Metabolismo de Glicogênio

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Metabolismo de Glicogênio 
 
 
A principal fonte de energia dos seres vivos é a 
glicose, um carboidrato simples que pode ser 
obtido por meio da alimentação. Sua quantidade 
no sangue é regulada pela ação de dois 
hormônios que agem de maneira contrária: a 
insulina e o glucagon. Tanto níveis elevados 
quanto níveis baixos de glicose podem ser 
prejudiciais ao organismo. Além disso, ela é 
precursora de outras moléculas, sendo um 
importante intermediário metabólico. 
 Por que é necessário armazenar glicose? 
Como ela pode ser armazenada? 
A glicose é uma molécula altamente hidrofílica e 
não pode ser armazenada como 
monossacarídeo, pois em altas concentrações o 
equilíbrio osmótico seria perturbado. Logo, o 
armazenamento é feito em forma de glicogênio. 
 
 
O glicogênio é um polímero de glicose não 
osmoticamente ativo que funciona como reserva 
de energia produzida e armazenada pelo corpo. 
A partícula do glicogênio é chamada de 
Partícula- β, constituída por um núcleo proteico 
central onde há presença da proteína 
glicogenina, nela se ramificam polímeros de 
glicose. 
Ele se encontra em grânulos que contém as 
enzimas necessárias para a sua síntese e 
degradação. 
Sua cadeia é polarizada com extremidades 
redutoras (podem sofrer oxidação e doar elétrons) 
e não redutoras (sofrem hidrólise e quebram). 
 
 
O glicogênio possui grande importância pois 
funciona como reserva energética. A glicose 
entra facilmente nas células pela difusão 
facilitada por transportadores de glicose 
chamados GLUT e é utilizada para se produzir 
energia. Após isso, ela é armazenada em forma 
de glicogênio no fígado - para manter os níveis de 
açúcar no sangue, e no músculo esquelético - 
utilizada quando o corpo precisa de mais 
energia. 
 
Glicogênio hepático é degradado e a glicose 
exportada para manter a glicemia entre as 
refeições e no jejum noturno. 
Glicogênio muscular provê energia para a fibra 
muscular. Durante a contração intensa e 
aumento de demanda energética há acúmulo 
de lactato. 
 Vantagens de seu armazenamento: 
• Solubilidade - Mais solúvel em relação ao 
amido, pois é altamente ramificado 
• Fácil mobilização - A presença de enzimas 
que adicionam ou retiram as unidades de 
glicose nas extremidades não reduzidas 
• Osmolaridade - Reduz a osmolaridade pois 
resulta num número menor de partículas 
em solução. 
 
É a degradação do glicogênio pela enzima 
Glicogênio fosforilase por meio de um processo 
chamado glicogenólise. Essa enzima catalisa a 
remoção sequencial de radicais glicose da 
extremidade não redutora da molécula de 
glicogênio. 
O sangue circulante abastece o cérebro com 
glicose, que prontamente mobilizada do 
glicogênio representa uma boa fonte de energia 
para o desempenho de uma atividade súbita e 
vigorosa. Diferentemente dos ácidos graxos, a 
glicose liberada pode fornecer energia na 
ausência de oxigênio e, portanto, pode constituir 
Glicose 
Glicogênio 
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Metabolismo de glicogênio 
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https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/hormonios-.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/insulina.htm
 
 
um suprimento de energia para a atividade 
anaeróbica. 
Os mecanismos gerais de armazenamento e 
mobilização do glicogênio são os mesmos no 
músculo e no fígado, mas as enzimas diferem em 
aspectos que refletem os papéis diferentes do 
glicogênio nesses dois tecidos. 
 
A degradação do glicogênio é um processo 
rápido e eficiente. As ramificações possibilitam a 
ação de várias enzimas simultaneamente a partir 
das extremidades não redutoras. 
A degradação é rápida quando a demanda de 
energia é intensa no músculo. Geralmente, não é 
completa e resta uma base para ressíntese em 
núcleo não degradado. 
 
 
 
 
 
O glucagon é um hormônio secretado quando o 
nível de glicose no sangue é baixo, ele estimula a 
degradação do glicogênio e a gliconeogênese. 
 Regulação da glicogênio fosforilase 
O metabolismo de glicogênio tem o foco de 
controle na glicogênio fosforilase. Ela é regulada 
por vários efetores alostéricos, que sinalizam o 
estado energético da célula, por fosforilação 
reversível, em resposta a hormônios como insulina, 
epinefrina e glucagon. 
 
 
A fosforilase do músculo esquelético existe em 
duas formas interconversíveis e é regulada pela 
carga energética intracelular. 
• Fosforilase-a: cataliticamente ativa, 
presente durante uma atividade muscular 
vigorosa a adrenalina desencadeia a 
fosforilação que faz a conversão 
• Fosforilase-b, menos ativa: predomina no 
músculo em repouso 
Fosforilase quinase: cataliza a fosforilação da 
enzima fosforilase. Níveis aumentados de 
epinefrina e a estimulação elétrica resultam na 
fosforilação da enzima forma a. 
Fosforilase muscular: 
 
o Glicose-6-fosfato e ATP favorecem estado 
T (tenso, menos ativo) 
o AMP favorece estado R da fosforilase b por 
alosteria: Ausência de glicose 6-fosfatase 
no músculo assegura que a glicose 6- 
fosfato derivada do glicogênio 
permaneça na célula para a formação de 
energia. 
Fosforilase hepática: 
 
Ao contrário do músculo, a Fosforilase-a é a mais 
suscetível à transição T e R no fígado. A fosforilase 
hepática não é sensível ao AMP pois ele não tem 
grandes oscilações no fígado. 
Altos níveis de glicose passam fosforilase-a do 
estado R para o T (inativo). Como a quebra 
glicogênio é para exportar glicose, se há glicose 
livre no fígado não há necessidade de degradar 
glicogênio. 
Degradação de glicogênio 
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Também chamada de glicogênese, é a repetida 
adição de unidades de glicose às extremidades 
não redutoras de um fragmento de glicogênio. 
A síntese do glicogênio utiliza como precursor uma 
forma ativada da glicose e gasta 2ATP por glicose 
incorporada. Necessita de uma forma ativada da 
glicose: Uridina difosfato glicose (UDP-glicose). 
UTP + glicose 1-fosfato = UDP -glicose 
Vias de síntese e de degradação são distintas. Vias 
separadas permitem maior flexibilidade 
energética e controle. 
 
 A insulina é um hormônio secretado em 
resposta a alta concentração de glicose. Ela 
estimula a síntese de glicogênio. 
 
Uma enzima ramificadora (1,4 1,6 transglicosilase) 
transfere um segmento terminal de 6-7 resíduos 
glucosídicos da extremidade não redutora da 
cadeia poliglicosídica composta de pelo menos 
11 resíduos, ao grupo –OH do carbono C-6 de um 
resíduo de glicose da cadeia externa a uma outra 
glicose mais interna no polímero. 
A ação combinada da sintase e da ramificadora 
faz com que o glicogênio seja sintetizado 
rapidamente. 
 Ramificação do glicogênio 
Aumenta a solubilidade do glicogênio. Cria um 
grande número de radicais terminais locais de 
ação da glicogênio-fosforilase e da sintase. As 
ramificações aumentam a velocidade de síntese 
e de degradação do glicogênio. 
o Ramificação: Transferase 
o Desramificação: Transferase e -1-6 
glicosidase. 
A síntese de glicogênio necessita de um iniciador, 
função executada pela glicogenina, uma 
proteína com duas subunidades idênticas cada 
uma com oligosídeos de -1-4-glicose. 
 
Glicogenina: Enzima que possui um resíduo de 
tirosina onde se liga o primeiro resíduo de glicose 
(UDP-Glc) que inicia a síntese de glicogênio. 
Enzima é a proteína tirosina glicosiltransferase. 
Após a ligação de 8 unidades de glicose, a 
glicogênio sintase assume a elongação. 
A síntese de glicogênio utiliza 2 ATPs: 
 
 Vias de síntese e degradação do 
glicogênio 
 
 
A regulação do metabolismo é complexa. A 
glicogênio-fosforilase possui regulação alostérica 
e hormonal, que permitem que o metabolismo do 
glicogênio tanto se ajuste as necessidades do 
organismo (por meio da sinalização), como as 
necessidades energéticas da célula. 
 Regulação alostérica e hormonal 
Síntese de glicogênio 
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Regulaçãodo metabolismo de glicogênio 
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No músculo existem dois mecanismos alostéricos 
de controle que se sobrepõem à regulação da 
fosforilase por modificação covalente. O Ca2+ se 
liga à fosforilase-b-cinase e ativa, promovendo a 
conversão para fosforilase-a. O AMP que se 
acumula no músculo em contração vigorosa 
como resultado da degradação do ATP, se liga à 
fosforilase-a ativa, acelerando a liberação da 
glicose-1-fosfato a partir do glicogênio. Quando os 
níveis de ATP estão adequados, o sítio alostérico 
ao qual o AMP se liga é bloqueado, causando a 
inativação da fosforilase novamente. 
Quando a adrenalina é liberada no sangue em 
situações de luta ou fuga, a PKA é ativada pela 
elevação da [cAMP] e fosforila, ativando também 
a glicogênio-fosforilase-cinase. As consequentes 
fosforilação e ativação da glicogênio-fosforilase 
resultam em degradação mais rápida do 
glicogênio. A adrenalina não é liberada em 
condições de baixo estresse, mas a cada estímulo 
neuronal da contração muscular, a [Ca2+] 
aumenta brevemente e ativa a fosforilase-cinase. 
 
O ciclo de Cori, também chamado de ciclo do 
ácido lático, é uma via metabólica na qual o 
ácido lático produzido nas células musculares 
pela glicólise anaeróbica atinge o fígado e é 
transformado de volta em glicose. 
 
Etapas: 
• Glicólise muscular anaeróbica 
O ciclo começa nas fibras musculares. Nesses 
tecidos, a produção de ATP ocorre 
principalmente pela conversão de glicose em 
lactato. A contração dos músculos ocorre pela 
hidrólise do ATP, regenerado pelo processo de 
fosforilação oxidativa - via ocorre nas 
mitocôndrias das fibras musculares de contração 
lenta e de contração rápida. 
As fibras musculares rápidas são constituídas por 
miosinas rápidas (40-90 ms), em contraste com as 
fibras do cristalino, formadas por miosinas lentas 
(90-140 ms). Os primeiros produzem mais esforço, 
mas cansam rapidamente. 
• Gliconeogênese no fígado 
O o lactato atinge o fígado através do sangue e é 
novamente convertido em piruvato pela ação da 
enzima lactato desidrogenase. Após isso, o 
piruvato é convertido em glicose pela 
gliconeogênese, utilizando o ATP do fígado que foi 
gerado pela fosforilação oxidativa. Essa nova 
glicose pode retornar ao músculo, onde será 
armazenada como glicogênio e usada 
novamente para a contração muscular. 
 O ciclo no exercício físico 
Para obtenção de energia sob a forma de ATP, a 
glicose é convertida em piruvato através da 
glicólise. Durante o metabolismo aeróbico normal, 
esse piruvato é oxidado a gás carbônico e água. 
Por um curto período de intenso esforço físico, a 
distribuição de oxigênio aos tecidos musculares 
pode não ser suficiente para oxidar totalmente o 
piruvato. 
Logo, a glicose é convertida em piruvato e depois 
em lactato através da via da fermentação 
láctica, obtendo os músculos ATP sem recorrer ao 
oxigênio. Esse lactato se acumula no tecido 
muscular e se difunde posteriormente para a 
corrente sanguínea. 
Quando o esforço físico termina, o lactato é 
convertido em glicose através da 
gliconeogênese, que ocorre no fígado. O 
indivíduo continua a ter uma respiração 
acelerada por um tempo, pois o oxigênio extra 
consumido nesse período promove a fosforilação 
oxidativa no fígado e, consequentemente, uma 
produção elevada de ATP. 
 
 
Ciclo de Cori 
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