CONTEÚDO 6 - METABOLISMO DO GLICOGÊNIO GLICOGÊNESE E GLICOGENÓLISE

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GLICOGÊNESE
 
A glicogênese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose
são adicionadas à cadeia do glicogênio pré-existente. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos
níveis de glicose sangüínea. O primeiro passo envolve a síntese de glicose-1-fosfato e UTP:
 
Glicose 1-fosfato + UTP + H2O → UDP-glicose + 2 Pi
 
Essa reação é catalisada pela UDP-glicose pirofosfatase. Essa reação seria reversível se não fosse pela rápida
hidrólise exergônica (o que implica a necessidade de água) do pirofosfato a ortofosfato (catalisada pela
pirofosfatase).
Na segunda reação, UDP-glicose é transferida ao grupo hidroxila da cadeia de glicogênio existente, formado uma
ligação glicosídica α-1,4. Essa reação é catalisada pela glicogênio sintetase. Essa enzima só consegue promover essa
adição se a cadeia contiver no mínimo quatro unidades. Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma
"molécula primária".
A enzima glicogênio sintetase é ativada pela fosfoproteína fosfatase A. Essa enzima é ativada pela insulina.
A glicogênese ocorre inteiramente no citosol (citoplasma) e corresponde ao processo de síntese de glicogênio. Para
tanto, são necessários um substrato (UDP-glicose), e as enzimas glicogenina (responsável pela síntese do iniciador),
a glicogênio sintase (responsável pelo alongamento da cadeia) e uma enzima ramificadora (a qual criará
ramificações).
 
O primeiro passo envolve a síntese do iniciador (o 1° UDP-glicose): GLICOGENINA + o 1° UDP-Glicose. A formação
da UDP glicose, que é o precursor do glicogênio, ocorre através da fosforilação da glicose (às custas de ATP)
formando glicose-1-fosfato, unido-se a uma UTP, e quem faz este processo todo é a UDP glicose pirofosforilase. Essa
reação é irreversível. Glicose + UTP + ATP → UDP-glicose + Ppi + ADP.
 
Na segunda reação, a glicogênio sintase entra em ação alongando entre 8 e 11 resíduos a cadeia de glicogênio. Em
seguida, ela se afasta, interrompendo a glicogênese. Essa enzima só consegue promover essa adição se a cadeia
contiver no mínimo quatro unidades (ligações 1-4). Assim, a proteína glicogenina é utilizada como uma "molécula
primária".
 
Por fim, a enzima ramificadora acelera a síntese e a degradação do glicogênio e cria extremidades livres com maior
solubilidade (metabolização) e também cria novos sítios para alongação (sintase) e degradação (fosforilase). Ela
transfere blocos de 5 à 8 resíduos, rompendo uma cadeia já formada, criando uma nova extremidade ligando o
carbono1-6.
 
 
 
GLICOGENÓLISE
 
Na degradação do glicogênio se dá a retirada repetida de unidades de glicose a partir das extremidades não redutoras (uma das
extremidades da cadeia principal e o final das ramificações) pela enzima glicogênio fosforilase. Ao quebrar as ligações glicosídicas
(do tipo alfa 1-4), a enzima adiciona um fosfato à molécula na posição C1. Em seguida a enzima fosfo-glicomutase converte a
glicose-1-P em glicose-6-P.
Esta fosforilase, entretanto, não possui atividade em ligações do tipo alfa 1-6, ou seja, ligações que unem as ramificações à cadeia
principal. Além disso, também não tem acesso às ligações alfa 1-4 entre glicoses muito perto destas ramificações (em número de 4).
Para agir nestas ligações, faz-se necessária uma segunda enzima, a enzima desramificadora. Esta, no entanto, não age diretamente
sobre as quatro glicoses restantes na ramificação: apenas a glicose envolvida na ligação alfa 1-6 é mantida na ramificação e o
restante é transferido à cadeia principal. Feito isso, esta enzima irá quebrar também a ligação alfa 1-6 e liberar finalmente aquela
glicose restante.
A regulação hormonal é realizada através da fosforilação da enzima, ou seja, por ligação covalente, sendo um processo lento. A
adrenalina, através do AMPcíclico ativa a fosforilase quinase por fosforilação. Esta por sua vez faz o mesmo com a fosforilase a do
http://www.bioq.unb.br/htm/biomoleculas/enzimas/2-4-1-1.HTM
http://www.bioq.unb.br/htm/biomoleculas/enzimas/5-4-2-2
http://www.bioq.unb.br/htm/biomoleculas/enzimas/3-2-1-41.HTM
glicogênio. A adrenalina está associada a momentos em que é necessária uma grande carga energética, sendo importante a
mobilização das reservas de glicogênio do músculo.
Há um segundo tipo desta enzima, a fosforilase b, que é regulada alostericamente (um processo rápido). Os moduladores neste
caso são o ATP (em altas concentrações no repouso, inibindo a atividade da enzima), e o AMP (de efeito contrário, estando em
maiores concentrações durante o gasto de ATP).
 
Glicogenólise Hepática X Glicogenólise Muscular
 
No fígado o imperativo é a manutenção da glicose circulante, e não a resposta rápida a uma alta demanda como ocorre, por
exemplo, na contração muscular. Mas também a fosforilase no fígado pode ser controlada alostericamente, porém neste caso, é a
própria glicose e não o AMP que expõe os sítios da enzima à desfosforilação, inativando-a. 
A regulação hormonal dá-se de forma semelhante à do músculo, porém pelo glucagon, liberado quando os níveis de glicose no
sangue estão baixos. A insulina, que não tem poder inibitório no fígado, é um modulador negativo da fosforilase no fígado.
Há outras diferenças quanto à utilização das reservas entre fígado e músculo. O primeiro utiliza suas reservas para "alimentar" todos
os tecidos. A manutenção da glicemia é importante especialmente para células como hemácias e neurônios, que não podem utilizar
outras fontes de energia. Assim, os níveis sangüíneos de glicose só diminuirão quando o fígado já houver esgotado suas reservas -
quando então ainda resta a alternativa da síntese de glicose, ou seja, há o disparo para a gliconeogênese (neoglicogênese), um
processo hormonal. Já o músculo, não "exporta" suas reservas, e só as utiliza no gasto energético de sua atividade de contração.
Como o tecido muscular não possui a glicose-6-fosfatase (presente no fígado e rins), o glicogênio armazenado nos músculos não
pode suprir o organismo diretamente com glicose. Dessa forma a glicose-6-fosfato é oxidada até piruvato e daí até lactato. O lactato
então sai das células musculares, alcança o fígado através da circulação e serve como substrato para a gliconeogênese hepática. O
restante da produção de glicose nas 24 horas deriva da gliconeogênese, a partir de aminoácidos liberados na proteólise muscular, de
glicerol e outros compostos intermediários contendo átomos de carbono. 
 
 
 
 
Exercício 1:
A glicogênese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose são
adicionadas à cadeia do glicogênio pré-existente. Este metabolismo é controlado por dois hormônios principais, a insulina e o
glucagon. Assinale a alternativa correta a respeito destes dois hormônios:
A)
São hormônios responsáveis pela sensação de fome (insulina) e saciedade (glucagon)
B)
São hormônios que agem de maneira antagônica: a insulina é um hormônio hipoglicemiante e que estimula os processos de síntese.
Por outro lado o glucagon é um hormônio hiperglicemiante que estimula os processos de degradação
C)
São hormônios que agem de maneira antagônica: a insulina é um hormônio hiperglicemiante e que estimula a degradação de
glicogênio. Por outro lado o glucagon é um hormônio hipoglicemiante que estimula a síntese de glicogênio
D)
São hormônios que agem de maneira antagônica: a insulina é um hormônio produzido pelas células adiposas e estimula a
degradação de glucagon. Por outro lado o glucagon é um hormônio produzido pelas células hepáticas e estimula a síntese de
glicogênio
E)
http://www.bioq.unb.br/htm/aulas2D/gliconeogenese.htm
Ambos os hormônios agem no sentido de estimular a formação de ATP, pois são liberados na corrente sanguínea em resposta a
hiperglicemia
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 2:
Durante o jejum noturno a glicemia é mantida em valores próximos de 100 mg/dL graças ao papel hiperglicemiante do glucagon no
organismo. Neste caso, são utilizadasas reservas de carboidratos para garantir o suprimento adequado de glicose. No entanto, as
células musculares não respondem ao glucagon. Nestas células, o principal hormônio atuante é a adrenalina, responsável por
induzir os processos catabólicos que irão ativar a via glicolítica e permitir a produção de ATP através da oxidação de glicose. A esse
respeito e de acordo com seus conhecimentos, assinale a afirmativa correta:
A)
A função do glicogênio hepático está relacionada ao controle da glicemia sanguínea, enquanto que o glicogênio muscular é utilizado
apenas pelos processos de obtenção de energia do próprio tecido muscular
B)
A síntese do glicogênio muscular é induzida pela insulina, enquanto que a síntese do glicogênio hepático é induzida pela adrenalina
C)
A enzima glicose 6 fosfatase está presente apenas no músculo, uma vez que esta enzima participa da clivagem do resíduo de
glicose que permite o retorno da glicose à circulação para a correção da glicemia
D)
A enzima glicogênio fosforilase é ativada pelo glucagon no fígado e pela adrenalina no músculo. Sua função é fazer a síntese da
ligação glicosídica para a liberação da glicose
E)
Em uma situação de excesso de energia, existe o estímulo para a síntese apenas do glicogênio muscular
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 3:
O principal combustível para o exercício intenso é o glicogênio muscular. Quando a concentração de glicogênio muscular está em
níveis adequados, a energia presente é suficiente para abastecer os treinos da maioria dos atletas, principalmente em modalidades
esportivas de longa duração. A depleção do glicogênio muscular pode causar fadiga também em exercícios repetitivos e de alta
intensidade, como nos treinos de musculação. Embora a redução das reservas de glicogênio sejam bem maiores nos exercícios de
resistência (corridas e maratonas), fica claro que a utilização de dietas ricas em carboidratos também nos exercícios de força,
proporcionam o aumento das reservas de glicogênio muscular, o que acentua o processo de hipertrofia. De acordo com seus
conhecimentos, assinale a alternativa que apresenta o hormônio responsável pelo catabolismo do glicogênio muscular:
A)
O hormônio adrenalina
B)
O hormônio insulina
C)
O hormônio glucagon
D)
O hormônio leptina
E)
O hormônio aldosterona
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 4:
O glicogênio é a molécula de carboidrato que é armazenada a partir da glicose em diversos tecidos, tais como hepático e muscular.
Neste caso, a glicose é armazenada como polímero para que haja a redução da osmolaridade e, consequentemente, o número de
partículas em solução é menor. A molécula de glicogênio é formada por várias moléculas de glicose unidas umas as outras por
ligações específicas. Assinale a alternativa que descreva corretamente qual(is) hormônio(s) está(ão) atuante(s) no anabolismo do
glicogênio hepático e muscular, respectivamente:
A)
Os hormônios insulina e adrenalina
B)
Apenas o hormônio glucagon
C)
Os hormônios insulina e glucagon
D)
Apenas o hormônio insulina
E)
Os hormônios glucagon e adrenalina
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 5:
Uma fonte constante de glicose sanguinea é uma necessidade vital para a vida humana. A glicose é a fonte
preferencial de energia para o encéfalo e fornece a energia necessária para células com pouco ou nenhuma
mitocôndria, como os eritrócitos maduros. Ela também é essencial como fonte de energia para os músculos em
exercício, onde se constitui um substrato para a glicólise anaeróbica. O glicogênio é uma reserva de glicose e os
principais estoques de glicogênio se encontram nos músculos esqueléticos e no fígado, embora a maioria de outras
células armazene pequenas quantidades para o seu próprio uso. A respeito do metabolismo do glicogênio não é
correto afirmar que:
 
A)
 o glicogênio libera glicose quando a necessidade de energia está elevada
 
B)
a glicogênio sintetase e a glicogênio fosforilase são as enzimas marca-passo respectivamente, da síntese e da
degradação do glicogênio
 
C)
 a glicose é usada para formar o glicogênio quando o organismo não possui necessidade imediata da energia
derivada da degradação da glicose
 
D)
 a adrenalina atua na glicogênio sintetase, inibindo sua atividade, e na glicogênio fosforilase, estimulando a atividade
 
E)
 a insulina não atua na via de degradação e síntese do glicogênio
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 6:
O glicogênio é um polissacarídeo de reserva animal que possui cadeias ramificadas formadas exclusivamente por a –
D- glicose A ligação glicosídica primária é uma ligação a (1 -4) e as ramificações são a (1 -6). Aproximadamente 400
g de glicogênio compõem 1 ou 2 % do peso do músculo em repouso, e cerca de 100 g perfazem até 10% do peso do
fígado de um adulto bem alimentado. Um dos estoques de glicogênio é o glicogênio hepático, é correto afirmar que a
função do glicogênio muscular é:
 
A)
 suprimento de glicose para a geração de energia para as células do músculo esquelético em exercício
 
B)
 suprimento de lipídios para as células adiposas
 
C)
 suprimento de glicose exclusivamente para a produção de energia
 
D)
 produção de glicose a partir de substratos que não são carboidratos
 
E)
 suprimento de glicose para o controle dos níveis de glicose sangüínea (glicemia) e produção de energia
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 7:
No início do século XX, começou a ficar cada vez mais aparente que o carboidrato era uma importante fonte de
energia no músculo esquelético. Em uma série de estudos muito importantes, Christensen e Hansen (1938)
mostraram claramente que após uma dieta rica em carboidratos por vários dias, um grupo de ciclistas conseguia
pedalar por um tempo significativamente mais longo que quando seguiam uma dieta normal mista pelo mesmo
período. Quase 30 anos depois, a ligação mecanicista entre uma dieta rica em carboidratos e capacidade de se
exercitar foi demonstrada em elegantes estudos realizados por Bergström e col. (1967). Usando a técnica de com
agulha, conseguiram analisar a concentração de carboidratos (glicogênio) em amostras de músculos esqueléticos de
seres humanos antes e depois do exercício, assim como após a ingestão de dietas com diferentes concentrações de
carboidratos. Observaram que a ingestão de uma dieta rica em carboidratos nos dias seguintes a um período de
exercício intenso aumentava os estoques de glicogênio muscular a valores muito mais acima do normal. Esta
"supercompensação" de glicogênio muscular é um fenômeno local porque acontece apenas nos músculos que
estavam envolvidos na atividade física. Trecho do artigo disponível em http://www.gssi.com.br/artigo/155 <acesso
em 24/09/1012>. Podemos afirmar que este processo ocorre devido à:
 
A)
 A digestão de carboidratos é responsável por gerar toda a necessidade energética para as células musculares
durante o exercício físico.
 
B)
 A síntese do glicogênio muscular a partir de substratos não glucídicos, esta formação gera energia para as células
musculares
 
C)
 A Glicogenólise muscular é responsável por manter a glicemia e a toda a necessidade de energia das células
 
D)
 A Glicogenólise muscular é responsável por gerar energia para as células musculares durante o exercício físico.
 
E)
 A Glicólise anaeróbica (fermentação) muscular com formação da maior quantidade de energia para as
células durante o exercício físico.
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
http://www.gssi.com.br/artigo/155
Comentários:
D) 
Exercício 8:
O carboidrato é considerada uma importante fonte de energia no músculo esquelético, desde o início do século XX .
Em uma série de estudos muito importantes, Christensen e Hansen (1938) mostraram claramente que após uma
dieta rica em carboidratos por vários dias, um grupo de ciclistas conseguia pedalar por um tempo significativamentemais longo que quando seguiam uma dieta normal mista pelo mesmo período. Quase 30 anos depois, a ligação
mecanicista entre uma dieta rica em carboidratos e capacidade de se exercitar foi demonstrada em elegantes
estudos realizados por Bergström e col. (1967). Usando a técnica de com agulha, conseguiram analisar a
concentração de carboidratos (glicogênio) em amostras de músculos esqueléticos de seres humanos antes e depois
do exercício, assim como após a ingestão de dietas com diferentes concentrações de carboidratos. Observaram que
a ingestão de uma dieta rica em carboidratos nos dias seguintes a um período de exercício intenso aumentava os
estoques de glicogênio muscular a valores muito mais acima do normal. Esta "supercompensação" de glicogênio
muscular é um fenômeno local porque acontece apenas nos músculos que estavam envolvidos na atividade física.
Trecho do artigo disponível em http://www.gssi.com.br/artigo/155 <acesso em 24/09/1012>. Podemos afirmar que
este processo ocorre devido à:
I - A formação do glicogênio muscular a partir de substratos não glucídicos (não carboidratos).
II - Glicogenólise muscular pode ser acionada por glucagon e pela adrenalina
III - Glicogenólise muscular é responsável por gerar ATP para as células musculares
Podemos afirmar que:
 
A)
 As alternativas II e III estão corretas
 
B)
 A alternativa II está correta
 
C)
 A alternativa III está correta
 
D)
 As alternativas I e II estão corretas
 
E)
 A alternativa I e III estão corretas
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
http://www.gssi.com.br/artigo/155