Glicogenólise: estágios, destino da glicose, regulação, doenças - Ciência - 2023

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o glicogenólise É o processo de lise ou degradação do glicogênio. É uma via enzimática do tipo catabólico (destruição) que envolve a quebra do glicogênio e a liberação de glicose-6-fosfato.

O glicogênio é uma substância usada como reserva de glicose. É encontrado no citoplasma das células e é especialmente abundante no fígado e nas células musculares de animais.

É uma molécula que alguns autores definem como "árvore da glicose", por apresentar estrutura ramificada. É um homopolímero composto de unidades repetidas de resíduos de glicose, que são unidos por ligações α-1,4 e α-1,6.

Quando a glicose é necessária, ela pode ser obtida de várias fontes: pela glicogenólise, da glicose que circula no sangue ou dos mecanismos de produção de glicose por meio de substâncias não glicosídicas. O último mecanismo é denominado gliconeogênese e ocorre principalmente no fígado e nos rins.

De onde vem a glicose e para onde vai?

- A glicose no sangue vem do sistema digestivo e dos processos de fornecimento quase exclusivos do fígado.

- Quando a glicogenólise ocorre no músculo, a glicose liberada entra nos processos metabólicos que visam a produção de ATP (energia celular).

- No fígado, a glicose da glicogenólise passa para o sangue, produzindo um aumento concomitante da glicose no sangue (concentração de glicose no sangue).

Estágios da glicogenólise

A glicogenólise é um processo que não pode ser considerado o reverso da síntese de glicogênio ou glicogênese, é uma via diferente.

Fase 1: liberação de resíduos de glicose 1-fosfato

A quebra do glicogênio começa com a ação de uma enzima específica chamada glicogênio fosforilase, que é responsável por "quebrar" as ligações α-1,4 do glicogênio, liberando glicose 1-fosfato. O mecanismo de clivagem é a fosforólise.

Graças a essa enzima, os resíduos glicosídicos das cadeias mais externas do glicogênio são divididos, até que haja cerca de quatro resíduos de glicose em cada lado de cada ramo.

No glicogênio, as moléculas de glicose são ligadas por ligações α-1,4, mas nos locais de ramificação as ligações são do tipo α-1,6.

Fase 2: remoção dos ramos

Quando quatro resíduos de glicose permanecem próximos aos pontos de ramificação, uma enzima, α-1,4 → α-1,4 glucan transferase, transfere uma unidade de trissacarídeo de uma ramificação para outra, expondo o ponto de ramificação 1 → 6

A enzima desramificadora, especificamente amil 1 → 6 glucosidase, hidrolisa as ligações α-1,6. Desse modo, pela ação sequencial dessas três enzimas (fosforilase, glucan transferase e enzima desramificadora), ocorre a clivagem completa do glicogênio.

A glicose 1-fosfato do glicogênio é transformada em glicose 6-fosfato por meio de uma reação reversível catalisada pela fosfoglucomutase. Nessa reação, o fosfato do carbono 1 "se move" para o carbono 6 pelo efeito dessa enzima e é assim que termina a glicogenólise.

Destino de glicose

No fígado, existe uma enzima chamada glicose 6-fosfatase que remove o fosfato do carbono 6 da glicose e o converte em glicose “livre”, que é transportada através das paredes celulares para o sangue.

O músculo não consegue fornecer glicose para a corrente sanguínea, uma vez que não possui essa enzima e a glicose fosforilada fica "presa" dentro das células musculares.

A glicose 6-fosfato no músculo entra na glicólise, um processo catabólico que visa a produção de ATP (trifosfato de adenosina), especialmente importante durante a contração muscular anaeróbica.

Regulamento

O metabolismo do glicogênio é regulado pelo equilíbrio da atividade de duas enzimas; um que é usado para síntese, que é glicogênio-sintetase, e outro que é usado para clivagem, que é glicogênio-fosforilase.

O equilíbrio na atividade dessas enzimas vai estimular a síntese ou a quebra do glicogênio. Os mecanismos de regulação ocorrem por meio de substratos e por meio de um complexo sistema hormonal que envolve, no fígado, pelo menos quatro hormônios:

- a adrenalina

- norepinefrina

- glucagon e

- insulina

- Regulação da glicogenólise no fígado

Os hormônios podem agir por meio de um segundo mensageiro, que pode ser AMPc ou íons de cálcio.

CAMP ativa a glicogênio fosforilase e, ao mesmo tempo, inativa a glicogênio sintetase. Por esse motivo, o catabolismo aumenta e a síntese de glicogênio (anabolismo) é diminuída ou inibida.

Adrenalina e noradrenalina

A epinefrina e a norepinefrina, agindo por meio de receptores β-adrenérgicos, e o glucagon, agindo por meio de receptores específicos, aumentam os níveis de AMPc nas células do fígado. Este aumento no cAMP ativa a glicogênio fosforilase e começa o catabolismo do glicogênio.

A epinefrina e a norepinefrina também estimulam a glicogenólise por um mecanismo independente do AMPc e por meio de receptores α1-adrenérgicos. Este mecanismo estimula a mobilização de cálcio da mitocôndria.

Insulina

A insulina aumenta a atividade de uma enzima chamada fosfodiesterase, responsável pela destruição do cAMP. Como consequência do efeito da insulina no fígado, os níveis de cAMP diminuem, reduzindo a atividade da fosforilase e aumentando a da sintetase.

O equilíbrio dessa atividade hormonal é o que determina a "direção" do metabolismo do glicogênio.

- Regulação da glicogenólise no músculo

A glicogenólise no músculo aumenta imediatamente após o início da contração muscular. O cálcio é o intermediário que sincroniza a ativação da fosforilase com a contração.

O cálcio ativa uma fosforilase quinase que, por sua vez, ativa a glicogênio-fosforilase muscular ou miofosforilase, enzima esta diferente da encontrada no fígado, mas com a mesma função.

A insulina aumenta os níveis de glicose 6-fosfato dentro das células musculares, promovendo a entrada de glicose na corrente sanguínea. O aumento da glicose 6-fosfato estimula a desfosforilação da glicogênio-sintetase e sua conseqüente ativação.

O resultado líquido é um aumento na glicogênese muscular e uma diminuição ou inibição da glicogenólise.

Doenças relacionadas ao armazenamento de glicogênio

A insuficiência hereditária de algumas enzimas específicas necessárias ao metabolismo hepático e muscular do glicogênio é uma das causas das doenças de armazenamento de glicogênio.

Essas doenças são denominadas coletivamente glicogenose. Dependendo da falha enzimática presente, eles são listados pelos tipos I a VIII e são adicionados à medida que são descobertos.

Algumas glicogenose são fatais muito cedo na vida. Aqui estão alguns exemplos.

As falhas enzimáticas presentes na glicogenose geram aumento ou acúmulo excessivo de glicogênio, principalmente no fígado, músculo e / ou rim. No entanto, existem glicogenose que causam esse efeito nos eritrócitos ou lisossomas.

Doença de von Gierke

A glicogenose tipo I é chamada de doença de Von Gierke e está associada a uma deficiência de glicose 6-fosfatase, que aumenta a carga de glicogênio nos hepatócitos e nas células tubulares renais. O paciente apresenta hipoglicemia, cetose, lactacidemia e hiperlipidemia.

Doença de McArdle

Na glicogenose tipo V ou doença de McArdle, há uma deficiência de glicogênio fosforilase muscular, que se traduz em uma falha da glicogenólise muscular. Conseqüentemente, há pouca tolerância ao exercício, baixos níveis de lactato no sangue após o exercício e níveis muito altos de glicogênio nas células musculares.

Doença dela

Na glicogenose tipo VI ou doença de Hers, o déficit está na enzima hepática glicogênio fosforilase. Nesses casos, ocorre aumento do glicogênio hepático com tendência à hipoglicemia.

Referências

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