CAP - 67 Metabolismo dos Carboidratos

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Editor: Giórgio Tondello

Colaboradores: Lucas Muehlbauer, Tiago Vasconcelos, Rafael Koerber, Kurt Neulaender e Carlos Ehrl

Este Wikia será feito com base no estudo dirigido proposto pelo professor Cardim na aula de Fisiologia referente a este conteúdo.

O que é Glicogênio ?[]

É um polissacarideo ( um açucar com estrutura molecular complexa ) e a principal reserva energética nas células animais, encontra, principalmente, no fígado e nos músculos.
O glicogênio é a forma de armazenamento de açucares nas células dos animais assim como o amido é nas células vegetais. É uma molécula ramificada, constituida por unidades de glicose em ligação glicosídica 1-4, com ramificações onde a ligação é 1-6. O peso molecular pode chegar a 100 milhões.
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A conversão dos monossacarídeos num composto precipitado de alto peso molecular (glicogênio) possibilita armazenar grandes quantidades de carboidratos sem alterar significativamente a pressão osmótica dos líquidos intracelulares.
Concentrações elevadas de monossacarideos solúveis de baixo peso molecular alterariam as relações osmóticas entre os líquidos intra e extracelulares.
O glicogênio não perturba as condições de estabilidade dos líquidos celulares, não se difunde, não se dispersa do ponto de onde é armazenado e por isso é a substância ideal para formar estoque energético.
A função do glicogênio hepático é a manutenção da glicemia entre as refeições, ou seja, é uma reserva de glicose que pode ser exportada para outros órgãos quando necessário ( Exemplo o cérebro, cuja energia é exclusivamente derivada da glicose).
O glicogênio muscular, ao contrário, não pode ser exportado. É usado pela própria fibra como fonte emergencial de energia quando a necessidade desta é muito intensa. Ex: Em uma corrida veloz

Após o transporte da glicose para o citoplasma (Difusão facilitada), ela é fosforilada em glicose-6-fosfato (Reação catalizada pela Hexoquinase - Músculo e Glicoquinase - Fígado)
Conversão da glicose-6-fosfato em glicose-1-fosfato atravez da enzima fosfoglicomutase.
Ligação da glicose-1-fosfato(inativa) ao UTP (uridina-trifosfato) para formar os produtos:

* Uridina difosfato-glicose (UDP) - composto ativo

* Pirofosfato (PPi)

REGULAÇÃO:
A síntese do glicogênio é regulada pela glicogênio-sintase e a clivagem pela glicogênio-fosforilase, quando estas variam de suas formas ativas e formas inativas. Essas enzimas são reguladas por insulina, glucagon, adrenalina ou por estímulos nervosos.

Por controle alostérico: A clivagem do glicogênio é ativada pela alta concentração de AMP ( significado que a necessidade de produzir ATP), e inibida pela alta concentração de glicose-6-fosfato e ATP, significando que as necessidades energéticas ja foram alcançadas.
Por modificação covalente: Como ja percebemos quando uma enzima esta ativa e outra inativa. Essa transição entra as formas ativa/inativa depende de vários fatores. Por exemplo, para ativar a glicogênio-fosforilase são necessárias mais 3 enzimas: fosforilase-quinase, proteina-quinase dependente de AMPc e fosfoproteinas-fosfatase-1. Devido a essa complexidade não será detalhada essa regulação.

Níveis altos de glicose no sangue ativam a sintese e niveis baixos estimulam a clivagem.

Significa a ruptura do glicogênio celular armazenado para formar, novamente, glicose nas células.
A glicogenólise não ocorre pela reversão das mesmas reações químicas que formam o glicogênio; ao contrário, cada molécula de glicose sucessiva em cada ramo do polímero de glicogênio se divide por meio de fosforilação, catalizada pela enzima fosforilase.
A ativação da fosforilase ocorre de duas maneiras:

Epinefrina: É liberada pela medula da glândula adrenal quando o SNS é estimulado. Consequêntemente uma das funções do SNS é aumentar a disponibilidade da glicose para o metabolismo energético rápido. Essa função da epinefrina acorre acentuadamente nas tanto nas células hepáticos quando nos músculos, contribuindo, portanto, para o preparo do corpo para a ação.
Glucagon: É um hormônio secretado pelas células Alfa do pâncreas quando a concentração sérica de glicose está excessivamente baixa. Ele estimula a formação de AMPc, principalmente nas células hepáticas, que por sua vez promove a conversão de glicogenio hepático em glicose, e sua liberação para o sangue, elevando desta maneria a concentração sanguinea de sangue.

O ciclo de Krebs ocorre na matrix mitoconcrial, no início o oxalacético se une à Acetil-CoA para formar o ácido cítrico, na sequência são acrescentados diversas moléculas de de água e são liberados CO2 e átomos de hidrogênio. Nesta etapa são formadas 2 moléculas de ATP.
O ciclo de krebs não participa apenas do metabolismo energético, à medida que as diversas substâncias do ciclo vão se formando, parte delas pode ser "desviada" , indo servir de máteria prima para síntese de outras substâncias orgânicas. (Anabolismo)
A IMPORTÂNCIA DO CICLO DE KREBS É EVIDENCIADA, POIS, ALÉM DE REDUZIR MOLÉCULAS ACEPTORAS DE ELÉTROS, PARA QUE POSSA OCORRER A SÍNTESE DE MOLÉCULAS CUJA HIDRÓLISE FORNECE ENERGIA, (PRINCIPALMENTE MOLÉCULAS DE ATP), PARTICIPA DE INUMERAS VIAS BIOSSINTÉTICAS,SENDO, PORTANTO, COMUM ÀS VIAS CATABÓLICAS E ANABOLICAS.

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Fosforilação oxidativa ocorre na mitocôndria, nela é realizada a oxidação do hidrogênio por uma série de reações catalizadas por reações enzimaticas. Estas reações separam cada átomo de de hidrogênio num íon hidrogênio e em um elétron e eventualmente os elétrons para combinar o oxigenio dissolvido dos liquidos com moléculas de água para formas íons hidroxila, assim, a hidroxila e o oxigenio se associam entre si para formar água. Durante essa sequencia de reações oxidativas, quantidades enormes de energia são liberadas para formar ATP, formando 34 ATP.

TONDELLO, Giórgio C. Anotações da aula da Disciplina de Fisiologia. UNIVILLE. 17/10/2013.
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HARTWIG, F. P. Ciclo de Krebs: Ponto de encontro entre catabolismo e anabolismo Biblioteca Digital de Ciências, 25 out. 2009. Disponível em: <http://www.ib.unicamp.br/lte/bdc/visualizarMaterial.php?idMaterial=1064>. Acesso em: 21 out. 2013.