metabolismo do glicogenio

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Metabolismo do Glicogênio 
O metabolismo do glicogênio envolve a síntese e a degradação desse polímero de glicose, que 
serve como reserva de energia nos animais. O glicogênio é armazenado principalmente no fígado 
e nos músculos esqueléticos, mas tem funções diferentes em cada um desses tecidos. 
Função do Glicogênio no Fígado
• Regulação da Glicose Sanguínea: O glicogênio hepático (do fígado) é uma fonte de 
glicose para manter os níveis de glicose no sangue durante o jejum ou em períodos de 
atividade física. Quando os níveis de glicose no sangue caem, o fígado degrada o 
glicogênio e libera glicose na corrente sanguínea. Essa glicose é captada por outros 
tecidos, principalmente pelo cérebro, que depende fortemente da glicose como fonte de 
energia.
• Gliconeogênese: Além da degradação do glicogênio, o fígado também pode produzir 
glicose a partir de precursores não carboidratos, como aminoácidos e lactato, por meio de 
um processo chamado gliconeogênese. Isso é especialmente importante após longos 
períodos de jejum, quando o glicogênio hepático está esgotado.
Função do Glicogênio no Músculo Esquelético
• Produção de Energia Rápida: O glicogênio muscular é usado principalmente para 
fornecer energia rapidamente durante a atividade física intensa. Ele é degradado para 
gerar glicose-1-fosfato, que é convertida em glicose-6-fosfato e então metabolizada pela 
via glicolítica para formar ATP, a principal moeda de energia das células. Esse processo 
pode ocorrer na ausência de oxigênio (glicólise anaeróbica), o que é útil durante exercícios 
de alta intensidade.
• Limitações na Liberação de Glicose Livre: Diferentemente do fígado, o músculo 
esquelético não possui a enzima glicose-6-fosfatase, então não pode liberar glicose livre 
na circulação. Em vez disso, a glicose é utilizada internamente no músculo para a produção
de energia.
Interação entre Fígado e Músculo
• Ciclo de Cori e Ciclo Alanina: Quando o glicogênio muscular é metabolizado pela glicólise, 
ele produz piruvato e lactato. Em condições de demanda energética elevada, o piruvato 
pode ser transaminado para formar alanina, que é transportada para o fígado. No fígado, a
alanina pode ser convertida de volta em piruvato e então utilizada na gliconeogênese para 
formar glicose. Esse processo, conhecido como ciclo da alanina, ajuda a fornecer glicose 
de volta ao músculo, mesmo que indiretamente.
Variações na Concentração de Glicogênio
• Após uma refeição, a concentração de glicogênio no fígado é elevada (cerca de 450 
mmol/L equivalentes de glicose). Durante o jejum, essa concentração cai 
significativamente, sendo quase completamente esgotada após 12 a 18 horas. Isso destaca
o papel do fígado na manutenção da glicemia, especialmente durante períodos sem 
ingestão de alimentos.
A glicogênese é o processo de síntese do glicogênio, que ocorre principalmente nos músculos e 
no fígado. Durante esse processo, a glicose é convertida em glicogênio para armazenamento. 
Para entender melhor a biossíntese do glicogênio, vamos detalhar as etapas e os pontos 
mencionados.
Formação de UDP-Glicose
• UDP-Glicose (UDPGlc) é uma forma ativada da glicose necessária para a síntese de 
glicogênio. A UDP-glucose é formada pela reação entre a glicose-1-fosfato e o uridina 
trifosfato (UTP), gerando UDP-glicose e pirofosfato (PPi) como produtos.
• Reação Catalisada pela UDP-Glucose Pirofosforilase:
• A enzima UDP-glucose pirofosforilase catalisa a reação de conversão de glicose-1-
fosfato e UTP em UDP-glucose e pirofosfato. Embora essa reação seja essencial 
para a glicogênese, ela não é considerada uma etapa de regulação crítica no 
processo, por causa de sua natureza reversível.
• Papel da Pirofosfatase na Direção da Reação:
• Após a formação de UDP-glucose e pirofosfato, a enzima pirofosfatase hidrolisa o 
pirofosfato (PPi) em duas moléculas de fosfato inorgânico (2Pi). Essa hidrólise é 
uma reação altamente exergônica (libera energia) e, ao remover um dos produtos 
(o pirofosfato) da reação inicial, ela desloca o equilíbrio para a formação de UDP-
glucose. Dessa forma, a hidrólise do PPi torna a formação de UDP-glucose 
irreversível em condições fisiológicas, facilitando a síntese do glicogênio.
Km Baixo da UDP-Glicose Pirofosforilase
• A enzima UDP-glucose pirofosforilase apresenta uma Km baixa para a glicose-1-fosfato, 
o que significa que ela tem uma alta afinidade por esse substrato. Isso garante que a 
enzima funcione eficientemente mesmo em concentrações relativamente baixas de 
glicose-1-fosfato.
• A enzima também está presente em quantidades relativamente grandes, de modo que a 
atividade dela não limita o processo de glicogênese. Por isso, a etapa catalisada pela UDP-
glucose pirofosforilase não é considerada um ponto regulatório importante na síntese do 
glicogênio.
Resumo do Processo
1. Glicose-1-fosfato + UTP UDP-glicose + PPi→ (catalisada pela UDP-glucose 
pirofosforilase).
2. Hidrólise de PPi 2Pi→ (catalisada pela pirofosfatase), tornando a reação efetivamente 
irreversível.
Em conclusão, a biossíntese de glicogênio envolve a formação de UDP-glucose, que é facilitada 
pela hidrólise do pirofosfato, direcionando a reação na formação de glicogênio. A UDP-glucose 
pirofosforilase, apesar de essencial, não regula o processo de forma decisiva por estar presente 
em abundância e por possuir alta afinidade pelo seu substrato.
A glicogênese e a glicogenólise são processos distintos envolvidos no metabolismo do glicogênio. 
Vamos detalhar cada um desses processos, suas etapas e a função das enzimas envolvidas.
Glicogênese (Síntese de Glicogênio)
A glicogênese é o processo pelo qual a glicose é convertida em glicogênio para armazenamento, 
ocorrendo principalmente nos músculos e no fígado. As etapas iniciais envolvem a participação de 
uma proteína chamada glicogenina:
1. Iniciação com a Glicogenina:
• A glicogenina é uma proteína de 37 kDa que serve como um iniciador ou "primer" 
para a síntese do glicogênio. Ela catalisa a adição inicial de resíduos de glicose à 
própria proteína. Especificamente, a primeira glicose da UDP-glicose (UDPGlc) é 
transferida para um resíduo de tirosina na glicogenina.
• A glicogenina então adiciona até sete resíduos de glicose à cadeia em crescimento, 
formando uma cadeia curta com ligações glicosídicas 1→4. Essa cadeia inicial serve 
como substrato para a enzima glicogênio sintase.
2. Elongação pela Glicogênio Sintase:
• A enzima glicogênio sintase catalisa a adição de mais resíduos de glicose, 
transferindo a glicose do UDPGlc para a extremidade não redutora do glicogênio. 
Isso forma ligações glicosídicas do tipo 1→4, alongando a cadeia de glicogênio.
• A cada adição de glicose, o UDP (difosfato de uridina) é liberado.
3. Ramificação:
• Para aumentar a solubilidade do glicogênio e a disponibilidade de pontos de 
degradação, a enzima ramificadora cria ramificações. Quando a cadeia em 
crescimento atinge pelo menos 11 resíduos de glicose, a enzima transfere uma parte 
da cadeia (com pelo menos seis resíduos) para uma posição diferente na mesma ou 
em outra cadeia de glicogênio, formando uma ligação 1→6.
• Isso cria um novo ponto de ramificação, permitindo a continuação do crescimento da 
cadeia principal e dos ramos por adição subsequente de resíduos glicosídicos 1→4.
4. Glicogenina no Núcleo do Grânulo:
• A glicogenina permanece no núcleo do grânulo de glicogênio recém-formado, 
funcionando como um ponto central ao redor do qual o glicogênio é sintetizado.
Glicogenólise (Degradação do Glicogênio)
A glicogenólise é a via de degradação do glicogênio para a liberação de glicose ou glicose-1-
fosfato. Ela é distinta da glicogênese e envolve diferentes enzimas e mecanismos:
1. Clivagem Fosforolítica pela Glicogênio Fosforilase:
• A enzima glicogênio fosforilase catalisa a clivagem das ligações glicosídicas 1→4 
do glicogênio, liberando glicose-1-fosfato. Essa reação é chamada de fosforólise 
(diferente de hidrólise), pois utiliza fosfato inorgânico em vez de água para romperas
ligações.
• A glicogênio fosforilase é considerada a enzima limitadora da velocidade na 
glicogenólise, pois é a principal enzima que controla a degradação do glicogênio.
2. Isoenzimas Específicas em Diferentes Tecidos:
• Existem diferentes formas da glicogênio fosforilase no fígado, nos músculos e no 
cérebro, cada uma codificada por genes específicos, adaptando-se às necessidades 
energéticas e de regulação de cada tecido.
3. Coenzima Piridoxal-Fosfato:
• A glicogênio fosforilase requer piridoxal-fosfato (uma forma ativa da vitamina B6) 
como coenzima para a reação de fosforólise. Nesta enzima, o grupo fosfato do 
piridoxal-fosfato é a parte cataliticamente ativa, desempenhando um papel crucial na 
quebra das ligações glicosídicas.
Diferenciação entre Glicogênese e Glicogenólise
• Embora a glicogênese e a glicogenólise envolvam o mesmo substrato (glicogênio), são vias 
bioquímicas distintas, com enzimas e mecanismos próprios, garantindo um controle eficiente
sobre a síntese e a degradação do glicogênio conforme as necessidades energéticas do corpo.
	Função do Glicogênio no Fígado
	Função do Glicogênio no Músculo Esquelético
	Interação entre Fígado e Músculo
	Variações na Concentração de Glicogênio
	Formação de UDP-Glicose
	Km Baixo da UDP-Glicose Pirofosforilase
	Resumo do Processo
	Glicogênese (Síntese de Glicogênio)
	Glicogenólise (Degradação do Glicogênio)
	Diferenciação entre Glicogênese e Glicogenólise