ED-Glicogenio_com_Caso_Clinico

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Título da aula: GLICOGÊNIO (ESTRUTURA, METABOLISMO E CASOS CLÍNICOS) 
 2014 
 
 
DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
 
 A energia necessária para realização de trabalho deriva principalmente de glicose livre, diretamente obtida dos 
alimentos ou degradada a partir do glicogênio, que representa um polímero constituído por várias moléculas de 
glicose, unidas umas às outras através de ligações químicas específicas. O Glicogênio representa uma reserva de 
glicose para nosso organismo, assim como o amido serve de reserva para os vegetais. 
 
GLICOSE OBTIDA PELA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
 
 O glicogênio fica depositado principalmente no fígado e nos músculos, para ser usado quando nosso organismo 
necessitar de glicose. Assim, toda vez que ficamos um período sem nos alimentar, de pelo menos 4 horas, a 
concentração de glicose na corrente sangüínea diminui, caracterizando uma situação de hipoglicemia. Isto não é 
bom para nosso organismo, pois nosso cérebro e algumas outras células só funcionam a base de glicose. A 
resposta a hipoglicemia em uma pessoa saudável é imediata, ou seja, as concentrações normais de glicose na 
corrente sangüínea são imediatamente restabelecidas. 
 
 Glucagon: hormônio protéico secretado pelas células  do pâncreas em resposta à queda de glicose na corrente 
sangüínea. Este sinaliza para o fígado que o glicogênio hepático (100 g) deve ser quebrado para aumentar a 
glicemia. Assim, o glicogênio começa a ser quebrado pela adição de fosfato inorgânico (Pi) na sua estrutura, 
produzindo uma glicose fosfatada. Pela ação da enzima glicose-6-fosfatase, o fosfato é retirado do carbono 6 da 
estrutura da glicose fosfatada, produzindo glicose livre, que se difunde do fígado para a corrente sangüínea, 
restabelecendo a situação de normalidade. 
 
 Adrenalina: hormônio não protéico responsável pela degradação do glicogênio muscular, secretado pelas 
glândulas supra-renais (cerca de 300 g), Este não é usado para manter a glicemia, mas sim para aumentar a 
quantidade de glicose disponível para o próprio músculo. Qualquer condição de exercício físico aumenta a 
concentração de adrenalina na corrente sangüínea, aumentando também a produção de glicose fosfatada. Porém, 
os músculos não possuem a enzima Glicose-6-fosfatas. A glicose fosfatada só pode ser usada para produzir 
energia para o próprio músculo. É bom lembrar que apenas glicose não fosforilada consegue atravessar a 
membrana das células e, por isso, a glicose do músculo não pode chegar ao sangue. 
 
Vias Metabólicas induzidas pelo aumento de AMPc, em resposta ao Glucagon e Adrenalina 
 
Hormônios Tecido ou Órgão Resposta Metabólica 
 Fígado  Conversão do glicogênio em glicose 
Glucagon Síntese de glicose a partir de aminoácidos 
 Adiposo  Hidrólise de triacilgliceróis 
 Músculo Esquelético - 
 Fígado  Conversão do glicogênio em glicose 
Adrenalina Adiposo  Hidrólise de triacilgliceróis 
 Músculo Esquelético  Conversão de glicogênio a glicose 
 
 
 
 
Figura 1 – Comparação entre degradação e síntese de Glicogênio. Notar que esses dois processos nunca ocorrem ao mesmo tempo, 
devido à regulação hormonal e disponibilidade de glicose na célula. 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO 
 
01. O glicogênio é um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva deste açúcar. Com essa informação 
responda: 
a) Localização destas reservas em mamíferos. 
b) Papel do glicogênio. 
02. Considerando as enzimas: glicose 6-fosfatase e glicogênio fosforilase, compare: 
a) Reação em que cada enzima atua. 
b) Produto de catálise de ambas enzimas. 
c) O que há de comum entre as reações catalisadas por estas enzimas. 
d) Diferencie reações de fosforólise de reações de hidrólise. 
03. Sendo o glicogênio uma macromolécula intensamente ramificada, mostre em quais pontos da molécula atua a enzima 
glicogênio fosforilase. 
04. Em relação à síntese de glicogênio: 
a) Citar o gasto de ATP por molécula de glicose incorporada no polímero do Glicogênio. 
b) Em que compartimento celular ocorre à síntese? 
05. Descrever a ação da insulina sobre o metabolismo de carboidratos quanto a: 
a) Permeabilidade da célula à glicose. 
b) Síntese de glicogênio. 
c) Síntese de glicoquinase (fígado). 
06. A enzima glicogênio sintase é responsável pela síntese total da molécula de glicogênio, inclusive pela sua forma 
estrutural. Classifique esta afirmação como falsa ou verdadeira, justificando sua resposta. 
 
 
OBSERVAÇÕES 
 
 “Tecidos” independentes de insulina para a entrada de glicose: cérebro, hemácias, rim, fígado e ilhotas de 
Langerhans (pâncreas). 
 As reações de síntese e degradação de glicogênio ocorrem no citosol. 
 Reservas de glicogênio em um adulto normal: cerca de 100 g no fígado e 300 g no músculo. 
 A glicemia é mantida exclusivamente pelo glicogênio hepático até 8 horas após a última refeição. 
 
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ESTUDO DE CASOS CLÍNICOS 
 
CASO 1 
 
Elevadas concentrações patológicas de glicogênio hepático, bem como em outros tecidos, são encontradas nas 
glicogenoses ou doenças de acúmulo. O Sr Propionato tem um cão que desmaia se ficar sem comer por mais de duas 
horas. Os resultados clínicos indicaram uma situação de hipoglicemia quase constante. Uma doença também descrita na 
espécie humana por Von Gierke foi apontada inicialmente como um possível diagnóstico, apesar de relatos desses casos 
clínicos serem raríssimos em animais domésticos. 
 
Exame físico: 
Regular estado geral, estatura menor que o padrão para a idade, olhos com manchas amareladas dispostas 
bilateralmente e simetricamente. Xantomas nas superfícies extensoras dos braços e pernas. Abdomen globoso com 
fígado bastante aumentado de tamanho. 
Exames laboratoriais: Glicemia de jejum: 60 mg/dL (70 a 100 mg/dL) 
Estimulação com adrenalina: pouco aumento na glicemia 
Aumento dos níveis de ácido graxo circulante 
O animal foi submetido a uma biópsia hepática, tendo sido detectada deficiência da enzima glicose 6- fosfatase. 
 
 
 
CASO 2 
 
O destino de Azulão estava traçado... 
Azulão, potro filho de campeões de corrida estava sendo preparado para seguir a trajetória do pai, no entanto seu dono 
procurou auxilio para avaliar as condições físicas de seu animaisl. Seu dono relatou que o animal nunca havia sido 
submetido a testes de corridas, porém a um ano começou a praticar treinamentos para corridas curtas. Desde que 
começou essa atividade o animal começou a apresentar cãibras durante os treinamentos, que o obrigam a parar com os 
exercícios. 
Durante a fase de treinamento, ele e outros animais foram submetidos a testes visando conhecer melhor o 
preparo físico de cada um. Entre outras medidas, dosou-se os níveis de lactato sangüíneo, logo após a realização dos 
exercícios. Após três medidas, verificou-se que mesmo após os exercícios anaeróbios, seus índices de lactato sangüíneo 
mantinham-se dentro dos valores normais. 
O treitando continuou e logo após um treinamento intensivo (visando prepará-lo para participar de um 
campeonato pela primeira vez) apresentou urina avermelhada 
Exames laboratoriais: Urina tipo I: mioglobina + 
Uréia: 97 mg/ dL (10 a 45 mg/dL) 
Creatinina: 3,7 mg/dL (0,8 a 1,3 mg/dL) 
Glicemia: 85mg/dL (70 a 100 mg/dL) 
Uma biópsia muscular revelou aumento da concentração de glicogênio estruturalmente normal. 
Tratamento: 
Nesse episódio de mioglobinúria, levando a insuficiência renal aguda, o animal foi hidratado por via venosa, 
abundantemente. Revertido esse quadro agudo, foi aconselhado a não utilizar o animal em atividades de esforço intenso. 
 
 
 
 
Questões: 
 
1. O glicogênio é um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva deste açúcar. Com essa informação, 
responda se os casos 1 e 2 estão relacionados à síntese ou a degradaçãodo glicogênio. 
2. Os glicogênios citados nos casos 1 e 2 estão situados em quais tecidos ? 
3. Qual o principal papel do glicogênio que ocupa o tecido ao qual se refere o caso 1? 
4. Qual o principal papel do glicogênio que ocupa o tecido ao qual se refere o caso 2? 
5. O caso clínico 2 pode levar a duas hipóteses diagnósticas: uma patologia envolvendo a glicólise ou uma patologia do 
metabolismo do glicogênio. Qual é o dado que diferencia esse problema metabólico? 
6. Nos casos 1 e 2, responda: qual a enzima defeituosa, em que reação ela atua e qual o produto dessa catálise? (ver 
Figura 1) 
7. Sendo o glicogênio uma macromolécula intensamente ramificada, mostre em quais pontos da molécula atua a 
enzima defeituosa no caso 2. (Ver Fig. 6.4 – pg 93 – Marzzoco & Torres) 
8. Explicar por que não há gasto de ATP na fosforilação do glicogênio em glicose-1-fosfato. 
9. Explique a causa da impossibilidade de manter a glicemia, no paciente do caso 1. 
10. Por que a glicemia não se altera no paciente do caso 2 ? 
11. Compare os dois casos clínicos, dizendo se possuem pontos em comum. 
12. Qual o saldo de ATP quando a glicólise inicia-se pela quebra de glicogênio, e acontece em condições anaeróbias? 
Por que o saldo de ATP é maior que o produzido pela quebra de uma molécula de glicose provinda diretamente da 
alimentação ? 
13. O paciente do caso clínico 2 mantém níveis baixos de lactato sangüíneo, mesmo realizando exercícios anaeróbicos. 
Formule uma explicação bioquímica para esse fato. 
14. O paciente do caso 2 não necessita ser alimentado a noite, visto que a sua glicemia não se altera. Isto demonstra 
que seus depósitos hepáticos de glicogênio são normais. Qual o primeiro passo para a síntese de glicogênio ? 
15. Aponte semelhanças entre a síntese e a degradação do glicogênio (veja a Figura 1). 
16. Qual o papel das enzimas glicose 1-fosfato uridiltransferase e glicogênio sintase? 
17. A enzima glicogênio sintase é responsável pela síntese total da molécula do glicogênio, inclusive pela sua forma 
estrutural. Classifique esta afirmação como falsa ou verdadeira, justificando sua resposta. 
18. Citar o gasto de ATP por molécula de glicose incorporada na molécula de glicogênio. 
19. Em que compartimento celular ocorre a degradação e a síntese de glicogênio?