Aula 5 Metabolismo de Glicogênio

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Aula 6 
GLICOGÊNIO 
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 GLICOGÊNIO: 
 
 É um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva deste 
açúcar. 
 O glicogênio é sintetizado principalmente pelo fígado e músculos 
quando a oferta de glicose supera as necessidades energéticas 
imediatas destes órgãos. 
Glicogênio hepático: 
É degradado produzindo glicose, que é exportado para manter a glicemia nos períodos 
entre as refeições e no jejum noturno. 
 
Glicogênio muscular: 
Provê energia exclusivamente para a própria fibra muscular em contração intensa, 
quando a demanda energética ultrapassa o aporte de oxigênio. 
 Nestas condições, apenas os carboidratos podem servir como substrato para 
obtenção de ATP, pois lipídios e aminoácidos só podem ser degradados aerobicamente. 
 Em anaerobiose relativa, o glicogênio é convertido a lactato 
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GLICOGENÓLISE: 
(DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO) 
 
 A degradação do glicogênio consiste na remoção sucessiva de resíduos de 
glicose, por ação de glicogênio fosforilase, uma enzima que tem piridoxal 
fosfato, um derivado da vit. B6, como grupo prostético. 
 
 Esta enzima catalisa a fosforólise da ligação  -1,4; liberando um resíduo de 
glicose como glicose 1-fosfato. 
4 Fig. 13.1 Esquema da degradação do glicogênio. 
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A ação da glicogênio fosforilase prossegue ao longo da cadeia, 
liberando um a um os resíduos de glicose, mas termina quatro resíduos 
antes de uma ramificação. 
A degradação pode continuar por ação de uma outra enzima, 
chamada enzima desramificadora, que apresentam duas atividades 
distintas. 
Através de sua ação como transferase, transfere 3 dos 4 resíduos de 
glicose remanescentes junto á ramificação para uma outra extremidade 
de cadeia de glicogênio; formando uma nova ligação  -1,4; na sua nova 
posição, estes resíduos podem ser liberados por ação da glicogênio 
fosforilase. 
O resíduo de glicose restante é aquele que está ligado á cadeia 
principal por ligação  -1,6. Esta ligação é hidrolisada pela segunda 
atividade da enzima desramificadora, a atividade de  -1,6 
glicosidase. 
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 No músculo: A glicose 1-fosfato é convertida pela 
fosfoglicomutase a glicose 6-fosfato, que pode ser degradada pela 
glicólise, formando lactato. 
 No fígado, a glicose 6-fosfato é preferencialmente hidrolisada 
por ação da glicose 6-fosfatase, produzindo glicose, que é liberada na 
circulação. 
 A degradação do glicogênio é um processo rápido e eficiente, 
graças a sua própria estrutura e a presença das enzimas de degradação 
intimamente associadas aos grânulos de glicogênio. 
 A degradação de glicogênio, entretanto, quase nunca é completa, 
restando um núcleo não degradado que serve de ponto de partida 
para a ressíntese. 
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GLICOGÊNESE 
(SÍNTESE DE GLICOGÊNIO) 
 
 O glicogênio é sintetizado por uma via diferente da via de degradação. 
A síntese consiste na repetida adição de resíduos de glicose ás extremidades 
de um núcleo de glicogênio. A glicose a ser incorporada deve estar sobre uma 
forma ativada, ligada a um nucleotídio de uracila, constituindo a uridina 
difosfato glicose (UDP-G). 
Produção de UDP-G: 
Fig. 13.3 Reação catalisada pela UDP-glicose pirofosforilase. 
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GLICOGÊNESE 
Glicose Glicose-6-fosfato 
 
 
 Glicose-1-fosfato + UTP 
ATP 
fosfoglicomutase 
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SÍNTESE: 
 
 O UDP produzindo na reação catalisada pela glicogênio sintase é reconvertido a 
UTP, pela nucleotídio difosfato quinase, e o Pirofosfato (HP2O
3-
7 ou PPi) é hidrolisado 
por ação da pirofosfatase, produzindo fosfato inorgânico (HPO4
2- ou Pi). 
 UDP + ATP UTP + ADP 
 PPi + H2O 2 Pi + H+ 
A soma de todas as reações anteriores é: 
Glicose + 2ATP + (glicogênio) n resíduos de glicose + H2O (glicose) n + 1 
resíduos de glicose + 2 ADP + 2Pi 
Mostrando um gasto de 2 ATP para cada resíduo de glicose incorporado ao 
glicogênio. 
Glicogênio sintase catalisa apenas a síntese de ligação  -1,4. 
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 As ramificação são feitas por uma enzima ramificadora, que transfere uma pequena 
cadeia de 6 ou 7 resíduos de glicose da extremidade para uma parte mais interna da 
molécula, criando uma ligação  -1,6. 
 As reações de síntese de glicogênio, catalizada pela glicogênio sintase prevê a 
existência de uma cadeia de glicogênio já constituída, á qual são agregados novos 
resíduos de glicose. 
 Quando isto não ocorre, o processo inicia-se de forma um pouco diferente, já que o 
glicogênio sintase não é capaz de catalisar a união dos dois primeiros resíduos de 
glicose, iniciando a cadeia de polímeros. Uma proteína, chamada glicogenina, serve 
de apoio ao início da síntese, através de um de seus resíduos de tirosina. 
Fig. 13.4 Formação de uma ramificação da cadeia do 
glicogênio. 
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No músculo, 
As reações que interconvertem glicogênio e glicose 6-fosfato são idênticas ás do 
fígado. 
No entanto, no músculo, a glicose 6-fosfato não pode originar glicose devido á 
ausência de glicose 6-fosfatase; além disso, a fosforilação da glicose é feita pela 
hexoquinase. 
DOENÇAS HEREDITÁRIAS DO METABOLISMO DE GLICOGÊNIO 
 
 São conhecidas várias moléstias hereditárias cuja causa primária é a deficiência 
(ausência ou diminuição da atividade) de uma das enzimas envolvidas no metabolismo 
do glicogênio. 
 
 Os portadores destas moléstias hereditárias geralmente apresentam aumento de 
depósito de glicogênio que, em alguns casos, aparecem com estrutura anormal. 
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Fig. 13.5 Esquema geral da degradação e síntese de glicogênio no fígado. 
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METABOLISMO DE OUTROS MONOSSACARÍDEOS E DISSACARÍDEOS 
Fig. 13.6 Hidrólise de sacarose e lactose. 
Maltose ------ > 2 glicose 
 maltase intestinal 
Lactose ----- > galactose + glicose 
 lactase intestinal * Intolerânia à 
 lactose 
Sacarose ------ > frutose + glicose 
 sacarase intestinal 
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FRUTOSE e GALACTOSE 
 
 São absorvidas e metabolisadas, em sua maior parte, no fígado, através de sua 
conversão a intermediários da glicólise. 
 
 A FRUTOSE é convertida a diidroxiacetona fosfato e gliceraldeído 3-fosfato, 
através das seguintes reações: 
 
 GALACTOSE e glicose são epímeros, isto é, são açúcares que diferem apenas 
á configuração de um único átomo de carbono, neste caso, o carbono 4. 
Fig. 13.7 Frutose e galactose são metabolizadas pela via glicolítica. 
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GALACTOSEMIA 
 
 Resulta do motabolismo anormal da galactose. 
 A deficiência hereditária da galactose 1-fosfato uridil transferase provoca uma 
doença grave, a galactosemia, manifestada logo após o nascimento e que leva a 
desenvolvimento físico e mental retardados. 
 A impossibilidade de metabolisar normalmente, a galactose leva á sua utilização 
por vias pouco significativas em indivíduos saudáveis, como, por exemplo, a 
redução a galactitol: 
O acúmulo de galactitol no cristalino, que tem uma aldose redutase muita 
ativa, leva á catarata. 
 Os efeitos da moléstia podem ser evitados suprimindo precocemente a 
lactose da dieta. 
 O diagnóstico, que portanto deve ser precoce, é feita pela dosagem da 
galactose 1-fosfato uridil transferase nos glóbulos vermelhos. 
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REGULAÇÃO HORMONAL 
 
Glicose plasmática: 70 – 99 mg/Dl 
Insulina, glucagon 
hormônios sexuais, epinefrina, glicocorticóides, tireoidianos, GH e outros 
HIPERGLICEMIA: liberação INSULINA 
 
Captação de glicose pelas células  glicólise 
Glicogênese hepática e muscular 
Armazenamento de aminoácidos (fígado e músculos) e ácidos graxos (adipócitos). 
HIPOGLICEMIA: liberação de GLUCAGONMobilização dos depósitos de aminoácidos e ácidos graxos; 
Neoglicogênese; 
Glicogenólise.