metabolismo do glicogênio

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 Fonte constante de glicose sanguínea é indispensável para 
vida humana. 
 Pode ser obtida na dieta, na gliconeogênese e na 
degradação do glicogênio. 
 Glicogênio é uma forma de armazenamento rapidamente 
mobilizável. 
 Glicogênio hepático tem a função de liberar glicose na 
corrente sanguínea durante o jejum. 
 Glicogênio muscular é degradado durante o exercício para 
fornecer energia para a contração do músculo. 
 É um homopolissacarídeo de cadeia ramificada formado por 
α-D-glicose. A união glicosídica primária é uma ligação 
α(1→4). Após uma média de 8 a 10 resíduos glicosila, há 
uma ramificação contendo ligação α(1→6). 
 
 
GLICOGÊNESE 
1- Síntese de UDP – glicose 
 A α -D-glicose ligada ao difosfato de uridina (UDP) 
constitui a UDP-glicose, que fornece todos os resíduos 
glicosila que são adicionados à molécula de glicogênio em 
formação. 
 A UDP-glicose é sintetizada a partir da glicose-1-fosfato e 
do UTP pela UDP-glicose-pirofosforilase. 
 
2- Síntese de um iniciador (segmento inicial) para a 
molécula de glicogênio 
 A glicogênio-sintase é responsável pela formação das 
ligações α(1→4) no glicogênio, mas só consegue alongar 
cadeias de glicose já existentes. Por isso um fragmento de 
glicogênio pode servir como segmento inicial. 
 Na ausência de um fragmento de glicogênio, uma enzima 
chamada glicogenina atua como receptora dos resíduos 
de glicose oriundos da UDP – glicose. 
 A glicogenina catalisa a transferência das próximas 
moléculas de glicose a partir da UDP-glicose, formando 
uma cadeia curta de resíduos glicosila unidos por ligação 
α(1→4) que serve como iniciador para receber futuros 
resíduos de glicose. A reação é catalisada pela própria 
glicogenina (autoglicosilação). 
 
3- Alongamento das cadeias de glicogênio 
 O alongamento de uma cadeia de glicogênio envolve a 
transferência de um resíduo de glicose a partir da UDP-
glicose para a extremidade não redutora da cadeia em 
crescimento, formando uma nova ligação glicosídica entre 
a hidroxila do carbono anômero (carbono 1) da glicose 
ativada (UDP-glicose) e a hidroxila do carbono 4 do 
resíduo glicosil aceptor. 
 A enzima responsável pela formação de ligações α(1→4) 
no glicogênio é a glicogênio-sintase. 
 
4- Formação de ramificações no glicogênio 
 No intervalo de, em média, 8 resíduos de glicosila, a 
“enzima de ramificação” amilo-α(1→4) → α(1→6)-
transglicosidase transfere uma cadeia de 6 a 8 resíduos 
glicosila da extremidade não redutora da cadeia do 
glicogênio *clivando uma ligação α(1→4)] para outro 
resíduo (um resíduo não terminal) na cadeia, unindo-a por 
meio de uma ligação α(1→6). 
 As ramificações aumentam o número de extremidades às 
quais se podem acrescentar (por meio da glicogênio-
sintase) ou remover novos resíduos glicosila, acelerando 
assim, enormemente, a velocidade em que pode ocorrer a 
síntese de glicogênio. 
 A estrutura altamente ramificada deixa a molécula maior 
e muito mais solúvel. 
 
 
GLICOGENÓLISE 
 A glicose livre é liberada a partir de cada resíduo glicosila 
unido por ligações α(1→6). 
 Não é o inverso das reações de síntese, pois precisa de um 
conjunto particular de enzimas citosólicas 
 
1- Encurtamento de cadeias 
 A glicogênio-fosforilase cliva as ligações glicosídicas entre 
os resíduos de glicosil a partir das extremidades não-
redutoras (ramificações), até que só restem quatro 
unidades de glicosil antes do ponto de ramificação. Essa 
estrutura resultante é chamada de dextrina-limite. 
 
2- Remoção das ramificações 
 A enzima de desramificação (oligo-α(1→4)→α(1→4)-
glican-transferase) remove os 3 resíduos de glicosil mais 
externos da ramificação e os transfere para a extremidade 
não redutora de outra cadeia, alongando-a. Dessa forma, 
uma ligação α(1→4) é rompida e outra ligação α(1→4) é 
formada. 
 O resíduo de glicose restante, unido por ligação α(1→4), é 
hidrolisado pela atividade amilo-α(1→6)-glicosidase, 
liberando glicose livre. 
 A cadeia glicosídica continua disponível para a degradação 
pela glicogênio-fosforilase, até que sejam alcançadas 
quatro unidades glicosila da próxima ramificação. 
 
3- Conversão da glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato 
 A glicose-1-fosfato, produzida pela glicogênio-fosforilase, 
é convertida no citosol em glicose-6-fosfato pela 
fosfoglicomutase. 
 No fígado, dentro do retículo endoplasmático (RE), ela é 
convertida em glicose pela glicose-6-fosfatase. 
 Os hepatócitos liberam as moléculas de glicose derivadas 
do glicogênio no sangue para ajudar a manter os níveis 
sanguíneos de glicose até que a via gliconeogênica esteja 
ativamente produzindo glicose. 
 
 
REGULAÇÃO DA SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
 No fígado, a síntese de glicogênio é acelerada quando o 
corpo está bem alimentado e a degradação, em períodos de 
jejum. 
 No músculo esquelético, a degradação do glicogênio ocorre 
durante o exercício e a síntese, quando o músculo entra em 
descanso. 
 A glicogênio-sintase e a glicogênio-fosforilase são reguladas 
hormonalmente para satisfazer as necessidades do 
organismo. 
 As vias de síntese e de degradação do glicogênio são 
controladas alostericamente para satisfazer as necessidades 
de um determinado tecido. 
 
1- Degradação pela via direcionada pelo AMPc 
 A ligação do glucagon (ou da adrenalina) a seus 
receptores específicos nos hepatócitos culmina com 
uma cascata de reações direcionadas pelo AMPc. O 
grande número de etapas sequenciais serve para 
amplificar o efeito do sinal hormonal, ou seja, algumas 
moléculas de hormônios associadas aos seus receptores 
resultam na ativação de um determinado número de 
moléculas de proteína-cinase, e cada uma delas pode 
ativar muitas moléculas de fosforilase-cinase. Isso 
resulta na produção de muitas moléculas de glicogênio-
fosforilase ativas que podem degradar o glicogênio. 
 
 A síntese do glicogênio também pode ser inibida por uma 
via direcionada pelo AMPc. A enzima regulada na síntese de 
glicogênio é a glicogênio-sintase, que é fosforilada a sua 
forma inativa por várias proteína-cinases, reguladas pelo 
AMPc ou outros mecanismos sinalizadores. 
 
2- Regulação alostérica da síntese e degradação 
 A glicogênese é estimulada quando a disponibilidade de 
substrato e os níveis de energia estiverem altos, enquanto 
a glicogenólise é aumentada quando os níveis de energia 
e o de glicose estiverem baixos. 
 No estado alimentado, a glicogênio-sintase, no fígado e 
no músculo, é alostericamente ativada por glicose-6-
fosfato quando esta estiver presente em concentrações 
elevadas. Em contraste, a glicogênio-fosforilase é inibida 
alostericamente por glicose-6-fosfato, bem como por ATP, 
sinal de alto nível energético na célula. 
 O cálcio (Ca2+) é liberado no citoplasma das células 
musculares em resposta a estímulos neurais e, nas células 
hepáticas, em resposta à ação da adrenalina. Ele se liga a 
calmodulina e esse complexo associa-se a enzimas, 
ativando-as. Uma delas é a fosforilase-cinase, enzima que 
fosforila a glicogênio-fosforilase a sua forma ativa. 
 A glicogênio-fosforilase muscular é ativada na presença de 
altas concentrações de AMP, que ocorrem no músculo 
sob condições extremas de anoxia e de depleção de ATP. 
O AMP se liga à glicogênio-fosforilase, causando sua 
ativação sem fosforilação. 
 
 O glicogênio pode também ser degradado no músculo pela 
regulação do AMP. A glicogênio-fosforilase muscular é 
ativada na presença de altas concentrações de AMP, que 
ocorrem no músculo sob condições extremas de anoxia ede depleção de ATP. O AMP se liga à glicogênio-fosforilase, 
causando sua ativação sem fosforilação. 
 
 
GLUCAGON 
 Peptídeo formado por 29 aminoácidos, produzido nas 
células alfa das Ilhotas de Langerhans do pâncreas. 
 Liberação é estimulada por baixa glicemia e adrenalina, que 
conduz a formação do AMPc. 
 A sua secreção é inibida com aumento da glicose e da 
insulina no sangue. 
 Atua na redução da glicogênese no fígado (redução da 
glicogênio-sintase) e promove a glicogenólise (aumento da 
glicogênio-fosforilase). 
 Reduz a glicólise no fígado (redução da fosfofrutoquinase-1) 
e aumenta a gliconeogênese (aumento da captação de 
aminoácidos pelo fígado, aumento da frutose-1,6-
bifosfatase e diminuição da piruvato-cinase). 
 Ativa a lipólise no tecido adiposo liberando ácidos graxos 
devido a pouca glicose para ser utilizada no fígado e nos 
músculos (aumento da enzima tiaglicilglicerol-lipase). 
DOENÇAS DE ARMAZENAMENTO DE GLICOGÊNIO 
 Constituem um grupo de doenças genéticas resultantes de 
um defeito em uma das enzimas necessárias para a síntese 
ou para a degradação do glicogênio. Elas resultam na 
formação de glicogênio com estrutura anormal ou no 
acúmulo de quantidades excessivas de glicogênio normal 
em tecidos específicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura que esquematiza a síntese do glicogênio: