio é encontrado na maioria dos tipos celulares e atua como uma fonte 
de substratos energéticos para a produção de ATP em momentos de 
emergência, como na ausência de oxigênio ou fluxo sanguíneo restrito. 
Particularmente no fígado e no músculo esquelético, grandes reservatórios 
de glicogênio são encontrados, podendo representar até 10% do peso 
do fígado e de 1 a 2% do peso do músculo.
Neste capítulo, você vai compreender quais são os tipos de ligações 
glicosídicas encontradas no glicogênio, como são reguladas as rotas 
de síntese e degradação do glicogênio (glicogênese e glicogenólise, 
respectivamente) e distinguir a função que essa molécula exerce em 
diferentes tecidos, como o fígado e o músculo esquelético.
Estrutura do glicogênio
O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose presente no citosol da 
célula animal, similar ao amido nas células vegetais (Figura 1). A importância 
de que a célula armazene a glicose em forma de polímeros está em manter 
grandes reservas energéticas disponíveis para uso imediato sem alterar as 
propriedades osmóticas da célula. No hepatócito, por exemplo, se toda a 
glicose armazenada na forma de glicogênio fosse dissolvida no citosol, sua 
concentração seria de aproximadamente 0,4 M enquanto que a mesma massa 
de glicose armazenada na forma de glicogênio tem uma concentração de 
apenas 0,01 µM.
A síntese de glicogênio é formada a partir do prolongamento de cadeias 
polissacarídicas de moléculas de glicogênio preexistentes – um primer ou 
“iniciador” de glicogênio. Este primer é formado a partir de uma molécula 
de glicogenina (a proteína com atividade enzimática à qual o glicogênio é 
ligado) através de autoglicosilação desta proteína. A glicogenina adiciona 
um resíduo de glicose (extremidade redutora do glicogênio) proveniente de 
UDP-glicose ao grupo hidroxil de tirosina na sua cadeia lateral e a estende 
através de adição de outros resíduos de glicose até que a cadeia glicosil esteja 
longa o suficiente para servir como substrato para a síntese de glicogênio. 
Os resíduos de glicose presentes no primer estão ligados entre si através 
de ligações glicosídicas α-1,4, ou seja, o carbono 1 (C1) das moléculas de 
UDP-glicose se liga ao C6 de um resíduo terminal de glicose já existente 
na cadeia glicosil da glicogenina.
As demais etapas de síntese da molécula de glicogênio ocorrem através da 
ação de outras duas enzimas, a glicogênio-síntase e a enzima ramificadora 
(também conhecida como glicosil-(4:6)-transferase). A glicogênio-sintase 
catalisa o prolongamento da cadeia glicosil das moléculas de glicogênio 
preexistentes (sejam elas moléculas maiores ou primers de glicogênio) através 
da adição de resíduos de glicose provenientes de UDP-glicose a resíduos de 
glicose presentes nas extremidades não redutoras das moléculas de glicogênio. 
Em outras palavras, a glicogênio-sintase continua a prolongar as ligações 
glicosídicas α-1,4 já existentes nas moléculas de glicogênio. Já a enzima 
ramificadora, como o próprio nome sugere, é responsável pela ramificação 
Metabolismo do glicogênio2
da molécula de glicogênio, que lhe confere um aspecto de roseta observável 
através de microscopia eletrônica. Após a glicogênio-sintase alongar a ca-
deia glicosil, atingindo pelo menos 11 resíduos de comprimento, a enzima 
ramificadora quebra um pedaço que contém de 6 a 8 resíduos de glicose 
unidos por ligações glicosídicas α-1,4 e que, então, é religado através de 
ligações glicosídicas α-1,6 a uma posição mais interna da mesma ou de outra 
cadeia de glicogênio. Em outras palavras, a enzima ramificadora liga o C1 
do resíduo de glicose na extremidade do fragmento ao C6 de um resíduo 
de glicose posicionado mais próximo ao núcleo do glicogênio, formando 
agora uma ramificação extra na molécula de glicogênio e, portanto, duas 
extremidades não redutoras, as quais podem seguir sendo alongadas pela 
glicogênio-sintase. A vantagem de se ramificar a molécula de glicogênio 
é que, além de torná-la mais solúvel, a estrutura ramificada permite que a 
degradação e a síntese do glicogênio ocorram de maneira rápida, pois as 
enzimas podem trabalhar em várias cadeias simultaneamente, a partir de 
múltiplas subunidades não redutoras.
 Durante a síntese do glicogênio, cada molécula deste polímero continua a 
ser alongada através da ação das duas enzimas (glicogênio-sintasee enzima 
ramificadora) até que a molécula de glicogênio contenha aproximadamente 
55 mil resíduos de glicose com cerca de 2 mil extremidades não redutoras, ou 
até que as necessidades energéticas da célula mudem, causando a degradação 
das moléculas de glicogênio através da liberação de moléculas de glicose-1-
-fosfato, as quais serão destinadas para produção de ATP na própria célula 
ou em outros tecidos. Nos humanos, a quantidade de energia armazenada 
como glicogênio é muito menor do que a quantidade armazenada como 
gordura, contudo, as gorduras não podem ser convertidas em glicose nem 
metabolizadas anaerobicamente. Apesar de o teor de glicogênio ser maior no 
fígado do que no músculo (o glicogênio representa cerca de 5% do peso do 
tecido hepático e menos de 1% do tecido muscular), é o músculo que contém 
a maior quantidade de glicogênio corporal (cerca de 245 g de glicogênio 
muscular comparado a 90 g de glicogênio hepático), visto que a quantidade 
de tecido muscular no corpo é muito maior que a de tecido hepático. Nas 
próximas sessões, você vai identificar a função dos diferentes estoques de 
glicogênio nos dois tecidos.
3Metabolismo do glicogênio
Figura 1. Estrutura do glicogênio.
Fonte: Smith, Marks e Lieberman (2007, p. 511).
Regulação da síntese e da degradação do 
glicogênio no músculo esquelético
Apesar de o glicogênio ser sintetizado a partir de glicose-1-fosfato e ser de-
gradado também à glicose-1-fosfato, as rotas de síntese e degradação desta 
molécula são realizadas por enzimas diferentes, sendo, desta forma, duas 
rotas distintas que são reguladas por mecanismos diferentes. Além disso, a 
regulação destas rotas metabólicas ocorre de maneira distinta dependendo 
do tecido e tipo celular. Nesta sessão, você irá aprender que o metabolismo 
do glicogênio no músculo esquelético é regulado tanto por fatores externos 
à célula (hormônios insulina e adrenalina circulantes no sangue) quanto por 
fatores internos (principalmente AMP e Ca+2).
Síntese de glicogênio no músculo esquelético
A síntese do glicogênio ocorre quando a célula tem substrato suficiente para 
suprir as demandas energéticas e a produção de ATP, ou seja, após uma refeição 
rica em carboidratos. Tão logo a glicose proveniente da dieta caia na circulação 
Metabolismo do glicogênio4
sanguínea, os níveis aumentados de glicose no sangue estimulam a liberação 
do hormônio insulina e suprimem a liberação do hormônio glucagon.
No músculo esquelético (que não possui receptores para glucagon), a insu-
lina ativa seu receptor tirosina-cinase que, através de cascatas de sinalização 
envolvendo segundos mensageiros, estimula primeiramente a translocação de 
transportadores de glicose (GLUT4 no miócito) para a membrana plasmática, 
aumentando a quantidade destes transportadores na superfície celular e, 
consequentemente, estimulando a captação de glicose pelos miócitos. Um 
segundo efeito da insulina no miócito é a indução da síntese da enzima hexo-
cinase, a qual fosforila as moléculas de glicose que entram na célula formando 
glicose-6-fosfato. 
As duas primeiras etapas da glicogênese reguladas pela insulina no miócito são etapas 
compartilhadas com a via glicolítica. Lembre-se que a glicogênese irá ocorrer após a 
célula suprir as demandas energéticas e a produção de ATP, ou seja, após muito ATP 
ter sido produzido através da via glicolítica, do ciclo do ácido cítrico e da fosforilação 
oxidativa. Além disso, a síntese de glicogênio é uma rota metabólica que consome 
ATP e, portanto, moléculas de ATP necessitam ser constantemente produzidas através 
da via glicolítica.
A glicose-6-fosfato produzida por ação da hexocinase é isomerizada à 
glicose-1-fosfato pela enzima fosfoglicomutase. A glicose-1-fosfato serve, 
então, de substrato para a UDP-gliose-pirofosforilase, a qual utiliza UTP (uma 
forma de armazenamento de energia similar ao ATP) para formar UDP-glicose 
e pirofosfato inorgânico (PPi), que é convertido a duas moléculas de fosfato 
inorgânico pela enzima pirofofatase. As moléculas de UDP-glicose (conforme 
descrito acima) servirão de substrato para a glicogênio-sintase na formação do 
glicogênio (esta é a terceira etapa regulada pela insulina). Quando a célula já 
estocou quantidades suficientes de glicose na forma de polímeros, o glicogênio 
inibe a glicogênio-sintase por um mecanismo de retroalimentação, indicando 
que não é mais necessário continuar com a produção de glicogênio.
5Metabolismo do glicogênio
A ação da insulina na síntese de glicogênio e no movimento de GLUT4 para a 
membrana plasmática
A ligação da insulina ao seu receptor (tirosina-cinase) ativa uma tirosina-proteína-cinase 
presente no próprio receptor, a qual fosforila o substrato-1 do receptor de insulina (IRS-1). 
O IRS-1 fosforilado causa uma reação em cadeia de ativação das enzimas PI-3K, PDK-1 
e PKB. A PKB ativada é responsável tanto pelo deslocamento das vesículas contendo 
o GLUT4 para a membrana plasmática (primeira etapa regulada pela insulina) quanto 
pela fosforilação da glicogênio-sintase-cinase 3 (GSK3), convertendo essa enzima na sua 
forma inativa. Quando ativa (desfosforilada) a GSK3, fosforila a glicogênio-sintase (GS), 
inativando-a fortemente. Desta forma, a inativação da GSK3 é um dos mecanismos que 
a insulina exerce na ativação da GS, favorecendo a síntese de glicogênio. Além disso, a 
insulina ativa (por outros mecanismos não discutidos aqui) as enzimas fosfodiesterase 
e fosfoproteína-fosfatase 1 (PP1). A fosfodiesterase diminui os níveis de AMP-cíclico 
e inativa a proteína-cinase A, inibindo a glicogenólise estimulada pela adrenalina. 
Já a PP1 não somente desfosforila e ativa a GS, como também desfosforila e inativa 
duas enzimas que atuam na rota de degradação do glicogênio, a fosforilase-cinase 
e a glicogênio-fosforilase. Portanto, a insulina estimula a síntese de glicogênio não 
somente por ativar as enzimas que atuam na rota de síntese, mas também por inativar 
as enzimas que atuam na rota de degradação desta molécula. 
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 456).
Metabolismo do glicogênio6
Degradação de glicogênio do músculo esquelético
O glicogênio é degradado pela ação de duas enzimas, a glicogênio-fosforilase 
e a enzima desramificadora. A glicogênio-fosforilase age sucessivamente sobre 
os resíduos de glicose na extremidade terminal do glicogênio quebrando as 
ligações α-1,4 por adição de um íon fosfato. Como consequência de cada reação 
da glicogênio-fosforilase, há a liberação de uma molécula de glicose-1-fosfato 
e uma molécula de glicogênio com um resíduo de glicose a menos. Quando 
o ramo de cadeia glicosídica apresenta apenas quatro resíduos de glicose, 
a enzima desramificadora remove um fragmento contendo três resíduos de 
glicose unidos por ligações glicosídicas α-1,4 e as transfere para a extremidade 
de uma cadeia mais longa através de ligação α-1,4. Estes resíduos podem, 
agora, sofrer fosforólise por ação da glicogênio-fosforilase, resultando em 
novas moléculas de glicose-1-fosfato. O resíduo de glicose remanescente na 
ramificação (que está unido a outro resíduo de glicose por ligação α-1,6) sofre 
hidrólise por ação da enzima desramificadora, reação que libera glicose livre 
em vez de glicose-1-fosfato. Desta forma, a rota de degradação do glicogênio 
libera muitas moléculas de glicose-1-fosfato para cada molécula de glicose 
livre que é produzida. Essa glicose-1-fosfato é então convertida à glicose-6-
-fosfato através da reação reversível catalisada pela enzima fosfoglicomutase. 
De mesma forma, a glicose livre produzida pela reação da enzima desramifi-
cadora é logo convertida à glicose-6-fosfato pela hexocinase. As moléculas de 
glicose-6-fosfato formadas no miócito são, então, destinadas à via glicolítica 
para produção de ATP.
A degradação do glicogênio no miócito ocorrerá quando a célula estiver 
necessitando de substrato energético para produção de ATP. Durante a contra-
ção muscular, existe um alto consumo de ATP, o que causa um aumento nos 
níveis de AMP. O AMP se ligaa glicogênio-fosforilase b, ativando-a aloste-
ricamente e promovendo a degradação do glicogênio (Figura 2). Além disso, 
a contração muscular é coordenada por estímulos nervosos que promovem a 
liberação de Ca+2 do retículo sarcoplasmático para o citosol. O Ca+2 citosólico 
se liga à proteína calmodulina, formando uma subunidade Ca+2/calmodulina, 
os quais ativam parcialmente a enzima fosforilase-cinase. A fosforilase-cinase 
se torna completamente ativada após ligação ao complexo Ca+2/calmodulina 
juntamente à fosforilação catalisada pela enzima PKA (proteína-cinase A). O 
mecanismo que ativa a PKA ocorre via sinalização do hormônio adrenalina, 
o qual se liga aos receptores β, desencadeando uma cascata de sinalizações 
que envolvem produção de AMP-cíclico (AMPc). O AMPc se liga à PKA 
ativando suas subunidades catalíticas, que fosforilam a fosforilase-cinase. 
7Metabolismo do glicogênio
Quando a fosforilase-cinase está ativa, ela fosforila a glicogênio-fosforilase 
b (forma inativa) convertendo-a em glicogênio-fosforilase a (forma ativa) e, 
consequentemente, promovendo a degradação do glicogênio.
Figura 2. Ativação da glicogênio fosforilase-muscular durante o exercício.
Fonte: Smith, Marks e Lieberman (2007, p. 523).
Outros dois mecanismos regulatórios contribuem para a degradação do 
glicogênio durante a contração muscular, a fosforilação sucessiva e hierárquica 
da glicogênio-sintase, provocando sua inativação, e a inativação da PP1 através 
de fosforilação catalisada pela PKA. A fosforilação da glicogênio-sintase é pro-
vocada pela liberação de Ca+2 do retículo sarcoplasmático. A formação do com-
plexo Ca+2/calmodulina (discutido acima), além de ativar a fosforilase-cinase, 
também ativa a proteína-cinase dependente de calmodulina. Adicionalmente, 
o próprio Ca+2 liberado no citosol ativa a PKC (proteína-cinase C). Estas três 
enzimas, quando ativadas, fosforilam (e inativam) a glicogênio-sintase, inibindo 
a síntese e favorecendo a degradação de glicogênio. O segundo mecanismo 
(inativação da PP1 provocado por ação da adrenalina) favorece a degradação 
do glicogênio, uma vez que, quando ativada, a PP1 inativa a fosforilase-cinase 
e a glicogênio-fosforilase e ativa a glicogênio-sintase através da remoção dos 
grupos fosforila destas enzimas. Todos esses mecanismos em conjunto inibem 
a síntese e ativam a degradação de glicogênio durante a contração muscular.
Metabolismo do glicogênio8
Regulação da síntese e da degradação 
do glicogênio no fígado
A função do glicogênio hepático, diferentemente do que ocorre com o 
glicogênio dos tecidos extra-hepáticos (como o músculo esquelético, por 
exemplo), não é servir de fonte energética para a manutenção de suas próprias 
atividades, mas sim manter a glicemia através do transporte de glicose para 
o sangue para que esse carboidrato possa servir de combustível na produção 
de ATP feita pelos tecidos extra-hepáticos. Conforme descrito anteriormente, 
após uma refeição rica em carboidratos, os níveis aumentados de glicose no 
sangue estimulam a liberação do hormônio insulina e suprimem a liberação 
do hormônio glucagon, estimulando a glicogênese e inibindo a glicogenólise. 
Conforme a razão insulina/glucagon diminui, a glicogênese é inibida e a 
glicogenólise é estimulada. Nesta sessão, você vai ver que o metabolismo 
do glicogênio hepático é regulado por fatores externos, principalmente pelos 
hormônios insulina e glucagon (que indicam se o organismo se encontra 
no estado alimentado ou de jejum). Além disso, vai ver que a adrenalina 
(o hormônio de “luta-ou-fuga”) também exerce um papel importante na 
regulação do metabolismo do glicogênio hepático.
Síntese de glicogênio hepático
A síntese do glicogênio no hepatócito é muito similar à glicogênese muscular. 
Contudo, algumas diferenças regulatórias existem, como a regulação da gli-
cocinase (nome dado à hexocinase hepática, também denominada hexocinase 
IV), que é sequestrada no núcleo por uma proteína reguladora. Quando os 
níveis de glicose aumentam no sangue após uma refeição rica em carboidratos, 
a glicose é transportada para o citosol do hepatócito pelos transportadores de 
glicose hepáticos – GLUT2, que estão expressos continuamente na membrana 
plasmática, diferentemente do que ocorre com os GLUT4 no miócito – e sua 
concentração se equilibra com a glicose no núcleo. A glicose no núcleo causa 
dissociação da proteína reguladora e a glicocinase retorna para o citosol e 
inicia a fosforilação de glicose. A glicose também inativa alostericamente 
a glicogênio-fosforilase através da estimulação da desfosforilação desta en-
zima, causando, consequentemente, inibição da glicogenólise. Por fim, a 
glicogênio-sintase muscular é inibida por retroalimentação do glicogênio 
mais fortemente do que é a glicogênio-sintase hepática, o que permite que o 
fígado armazene maiores quantidades de glicogênio por grama de peso de 
tecido do que o músculo.
9Metabolismo do glicogênio
Degradação de glicogênio hepático
Embora alguns mecanismos da degradação do glicogênio no hepatócito sejam 
similares aos do músculo esquelético, a regulação da glicogenólise nos dois 
tecidos é muito diferente, uma vez que representam funções diferentes para 
o organismo. À medida que aumenta o tempo após uma refeição rica em 
carboidratos, a razão insulina/glucagon diminui, inibindo a glicogênese e 
estimulando a glicogenólise. As situações de “luta-ou-fuga”, que demandam 
grandes quantidades de glicose sanguínea por parte dos músculos devido 
à rápida contração muscular, também desempenham papel importante no 
metabolismo do glicogênio hepático. Nestas situações, a sinalização por 
adrenalina agindo sobre os receptores β produz um efeito similar aos efeitos 
provocados pelo glucagon, os quais serão discutidos a seguir.
Tanto o glucagon (por estimulação dos receptores de glucagon) quanto 
a adrenalina (por estimulação dos receptores β) desencadeiam uma cascata 
de sinalizações que envolvem produção de AMPc, causando ativação das 
subunidades catalíticas da PKA. Assim como no miócito, a PKA, além de 
inativar a PP1 hepática (inibindo assim a ativação da glicogênio-sintase e, 
consequentemente, a glicogênese), também ativa a fosforilase-cinase, a qual 
ativa a glicogênio-fosforilase, promovendo a degradação do glicogênio (si-
milar ao que acontece no miócito). Contudo, diferentemente do que acontece 
no músculo, no hepatócito a adrenalina também estimula receptores α. A 
estimulação dos receptores α desencadeia a liberação de Ca+2 do retículo 
endoplasmático, através de uma cascata de sinalização envolvendo ativação 
da fosfolipase C (enzima ligada à membrana por proteínas G), que hidrolisa 
fosfatidilinositol-bisfosfato (PIP2) em diacilglicerol (DAG) e inositol-trifosfato 
(IP3). O IP3 promove a liberação de Ca
+2 do retículo endoplasmático que, com 
DAG, ativa a PKC. Adicionalmente, similar ao que acontece no músculo 
esquelético, a liberação de Ca+2 no citosol provoca a formação do complexo 
Ca+2/calmodulina, o qual ativa tanto a fosforilase-cinase quanto a proteína-
-cinase dependente de calmodulina. A ativação destas duas enzimas, somadas 
à ativação da PKC, provoca inativação da glicogênio-sintase. Desta forma, 
tanto o glucagon quanto a adrenalina regulam o metabolismo do glicogênio 
através da inibição da glicogênese e da ativação da glicogenólise.
Similarmente ao que acontece nos tecidos extra-hepáticos, a glicose-1-fos-
fato produzida pela degradação do glicogênio é então convertida à glicose-6-
Metabolismo do glicogênio10
-fosfato através da reação reversível catalisada pela enzima fosfoglicomutase. 
Contudo, no hepatócito, o destino da glicose-6-fosfato não é a via glicolítica, 
mas sim a produção de glicose livre para manutenção da glicemia. A conversão 
de glicose-6-fosfato à glicose livre é catalisada por uma enzima exclusiva 
do tecido hepático, a glicose-6-fosfatase, a qual é encontrada no retículo 
endoplasmático do hepatócito.
Hidrólise da glicose-6-fosfato pela glicose-6-fosfatase do retículoendoplasmático
No hepatócito, a glicogenólise ocorre durante o estado de jejum ou durante períodos 
de maior necessidade de consumo da glicose sanguínea como combustível para 
produção de ATP. Nestas situações, a glicose-6-fosfato liberada no citosol é transportada 
(através de transportador específico T1) para o lúmen do retículo endoplasmático, 
onde é hidrolisada pela glicose-6-fosfatase à glicose e a fosfato inorgânico, os quais 
são transportados de volta para o citosol (através de transportadores específicos T2 
e T3, respectivamente). Tanto a glicose produzida pela reação da glicose-6-fosfatase 
quanto a glicose livre produzida diretamente na degradação do glicogênio por ação 
da enzima desramificadora são transportadas para o sangue pelo transportador de 
glicose GLUT2.
Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 615).
11Metabolismo do glicogênio
A função da degradação do glicogênio no hepatócito é a produção de glicose livre 
para que ela possa ser transportada para a corrente sanguínea, onde irá servir de 
combustível energético para os tecidos extra-hepáticos. Contudo, o transporte desta 
glicose para o sangue só é possível devido ao fato de que as necessidades energéticas 
do hepatócito estão sendo supridas por outras rotas metabólicas (como a oxidação 
de ácidos graxos através de β-oxidação, por exemplo), as quais também têm como 
finalidade a produção de ATP, e, portanto, inibem a entrada da glicose-6-fosfato na 
via glicolítica.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014.
SMITH, C.; MARKS, A. D.; LIEBERMAN, M. Bioquímica médica básica de Marks: uma 
abordagem clínica. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
Leituras recomendadas
RODWELL, V. W. et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2017.
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013.
Metabolismo do glicogênio12
Conteúdo:
 
Dica do professor
Veja na Dica do Professor como o armazenamento de carboidratos na forma de glicogênio 
contribui para a manutenção da glicemia não somente entre as refeições, mas também durante os 
períodos de alta necessidade energética, como durante atividades físicas. E também como doenças 
do armazenamento do glicogênio podem ser geradas a partir de disfunções que afetam as enzimas 
do metabolismo.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/0096cf20a4182448eaa6efbb441e6416
Exercícios
1) Você está fazendo um experimento com amostras de músculo esquelético no qual o meio 
em que o tecido se encontra mantém as concentrações de glicogênio estáveis e todas as 
enzimas do metabolismo do glicogênio integras. Nestas condições, o que acontece com o 
glicogênio se esta preparação de músculo for tratada com glucagon? 
A) O glicogênio é degradado devido à ativação da glicogênio-fosforilase.
B) O glicogênio é sintetizado devido à ativação da glicogênio-sintase.
C) As concentrações de glicogênio se mantêm as mesmas.
D) O glicogênio é sintetizado devido à ativação da glicogênio-fosforilase.
E) O glicogênio é degradado devido à ativação da glicogênio-sintase.
2) Qual a importância da glicogenina no metabolismo do glicogênio? 
A) A glicogenina é uma enzima que auxilia a produção de UDP-glicose através da degradação de 
pirofosfato inorgânico a duas moléculas de fosfato inorgânico.
B) A glicogenina é a proteína que faz parte do primer de glicogênio já existente.
C) A glicogenina é a enzima responsável pela transferência de três dos quatro resíduos de 
glicose próximos a uma ramificação para uma extremidade não-redutora de uma cadeia 
glicosídica mais longa.
D) A glicogenina é a enzima responsável pela degradação dos resíduos de glicose presentes nas 
extremidades não-redutoras da molécula de glicogênio.
E) A glicogenina é o hormônio que estimula a síntese de glicogênio.
3) Uma pessoa sem nenhum problema metabólico realizou um teste oral de tolerância à glicose 
(TOTG), ingerindo uma grande quantidade de glicose. O que provavelmente ocorreu? 
A) A ativação da glicogênio-fosforilase no fígado.
B) O aumento dos níveis de lactato sanguíneo.
C) A ativação da glicogênio-sintase hepática.
D) A inibição da glicogênese no tecido adiposo.
E) A ativação da glicogenólise no músculo.
4) Um paciente com deficiência de glicogênio-fosforilase muscular foi examinado enquanto seu 
antebraço era pressionado por uma bolsa de borracha. Se comparássemos com uma pessoa 
normal realizando o mesmo exercício, esse paciente: 
A) Realizaria o exercício por um tempo maior sem apresentar fadiga.
B) Apresentaria níveis aumentados de glicose no sangue retirado do antebraço.
C) Apresentaria níveis diminuídos de lactato no sangue retirado do braço.
D) Apresentaria níveis mais baixos de glicogênio em espécimes de biópsia do músculo do seu 
antebraço.
E) Apresentaria hipoglicemia.
5) Em relação à degradação do glicogênio, é CORRETO afirmar que: 
A) Produz apenas glicose-1-fosfato.
B) Produz apenas glicose livre.
C) Produz somente UDP-glicose.
D) Produz uma quantidade maior de glicose-1-fosfato do que glicose-6-fosfato.
E) Produz mais glicose-1-fosfato que glicose.
Na prática
A administração de insulina antes da atividade física pode ser perigosa!
Muitos halterofilistas utilizam insulina exógena como anabolizante para aumentar a massa 
muscular, visto que ela estimula a síntese proteica e também aumenta o conteúdo de glicogênio 
muscular. Porém, com a glicogenólise hepática inibida, não há como manter a glicemia durante o 
exercício, o que pode levar ao desenvolvimento de hipoglicemia grave e causar convulsões, lesões 
cerebrais irreversíveis, coma e até a morte.
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Glicogênese
A aula a seguir aborda a síntese do glicogênio depois de relembrar a estrutura molecular desse 
polissacarídeo de glicose explicando os seus tipos de ligações:
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Glicogenólise
Acompanhe na aula a seguir o processo detalhado da quebra do glicogênio armazenado no fígado:
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Glicogenoses hepáticas: estudo do uso de diferentes amidos e 
caracterização de perfil de parâmetros do metabolismo do ferro
Saiba mais sobre as glicogenoses hepáticas, doenças genéticas relativamente frequentes, acessando 
o artigo a seguir:
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https://www.youtube.com/embed/zDDKRj41yAg
https://www.youtube.com/embed/rWJcq6RdfnA
https://lume.ufrgs.br/handle/10183/131944