Metabolismo glicogênio

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Keny Gonçalves Tirapeli 
Metabolismo do 
Glicogênio 
• É um compacto polímero 
(homopolissacarídeo) ramificado de glicose 
que possui mais de 100.000 unidades de 
glicoses 
• Ligações (1-4) e (1-6) - (ramificações 
ocorrem a cada 8-12 resíduos) entre 
monômeros de glicose 
• Forma de armazenamento da glicose 
• Reserva energética de glicose do animal 
mais rapidamente disponível (fácil e rápida 
mobilização para a corrente sanguínea) 
 
Ligações (1-4) 
Ligações (1-6) 
Relembrando... 
Relembrando... 
Obtenção da glicose: 
 Dieta (alimentação): é esporádica 
e nem sempre é uma fonte 
confiável para manutenção da 
glicose sanguínea (níveis de 
glicemia); 
 Gliconeogênese (formação de 
glicose por substratos não 
glicídicos, embora possa manter a 
síntese sustentada de glicose, é 
um pouco lenta em resposta a 
queda da glicemia;) 
 Degradação do glicogênio 
 
Logo para não haver alterações na 
glicemia, o corpo desenvolveu 
mecanismos de armazenar glicose 
que seja rapidamente disponibilizado 
caso haja necessidade  
Metabolismo do glicogênio. 
 
 
 Fonte imediata de energia dentro de 
condições metabólicas aeróbias ou 
anaeróbias 
 400g (1-2% do peso do músculo em 
repouso) 
 Libera glicose para a glicólise para servir 
energia na contração muscular 
 Pode ser depletado em menos de 1 h de 
exercício vigoroso intenso 
 Reservatório de glicose para os demais 
tecidos (entre as refeições ou durante o 
jejum inicial) 
 Lança glicose no sangue quando [↓] 
 100g (~ 10% peso, em adulto bem 
alimentado) 
 Pode ser exaurido em 12 a 24 h 
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Estado de Jejum 
• 24 horas de jejum  promove 
a diminuição significativa da 
quantidade de glicogênio 
armazenada no fígado, 
chegando a praticamente 
ausência de glicogênio 
hepático. 
• Exercícios intensos  mesmo 
efeito do jejum no fígado  
perda a quase ausência de 
glicogênio muscular. 
Glicogênese 
• No estado alimentado a glicogênese no músculo 
desempenha um papel importante para redução dos 
níveis de glicose no sangue após a ingestão de uma 
dieta rica em carboidratos. 
– Muito músculo esquelético captando glicose para armazenar 
no período de repouso muscular 
 
• Já a glicogênese hepática tem um papel na glicogênese 
menor que o desempenhado pelos músculos. 
– Considerando o tamanho do fígado em comparação à 
quantidade de glicose armazenada nos músculos 
Por que armazenar glicogênio e não 
glicose diretamente? 
• A glicose, além de mais solúvel, tem uma pressão 
osmótica elevadíssima. 
– Promove a entrada de água nas células, e elas poderiam se 
romper e morrer; 
– Polímero de glicose (glicogênio)  além de otimizar a 
quantidade de glicose estocada, a pressão osmótica fica 
menor, já que esta é determinada por partícula de 
glicogênio. 
– O glicogênio é insolúvel, dando uma eficiência maior ao 
processo. 
• Há um limite de reserva de glicogênio, para que não 
cause dano. 
Quando ocorre o armazenamento da glicose 
na forma de glicogênio e a degradação do 
glicogênio em glicose? 
No estado alimentado 
• Abundância de substrato (glicose); 
• Elevados níveis de ATP (energia); 
• Glicólise ativada; 
• Glicogênese estimulada, glicogenólise inibida. 
 
No estado de Jejum ou exercício intenso 
• Escassez de substrato (glicose); 
• Diminuição dos níveis de ATP (energia); 
• Glicólise inativa; 
• Glicogênese inibida, glicogenólise estimulada; 
• Aumento da contração do músculo estimula a 
glicogenólise (sinalizado pelo aumento de 
cálcio observado durante a contração 
muscular) 
 
 
-GLICOGENÓLISE: via catabólica que culmina na degradação do glicogênio 
em glicose 6 fosfato 
Ocorre quando a glicemia está baixa ou quando há necessidade de 
energia para o exercício físico. 
-GLICOGÊNESE: via anabólica que culmina na transformação de glicose em 
glicogênio 
Ocorre quando há glicose livre em excesso. 
A síntese acontece no citoplasma das células e requer energia do ATP 
A rota metabólica que mobiliza o glicogênio armazenado (glicogenólise) NÃO é 
uma simples reversão da rota de síntese do glicogênio (glicogênese) 
Conjunto independente de enzimas é necessário 
 
Glicogenólise 
Rota degradativa que mobiliza o glicogênio 
armazenado no fígado e músculo esquelético 
• Iniciada pela degradação do glicogênio em glicose 
1-fosfato, obtido pela quebra das ligações 
glicosídicas α-1,4 e α-1,6. 
• Etapas/reações da glicogenólise: 
– Encurtamento das cadeias de glicogênio 
– Remoção das ramificações da molécula do 
glicogênio 
– Conversão da glicose 1-fosfato em glicose 6-
fosfato 
– Conversão da glicose 6-fosfato em glicose 
 
 
Enzimas da Glicogenólise 
• Glicogênio fosforilase 
– Cliva as ligações glicosídicas α-1,4 nas extremidades das 
cadeias do glicogênio até chegar em um ponto de 
ramificação, sendo a estrutura resultante uma dextrina 
limite (sequência de 4 unidades glicosil em cada cadeia) 
• Enzimas de desramificações 
– 1ª oligo-glucantransferase que remove os três resíduos 
glicosil aderidos a uma ramificação 
– 2ª amilo-α-(1,6)-glicosidase que quebras as ramificações 
deixando a glicose livre. 
• Fosfoglicomutase 
- Conversão de glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato 
– A glicose 1-fosfato produzida pela glicogênio fosforilase é 
convertida em glicose 6-fosfato 
– Uma pequena quantidade de glicogênio é continuamente 
degradada pela enzima lisossômica α-1,4-glicosidase 
 
Presente no fígado 
e rins 
Glicose 6-fosfato é convertida pela glicose 
6-fosfatase em glicose que deixa o fígado, 
os rins e o intestino pelo GLT2 
(**relembrar este conceito na aula de 
digestão de carboidratos) na membrana 
basolateral e entra na corrente sanguínea 
sendo disponível para todos os órgãos 
Controle da glicemia 
 
glucose-1-phosphate 
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OPO3
2
H
ligação -1,6 
ligação -1,4 
glicogênio fosforilase 
glicose 1-fosfato 
enzima desramificadora 
transferase 
glicose 
enzima desramificadora 
-1,6 glicosidase 
glicogênio fosforilase 
A glicogênio fosforilase vai 
retirando glicose 1-fosfato até 
sobrar uma cadeia com cerca 
de 4 resíduos (dextrinas limite) 
que são substratos para as 
enzimas desramificadoras 
Glicose 1-P 
fosforólise 
Glicogênese 
O glicogênio é sintetizado a partir de 
moléculas de α-D-glicose 
• Requer energia suprida pelo ATP para 
fosforilar a glicose e do trifosfato de uridina 
(UTP) 
• Etapas/reações da glicogênese: 
– Síntese de UDP-glicose; 
– Síntese de um primer para iniciar a síntese do 
glicogênio – Glicogenina (ou glicogênio restante 
no citosol) 
– Alongamento das cadeias de glicogênio 
– Formação de ramificações no glicogênio 
Cinco enzimas: 
 -Fosfoglicomutase 
 -Glicose-1-fosfato uridil 
transferase 
- Glicogênio sintase 
- Enzima de ramificação 
* Hexoquinase: tecs periféricos 
Glicoquinase: fígado 
* 
Glicogênese 
Reação: Conversão da glicose para 
Glicose6-P (fosfato inorgânico) 
 
Reação: conversão da glicose 6-P 
em glicose 1-P: 
 
 
fosfoglicomutase 
Reação: conversão da glicose 1-P 
em UDP-glicose: 
 
 
Reação: ligação da UDP-
glicose a uma molécula de 
glicogênio pré-formada 
(primer). A ligação ocorre no 
grupo hidroxila do tirosina da 
glicogenina; 
Depois são adicionados mais 
6 resíduos de glicose; 
 
glicogénio 
sintase 
UDP-glicosil 
transferase 
Glicogênese 
• Reação: a enzima glicogênio sintase não écapaz de formar ligações α 1-6 
entre os resíduos de glicose. Para que isso aconteça, é necessária uma 
enzima ramificadora. 
• A ramificação das cadeias de glicogénio é feita por uma enzima 
“ramificadora” (amilo (1,4) para-(1,6)-transglicosilase ou glicosil-(4–>6)-
transferase) 
• Esta enzima transfere segmentos terminais de glicogênio de cerca de 7 
resíduos de glicose para o grupo OH no carbono 6 de um resíduo de 
glicose 
Glicogenina 
Primer 
Como é iniciada uma nova molécula de 
glicogênio? 
transferência de um resíduo de 
glicose da UDP glicose para o 
grupo Hidroxila de um resíduo 
de tirosina da glicogenina 
Adição de UDP-glicose ao grupo hidroxila 
daTyrosina da glicogenina; 
 
 Adição de mais 6 
resíduos de 
glicose; 
 
Glicogênese 
Glicose 
Hexoquinase = glicoquinase (fígado) 
Fonte de todos os resíduos glicosil que são 
adicionados à molécula de glicogênio em formação 
Proteína que funciona como um primer, que 
na ausência de glicogênio, pode servir como 
molécula aceptora de resíduos de glicose da 
UDP-glicose 
É a responsável por fazer as ligações α 1,4 no glicogênio (ligações lineares). No 
entanto, Não consegue iniciar a síntese das cadeias de glicose livre como um 
aceptor de molécula de glicose da UDP-glicose. Só consegue alongar as cadeias 
de glicose já existentes através das ligações glicosídicas 
Ramificações da molécula de glicogênio aumentam 
muito a quantidade de glicose armazenada, por 
aumentar o tamanho da molécula 
1º 
2º 
3º 
4º 
5º 
Regulação da glicogênese e glicogenólise – 
Regulação hormonal 
Reação de Luta e fuga 
 
Disponibilizar energia 
rápida 
Níveis elevados de insulina: Estimula a enzima glicogênio sintase 
 ativando a síntese do glicogênio (estimula a glicogênese) e inibe 
a fosforilase 
Estimula a glicogênese 
Inibe a glicogenólise 
Glucagon e adrenalina  Jejum e Estresse 
Inativam a enzima glicogênio sintase  inibem a síntese do 
glicogênio (inibem a glicogênese) ativa a fosforilase 
Inibe a glicogênese 
Estimula a glicogenólise, ou seja, a degradação do 
glicogênio 
Glicogenólise: 
Glicogênio fosforilase é ativada por: 
 Epinefrina 
Ca2+ (músculo) 
 [AMP] (músculo) 
É inibida por: 
 [ATP] 
 [Glicose] (fígado) 
Regulação da glicogênese e glicogenólise 
– Regulação pelas principais enzimas 
 
Fígado 
 
 
 
Músculo 
Esquelético 
Alimentado  estimula a 
glicogênese (síntese) 
 
Jejum  estimula a 
glicogenólise (degradação) 
Descanso do músculo  
estimula a glicogênese 
(síntese) 
 
Exercício  estimula a 
glicogenólise (degradação) 
Glicogênese Glicogenólise 
Glicogênese Glicogenólise 
 Ausência da fosforilase muscular 
Fraqueza e câimbras muscular após exercícios 
Grande depósito de glicogênio de estrutura normal nos 
músculos 
Desenvolvimento mental normal 
Bom prognóstico 
 
 Doença de Von Gierke (↓Glicose 6-fosfatase 
hepática) 
Severa hipoglicemia no jejum 
Estrutura do glicogênio normal,  depósito 
Hepatomegalia e hiperacidemia láctica 
Referências 
• Lehninger, A; Nelson, D.; Cox, M. Princípios de Bioquímica. 
Traduzido por Arnaldo A Simões, Wilson R. N. Lopes. 2ª 
ed., São Paulo: SARVIER, 2000. 
• Devlin, T.M. Manual de Bioquímica Química Clínica com 
Correlações Clínicas; traduzido por Yara M. Michelacci et 
al. 4ª ed, São Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1997. 
• Palermo J.R. Bioquímica da Nutrição. 4ª ed., São 
Paulo:Atheneu,2008. 
• Champe, P.C.; Harvey, R.A; Ferrier, D.R. Bioquímica 
Ilustrada, traduzido por Carla Dalmaz. 3ª Ed., ARTMED, 
2005. 
• Dutra de Oliveira, J.E; Marchini, J.S. Ciências Nutricionais: 
aprendendo a aprender. 2ª ed., São Paulo: Sarvier, 2008. 
 
Quais vias estão 
ativadas e quais estão 
inibidas durante o 
jejum?