Glicogênese e Glicogenólise

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Glicogênio, Glicogênese e Glicogenólise – Bioquímica.
http://pt.scribd.com/doc/59213525/Glicogenolise-Glicogenese-e-Gliconeogenese
O glicogénio é um polissacárido e a principal reserva energética nas células animais, encontrado, principalmente, no fígado e nos músculos. Geralmente também é encontrado nos fungos, sendo neste caso, a principal substância de reserva.
Descrição
Ocorre intracelular mente como grandes agregados ou grânulos, que são altamente hidratados por apresentar uma grande quantidade de grupos hidroxila expostos, sendo capazes de formar ligações de hidrogênio com a água. É um polímero constituído por subunidades de glicose unidas por meio de ligações. Apresenta uma ramificação a cada oito a doze unidades.
Armazenamento
O glicogênio é especialmente abundante no fígado, onde ele constitui até 7% do peso úmido deste órgão. Neste caso é denominado glicogênio hepático, sendo encontrado em grandes grânulos, eles mesmos agregados de grânulos menores compostos por moléculas de glicogênios unitárias altamente ramificadas e com uma massa molecular média de vários milhões. Esses grânulos apresentam em uma forma intimamente unida as enzimas responsáveis pela sua síntese e degradação. A principal função do glicogênio armazenado no fígado serve para alimentar a necessidade energética das células cerebrais. No caso de se verificar uma esteatose, este é armazenado dentro de vacúolos com limites pouco definidos.
Ramificações
Cada ramificação do glicogênio termina com um açúcar não redutor, Açúcares não redutores (como a sacarose) possuem esses grupamentos interligados e tornam-se redutores a partir do momento em que sofrem hidrólise(quebra). sendo assim ele tem tantos terminais não redutores quantas ramificações, porém com um único terminal redutor. Quando este é utilizado como fonte de energia, suas unidades de glicose são retiradas uma a uma, a partir dos terminais não redutores. As enzimas podem agir em muitos terminais, fazendo com que este polissacarídeo se reduza a um monossacarídeo.
Hidrólise
O glicogênio é hidrolisado pelas α- e β-amilases. A α-amilase, presente no suco pancreático e na saliva, quebra o laço glicosídico α(1→4) ao acaso, produzindo tanto maltose quanto glicose. Já a β-amilase (que também quebra o laço glicosídico α(1→4)) cliva sucessivas unidades de maltose, iniciando a partir do terminal não reduzido.
Síntese
A síntese de glicogênio é o processo pelo qual a glicose é polimerizada a glicogênio, que é acumulado nas células em quantidades variáveis de acordo com o tipo celular, funcionando aí como depósito de energia acessível à célula. Em determinadas células, como nas do fígado e músculo, este processo pode ser intenso e ocorrem extensos depósitos de glicogênio. O glicogênio hepático, que chega a 150 g, é degradado no intervalo das refeições mantendo constante o nível de glicose no sangue ao mesmo tempo em que fornecem este metabólito as outras células do organismo. O glicogênio muscular, ao contrário, só forma glicose para a contração muscular.
Glicogênese
A glicogénese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis de glicose sangüínea.
Reações
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. Essaenzima 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 e corresponde ao processo de síntese de glicogênio. Para tanto, são necessários um substrato (UDP-glicose), e as enzimas Glicogenina (rsponsável pela sintese do iniciador), a gliocogênio sintase (responsável pelo alongamento da cadeia) e uma enzima ramificadora (criará ramificações). O primeiro passo envolve a síntese do iniciador (o 1° UDP-glicose): GLICOGENINA + o 1° UDP-Glicose que o glicogênio vai ter. A formação da UDP glicose, que é o precursor do glicogênio, ocorre através da fosforilação da glicose (as custas de UTP) 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 + UTP → UDP-glicose + Ppi + UDP. Na segunda reação, a glicogênio sintase entra e ação alongando entre 8 e 11 resíduos a cadeia e após se afasta, interrompendo a glicogenese. 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
Glicogenólise é a quebra de glicogênio realizada através da retirada sucessiva de moléculas de glicose.
Primeira parte
Glicose
A glicogênio fosforilasecatalisa a reação em que uma ligação glicosídica, reunindo dois resíduos de glucoseno glicogênio, sofre o ataque por fosfato inorgânico (Pi), removendo o resíduo terminal não-redutor de glucose como glicose 1-fosfato.
Na fosforólise, parte da energia da ligação glicosídica é preservada na forma de éster fosfórico glicose 1-fosfato.
A fosforilase age repetitivamente nas extremidades não-redutoras das ramificações do glicogênio, até que seja atingido num ponto distante quatro resíduos de uma ramificação. Aqui cessa a ação da fosforilase. A continuação da degradação pode ocorrer apenas depois da ação da α(1→6)glicosidase, que catalisa as duas reações sucessivas que removem as ramificações.
Segunda parte
A glicose 1-fosfato é convertida em glicose 6-fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase.
Terceira parte
Glicose-6-fosfatase
1. A última etapa, catalisada pela enzima glicose 6-fosfatase, é a hidrólise da glicose 6-fosfato a glicose.
Nota: A enzima glicose 6-fosfatase está presente principalmente no fígado, no entanto não existe nomúsculo, que apresenta como produto da glicogenólise a glicose 6-fosfato.
Ciclo de cori:
O ciclo de Cori, ciclo dos Cori ou via glicose-lactato-glicose consiste na conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos musculares durante um período de privação de oxigénio, seguida da conversão do lactato em glucose, no fígado.
Descrição geral – Resumo:
O ciclo de Cori é uma cooperação metabólica entre músculos e fígado. Com um trabalho muscular intenso, o músculo usa o glicogénio de reserva como fonte de energia, via glicólise. Ao contrario do que muitos pensam não é o acumulo de lactato no músculo que causa dor e fadiga muscular. Os músculos são capazes de manter a carga de trabalho na presença de lactato se o pH for mantido constante.
Esquema geral do ciclo de Cori. As setas a vermelho (tracejado) mostram a direção das reações metabólicas envolvidas no ciclo numa situação de esforço físico. A verde (setas a pontilhado), as reações que ocorrem no período de reoxigenação (descanso).
Para obtenção de energia sob a forma de trifosfato de adenosina (ATP), a glicose é convertida a piruvato através da glicólise. Durante o metabolismo aeróbio normal, o piruvato é então oxidado pelo oxigénio molecular a CO2 e H2O.
Durante um curto período de intenso esforço físico, a distribuição de oxigénio aostecidos musculares pode não ser suficiente paraoxidar totalmente o piruvato. Nestes casos, a glicose é convertida a piruvato e depois a lactato, através da via da fermentação láctica, obtendo os músculos ATP, sem recorrer ao oxigénio.
Este lactato acumula-se no tecido muscular e difunde-se posteriormente para a corrente sanguínea. Quando o esforço físico termina, o lactato é convertido a glicose através da gliconeogénese, no fígado. O indivíduo continua a ter uma respiração acelerada por algum tempo: o O2 extra consumido neste período promove a fosforilação oxidativa no fígado e, consequentemente, uma produção elevada de ATP. O ATP é necessário para a gliconeogénese, formando-se então a glicose a partir do lactato, e esta glucose é transportada de volta aos músculos para armazenamento sob a forma de glicogénio.
Estrutura química do lactato na sua forma ácida.
O ciclo evita que o lactato se acumule na corrente sanguínea, o que poderia provocar acidose láctica. Embora o sangue se comporte como uma solução tampão, o seu pH poderia diminuir (tornar-se-ia mais ácido) com um excesso de lactato acumulado. O ciclo é muito importante para manter a glicemia constante durante o período de elevada atividade física.
Ocorrência
O ciclo de Cori ocorre em animais vertebrados de médio a grande porte, pois a capacidade de distribuição do oxigénio pela circulação sanguínea pode ser ultrapassada pela necessidade energética dos tecidos. Os sistemas circulatórios de pequenos vertebrados são suficientes para haver uma distribuição suficiente de oxigénio pelo corpo. Um exemplo desta situação é a possibilidade de muitas aves poderem migrar grandes distâncias sem ter falta de oxigénio ou precisar de descanso. Por outro lado, animais de maior porte necessitam de descanso após um intenso esforço físico. O esforço físico gasta rapidamente a glicose armazenada (sob a forma de glicogênio) no tecido muscular. Como explicado acima, o descanso é uma forma de o organismo consumir oxigénio extra, de forma a permitir a absorção e conversão do lactato no fígado, e a regeneração do glicogénio nos músculos.