Glicogenólise

o Glicogenólise serve ao organismo para fornecer glicose-1-fosfato e glicose a partir do armazenamento de carboidratos do glicogênio. Uma grande quantidade de glicogênio é armazenada no fígado e nos músculos esqueléticos em particular. Entre outras coisas, o nível de açúcar no sangue também é influenciado pelo metabolismo do glicogênio no fígado.

O que é glicogenólise?

O glicogênio está presente em todas as células e, portanto, diretamente disponível para fornecimento de energia. No entanto, é armazenado no fígado e nos músculos esqueléticos para garantir o fornecimento de energia por um determinado período de transição mesmo quando não há alimento.

A glicogenólise é caracterizada pela quebra do glicogênio em glicose-1-fosfato e glicose. Isso produz cerca de 90 por cento de glicose-1-fosfato e dez por cento de glicose. Glicogênio é a forma de armazenamento de glicose, semelhante ao amido nas plantas.

Ele se apresenta como uma molécula ramificada, em cujas cadeias as unidades de glicose alfa-1-4 O-glicosídicas estão ligadas umas às outras. No ponto de ramificação, há uma ligação alfa-1-4 O-glicosídica, bem como uma ligação alfa-1-6 O-glicosídica.

O glicogênio não é completamente decomposto. A molécula básica sempre existe. Ou as novas moléculas de glicose são ligadas glicosidicamente a ela ou se separam. O armazenamento efetivo de energia só é possível na forma dessa molécula ramificada semelhante a uma árvore.

O glicogênio está presente em todas as células e, portanto, diretamente disponível para fornecimento de energia. No entanto, é armazenado no fígado e nos músculos esqueléticos para garantir o fornecimento de energia por um determinado período de transição mesmo quando não há alimento. Se necessário, é dividido principalmente na forma intracelular de glicose-1-fosfato. Para regular o nível de açúcar no sangue, a glicose livre é cada vez mais formada no fígado por meio de reações enzimáticas.

Função e tarefa

A glicogenólise fornece energia ao organismo na forma de glicose livre e na forma fosforilizada de glicose. Para este propósito, o armazenamento de carboidratos do glicogênio é quebrado. Como existe glicogênio em todas as células do corpo, a glicogenólise ocorre em todos os lugares.

O glicogênio também é armazenado nos músculos esqueléticos e no fígado. Desta forma, as necessidades de alta energia dos músculos esqueléticos podem ser satisfeitas rapidamente, mesmo quando não há comida. O fígado também garante que haja glicose suficiente disponível para regular os níveis de açúcar no sangue. Uma enzima adicional, glicose-6-fosfatase, está disponível no fígado para converter glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato. A glicose-6-fosfato pode então ser adicionada à glicólise, isto é, a formação de glicose.

Os primeiros passos da glicogenólise são basicamente os mesmos nos músculos esqueléticos e no fígado. As moléculas de glicose ligadas por alfa-1-4 O-glicosídicas nas cadeias do glicogênio da molécula ramificada em forma de árvore são separadas pela enzima glicogênio fosforilase. A molécula de glicose que é separada é conectada a um resíduo de fosfato. O resultado é a glicose-1-fosfato, que pode ser usada imediatamente para gerar energia ou para transformá-la em outras biomoléculas.

Este processo de clivagem ocorre apenas até a quarta unidade de glicose da cadeia antes do ponto de ramificação. A chamada enzima de desramificação (4-alfa-glucanotransferase) é usada para dividir as unidades de glicose restantes. Esta enzima faz duas coisas. Por um lado, catalisa a separação de três das quatro unidades de glicose antes do ponto de ramificação e sua transferência para uma extremidade livre e não redutora do glicogênio. Por outro lado, catalisa a hidrólise do ponto de ramificação alfa-1-6, que cria glicose livre.

Devido à proporção de cadeias e pontos de ramificação no glicogênio, esse processo produz apenas dez por cento de glicose livre. No entanto, quantidades ainda maiores de glicose livre são formadas no fígado. Como já mencionado, o fígado possui uma enzima adicional (glicose-6-fosfatase) que catalisa a isomerização da molécula glicose-1-fosfato em glicose-6-fosfato.

A glicose-6-fosfato pode ser facilmente convertida em glicose livre. Dessa forma, o fígado garante que o nível de açúcar no sangue permaneça constante quando não houver comida. Se o nível de açúcar no sangue cair devido ao estresse físico ou à abstinência alimentar, os hormônios glucagon e adrenalina aumentam. Ambos os hormônios estimulam a glicogenólise e, assim, garantem um nível de açúcar no sangue equilibrado.

O glucagon é o antagonista do hormônio insulina, que aumenta quando o nível de açúcar no sangue está alto. A insulina inibe a glicogenólise.

Doenças e enfermidades

Se a glicogenólise se tornar mais grave, pode ser um sintoma de um processo patológico. O hormônio glucagon estimula a glicogenólise diretamente, ativando um receptor acoplado à proteína G (GPCR). Como resultado da cascata de reação que se inicia, uma glicogênio fosforilase (PYG) é ativada cataliticamente. O glicogênio fosforilase, por sua vez, catalisa a formação de glicose-1-fosfato a partir da clivagem das unidades de glicose do glicogênio.

Com o aumento da concentração do hormônio glucagon, ocorre um aumento da degradação do glicogênio. O resultado final é que maiores quantidades de glicose são criadas, levando ao aumento dos níveis de açúcar no sangue. Concentrações fortemente aumentadas de glucagon ocorrem no denominado glucagonoma. O glucagonoma é um tumor neuroendócrino do pâncreas que produz continuamente enormes quantidades de glucagon. O nível plasmático de glucagon pode ser aumentado em até 1000 vezes o normal.

Os sintomas da doença são diabetes mellitus, devido ao aumento da glicogenólise, eczema extremamente destrutivo na face, mãos e pés e anemia. O tumor geralmente é maligno. O tratamento consiste em sua remoção cirúrgica. Se houver metástases ou inoperabilidade, a quimioterapia é realizada.

Com o aumento da formação de adrenalina, mais glicogênio é decomposto. A adrenalina é produzida em altas concentrações em um feocromocitoma, entre outras coisas, sem que o nível do hormônio possa ser regulado. Feocromocitoma são tumores hormonalmente ativos da medula adrenal. As causas desses tumores geralmente não podem ser determinadas. Na maioria dos casos, porém, são tumores benignos, que também podem se tornar malignos.

Além da hipertensão e das arritmias cardíacas, o nível de açúcar no sangue está muito aumentado devido ao aumento da glicogenólise. Os sintomas inespecíficos são cefaleia, sudorese, palidez, inquietação, fadiga e leucocitose. A terapia consiste principalmente na remoção cirúrgica do tumor.