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Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise. Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II. ESTADO ABSORTIVO/ALIMENTADO. Período: 2 a 4hs após a ingesta dos alimentos. Hormônio regulador: INSULINA

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glicog nio glicog nese e glicogen lise

Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise

Universidade Católica de Goiás

Departamento de Biologia

Bioquímica II

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ESTADO ABSORTIVO/ALIMENTADO

  • Período: 2 a 4hs após a ingesta dos alimentos.
  • Hormônio regulador: INSULINA
  • Neste período ocorrem aumentos transitórios das concentrações plasmáticas de glicose, aminoácidos e triglicerídios
  • - aumento dos níveis séricos de insulina
  • - queda dos níveis séricos de glucagon
  • Período anabólico (síntese de TG, glicogênio e proteínas)
  • Tecidos usam glicose - ATP
  • Alterações do metabolismo do fígado, tecido adiposo,
  • músculos e cérebro
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ESTADO JEJUM

  • Período: duração variável

- Jejum inicial: média até 14hs

- Jejum prolongado: Acima de 14hs

  • Hormônio regulador: GLUCAGON
  • Jejum  ingestão inadequada ou insuficiente de nutrientes ou situações Clínicas
  • Ausência de alimento = baixo nível de aa, glicose e TG no sangue:

- aumento dos níveis séricos de glucagon

- queda dos níveis séricos de insulina

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ESTADO JEJUM

  • Período catabólico (degrad. de TG, glicogênio e proteínas)
  • Tecidos usam preferencialmente AG

- (exceto cérebro-glicose)

  • Alterações no metabolismo do fígado, tecido adiposo,

músculos e cérebro

  • Necessidade de manter os níveis de glicose sangüínea
  • Somente 1/3 proteínas corporais podem ser empregadas para produzir energia sem comprometer funções vitais.
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PÂNCREAS

Ilhotas de

Langerhans

( ~15-25% das céls. das Ilhotas)

( ~70-80% das céls. das Ilhotas)

( ~5% das céls. das Ilhotas)

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ESTADO JEJUM

  • Período catabólico (degrad. de TG, glicogênio e proteínas)
  • Alterações no metabolismo do fígado, tecido adiposo, músculos e cérebro
  • Necessidade de manter os níveis de glicose sangüínea
  • Somente 1/3 proteínas corporais podem ser empregadas para produzir energia sem comprometer funções vitais.
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GLICOGÊNIO

  • ESTRUTURA:
  • Formam grânulos citoplasmáticos distintos que contêm a maioria das enzimas necessárias para a síntese e degradação do glicogênio
  • O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia ramificada
  • A ligação glicosídica principal é uma ligação α1→ 4
  • A cada oito a dez resíduos glicosil, existe uma ramificação contendo uma ligação α1 → 6
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GLICOGÊNIO

  • SÍNTESE:
  • Moléculas de glicose-6-fosfato (G6P)
  • A G6P é convertida a G1P pela fosfoglicomutase, na presença de UTP, que liga-se ao difosfato de uridina (UDP): UDP-glicose, fonte de todos os resíduos glicosil que são adicionados à molécula de glicogênio em formação
  • A UDP-glicose é então sintetizada a partir da G1P e UTP, pela UDP - glicose pirofosforilase
  • O pirofosfato (PPi) (2º produto da reação) é hidrolisado a 2 (Pi) pela pirofosfatase
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GLICOGÊNIO

Fosfoglicomutase

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UDP-glicose

pirofosforilase

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GLICOGÊNESE

  • SÍNTESE:
  • A glicogênio sintase é responsável por catalisar as ligações α1→ 4 no glicogênio
  • Na ausência de iniciador, a proteína glicogenina atua como um receptor de resíduos de glicose: o grupo hidroxila de uma cadeia lateral específica de Tyr serve como sítio, no qual a unidade inicial glicosil é ligada.
  • A reação é catalisada pela sintase iniciadora do glicogênio
  • O alongamento da cadeia envolve a transferência de glicose da UDP-glicose à extremidade não redutora da cadeia em crescimento, formando uma ligação glicosídica
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GLICOGÊNESE

LIGAÇÃO ALFA 1,4

LIGAÇÃO ALFA 1,6

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GLICOGÊNESE

  • SÍNTESE:
  • As ramificações da cadeia são sintetizadas pela enzima

amilo-(1,4→1,6)-transglicosidase (enzima ramificadora)

  • Transferir uma cadeia de cinco a oito resíduos glicosil da extremidade não-redutora da cadeia linear a outro resíduo da cadeia, ligando-o por uma ligação α1→6
  • Ambas as cadeias podem ser alongadas pela glicogênio sintase
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Fosfoglicomutase

GLICOGÊNIO

Glucose-1-phosphate

Glucose-6-phosphate

Glicogênio sintase

Uridine diphosphate glucose

Glycogen

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GLICOGENÓLISE

  • A rota degradativa não é uma reversão das reações sintéticas
  • O produto primário é a G1P, obtida pela hidrólise das ligações glicosídicas α1→ 4
  • Glicose livre é liberada a partir da ligações α1→ 6
  • A glicogênio fosforilase cliva as ligações α1→ 4 entre os resíduos glicosil nas extremidades não-redutoras das cadeias de glicogênio por simples fosforólise
  • A fosfotransferase degrada sequencialmente as cadeias de glicogênio em suas extremidades não-redutoras até que restem quatro unidades glicosil em cada cadeia, antes de um ponto de ramificação, resultando em uma dextrina
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Glicogênio

fosforilase

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GLICOGENÓLISE

  • As ramificações são removidas por duas reações enzimáticas de uma mesma enzima:

- A glicosil transferase remove os três resíduos glicosil externos ligados a uma ramificação e transfere-os à extremidade não-redutora de outra cadeia aumentando seu comprimento

- A seguir, o resíduo isolado de glicose restante unido por uma ligação α1→ 6 é removido hidroliticamente pela

α1→ 6 -glicosidase, liberando glicose livre

- Dessa forma, a cadeia está disponível para degradação pela glicogênio fosforilase até 4 unidades glicosil da próxima ramificação

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GLICOGENÓLISE

Desramificação do glicogênio

pela enzima desramificadora

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GLICOGENÓLISE/Remoção das ramificações

  • A glicogênio sintase e a glicogênio fosforilase respondem aos níveis de metabólitos e necessidades de energia da célula

- A síntese de glicogênio é estimulada quando os níveis de energia e disponibilidade de substrato estão elevados

- A degradação do glicogênio é aumentada quando os níveis de energia e suprimentos disponíveis de glicose estão baixos

- No estado pós-alimentar, a glicogênio sintase é alostericamente ativada pela G6P quando esta está presente em concentração elevada

- A glicogênio fosforilase é alostericamente inibida pela G6P, bem como pelo ATP, um sinal de alta energia na célula

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GLICOGENÓLISE/Regulação

  • A glicogênio sintase e a glicogênio fosforilase respondem aos níveis de metabólitos e necessidades de energia da célula

- A síntese de glicogênio é estimulada quando os níveis de energia e disponibilidade de substrato estão elevados

- A degradação do glicogênio é aumentada quando os níveis de energia e suprimentos disponíveis de glicose estão baixos

  • No estado pós-alimentar, a glicogênio sintase é alostericamente ativada pela G6P quando esta está presente em concentração elevada
  • A glicogênio fosforilase é alostericamente inibida pela G6P, bem como pelo ATP, um sinal de alta energia na célula
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GLICOGENÓLISE/GLICOGÊNESE

Almoço

Janta

café da manhã

[ ] glicogênio hepático

8hs. 12hs. 16hs. 20hs. 4hs. 8hs.

Glicose ingerida

Glicogenólise

hepática

Glicose utilizada

(g/h)

gliconeogênese

0 8 16 24 2 dias 20 dias

(TEMPO EM JEJUM)

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GLICONEOGÊNESE

  • Síntese de glicose a partir de diferentes substratos
  • Rota essencialmente de JEJUM
  • 90% Hepática, 10% renal
  • Produz Glicose para ser lançada a circulação
  • Mantém a glicemia em níveis mínimos normais
  • IMPORTANTE:

Qualquer substrato da via gliconeogênica deve ter no mínimo 3 Carbonos, logo o Acetil CoA (2C) NÃO é substrato para esta via.

  • Substratos utilizados:

- Lactato

- Aas gliconeogênicos

- Glicerol

- Propionato