Metabolismo de Carboidratos Carboidratos Alimentares Glicose - 6 fosfato 1 Glicogênio Glicólise (via Embdeneyerhof) Ácido Pirúvico C iclo de Krebs Cadeia respiratóri a Produç ão de CO 2 e H O e ENERGIA (ATP) Glicose  = Glicogenossíntese  = Glicogen ólise

Glicogênese É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio. Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é proeminente no fígado e músculos (os músculos apresentam cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o fígado em razão de sua grande massa). O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea (hipoglicemia). O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição.

Glicogênese A primeira reação do processo glicolítico é a formação de glicose-6-fosfato (G6P) a partir da fosforilação da glicose. A insulina induz a formação de glicose-1-fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase que isomerisa a G6P. A partir daí, há a incorporação da uridina-tri-fosfato (UTP) que proporciona a ligação entre o C1 de uma molécula com o C4 de outra ligação (catalisada pela enzima glicogênio sintase), formando uma maltose inicial que logo será acrescida de outras, formando um polímero a(1- 4). A ramificação da cadeia ocorre pela ação da enzima ramificadora (amido-1-4,1-6-transglucosidase) que transfere cadeias inteiras para um C6, formando ligações a(1- 6).

Uridine diphosphate glucose Glicogênese Fosfoglicomutase Glucose-1-phosphate Glucose-6-phosphate Glicogênio sintase Uridine diphosphate glucose Glycogen

Glicogênese O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose; A enzima Glicogênio sintase necessita de um “primer”, ou seja, um resíduo, por onde começar, o qual deve ser formado por pelo menos quatro moléculas de glicose; A proteína Glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. A ela se liga o pimeiro resíduo de glicose. A Glicogênio sintase se liga à cadeia de glicogenina (que permanece unida àquele primeiro resíduo de glicose), estendendo a cadeia. Quando o glicogênio estiver grande o bastante, a enzima Glicogênio sintase é deslocada.

Glicogênese Quantidade de glicose disponível para o ser humano, levando em considerações as reservas hepáticas e musculares de glicogênio   Peso Relativo Massa Total Glicogênio Hepático 4,0 % 72 g (1) Glicogênio Muscular 0,7 % 245 g (2) Glicose extracelular 0,1 % 10 g (3) TOTAL - 327 g

Controle Hormonal de Carboidratos Princípios básicos de regulação da glicemia (nível de glicose plasmática). Regulação hormonal coordenada, a curto e longo prazo, da neoglicogênese e glicólise hepática. Regulação hormonal da glicogenólise e glicogenogênese.

Controle Hormonal de Carboidratos Os hormônios glicorreguladores incluem: insulina, glucagon, epinefrina, cortisol e hormônio de crescimento.

Percurso da glicogenogênese e glicogenólise no fígado

Glicogenólise O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente para a obtenção de glicose para entrar nas rotas oxidativas visando a obtenção de energia. A glicogenólise possui controle endócrino. O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio e fosfoglicomutase. Os estímulos possuem como segundo mensageiro o AMP cíclico (AMPc), que é formado a partir do ATP sob ação da enzima adenilato-ciclase (inativa até que haja o estímulo hormonal).

Glicogenólise O AMPc ativa a enzima fosforilase-quinase-b em fosforilase-quinase-a, que por sua vez retira uma molécula de glicose do glicogênio, na forma de glicose-1-fosfato, liberando-a para a glicólise em uma reação que utiliza a mesma enzima que inicia a glicogênese (fosfoglicomutase). O aumento do metabolismo energético, faz com que cesse os estímulos hormonais, inibindo a glicogenólise. O AMPc é degradado pela enzima fosfodiesterase, sendo que hormônios, como a insulina, aumentam a atividade desta enzima, induzindo o bloqueio da glicogenólise.

Glicogenólise O AMPc intracelular ativa a proteína-quinase AMPc-dependente : A proteína-quinase AMPc-dependente inativa é constituída de dois pares de subunidades, cada par consiste de uma subunidade regulatória (R), que liga 2 mol de AMPc e uma subunidade catalítica (C), que contem o sítio ativo. A combinação com o AMPc determina a dissociação. complexo R2C2, liberando os monômeros C ativos. R2C2 + 4 AMPc ---> 2C + 2 (R-AMPc2) Enzima ......................Enzima inativa......................... ativa

Glicogenólise Glicogênio Fosforilase: Cliva uma ligação α (1,4) com fosfato inorgânico (Pi). Esta enzima só cliva resíduos de glicose que estejam a mais de 4 resíduos de distância de uma ramificação. Utiliza um piridoxal, um derivado de vitamina B como cofator. Ocorre quebra de uma ligação glicosídica com introdução de uma molécula de fosfato com intervenção de ATP Atua no glicogênio sobre os extremos não redutores das unidades de glicose α (1,4).

Glicogenólise Glicogênio Fosforilase: (glicose)n + Pi(glicose)n-1 + glicose1P Os produtos finais são unidades de glicose1P e frações de dextrinas-limite(4-glicoses)- não podem ser degradadas pela fosforilase.

Glicogenólise Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio: Transfere três resíduos de glicose de um ramo limite para outro ramo (com uma ligação α (1,6)) é eliminado por hidrólise, dando como resultado glicose livre e glicogênio desramificado. A hidrólise é catalisada pela mesma enzima desramificadora A glicogênio fosforilase é mais rápida do que a enzima desramificadora Ramos exteriores do glicogênio são degradados muito rapidamente no músculo em poucos segundos quando é necessária muita energia. A degradação do glicogênio após este ponto exige a enzima desramificadora e é portanto mais lenta, o que explica em parte o fato do músculo só poder exercer a sua máxima força durante poucos segundos.

Glicogenólise Fosfoglicomutase: cataliza a isomerização de glicose 1-P a glicose 6-P e vice-versa A Glicose 6-fosfato pode ser então utilizada na glicólise. Ao contrário do músculo, o fígado (e, em menor extensão o rim) possui glicose-6-fosfatase, uma enzima hidrolítica que catalisa a desfosforilação da glicose-6-fosfato, o que lhe permite fornecer glicose ao resto do organismo

Regulação do Metabolismo de Glicogênio O fígado possui uma hexocinase com pouca afinidade para a glicose e que não é inibida por glicose-6-P. portanto, a glicose só é fosforilada no fígado quando existe no sangue em concentrações muito elevadas (depois das refeições). A Glicogênio fosforilase é uma enzima alstérica que aparece em duas formas: uma ativa (alafa) e outra inativa (beta) A fosforilase quinase fosforila (ativa) a glicogênia fosforilase fosfatase (inativa) A enzima ativadora é regulada pela adrenalkina e glucagon. A insulina estimula a ação da enzima inativadora ao mesmo tempo que inibe a enzima ativadora.

Degradação de Glicogênio