Metabolismo do Glicogênio e pentoses

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Metabolismo do 
Glicogênio
Profa. Dra. Cristiane J. Furlaneto
Glicogênio
• Polissacarídeo de reserva animal 
• Constituído por moléculas de α-D-glicose 
ligadas entre si por ligações glicosídicas a1,4 
no alongamento das cadeias e a1,6 nas 
ramificações
Metabolismo do glicogênio
• glicogênese e glicogenólise –ocorrem 
principalmente em células hepáticas e 
musculares 
Função da glicogênese:
• músculo- reserva de glicose para posterior 
utilização pela própria célula muscular
• fígado – reserva de glicose para posterior 
controle da glicemia 
Função da glicogenólise
Função metabólica da glicogenólise:
• músculo- quebra do glicogênio muscular para 
suprir com glicose a própria célula muscular
ex. para obtenção de energia em atividades físicas 
• fígado – quebra de glicogênio para liberação de 
glicose que será lançada na circulação para 
controle da glicemia 
Ex. suprir neurônios e hemácias
Glicogênese
Produção de glicogênio
Ocorre em :
• células hepáticas (5ª 10% do seu peso em 
glicogênio) 
• e musculares (1ª 2% do seu peso em glicogênio)
• Formado a partir de um resíduo de glicogênio 
existentes na célula chamado Primer
• Primer: enzima glicogenina associada a 4 
moléculas de glicose existente na célula
Glicogênese
Grânulos de glicogênio hepático
Grânulos de glicogênio hepático
Glicogênese
a glicogênese inicia-se como a glicólise, com a fosforilação da 
glicose em G-6-P que pela fosfoglicomutase é transformada em 
G-1-P
fosfoglicomutase
G-1-P para ficar ativa deverá receber uma molécula de Uridina-
trifosfato(UTP) que na presença de Uridina-difosfato-glicose-
pirofosforilase (UDPG-pirofosforilase) reage com a UTP dando a 
UDPG e Pirofosfato (Ppi)
Glicogênese
Enzima chave
Polissacarídeo com alto grau de ramificação. O UDPG é capaz 
de ligar-se ao glicogênio de partida (Primer) na presença da 
glicogênio-sintetase liberando a Uridina difosfato (UDP), 
formando unidades 1,4 glicosil, que são moléculas lineares. 
• Quando atinge de 6 a 11 moléculas o composto torna-se 
instável e a enzima ramificadora transfere uma parte da 
cadeia (6 mol..) formando ligações 1,6 tornando assim a 
molécula menos instável
Glicogenólise
O excedente de glicose é armazenado no 
citoplasma celular sob a forma de grânulos 
insolúveis, sendo dissolvidos quando necessário ( 
glicogenólise).
Ocorre graças a 3 sistemas enzimáticos:
• 1-glicogênio-fosforilase
• 2- transferase
• 3- enzima desramificadora
Glicogenólise
Glicogenólise
• G-fosforilase: (enzima chave ou marca-passo) 
promove a quebra de ligações glicosídicas 1,4 
pela adição de fosfato inorgânico nos resíduos 
de glicose das extremidades até sobrarem 4 
resíduos.
• Transferase: transfere três resíduos para uma 
cadeia vizinha
• Desramificadora: enzima que promove a 
retirada da última glicose por quebra da ligação 
1,6
Regulação da glicogenólise
ATP
glicose
insulina glicogenólise
adrenalina
glucagon
G-6-P
Regulação do metabolismo do 
glicogênio
• Quando ocorre: Excesso de glicose glicogênese
Necessidade de glicose glicogenólise
• Quem controla - Hormônios controlam as principais enzimas 
destas vias ( insulina, glucagon e adrenalina)
• Síntese - enzima-chave - glicogênio-sintetase ( depende da 
atividade da célula, pode estar ativa ou não)
• Degradação - enzima-chave - glicogênio-fosforilase (ativa ou 
inativa)
Regulação do metabolismo do 
glicogênio
• hormônios que ativam ou inibem: Insulina e 
adrenalina e glucagon
• Glicemia alta - insulina ativa a glicogênio 
sintetase glicogênese
• Glicemia baixa - adrenalina e glucagon ativam a 
adenilato ciclase, que age sobre o ATP 
transformado-o em AMPc que inibe a glicogênio 
sintetase e ativa a glicogênio fosforilase
ocorrendo a glicogenólise.
Resumo
Função da Glicogenólise hepática
• Regulação da glicemia exercida pelo fígado
• Fígado produz a enzima glicose -6 –fosfatase
que converte glicose-6-fosfato (insolúvel) em 
glicose (solúvel)
• A glicose é liberada dos hepatócitos para a 
corrente sanguínea, regulando desta forma a 
glicemia.
Função da Glicogenólise muscular
• O músculo deve liberar moléculas de glicose 
para suprir as necessidades energéticas da 
própria célula muscular, sem liberação para a 
corrente sanguínea. 
Vias das pentoses 
Via das Pentoses
• Acionada quando existir excedente de glicose
• Via anaeróbica alternativa na utilização de 
glicose
• Fonte de produção de NADPH para 
biossíntese de AG , colesterol e derivados de 
colesterol
• Fonte de produção das pentoses para síntese 
de nucleotídeos
Via das pentoses
• Não produz ATP
• Ocorre principalmente no citoplasma dos 
hepatócitos, tecido adiposo e hemácias.
• Dividida em fase oxidativa e não-oxidativa
Vias das pentoses – fase oxidativa
• Produção de 2 NADPH que não aciona cadeia 
respiratória (reduções celulares).
• Conversão de uma glicose em uma pentose 
com liberação de CO2
• Utilização das pentoses para produção de 
nucleotídeos
• Enzima marca-passo: G6PD
Via das pentoses 
depois de ativada a G-6-P pode ser convertida a uma 
lactona (6-fosfoglicollactona)
Vias das pentoses
Após a produção de lactona esta será oxidada a ácido 6-fosfoglucônico que
será descarboxilado liberando CO2 e produzindo pentose
Portanto houve conversão de uma molécula de glicose (hexose) em uma
pentose (D-Ribulose-5-fosfato) e liberação de CO2
• As pentoses produzidas por esta via são 
importantes para a síntese de nucleotídeos 
(ATP, GTP, UTP) e ácidos nucleicos (DNA e 
RNA)
• Cada molécula de pentose permite a célula 
produzir 2 NADPH2 que serão reoxidados a 
NADP+ (reduções celulares)
Reduções Importantes:
• síntese de ácidos graxos (no tecido adiposo)
• colesterol ( fígado e outros órgãos)
• esteróides (supra-renal e gônadas)
• glutationa (hemáceas)
o funcionamento normal destes tecidos e 
órgãos depende da continuidade da via das 
pentoses em suas células
Fase não oxidativa - degradação
• As pentoses devem ser devem ser degradadas 
até CO2 e H20, elas trocam pedaços entre si 
resultando em produtos que podem ser 
consumidos na via glicolítica
• As pentoses são convertidas a hexoses ou 
trioses lançadas na via glicolítica.
• Cada 3 moléculas de ribose -5 –fosfato (15C) são 
convertidas à 2 hexoses e uma triose
• Não existe ganho ou perda de energia durante 
este processo.
• a via da pentoses é uma via de consumo 
alternativo da glicose
• o consumo se faz anaerobiocamente
• não há produção direta de energia, mas se faz 
NADPH2 utilizado em reduções celulares 
• as pentoses são úteis na formação de 
nucleotídeos e ácidos nucleicos
• a deficiência genética de G-6-P-D , pode 
ocasionar anemias hemolíticas por destruição 
das hemácias.
Conclusões da via das pentoses 
Erro inato em G6PD
• Quando ocorre erro inato de metabolismo com relação a 
G6PD, a via das pentoses não ocorre, sem ela não ocorre a 
síntese de pentoses, bem como as reduções celulares. 
• Sem reduções celulares não há síntese de AG, colesterol, 
esteróides e glutationa.
• Sem glutationa (proteína que confere estabilidade as 
hemácias) as hemácias serão degradadas antes do tempo 
correto, o que acarretará um dos tipos de anemia 
hemolítica. 
Regulação da glicemia
Vias hipoglicemiantes
• São aquelas que vão promover a diminuição da 
glicemia:
• via glicolítica
• glicogênese
• via das pentoses
• Ativadas pela insulina que modula a ação das enzimas 
marca-passo FFK, G-sintetase e G6PD 
respectivamente
Regulação da glicemia
Vias hiperglicemiantes
Vão promover o aumento da glicemia
• Glicogenólise
hepática
• Gliconeogênese
• Enzimas marca-passo: G-fosforilase e F1,6 
difosfatase
Regulação da glicemia
Jejum
• Estímulo das vias hiperglicemiantes
• Glucagon, adrenalina, hormônio do 
crescimento, corticóides
Alimentado
• Estímulo das vias hipoglicemiantes
• Insulina
Diabetes
• Grupo de doenças metabólicas caracterizadas 
por hiperglicemia, devido a defeitos na 
produção de insulina ou na sua ação.
• A hiperglicemia crônica está associada a 
longo prazo com dano, disfunção e falência 
de diversos órgãos, especialmente olhos, 
rins, nervos, coração e vasos sanguíneos.
Diabetes
Deficiência celular na captação da glicose
Como estarão as vias metabólicas ?
• Gliconeogênese?
• Glicogenólise?
• Glicólise?
• Glicogênese?
• Via das pentoses?
Diabetes
Mecanismos de compensação:
• Aumento da degradação de triglicerídeos 
como fonte de energia
• Aumento na produção de corpos cetônicos
• Conversão da glicose em sorbitol
Bibliografia
• FERREIRA, Carlos Parada; JARROUGE, Márcio 
Georges; MARTIN, Núncio Francisco. 
Bioquímica Básica. 9.Ed. São Paulo: Editora 
MNP, 2010. 356 p.
• MOTTA, Valter T. Bioquímica. 2.Ed. Rio de 
Janeiro: MedBook, 2001. 488p.
• STRYER, L. Bioquímica. 6ª Ed.Rio do Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2008.