Após 2h de ter sido ingerida, a glicose chega a 140mg/dl de sangue, sendo então absorvida pelas células para só então ser armazenada, após a secreção de insulina. Para esse armazenamento, a glicose deve ser fosforilada pela enzima hexocinase, aprisionando-se dentro das células. No formato de glicose-6-fosfato ela pode então dar início a 3 vias distintas: a glicogênese (armazenamento em forma de glicogênio), a via glicolítica (uso de glicose para fornecimento de energia para todo o corpo) ou a via das pentose fosfato.

OBS^1 : Quando há excesso de glicose no corpo, esse açúcar, por meio de enzimas e outros substratos, é convertido em ácidos graxos, dando origem a gordura corporal.

GLICOGÊNESE É a formação de glicogênio a partir do armazenamento de glicose pelo corpo. O glicogênio é uma molécula de polissacarídeo com ligações α-(1;4), possuindo inúmeras ramificações de ligação α-(1;6). Desse polissacarídeo, apenas uma extremidade é redutora e o restante, extremidades não redutoras. É a partir dessas extremidades não redutoras das ramificações que, dependendo da necessidade do organismo, são liberadas as moléculas de glicose simultaneamente. O glicogênio ao ser sintetizado é armazenado no fígado ou músculos, sendo utilizado como fonte de energia, entre uma refeição e outra, quando os níveis glicêmicos caem.

Esse glicogênio pode ser formado a partir da adição de glicose a uma cadeia de glicogênio pré- existente ou através de uma proteína iniciadora chamada glicogenina, necessária para a síntese de glicogênio quando não há mais reserva deste. A glicogenina se autocatalisa, fazendo com que resíduos de glicose se liguem à tirosina-194 de sua cadeia, para que com auxílio da glicogênio- sintetase haja a formação de uma nova cadeia de glicogênio para armazenamento. A glicogênese a partir de glicogenina ocorre com maior freqüência nos músculos.

OBS^2 : Para que ocorra a formação de glicogênio, a insulina deve estar sendo sintetizada e reconhecida pelas células de maneira adequada. OBS^3 : O tecido muscular armazena mais glicogênio que o fígado por ter maior massa.

ATIVAÇÃO DA GLICOSE E SUA ADIÇÃO À MOLÉCULA DE GLICOGÊNIO Para que a glicose seja incorporada ao glicogênio, ela deve estar na sua forma ativada, estando ligada a um nucleotídeo de uracila, constituindo a uridina difosfato glicose (UDP-Glicose).

GLICOGENINA COMO ACEPTOR DE RESÍDUOS DE GLICOSE

A glicogênio-sintase não pode iniciar a síntese das cadeias utilizando a glicose livre como aceptor de uma molécula de glicose da UDP-glicose. A glicogenina funciona como primer (iniciador), pois a enzima glicogênio sintase só pode adicionar glicosilas se a cadeia contiver mais de quatro oses. O C-1 da primeira unidade dessa cadeia é ligado de modo covalente à hidroxila fenólica de uma tirosina (194) específica da glicogênina. A glicogenina autocatalisa a adição de oito unidades de glicose provenientes da UDP- glicose. Essa cadeia serve como aceptor dos resíduos de glicose.

FORMAÇÃO DE RAMIFICAÇÕES O glicogênio é um polímero ramificado. As ramificações são importantes porque aumentam a solubilidade do glicogênio e a velocidade de síntese e de degradação da molécula. As ramificações são formadas em um intervalo de oito a doze resíduos de glicosil. As ramificações aumentam o número das extremidades não redutoras nas quais novos resíduos de glicose podem ser adicionados ou removidos. A ramificação é catalisada pela enzima ramificadora. As ligações α-(1,6), encontradas no ponto de ramificação são formadas pela enzima ramificadora do glicogênio: Amilo (1,4)→(1,6) transglicosilase.

OBS^4 : Enquanto a glicogênio sintase adiciona cerca de 11 resíduos de glicose na formação da cadeia de glicogênio, a enzima ramificadora transfere certos segmentos de glicose para a ligação α-(1;6), tornando a cadeia de glicogênio mais ramificada, para então haver uma maior demanda de glicose.

Formação da UDP-glicose: Glicose + ATP → Glicose-6-fosfato + ADP hexocinase

Glicose-6-fosfato ↔ Glicose-1-fosfato fosfoglicomutase

Glicose-1-fosfato + UTP ↔ UDP-Glicose + PPi UDP-glicose pirofosforilase

O glicogênio é uma molécula ramificada. A fosforilase libera os resíduos de glicose que estão nas extremidades não redutoras simultaneamente, para que haja uma grande demanda de glicose, justamente na ligação α-(1;4). Note que o glicogênio possui apenas uma extremidade redutora (figura ao lado).
A fosforilase libera a glicose na forma de glicose-1-fosfato, sendo transformada em glicose-6-fosfato (não é permeável à membrana plasmática) através da enzima fosfoglicomutase.
A glicose-6-fosfatase (do fígado) converte a glicose-6-P em glicose (permeável à membrana), que será transferida ao sangue para ser usada pelos demais tecidos do corpo como fonte de energia.

OBS^6 : Acontece que o glicogênio é uma molécula ramificada, e a fosforilase só atua até o 3º resíduo de glicose de uma ramificação. Como isso, entra em ação a enzima α1-4-glicano transferase, que transfere esse trio de glicoses para outra extremidade da molécula de glicogênio para, só então, serem hidrolisadas novamente pela fosforilase. A glicose restante da ramificação é hidrolisada pela enzima α1-6-glicosidase. OBS^7 : A fosforilase muscular difere da fosforilase hepática pois aquela pode ser ativada independentemente de AMPC, ativando-se pela liberação de Ca2+^ no citoplasma das fibras musculares no momento da contração.

A glicogenólise continua acontecendo até que o indivíduo se alimente e restitua seus níveis normais de glicose no sangue.

IMPORTÂNCIA DA SÍNTESE E DA DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO A glicogênese e glicogenólise regulam o nível de glicose no sangue e fornecem uma reserva de glicose para a atividade muscular. Ambas ocorrem por vias diferentes de reações, com diferentes enzimas. A regulação da síntese e do metabolismo do glicogênio é efetuada por efetores alostéricos e por fosforilação. o Quando a insulina está elevada, aumenta-se a glicogênese, como forma de armazenamento de glicose para futuras necessidades. o Quando o glucagon está elevado, aumenta-se a glicogenólise, devido o aumento da concentração do AMPC (que é o efetor alostérico).

OBS^8 : Efetor alostérico é uma enzima que possui um sítio ativo, um sítio de ligação do substrato e um sítio alostérico (difere dos outros sítios de ligação). Funciona estimulando (efetor alostérico +) ou inativando (efetor alostérico -) outras enzimas. Ex: O AMPc é um efetor alostérico positivo da fosforilase e efetor alostérico negativo para a glicogênio sintase.

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO NO FÍGADO PELA EPINEFRINA

A epinefrina é um hormônio hiperglicemianete (como o glucagon) para situações de perigo ou fuga, em que o SNC necessita urgentemente de glicose como fonte de energia. Ela se liga a receptores α ou β-adrenérgicos: Quando ela se liga a receptores β-adrenérgicos, realiza a mesma ação do glucagon: ativando a adenilil ciclase, aumentando as concentrações de AMPC, estimulando os processos de glicogenólise. Quando ela se liga a receptores α-adrenérgicos, ela estimula a fosfolipase C, enzima que forma inositol-1,4,5-trifosfato (IP 3 ) e diacilglicerol a partir de fosfatidil-inositol-4,5-difosfato (PIP 2 ). O IP3 libera Ca2+^ no citoplasma de células musculares, estimulando a glicogenólise. O diacilglicerol inibe a ação da glicogênese.

CONTROLE NEURAL DA DEGRADAÇÃO DE GLICOGÊNIO NO MÚSCULO ESQUELÉTICO A fosforilase muscular, como foi dito previamente, é diferente da fosforilase hepática. Ela possui 4 subunidades: α e β (onde ocorrerá a fosforilação), γ (gama, sítio ativo) e δ (delta, a calmodulina, que será estimulado pelo cálcio). Durante o impulso nervoso, há despolarização da membrana plasmática e liberação de cálcio pelo retículo endoplasmático liso. Quando ocorre a liberação de cálcio na fibra muscular, ativa-se o sítio ativo da fosforilase muscular, iniciando a glicogenólise.

OBS^8 : Quando o glucagon não está em ação, a insulina, para manter a homeostase, estimula a síntese de glicogênio no músculo e no fígado. A insulina estimula a síntese de glicogênio no músculo e no fígado. Esse hormônio, ao se ligar com seus receptores, ativa a enzima fosfodiesterase que converte AMPC em AMP, diminuindo os níveis de AMPC, causando a inativação da PKA e da fosfatase quinase e a fosforilase, inibindo a glicogenólise. Isso ocorre logo após a alimentação, em que os níveis de glicose se elevam e a insulina é liberada para que ocorra a glicogênese por ação da glicogênio sintetase.

Músculo Fígado