O METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

Quando um organismo possui um suprimento extra de glicose disponível, acima do que é imediatamente necessária como fonte de energia, ele forma o glicogênio, um polímero de glicose, encontrado no fígado e músculo. O glicogênio pode ser facilmente desdobrado em glicose em resposta a uma necessidade de energia. Os mecanismos de controle asseguram que a degradação e a síntese do glicogênio não sejam ativas simultaneamente, para não desperdiçar energia.

 A glicogênese é a síntese de glicogênio, para ocorrer ela necessita que inicialmente a glicose-1-fosfato seja ativada, através da ligação com o UTP, onde origina uma molécula chamada UDP-glicose que entregará a glicose para um polímero linear chamado Primer (que já contém pelo menos 4 moléculas de glicose unidas); a transferência da glicose para a extremidade não redutora do primer unindo-a através de uma ligação do tipo α(1-4)  é realizada pela enzima glicogênio sintetase. À medida que a cadeia linear do glicogênio vai aumentando por novas ligações de glicoses ocorre uma transferência de mais ou menos 7 resíduos para uma porção mais interna da cadeia, originando uma ramificação, através de uma ligação do tipo α (1-6), essa transferência é realizada pela enzima de ramificação.

A glicogenólise é a degradação do glicogênio. Como o glicogênio é um polímero de reserva, sua degradação deve ocorrer quando houver deficiência de glicose ou de ATP. A liberação de glicose do fígado reabastece o estoque de glicose do sangue. A degradação do glicogênio libera glicose-1-fosfato e glicose livre. A fosforilase a degrada o glicogênio a partir da extremidade não redutora rompendo ligações α(1-4), e introduzindo uma molécula de fosfato, originando glicose-1-fosfato, sendo o produto resultante da atividade da fosforilase a chamado dextrina limite (3 a 4 resíduos de glicose). A degradação da dextrina limite ocorre através da enzima de desramificação, que transfere os 3 ou 4 resíduos de um ramo da cadeia lateral para a cadeia linear vizinha, unindo-os com ligação do tipo α (1-4). A enzima α-1,6 glicosidase hidrolisa a ligação α(1-6) do ultimo resíduo de glicose remanescente no ponto de ramificação, liberando glicose livre. Agora totalmente desramificado o glicogênio que possui somente ligações α(1-4) é degrada pela fosforilase liberando glicose-1-fosfato. No músculo, a glicose-1-fosfato é isomerada para originar a glicose-6-fosfato, que entra na rota glicolítica antes que seja exportada para a corrente sangüínea. A regulação do metabolismo do glicogênio ocorre principalmente pelas enzimas mais importantes nos processos de síntese e degradação do glicogênio: a gliocogênio sintetase e a fosforilase a, Através das enzimas alostéricas (inibição pelo produto final - feed-back, ou pelos inibidores), ação hormonal ou modificações covalentes. A deficiência na produção ou degradação do glicogênio pode ocasionar algumas patologias.

METABOLISMO DE LIPÍDIOS

1. CATABOLISMO ou β-OXIDAÇÃO

A oxidação dos ácidos graxos é a principal fonte de energia no catabolismo de lipídios. Os triacilgliceróis são a principal forma de armazenamento de energia química dos lipídios, eles são provenientes da direta e síntese endógena, quando mobilizados são hidrolisados pelas lipases liberando ácido graxo e glicerol. A β-oxidação ocorre na matriz mitocôndrial, tendo como coenzimas o NAD e o FAD, é um processo exergõnico com um só sentido e direção, suas finalidade é produzir Aceti-CoA que irá para as oxidações biológicas (ciclo de krebs, cadeia respiratória e fosforilação oxidativa) e são oxidados até CO2 e H2O, ou saem da mitocôndria sob a forma de citrato para a biossíntese de colesterol ou ainda são utilizados nos hepatócitos para a cetogênese (formação de corpos cetônicos) principalmente em períodos de jejum.

Para a ocorrência da β-oxidação, primeiramente o ácido graxo de cadeia longa precisa ser ativado. A ativação ocorre no citosol, numa reação em duas etapas catalisada pela enzima Acetil-CoA sintetase. As reações são reversíveis, duas ligações ricas em energia são rompidas (gasto de 2ATPs); depois o ácido graxo ativado deve ser transportado para a membrana mitocôndrial externa, onde através de um transporte específico passará para dentro da matriz onde será oxidado. No espaço intermembrana, como o grupo acila não atravessa livremente a membrana, é necessário um mecanismo de transporte com o auxílio da carnitina. As reações são catalisadas por duas enzimas a carnitina-acil-transferase I e a carnitina-acil-transferase II – CATI e CATII. Primeiramente o grupo acila é transferido para a carnitina pela CATI na membrana externa, onde o produto formado o Acil-carnitina atravessa a membrana mitocôndrial interna, e na matriz, o grupo acil é transferido novamente para CoA-SH mitocôndrial pela CATII formando o Acetil-CoA que irá ser oxidado.

Na matriz, uma seqüência repetida de reações quebra sucessivamente duas unidade de carbono do ácido graxo a partir da extremidade carboxilica. A β-oxidação é um processo cíclico que ocorre até que toda a cadeia carbonada seja transformada em Acetil-CoA (composto de 2 carbonos). Para um ácido graxo de 16 carbonos como o palmitato, a rota será percorrida 7 vezes e formará 8 acetil-CoA. Os passos da oxidação são: oxidação pela enzima Acil-CoA desidrogenase, grupo prostético FAD+ -> hidratação pela enzima Enoil-CoA hidratase (entra 1mol. de H2O) -> oxidação pela enzima 3-hidroxialcil-CoA desidrogenase e coenzima NAD+ -> clivagem pela enzima Tiolase, nesta etapa ocorre formação de 2 moléculas o acetil-CoA e o Acil-CoA (molécula  com 2 átomos de carbono a menos do que a molécula original que entrou no ciclo). Após formado o Acetil-CoA entra no ciclo do ácido cítrico, finalizando a oxidação do ácido graxo a CO2 e H2O, e produzindo um rendimento energético para um ácido graxo de 16 carbonos de 7 ciclos e 8 mol de Acetil-CoA, além da redução do NADH +H+ e FADH2, em 7 ciclos , logo 7 mol de NADH +H+ e FADH2. Temos um total de 131 ATPs.

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