[07 10 2020] Metabolismo do Glicogênio

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Carlos Eduardo Campos Mendes T5 MED 9 de Julho São Bernardo do Campo 
07.10.2020, quarta-feira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• É um homopolissacarídeo formado por várias subunidades de glicose, unidas por 
ligações glicosídicas do tipo α1-4 em sua cadeia principal e ligações α1-6 nas suas 
ramificações; 
 
• As células armazenam glicose na forma de glicogênio, por conta dos seguintes 
fatores: 
o A glicose é osmoticamente ativa; 
o A glicose gasta ATP para ser bombeada contra o gradiente de concentração do 
que o glicogênio gasta para ser sintetizado; 
o O glicogênio só pode ser reduzido em algumas de suas extremidades; 
 
o O glicogênio possui maior compactação; 
o O glicogênio é quebrado para se obter moléculas livres de glicose mais 
rapidamente do que os ácidos graxos são liberados da gordura. 
 
 
 
 
• A síntese de glicogênio ocorre em todas as células do corpo, de eritrócitos a 
neurônios; 
• As células que produzem glicogênio em quantidade mais abundante são os 
hepatócitos e células musculares. 
 
 
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METABOLISMO DO GLICOGÊNIO 
Metabologia 
 GLICOGÊNIO 
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO 
Locais de síntese 
Carlos Eduardo Campos Mendes T5 MED 9 de Julho São Bernardo do Campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Todas as células realizam tanto a glicogênese (síntese de glicogênio) quanto a 
glicogenólise (degradação do glicogênio); 
• A glicogênese é a adição da uma glicose-1-fosfato em uma cadeia de glicogênio; 
o Esse processo consome uma molécula de ATP, ou seja, para cada nova glicose 
que é adicionada a cadeia do glicogênio, 1 ATP precisa ser gasto. 
• A glicogenólise é a remoção de uma glicose-1-fosfato de uma cadeia de glicogênio, por 
fosforólise; 
o A fosforólise é um processo semelhante a glicólise, porém em vez de se utilizar 
uma molécula de H2O, utiliza-se um Pi; 
o Esse tipo de quebra utilizando o Pi é muito eficiente, pois o produto gerado já vem 
fosforilado, não sendo necessário ação consumo de ATP para fazê-lo. 
Glicogênese E GLICOGENÓLISE 
Glicose 
Glicose-6-P 
Glicogênio (n) 
UDP 
UTP 
P-P 
ATP 
ADP Glicose-1-P 
Glicogênio (n + 1) 
UDP-Glicose 
Glicogênio (n) 
Pi 
Pi ATP 
ADP 
(2) Piruvato 
Fosfoglicomutase 
UDP-Glicose 
Pirofosfatase 
Glicogênio Sintase 
Glicogênio Fosforilase 
Glicogênese 
Glicogenólise 
Controle hormonal do glucagon sobre o metabolismo do glicogênio 
Glicose-6-P 
Glicogênio (n) 
UDP 
UTP 
P-P 
ATP 
ADP Glicose-1-P 
Glicogênio (n + 1) 
UDP-Glicose 
Glicogênio (n) 
Pi 
Fosfoglicomutase 
UDP-Glicose 
Pirofosfatase 
Glicogênio Sintase 
Glicogênio 
Fosforilase 
 
PKA 
Fosforilase 
Quinase 
AMP 
ATP 
Glicose 
Receptor de glucagon Receptor de adrenalina 
Carlos Eduardo Campos Mendes T5 MED 9 de Julho São Bernardo do Campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• O glucagon, que é liberado pelo pâncreas durante normo ou hipoglicemia, e a 
adrenalina, liberada pelas glândulas suprarrenais ou adrenérgicas, funcionam como 
efetores alostéricos positivos para a PKA (Proteína Quinase dependente do AMPc), 
proteína que fosforila diversas proteínas citosólicas; 
o Uma das proteínas fosforiladas pela PKA é a Fosforilase Quinase, enzima que age 
como efetor alostérico positivo para a Glicogênio Fosforilase (enzima da 
glicogenólise); 
▪ Ou seja, a fosforilação da fosforilase promove a fosforólise do glicogênio. 
▪ Além disso, a atividade da glicogênio fosforilase é controlada pelas seguintes 
moléculas: 
➢ AMP → Funciona como efetor alostérico positivo para a enzima; 
➢ ATP → Funciona como efetor alostérico negativo para a enzima; 
➢ Glicose → Também funciona como efetor alostérico negativo para a 
enzima. 
 Ou seja, em condições de baixa energia a glicogenólise é 
aumentada, e em altas concentrações citosólicas de glicose e ATP, 
a glicogenólise é inibida. 
o A PKA também fosforila a Glicogênio sintase, tornando-a inativa. 
▪ Nessa enzima, tanto a glicose quanto a glicose-6-P possuem função de 
efetores alostéricos positivos. 
➢ Ou seja, em altas concentrações citosólicas de glicose e glicose-6-P, a 
glicogênese é aumentada. 
• Portanto, o glucagon e adrenalina promovem a glicogenólise e inibe a glicogênese. 
 
Controle hormonal da insulina sobre o metabolismo do glicogênio 
Fosforilase 
Quinase 
PP1 PKB 
GSK3 
Receptor de insulina 
Glicose-6-P 
Glicogênio (n) 
UDP 
UTP 
P-P 
ATP 
ADP Glicose-1-P 
Glicogênio (n + 1) 
UDP-Glicose 
Glicogênio (n) 
Pi 
Fosfoglicomutase 
UDP-Glicose 
Pirofosfatase 
Glicogênio Sintase 
Glicogênio 
Fosforilase 
AMP 
ATP 
Glicose 
Carlos Eduardo Campos Mendes T5 MED 9 de Julho São Bernardo do Campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• A insulina é o hormônio liberado pelas células do pâncreas em situações de 
hiperglicemia; 
• A ligação da insulina no seu receptor ativa a PP1 (fosfoproteína fosforilase-1); 
o A PP1 faz com que: 
▪ A Glicogênio Fosforilase seja inativada; 
▪ A Fosforilase Quinase (que ativa a Glicogênio Fosforilase) também seja 
inativada; 
▪ A Glicogênio Sintase seja ativada. 
o A insulina também ativa a PKB, que inativa a GSK3. Essa última, por sua vez, inativa 
a Glicogênio Sintase; 
▪ Portanto, quando a GSK é inativada pela PKB ela não consegue inibir a 
glicogênio sintase. 
• Portanto, a insulina promove a glicogênese e inibe a glicogenólise. 
 
 
 
 
 
• Síntese do Glicogênio: 
o O glicogênio é construído, incialmente pela Glicogenina; 
▪ Essa proteoenzima é encontrada em pares em cada grânulo de glicogênio; 
▪ Ela consegue alongar a cadeia de glicogênio em até 7 resíduos de glicose. 
 
 
 
 
o Após a Glicogenina criar a cadeia inicial de glicogênio, a Glicogênio Sintase adiciona 
um resíduo de glicose (a partir de uma UDP-glicose) por vez; 
▪ A glicogênio sintase só é capaz de fazer ligações glicosídicas do tipo α1-4, ou 
seja, ela não consegue criar ramificações. 
 
 
 
o As ramificações da cadeia de glicogênio são feitas pela Enzima Ramificadora; 
▪ Essa enzima transfere 6 ou 7 resíduos de glicose da extremidade redutora 
para um resíduo de glicose 6 unidades internas, através de uma ligação 
glicosídica do tipo α1-6. 
 
 
 
• Degradação do Glicogênio: 
o A enzima Glicogênio Fosforilase promove a fosforólise do glicogênio; 
▪ Ela remove um resíduo de glicose por vez, parando no quarto resíduo antes 
de uma ramificação, ou seja, essa enzima não consegue remover 
ramificações. 
 
 
 
o A Enzima Desramificadora remove as ramificações em 2 passos: 
1. A Enzima Desramificadora primeiro transfere um bloco de 3 resíduos de 
glicose de uma extremidade não redutora de uma ramificação para outra 
extremidade redutora de uma cadeia próxima; 
 
Síntese e degradação do glicogênio 
UDP OH 
UDP 
Glicogenina 
Enzima Ramificadora 
Glicogênio Fosforilase 
Carlos Eduardo Campos Mendes T5 MED 9 de Julho São Bernardo do Campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Por fim, a Enzima Desramificadora promove a hidrólise da ligação α1-6 do único 
resíduo de glicose ainda ligado à cadeia. 
 
 
CLÍNICA 
Erros Inatos do Metabolismo do Glicogênio 
 
• Doença de Von Gierke → É causada pela deficiência da enzima Glicose-6-Fosfatase(que converte Glicose-6-P de volta em glicose); 
o Como nessa doença a glicose sendo gerada pela glicogenólise nunca deixa o fígado, 
por estar fosforilada, o paciente apresenta hepatomegalia; 
o A manutenção dos níveis séricos de glicose normais fica dependente apenas da 
gliconeogênese, e o paciente pode apresentar convulsões, irritabilidade, palidez e 
cianose, fraqueza e tremores, falta de ar e desmaios. 
• Doença de Pompe → Deficiência de α1,6-glicosidase (Enzima Desramificadora): 
o Pela deficiência dessa enzima as ramificações de glicogênio começam a crescer, 
fazendo com que os lisossomos preenchidos com glicogênio se expandam; 
o Essa expansão é prejudicial para as células, sendo as células de músculo estriado 
cardíaco e esquelético as mais afetadas; 
o Os pacientes apresentam cardiomegalia, cardiomiopatia, hipotonia e macroglossia. 
 
• O glicogênio é um heteropolissacarídeos utilizado para armazenamento de glicose; 
• Ele é utilizado como armazenamento por não possuir osmolaridade, por possuir apenas 
algumas extremidades redutoras, por ser mais fácil obter glicose dele do que ácidos 
graxos de gorduras e por ser menos caro energeticamente transportar glicogênio por 
vesícula do que glicose através de um gradiente de concentração; 
• A glicose é anabolizada em glicogênio através da glicogênese, pela enzima Glicogênio 
Sintase; 
• O glicogênio é catabolizado em glicose através da glicogenólise, pela enzima Glicogênio 
Fosforilase; 
o Essa enzima realiza uma fosforólise para retirar uma molécula de Glicose-1-P de 
uma cadeia de glicogênio. 
• Todas as células fazem a glicogênese e glicogenólise; 
• A glicogênese e glicogenólise são controladas por hormônios: 
o O glucagon, liberado durante a normoglicemia, e adrenalina, liberada durante 
situações de estressa pelas glândulas suprarrenais, promovem a glicogenólise e 
inibem a glicogênese. 
o A insulina, liberada pelo pâncreas durante a hiperglicemia, promove a glicogênese 
e inibe a glicogenólise. 
• A síntese do glicogênio acontece pela Glicogenina, que cria a cadeia inicial com 7 
glicoses, pela Glicogênio Sintase, que adiciona resíduos de glicose a partir da UDP-
Glicose e pela Enzima Ramificadora, que insere ramificações (lig. glicosídica α1,6); 
• A degradação do glicogênio é feita pelas enzimas Glicogênio Fosforilase, que por 
fosforólise remove resíduos de glicose ,através de fosforólise, em glicose-1-fosfato e 
pela enzima desramificadora, que quebra as ligações α1,6 e remove ramificações. 
Resumo 
Enzima Desramificadora 
Enzima Desramificadora