Metabolismo do Glicogênio e via das pentoses

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Metabolismo do Glicogênio e via das pentoses
SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO
 
O glicogênio é um polissacarídeo de reserva animal, formado por moléculas de glicose ligadas entre si por ligações glicosídicas.
Os principais estoques de glicogênio no corpo se encontram nos músculos esqueléticos e no fígado, embora a maioria das células armazene pequenas quantidades para o uso próprio.
De modo geral a síntese (glicogênese) e a degradação (glicogenólise) do glicogênio ocorrem preferencialmente nos tecidos hepáticos e muscular, porém com significados biológicos diferentes.
 O glicogênio muscular está mais diretamente relacionado com o suprimento de glicose para a geração de energia (ATP), através da glicólise ( via glicolítica) durante a contração muscular.
 
O glicogênio que se encontra no fígado (glicogênio hepático) possui uma função de controle dos níveis de glicose sanguínea (glicemia), especialmente no início do jejum.
 
 
 
 Glicogenólise (degradação do glicogênio)
 
Os tecidos hepáticos e musculares são os de maior importância no armazenamento de glicogênio, visto que são tecidos responsáveis pela manutenção da glicemia e produção de ATP.
Quando o excesso de glicose é convertido em glicogênio (pela glicogênese), este é armazenado no citosol da célula sob forma de grânulos insolúveis. A medida em que a célula começa a precisar de glicose, ela requisita de seu depósito de glicogênio, moléculas de glicose, que são liberadas através de uma seqüência de reações denominada de Glicogenólise.
 
 
 
 
 
Glicogênese ( síntese de glicogênio)
 
 O glicogênio é sintetizado a partir de a-D-glicose. O processo ocorre no citosol e requer energia fornecida pelo ATP (para a fosforilação da glicose). A síntese do glicogênio, portanto, consiste na repetida adição de resíduos de glicose nas extremidades de núcleo de glicogênio (pré-existente na célula, onde conforme a disponibilidade de glicose no tecido, a incorporação pode ser mais ou menos acentuada.
 O núcleo de glicogênio (pré-existente na célula) é denominado “glicogênio de partida” ou “primer”.
A glicose a ser incorporada deve estar na forma ativada, ou seja, ligada a uma uridina difosfato = uridina difosfato glicose (UDPG).
 
 
 
 
 
 
A síntese e degradação do glicogênio dependem da atividade celular.
• Quando há excesso de glicose, a célula desloca as reações no sentido da síntese (glicogênese).
• Quando a falta (necessidade) de glicose, o sentido das reações é o da degradação (glicogenólise).
 
 Como podemos ver estas duas etapas são antagônicas, portanto, é de se esperar que quando uma via estiver ativada a outra está inibida. Os hormônios controlam estas vias, controlando as principais enzimas destas vias.
 
A enzima chave:
· da via de síntese (Glicogênese)é a glicogênio sintase
· da via de degradação (Glicogenólise) é a glicogênio- fosforilase.
· Estas enzimas estão sob controle de hormônios que ditam se elas vão estar na forma ativa (ativa a via que ela pertence) ou de forma inativa (inibe a via em que ela pertence)
 
Devido a importância da manutenção dos níveis de glicose no sangue, a síntese e a degradação do glicogênio, são firmemente reguladas.
No fígado a glicogênese (síntese do glicogênio) é acelerada quando o corpo está bem alimentado, enquanto a (glicogenólise) degradação do glicogênio é acelerada em períodos de jejum. No músculo esquelético, a degradação do glicogênio ocorre durante o exercício físico e, a síntese começa assim que o músculo entra novamente em descanso.
O processo de ativação e inibição das vias é conseguida através dos hormônios insulina, adrenalina e glucagon e pela própria concentração de glicose6–fosfato, cálcio e inibidores enzimáticos, entre outros moduladores.
 
 
 Regulação alostérica da síntese e da degradação do glicogênio:
 
 A glicogênnio-sintase e a glicogênio-fosforilase respondem aos níveis dos metabólitos e às necessidades energéticas da célula.
Se no nosso organismo tivermos excesso de glicose e níveis de ATP normais, a própria concentração de glicose 6-fosfato e o hormônio insulina (hormônio de ação hipoglicemiante) agem ativando a enzima glicogênio–sintase e como conseqüência ativa a Glicogênese (que processa o excesso de glicose transformando-a em glicogênio).
 
Ao contrário, quando os níveis de ATP e glicose estão baixos, a insulina deixa de ser produzida e os hormônios antagônicos, isto é de ação hiperglicemiante, a adrenalina e o glucagon, é que serão produzidos. Estes hormônios ativam a enzima glicogênio-fosforilase ativando assim a glicogenólise (quebram o glicogênio em moléculas de glicóse para suprir os baixos níveis de glicose).
 
 
 Ativação da degradação do glicogênio no músculo pelo cálcio:
 
 Durante a contração muscular, há uma necessidade de energia (ATP) que é formecida pelo glicogênio muscular. Impulsos nervosos causam a despolarização da membran, a qual, por sua vez, promove a liberação do Cálcio (Ca2+) do retículo sarcoplasmático para o sarcoplasma das células musculares. O cálcio liga-se à calmodulina, uma proteína da família de pequenas proteínas ligantes de cálcio. O complexo Ca2+ - calmodulina ativa as enzima fosforilase-quinase., promovendo a degradação do glicogênio.
 Qando o músculo relaxa, o calcio volta para o retículo sarcoplasmático e a fosforilase-quinase fica inativa.
 
Via das pentoses
 
É também chamada de desvio da hexose monofosfato, e é uma via alternativa de oxidação (degradação de glicose), ou seja, importante via anaeróbica alternativa para a utilização de glicose. Esta via não é produtora de ATP mas é fonte de NADPH ( uma coenzima semelhante ao NAD).
 
A via das pentoses tem 2 funções básicas:
 
 
1- produção de pentoses – produz ribose 5-fosfato para a síntese de nucleotídeos componente do ácidos nucléicos que formam o DNA).
 
2- produção de NADPH- que é um agente redutor utilizado para a síntese de ácido graxos e dos esteróides (colesterol e seus derivados), e da manutenção da integridade da membranas da hemácias
 A via das pentoses é ativada no fígado, glândulas mamárias, tecido adiposo e nas hemácias. È uma via citoplasmática e anaeróbica. 
 
 
 
A via das pentoses pode ser dividida em duas etapas:
 
1- Fase oxidativa – produção de pentoses
 
2- fase não oxidativa- produção de intermediários para a via glicolítica. Na via das pentoses há a formação por exemplo de frutose 6- fosfato e gliceraldeído 3-fosfato que são intermediários da via glicolítica (glicólise).
 
A via das pentoses ocorre no citoplasma, como a glicólise (via glicolítica). As duas vias apesar de diferentes , estão intimamente ligadas através de compostos comuns: glicose 6-fosfato, frutose 6- fosfato e gliceraldeído