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Metabolismo do Glicogênio
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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.
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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
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Pode ter mais de 100.000 resíduos de glicose
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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 ?
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Variação do glicogênio hepático
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Degradação do glicogênio
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Remoção de um resíduo terminal de glicose do Glicogênio liberando glicose 1-fosfato
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Remodelamento do Glicogênio - ação da enzima desramificadora
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Fosforilação da glicose
Isomerização da glicose 1-fosfato a glicose 6-fosfato
Glicose 1-fosfato Glicose 6-fosfatoFosfoglicomutase
No músculo:
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Destinos da Glicose 6-fosfato
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Liberação da Glicose do hepatócito para a corrente sanguinea
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Síntese de glicogênio
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• Catabolismo – reações que convertem energia para formas assimiláveis,• Anabolismo – reações que utilizam energia para síntese de compostos complexos.
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Síntese de Glicogênio: Glicogênion + UDP-glicose Glicogênion+1 + UDP
Degradação de Glicogênio: Glicogênion+1 + Pi Glicose 1-fosfato + Glicogênion
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Formação de UDP-Glicose
UDP-glicose pirofosforilase
Nucleotídeo de açúcar
Hidrólise irreversível do pirofosfato
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Transferência da unidade glicosil do UDP-glicose para a extremidade não redutora de um ramo da molécula de glicogênio
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Ramificação da molécula de glicogênio
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Síntese de uma NOVA molécula de glicogênio
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Regulação da fosforilase do glicogênio no músculo esquelético e no fígado
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Ativação subunidade alfa da Prot G
alfa + GTP ativa Adenilato ciclase
Glucagon Receptor 7TM
Cascata de regulação para a degradação de glicogênio
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Regulação da fosforilase do glicogênio no músculo esquelético – mecanismos de controle alostérico
Calmudolina
Contração muscularMúsculo em repouso
ATP
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Regulação da atividade da fosforilase do glicogênio no hepatócito – sítio alostérico para glicose
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Ação Hormonal – Epinefrina e
Glucagon
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Regulação por fosforilação e defosforilação da glicogênio sintase
Glicogenio sintase cinase
Fosfoproteína fosfatase
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Regulação da Glicogênio sintase
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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
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Diferenças do metabolismo de carboidratos no hepatócito e miócito
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Regulação do metabolismo de carboidratos no hepatócito
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Doenças de Armazenamento do Glicogênio
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