P3 Metabolismo do glicogênio Flashcards
No que consiste o glicogênio?
O glicogênio é um polissacarídeo de armazenamento composto por muitas moléculas de glicose. Ele é altamente ramificado, com ligações α-1,4 e α-1,6, e é armazenado principalmente no fígado e nos músculos dos animais. Sua principal função é servir como reserva de energia:
Qual é a reação catalisada pela enzima glicogênio-
fosforilase?
A glicogênio-fosforilase catalisa a quebra do glicogênio para liberar glicose-1-fosfato. A reação pode ser representada como:
Glicogenio+Pi→Glicose-1-fosfato+Glicogenioencurtado
Mencione os destinos da glicose-1-fosfato no
músculo e no fígado.
No músculo: A glicose-1-fosfato é convertida em glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase. Esta glicose-6-fosfato entra na via glicolítica para produzir energia (ATP) necessária para a contração muscular.
No fígado: A glicose-1-fosfato também é convertida em glicose-6-fosfato, mas, no fígado, essa glicose-6-fosfato pode ser convertida em glicose livre pela enzima glicose-6-fosfatase e liberada na corrente sanguínea para manter os níveis de glicose no sangue.
O sítio catalítico da glicose-6-fosfatase está voltado
para o lúmen do retículo endoplasmático do
hepatócito. Qual é a importância disso?
O sítio catalítico da glicose-6-fosfatase voltado para o lúmen do retículo endoplasmático permite a compartimentalização da reação de formação de glicose livre, protegendo a célula de acumulações indesejadas de glicose e regulando sua liberação no sangue. Isso é crucial para a manutenção da homeostase da glicose.
No que consiste o ciclo de Cori?
O ciclo de Cori descreve o processo pelo qual o lactato produzido pelos músculos durante a glicólise anaeróbica é transportado para o fígado, onde é convertido de volta em glicose via gliconeogênese. Essa glicose pode então ser transportada de volta para os músculos para ser usada como fonte de energia.
Como se inicia a síntese de uma nova molécula de
glicogênio?
A síntese de uma nova molécula de glicogênio começa com a glicogenina, uma proteína que atua como um iniciador (primer). A glicogenina autocatalisa a adição das primeiras moléculas de glicose (usando UDP-glicose) até que a cadeia tenha cerca de 8 a 12 unidades de glicose, ponto no qual a glicogênio-sintase assume a elongação da cadeia.
Qual reação é catalisada pela enzima glicogênio-
sintase?
A glicogênio-sintase catalisa a adição de glicose-1-fosfato ao glicogênio crescente, usando UDP-glicose como doador de glicose. A reação pode ser representada como: UDP-glicose+Glicogenio→UDP+Glicogenioalongado
Descreva o papel do glucagon e da adrenalina na
regulação da glicogenólise.
Glucagon: Secretado pelo pâncreas em resposta a baixos níveis de glicose no sangue, o glucagon ativa a glicogênio-fosforilase no fígado, promovendo a quebra do glicogênio e a liberação de glicose na corrente sanguínea.
Adrenalina: Liberada em resposta ao estresse e ao exercício, a adrenalina ativa a glicogênio-fosforilase tanto no fígado quanto nos músculos, promovendo a liberação de glicose e fornecendo energia rápida.
Descreva a regulação exercida pela insulina no
processo de glicogênese.
A insulina, liberada pelo pâncreas em resposta a altos níveis de glicose no sangue, estimula a síntese de glicogênio (glicogênese) ativando a glicogênio-sintase e inibindo a glicogênio-fosforilase. A insulina promove a captação de glicose pelas células, sua conversão em glicose-6-fosfato e, finalmente, a formação de glicogênio, contribuindo para a redução dos níveis de glicose no sangue.
Porque apenas o fígado, e não músculo e tecido adiposo,
tem a função de fornecer glicose para o sangue durante
o jejum?
A capacidade exclusiva do fígado de liberar glicose no sangue durante o jejum é devido à presença da enzima glicose-6-fosfatase, que permite a conversão de glicose-6-fosfato em glicose livre. Esta característica não é encontrada nos músculos e no tecido adiposo, que utilizam a glicose-6-fosfato internamente para suas necessidades energéticas e biossintéticas.
Função do Fígado na Regulação da Glicemia
Reserva central de glicose: O fígado atua como uma reserva central de glicose e regula a glicemia (nível de glicose no sangue). Durante o jejum, o fígado mobiliza suas reservas de glicogênio através da glicogenólise e também realiza gliconeogênese, produzindo glicose a partir de precursores não-carboidratos, como aminoácidos e lactato.
Resposta a hormônios: O fígado responde a hormônios como o glucagon e a adrenalina, que sinalizam a necessidade de aumentar os níveis de glicose no sangue durante o jejum ou em situações de estresse.
Qual é a importância da formação das ramificações na molécula de glicogênio?
A formação das ramificações na molécula de glicogênio tem várias funções importantes que aumentam a eficiência do armazenamento e da mobilização de glicose. Aqui estão os principais benefícios dessas ramificações:
Aumento da Solubilidade
Solubilidade: As ramificações aumentam a solubilidade do glicogênio. Sem as ramificações, as moléculas de glicogênio se tornariam menos solúveis em água, o que dificultaria seu armazenamento e mobilização.
Acesso Rápido e Eficiente à Glicose
Múltiplos pontos de ataque: As ramificações criam múltiplos pontos de acesso para as enzimas que degradam o glicogênio (glicogênio-fosforilase) e para as que o sintetizam (glicogênio-sintase). Isso permite uma rápida liberação de glicose-1-fosfato durante a glicogenólise e uma eficiente adição de glicose durante a glicogênese.
Rápida mobilização: Devido à sua estrutura altamente ramificada, o glicogênio pode ser degradado mais rapidamente, permitindo uma resposta rápida às necessidades energéticas do organismo, especialmente em tecidos como os músculos durante o exercício.
Compactação e Armazenamento
Densidade de armazenamento: As ramificações permitem que uma grande quantidade de glicose seja armazenada de forma compacta. Isso é crucial porque o armazenamento eficiente de glicose minimiza a osmolaridade e evita problemas de pressão osmótica que poderiam ocorrer se a glicose estivesse armazenada como moléculas individuais.
Eficiência Metabólica
Equilíbrio entre síntese e degradação: A estrutura ramificada do glicogênio permite um equilíbrio entre as taxas de síntese (glicogênese) e degradação (glicogenólise), otimizando o metabolismo energético de acordo com as necessidades do organismo.
Resistência à degradação completa: A presença de muitas ramificações faz com que a degradação do glicogênio não leve a uma rápida exaustão das reservas. Cada ramo é degradado parcialmente, garantindo um fornecimento contínuo de glicose.
Benefícios Fisiológicos
Estabilidade durante o jejum e o exercício: Durante períodos de jejum ou exercícios intensos, o glicogênio ramificado garante um fornecimento estável e prolongado de glicose, ajudando a manter a homeostase da glicose no sangue e a fornecer energia contínua para os músculos.
Resumo
As ramificações na molécula de glicogênio aumentam sua solubilidade, permitem o acesso rápido e eficiente à glicose, facilitam o armazenamento compacto de grandes quantidades de glicose e promovem uma eficiência metabólica que é essencial para a resposta rápida às necessidades energéticas do organismo.
Adrenalina
Hormônio liberado em resposta ao estresse, ativando a quebra de glicogênio para energia.
Ciclo de Cori
Processo de lactato produzido pelos músculos convertido em glicose no fígado.
Glicogênese
Processo de síntese de glicogênio a partir de glicose para armazenamento no fígado/músculos.
