Bioquímica - metabolismo do glicogênio PARTE2

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METABOLISMO ENERGÉTICO
Dos CARBOIDRATOS
Metabolismo do Glicogênio
Profa.Dra. Karoline Sabóia Aragão
karolinearagao@gmail.com
SOCIEDADE DE ENSINO SUPERIOR DO CEARÁ FACULDADE INTEGRADA DO CEARÁ - FIC CURSO: NUTRIÇÃO 
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30 – 40 %
Regulação : Hormonal – Neural - Hepática
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SÍNTESE DO GLICOGÊNIO
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 O fígado é rico em transportador de glicose GLUT-2
 Rico em glucocinase (GK) - enzima específica para a glicose e converte esse açúcar em glicose-6-fosfato 
 Conversão de G-6-P em glicose-1-fosfato pela enzima fosfoglucomutase
 Ativação da G-1-P pelo nucleotídeo açúcar uridina difosfato (UDP)-glicose pela enzima UDP-glucose pirofosforilase 
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 Transferência da glicose para glicogênio na ligação α1 4 pela glicogênio sintase, um membro da classe de enzimas conhecidas como glicosil transferase
 A glicogênio sintase é uma enzima reguladora da glicogênese 
A UDP-glucose é utilizada na síntese de glicoproteínas, glicolipídeos e outros açucares
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UDP-Glicose
Forma ativa
Para iniciar a síntese
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Cadeia de glicogênio em crescimento
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GLICOGÊNESE
GLICOSE
є
є
G-6-P
G-6-Pase
Glicoquinase
GLUT-2
(Km elevado;100 mg/dL;ñ inibida pela G-6-P)
excesso
є
Fosfoglicomutase
G-1-P
є
UDP-glicose pirofosfato
UTP
PPi
UDP-glicose
Glicoproteínas
Glicolipideos
açúcares
GLICOGÊNIO
є
Glicogênio Sintase
1-4
(a cada 8 -14 ocorre ramificação)
є
Enzima de ramificação
1-6
Hexoquinase
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 *isoenzimas
(Km baixo; é inibida pela G-6-P)
Glicemia
(ausente no músculo)
Enzima reguladora
- ATP
- ATP
1-6
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Glicose
energia
oxidação
Glicose
Ác. Graxos
Aminoácidos
oxidação
energia
120 g de glicose/dia
30 g de glicose/dia)
Glicogênio
Glicose
(até 8 h de jejum)
GLICOGENÓLISE
GLICONEOGÊNESE
Aminoácidos
Lactato
Glicerol
Glicose
(12 h de jejum)
CETOGÊNESE
(corpos cetônicos)
( 24h de jejum)
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Variação do Conteúdo de Glicogênio Hepático
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Grânulos de Glicogênio em Fígado de Rato Alimentado
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Estrutura Ramificada de Glicogênio
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Armazenamento 
 Glicogênio x Triglicerídeos
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Armazenamento de Glicogênio
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Glicogênio : Glicose-6P
G6-P
Glicogênio : Glicose-6P ------ Glicose
Glicose
No Músculo a Glicose não é desfosforilada
Ausênsia de Glicose-6-fosfatase 
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 Glicose 6-fosfato é hidrolisada pela glicose 6-fosfatase, localizada na superfície luminal do retículo endoplasmático. Três transportadores estão envolvidos: um transporta glicose 6-fosfato para o lúmen, um segundo transporta Pi de volta para o citosol e um terceiro transporta glicose de volta para o citosol.
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É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio.
Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é proeminente no fígado e músculos (os músculos apresentam cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o fígado em razão de sua grande massa).
O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida
O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea (hipoglicemia).
O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição.
Glicogênese
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 A glicose entra na maioria das células por intermédio da insulina um polipeptídeos de cadeia dupla liberado pelas células beta das ilhotas de Langerhans no pâncreas endócrino. 
 Insulina é secretada no sangue após uma refeição (2hs).
 Se liga aos receptores específicos na membrana das células insulina dependentes e permite que o endossomos no citosol liberem as proteínas receptoras de glicose para membrana onde carrearão a glicose para o interior da células.
Regulação da glicogênese
 O acúmulo de energia encontra-se sobre o controle da insulina
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Insulina – Metabolismo dos carboidratos
 Reverte a ação do glucagon na fosforilação da proteínas, incluindo a atividade da glicogênio-fosforilase e ativando a glicogênio-sintase, induzindo o armazenamento da glicose.
 Estimula a absorção da glicose nos músculos e no tecido adiposo, facilitando a síntese e o armazenamento da glicogênio e triglicerídeos.
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Crianças nascidas de mães desnutridas podem apresentar hipoglicemia
Um bebê do sexo feminino, nascido com 39 semanas de gestação e filho de mãe desnutrida, apresenta-se fraco e magro ao nascimento. Com 1 hora de vida neonatal, apresenta sinais de estresse, inclusive com alta freqüência cardíaca e respiratória. A glucose sanguínea do bebê apresentava-se em 3,5 mmol/L (63mg/dL) ao nascimento, caindo rapidamente a 1,5 mmol/L (27mg/dL) por volta de 1hora, quando a criança já estava apresentando um estado comatoso e irresponsivo. O quadro do bebê apresentou uma melhora significativa com infusão de uma solução de glucose, seguida de uma dieta rica em carboidratos. A criança melhorou gradativamente nas duas semanas seguintes antes da alta hospitalar. 
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Durante o desenvolvimento intra-uterino, o feto obtém a glucose de maneira exógena, a partir da circulação placentária. Mas, após o nascimento, a criança depende primariamente da gluconeogênese para a manutenção de seus níveis de glucose sanguínea. Em razão do estado de desnutrição da mãe, a criança nasceu com reservas hepáticas insignificantes de glicogênio e, desta forma, não conseguiria manter uma homeostase da glucose sanguínea pós-parto, entretanto rapidamente em hipoglicemia, com uma resposta ao estresse. Mesmo sobrevivendo à hipoglicemia transitória, a criança provavelmente ainda não terá uma massa muscular adequada para um suprimento suficiente de aminoácidos visando a gluco-neogênese. A infusão de glucose, seguida de uma dieta rica em carboidratos, pode corrigir danos mais graves resultantes de uma desnutrição prolongada durante o desenvolvimento fetal. 
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DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO
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Glicogênio
 Função de armazenar a Glicose
 Imediatamente após a refeição a síntese de glicogênio é acelerada
 Glicogênio hepático é suficiente para suprir o corpo por um período de meio dia
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Usos Metabólicos da glicose 
 A G6P pode ser convertida em glicose para ser exportada para os tecidos 
 A G6P é derivada da glicose livre por meio da ação da hexoquinase
 Produto da clivagem do glicogênio ou da gliconeogênese 
 A G6P pode ser usada para sintetizar o glicogênio
 A G6P pode ser catabolizada 
via glicólise para produzir ATP
e Acetil-CoA
 Pode ser desviada pela via
das pentoses-fosfato para 
gerar NADPH 
e/ou ribose-5-fosfato
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Glicogenólise
A Glicogênio-fosforilase catalisa a fosforólise de Glicogênio
Reguladora da clivagem do glicogênio 
A fosfoglucomutase converte G1P em G6P 
A Glicose-6-Fosfatase produz glicose no fígado
Os músculos não possuem G6Pase e retêm a sua G6P
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Ponto de ramificação α 1-6
4
3
2
1
Ação da fosforilase
Especifica para α 1-4
Essa enzima somente libera uma unidade de glicose se esta estiver com 5 unidades de um ponto de ramificação
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A enzima de desramificação do glicogênio remove as ramificações do glicogênio, tornando, assim, mais resíduos de glicose acessíveis à glicogênio-fosforilase.
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GLICOGENÓLISE
1-6
є
Fosforilase do glicogênio
GLICOGÊNIO
+ G-1-P
є
Fosfoglicomutase
 G-6-P
G-1,6di-P
Glicólise
є
H2O
 Glicose
TECIDOS
Via das pentoses
G-6-P
Glucagon
Epinefrina
- 1 GLICOSE
Enzima
reguladora
Enzimas 
desramificantes
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CONTROLE DO METABOLISMO 
DO GLICOGÊNIO
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 Fígado


AMPc
Ca2+
Glicogenólise
Glicose
GLUT2
Glicogênese
Receptor de
glucagon
Glucagon
Epinefrina
GLUT2
hiperglicemia
Glicose
Glicogênio
O metabolismo do glicogênio no fígado é controlado pelo glucagon
Quando a estimulação hormonal de AMPc 
níveis de fosforilação e a desfosforilação
de muitas enzimas
A glicogênio fosforilase está ativa e 
a glicogênio sintase está inativa
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Glucagon
 O Glucagon é liberado quando a [] de glicose está baixa 
como acontece durante o exercício físico.
 As células do músculo não respondem ao glucagon porque 
não tem o receptor apropriado
 A ligação de epinefrina a receptores β-adrenérgicos em células 
do fígado e dos músculos de [AMPc] promovendo
a degradação
do glicogênio a G6P para a glicólise no músculo ou à glicose
para exportação no fígado.
 A ligação de epinefrina a receptores α-adrenérgicos em células 
do fígado leva a um da [Ca2+] promovendo a degradação
do glicogênio.
 Glicose é abundante a insulina estimula a síntese de glicogênio nas
células do músculo. 
 O fígado responde diretamente ao de glicose pelo da 
síntese de glicogênio
 
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 Muscular

AMPc
Glicogenólise
Glicogênese
Epinefrina
Insulina
Receptor
GLicose
GLUT4
Glicólise
Glicogênio
Glicose 6P Glicose
G6P (Glicose 6 fosfatase) ausente no músculo
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PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS 
DE GLICOSE
Difusão facilitada
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 GLUT 1 : cérebro, hemácias e todos os tecidos (Km = 1mmol/L)
 captação basal de glicose (mesmo em baixas de glicose) 
 GLUT 2 : fígado, intestinos e rim (Km = 15-20 mmol/L)
age na hiperglicemia o que impede a captação hepática de glicose
durante o estado basal ou no jejum
 GLUT 3 : neurônios e todos os tecidos (Km < 1mmol/L)
 GLUT 4 : músculos e adipócitos (Km = 2,5 –5 mmol/L)
Dependente de insulina
 GLUT 5: jejuno, fígado e espermatozóides (Km = 6mmol/L)
AS GLUTs
Isoformas
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São enzimas necessárias para a conversão de glicose em glicose 6 fosfato. A glicose que entra na célula e que será convertida em glicogênio penetra pelo GLUT (transportador de glicose) na forma não fosforilada, devendo sofrer fosforilação para manter baixa a concentração de glicose intracelular
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 se dá devido a presença de carboidratos e aminoácidos no intestino delgado Essa insulina é liberada cerca de 2h após uma refeição rica em carboidratos
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