Aula 11 - Glicogênio

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Bioquímica 
Metabólica e 
Clínica
Metabolismo do 
Glicogênio
Professor Hagamenon Alencar
2018
Metabolismo do Glicogênio
• O glicogênio é um polímero de glicose e constitui uma
reserva do açúcar em bactérias, fungos e animais.
• No ser humano, as principais reservas de glicogênio ocorrem
no fígado (100g) e em músculos esqueléticos (300g).
• O glicogênio é sintetizado nesses órgãos quando a oferta de
glicose supera a utilização, como acontece após as refeições.
Metabolismo do Glicogênio
• Controle hormonal
• Células α (indutora do anabolismo): correspondem a
cerca de 15-20% das células das ilhotas pancreáticas
responsáveis por sintetizar e secretar Glucagon.
• Células β (indutora do catabolismo): corresponde a
aproximadamente 70 – 80% das células das ilhotas
pancreáticas. são responsáveis pela síntese e pela
secreção da Insulina.
Metabolismo do Glicogênio
Metabolismo do Glicogênio
• Polímero com estrutura ramificada, resíduos de glicose
unidos por ligações glicosídicas α1-4 e ramificações α1-6.
• Regula níveis glicêmicos (fígado, cerca de 12-24 horas)
• Reserva de glicose para atividade muscular intensa
Metabolismo do Glicogênio
Metabolismo do Glicogênio
• Ao serem degradadas, as duas reservas de glicogênio
atendem necessidade diferentes.
Metabolismo do Glicogênio
• A captação de glicose pelos miócitos e adipócitos é mediada
pelo transportador de glicose GLUT4.
• A captação de glicose pelos hepatócitos é mediada pelo
transportador de glicose GLUT2.
Metabolismo do Glicogênio
• Glicogênio hepático
• Manutenção da glicemia nos períodos entre as refeições,
sobretudo durante o jejum noturno.
• O fígado não aproveita o glicogênio que armazena;
• Quando a hipoglicemia induz a degradação do polímero, a
glicose resultante é exportada e consumida por outros
órgãos ou tecidos.
• Nos tecidos aeróbios, a glicose é totalmente oxidada a CO₂
e H₂O.
• Em células anaeróbias (exemplo: hemácias), a glicose é
degradada a lactato.
Metabolismo do Glicogênio
• Glicogênio muscular
• Provê energia para as próprias fibras musculares
• A glicose resultante da degradação não é exportada
• As fibras musculares de contração rápida têm um
conteúdo de glicogênio maior do que as fibras lentas.
Metabolismo do Glicogênio
Regulação e síntese de Glicogênio
• É importante a manutenção dos níveis de glicose no sangue, a síntese e a
degradação do glicogênio, forma de armazenamento da glicose entre o fígado e
músculo.
• Para isto existem duas enzimas que devem controlar para que a síntese não ocorra
ao mesmo tempo da degradação.
• São elas: glicogênio fosforilase e glicogênio sintase.
Fígado: Corpo alimentado = síntese de glicogênio aumenta
Jejum = degradação de glicogênio aumenta
Músculo: Degradação do glicogênio ocorre durante exercício
Descanso = ocorre a síntese
OBS: Se uma pessoa tiver nível de insulina elevado, isto resultará em um aumento
geral da síntese e diminuição na degradação do glicogênio.
Metabolismo do Glicogênio
• Neste metabolismo, existem 3 vias importantes:
• Glicogênese: síntese do glicogênio
• Glicogenólise: quebra do glicogênio em glicose
• Gliconeogênese: conversão do lactato a glicose
Glicogênese
• Processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio.
• Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é
proeminente no fígado e músculos.
• O músculo armazena apenas para o consumo próprio e só
utiliza durante o exercício, quando há necessidade de
energia rápida.
• O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os
músculos quando há a diminuição da glicose sanguínea
(hipoglicemia). O glicogênio fica disponível no fígado e
músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas
após a última refeição.
Glicogênese
• 1) Fosforilação de glicose, com consumo de ATP, catalisada
pela glicoquinase no fígado e hexoquinase no músculo;
• 2) Isomerização da glicose-6-fosfato a glicose-1-fosfato, pela
fosfoglicomutase;
• 3) Reação deste açúcar com UTP formando UDP-glicose e
pirofosfato, promovida pela UDP-glicose pirofosforilase;
• 4) O pirofosfato é hidrolisado por ação da pirofosfatase,
produzindo fosfato inorgânico;
• 5) UDP-glicose é substrato da glicogênio sintase (enzima que
catalisa a reação α1-4).
Glicogênese
• As ramificações são feitas pela 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 α1-6.
• A síntese prossegue por adição de resíduos de glicose às
extremidades não redutoras, catalisada pela glicogênio
sintase.
Glicogênese
• A glicogenina é uma proteína que tem a função de ser a
molécula iniciadora da síntese de glicogênio.
Glicogênese
Glicogênese
• Ramificação
Glicogênese
Glicogenólise
• A degradação do glicogênio, a glicogenólise, consiste na
remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das suas
extremidades não redutoras, por ação da glicogênio
fosforilase.
• Esta enzima catalisa a fosforólise da ligação α1-4, liberando
um resíduo de glicose como glicose-1-fosfato.
Glicogenólise
• A ação da glicogênio fosforilase prossegue ao longo da
cadeia, liberando um a um os resíduos de glicose, mas
termina 4 resíduos antes de uma ramificação.
• A degradação continua por ação da enzima desramificadora
(glicosiltransferase), transferindo 3 dos 4 resíduos de glicose
remanescentes na ramificação para uma extremidade não
redutora da cadeia de glicogênio, formando ligação α1-4.
Glicogenólise
Glicogenólise
Gliconeogênese
• Conversão de outras moléculas que não são carboidratos em
glicose.
• Síntese de glicose a partir do lactato, aminoácidos e glicerol
(com consumo de ATP)
• Todos os aminoácidos, exceto a lisina e leucina, podem
originar glicose.
• Realizada principalmente no fígado e nos rins.
Gliconeogênese
• No músculo e em outros tecidos, os aminoácidos são
convertidos a alanina e glutamina.
• O lactato origina-se dos músculos submetidos a contração
intensa e de outras células que degradam a glicose
anaerobicamente.
• No fígado e nos rins:
• ALANINA e LACTATO  PIRUVATO
• GLUTAMINA  OXALOACETATO
• O glicerol, derivado da hidrólise de triacilgliceróis do tecido
adiposo durante o jejum, tem pequena importância
quantitativa na produção de glicose.
Gliconeogênese
Ciclo de Cori
• Ciclo de Cori ou via glicose-lactato-glicose consiste na
conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos
musculares durante um período de falta de oxigênio, seguida
da conversão do lactato em glicose, no fígado.
Ciclo de Cori
• Isto ocorre entre fígado e músculo
• Músculo: glicose é transformada em lactato (pela via da
glicólise), enquanto a glicose por ser guardada no músculo na
forma de glicogênio (via glicogênese) e quando necessário
degradar em forma de glicose.
• Fígado: o músculo forma lactato e pelo sangue vai para o
fígado que se transforma em glicose pela via gliconeogênese.
Pode ser guardado a glicose na forma de glicogênio.
• A glicose sai do fígado e vai novamente para o músculo.
Ciclo de Cori
Ciclo de Cori
Ciclo de Cori
• É um processo que só ocorre no fígado, pelo qual o organismo
sintetiza glicose a partir de moléculas não glicolíticas, para
utilização principalmente pelos órgãos glicodependentes como o
cérebro e miocárdio.
• Esse processo ocorre quando há necessidade de manutenção de
energia pela falta de glicose intracelular.
• Ocorre quando o organismo está em estado de fome prolongada
ou fome celular como na diabetes.
Diferentes papéis no metabolismo de 
carboidratos
Consome glicose (produção
de energia)
Mantém a homeostasia da 
glicose sanguínea, produzindo-a 
(gliconeogênese) ou
consumindo-a, dependendo de 
sua concentração sanguínea
Metabolismo do Glicogênio
• Observação:
• Se uma pessoa tiver deficiência na enzima glicose-6-fosfatase isto
deverá causar a doença do armazenamento de glicogênio tipo 1 que é
conhecida como doença Von Gierke.
• Esta doença resulta na incapacidadedo fígado de fornecer glicose livre
para o corpo no jejum. Essa deficiência afeta a degradação de
glicogênio e o último passa da gliconeogênese.
Metabolismo do Glicogênio
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