Metabolismo do Glicogênio

Claude Bernard (1813-1878)

Claude Bernard e a Descoberta do GlicogênioParis - 1857

- Buscava entender o “caminho” percorrido pelo açúcar desde a sua ingestão até a chegada aos órgãos e principalmente seu processamento (quebra) pelo fígado.

- Seus experimentos foram realizados com fígado de cachorros alimentados ou não com carboidratos

“ O açúcar é fabricado no fígado que deve, portanto, ser considerado um órgão que produz ou secreta açúcar”

Claude Bernard – 1853

Descoberta do glicogênio: • extratos de fígado de cachorros preparados dois dias após a morte do animal continham

mais açucar que os extratos frescos;• quando os extratos frescos eram fervidos não era formado mais açucar;• O Fígado possui atividade glicogênica.

Forma rapidamente mobilizável de armazenamento de glicose; Glicogênio - polímero de glicose composto por resíduos de glicose unidos por ligações glicosídicas α-1,4. Em grandes grânulos citosólicos, o glicogênio é armazenado juntamente com as enzimas que o sintetizam e o degradam. Principais reservas de Glicogênio em mamíferos é no fígado e no músculo esquelético

Metabolismo do Glicogênio

Grânulos de Glicogênio em um hepatócito

Pode ter mais de 100.000 resíduos de glicose

10% do peso seco da célula hepáticaReservatório de glicose para manter a normoglicemiaAs concentrações de glicogênio variam muito em resposta do ciclo jejum – alimentadoO glicogênio hepático é depletado com 12 horas de jejum

FÍGADO

1 a 2% do peso seco da célula muscular O conteúdo total de glicogênio muscular no organismo pode ser o dobro do hepático Substrato energético para o próprio tecido. Não tem a função de manter a normoglicemiaAs concentrações de glicogênio muscular não variam muito em resposta ao ciclo jejum – alimentado

MÚSCULO ESQUELÉTICO

Metabolismo do Glicogênio

Por que utilizar 2 moléculas de ATP para sintetizar as unidades do glicogênio ? Não poderíamos estocar a glicose como glicose ?

Variação do glicogênio hepático

Degradação do glicogênio

Remoção de um resíduo terminal de glicose do Glicogênio liberando glicose 1-fosfato

Remodelamento do Glicogênio - ação da enzima desramificadora

Fosforilação da glicose

Isomerização da glicose 1-fosfato a glicose 6-fosfato

Glicose 1-fosfato Glicose 6-fosfatoFosfoglicomutase

No músculo:

Destinos da Glicose 6-fosfato

Liberação da Glicose do hepatócito para a corrente sanguinea

Síntese de glicogênio

• Catabolismo – reações que convertem energia para formas assimiláveis,• Anabolismo – reações que utilizam energia para síntese de compostos complexos.

Síntese de Glicogênio: Glicogênion + UDP-glicose Glicogênion+1 + UDP

Degradação de Glicogênio: Glicogênion+1 + Pi Glicose 1-fosfato + Glicogênion

Formação de UDP-Glicose

UDP-glicose pirofosforilase

Nucleotídeo de açúcar

Hidrólise irreversível do pirofosfato

Transferência da unidade glicosil do UDP-glicose para a extremidade não redutora de um ramo da molécula de glicogênio

Ramificação da molécula de glicogênio

Síntese de uma NOVA molécula de glicogênio

Regulação da fosforilase do glicogênio no músculo esquelético e no fígado

Ativação subunidade alfa da Prot G

alfa + GTP ativa Adenilato ciclase

Glucagon Receptor 7TM

Cascata de regulação para a degradação de glicogênio

Regulação da fosforilase do glicogênio no músculo esquelético – mecanismos de controle alostérico

Calmudolina

Contração muscularMúsculo em repouso

ATP

Regulação da atividade da fosforilase do glicogênio no hepatócito – sítio alostérico para glicose

Ação Hormonal – Epinefrina e

Glucagon

Regulação por fosforilação e defosforilação da glicogênio sintase

Glicogenio sintase cinase

Fosfoproteína fosfatase

Regulação da Glicogênio sintase

Glicose no sangue regula o metabolismo de glicogênio hepático.

Infusão de glicose no sangue leva à inativação da fosforilase, seguido pela ativação da glicogênio sintase, no fígado.

Regulação do Metabolismo de Glicogênio no hepatócito, em função da glicemia sanguinea

Diferenças do metabolismo de carboidratos no hepatócito e miócito

Regulação do metabolismo de carboidratos no hepatócito

Doenças de Armazenamento do Glicogênio