Como é regulada a degradação do glicogênio do músculo esquelético?

Quando os níveis de glicose sanguínea diminuem, ocorre um aumento na secreção do hormônio glucagon, que tem a função principal de sinalizar a liberação de glicose para a circulação, proveniente da degradação do glicogênio hepático. O glucagon liga-se ao seu receptor de membrana nos hepatócitos e acarreta na ativação de uma enzima denominada PKA (Proteína Quinase A).Essa enzima, por sua vez, inativará por fosforilação a enzima glicogênio sintetase, bloqueando a síntese de glicogênio. A PKA também inativa a PFK-1 (fosfofruto quinase) reduzindo desta forma a glicólise. Nessa condição, o fígado produz glicose 6-fosfato pela quebra do glicogênio e por gliconeogênese, e cessa o emprego da glicose tanto para alimentar a via glicolítica como para a síntese do glicogênio, maximizando desta forma a quantidade de glicose que ele pode lançar na corrente sanguínea.A quebra do glicogênio requer uma reação de desramificação para fosforolisar as ligações glicosídicas dos resíduos de glicose, nos pontos ramificados da estrutura de glicogênio. A primeira reação é catalisada pela enzima glicogênio-fosforilase, a qual cliva as ligações (alfa 1-4) do glicogênio. Neste instante, moléculas de glicose 1-fosfato são liberadas. A enzima fosfoglicomutase pode converter a glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato (reação reversível). Assim, a glicose 6-fosfato pode ser disposta para a glicólise no músculo.

Na degradação do glicogênio se dá a retirada repetida de unidades de glicose a partir das extremidades não redutoras (uma das extremidades da cadeia principal e o final das ramificações) pela enzima glicogênio fosforilase. Ao quebrar as ligações glicosídicas (do tipo alfa 1-4) a enzima adiciona um fosfato à molécula. O faz, no entanto, na posição C1, após o que age a enzima fosfo-glicomutase para a conversão de glicose-1-P em glicose-6-P. Portanto, quando a glicose que entra na via glicolítica deriva do glicogênio, as reações já iniciam a partir de Glicose-6-P.

Este tipo de quebra, que ocorre na mobilização intracelular dos polímeros de carboidratos, dita fosforólise, é portanto diferente da hidrólise que ocorre na degradação intestinal.

Esta fosforilase, entretanto, não possui atividade em ligações do tipo a1-6, ou seja, ligações que unem as ramificações à cadeia principal. Além disso, também não tem acesso às ligações a1-4 entre glicoses muito perto destas ramificações (em número de 4). Para agir nestas ligações faz-se necessária uma segunda enzima, a enzima desramificadora. Esta no entanto não age diretamente sobre as quatro glicoses restantes na ramificação: apenas a glicose envolvida na ligação a1-6 é mantida na ramificação e o restante é transferida à cadeia principal. Feito isso, esta enzima irá quebrar também a ligação a1-6 e liberar finalmente aquela glicose restante.