Diferencie glicogênese e glicogenólise.

Passo 1

O que o enunciado pede: diferenciar claramente as duas vias metabólicas chamadas glicogênese e glicogenólise.
Informações dadas: apenas o pedido para “diferencie glicogênese e glicogenólise” — não há figuras nem valores numéricos adicionais.
O que preciso entregar: uma explicação passo a passo, didática, cobrindo definição, reações essenciais (com equações), enzimas-chave, regulação (hormonal e alostérica), local celular, situação fisiológica em que cada uma ocorre e pontos clínicos relevantes.

Passo 2

Definição geral e propósito de cada via (conceito simples e direto, pra ficar na cabeça):
  • Glicogênese: é a via que constrói (sintetiza) glicogênio a partir de moléculas de glicose — função principal: armazenar glicose quando há excesso (por exemplo, estado pós-prandial/apos refeição).
  • Glicogenólise: é a via que quebra o glicogênio pré-existente para liberar glicose (na forma de glicose-1-fosfato ou glicose livre) — função principal: fornecer glicose rapidamente em jejum ou durante exercício.

Passo 3

Reações químicas essenciais — mostrar concretamente como cada passo químico acontece (fórmulas para decorar e entender):
  • Conversão de glicose para forma ativada (pré-requisito da síntese):
\text{glucose-1-P} + \text{UTP} \rightarrow \text{UDP–glucose} + \text{PP}_i
Explicação: a glicose é convertida em \text{glucose-1-P} e depois ativada por UTP formando \text{UDP–glucose}, que é o doador de glicose para a cadeia de glicogênio.
  • Adição de uma unidade de glicose na glicogênese:
(\text{glicogênio})_n + \text{UDP–glucose} \rightarrow (\text{glicogênio})_{n+1} + \text{UDP}êê
Explicação: a glicose ativada é transferida para a extremidade não redutora da molécula de glicogênio, alongando a cadeia.
  • Fósforólise na glicogenólise (remoção de glicose por fosforólise):
(\text{glicogênio})_n + \text{Pi} \rightarrow (\text{glicogênio})_{n-1} + \text{glucose-1-P}êê
Explicação: em vez de hidrolisar com água (como seria uma hidrólise simples), a enzima usa fosfato inorgânico ( \text{Pi}) para liberar \text{glucose-1-P}, o que economiza energia para a célula.
  • Conversão entre formas fosforiladas:
\text{glucose-1-P} \rightleftharpoons \text{glucose-6-P}
Explicação: a reação é catalisada pela fosfoglucomutase; \text{glucose-6-P} pode seguir para glicólise ou, no fígado, ser convertida em glicose livre.
  • No fígado, produção de glicose livre:
\text{glucose-6-P} \xrightarrow{\text{glucose-6-fosfatase}} \text{glucose} + \text{Pi}
Observação: músculo não tem glucose-6-fosfatase, portanto glicose liberada pelo músculo fica retida como \text{glucose-6-P} para uso local (ATP).

Passo 4

Enzimas-chave e mecanismos (quem faz o quê — decore esses nomes e o papel deles):
  • Glicogênese:
    • Glicogenina: proteína “primer” que inicia a cadeia; auto-glicosila-se para criar um pequeno oligo de glicose ligado à sua própria tirosina.
    • Glicogênio sintase: enzima principal que alonga a cadeia por ligações \alpha-1,4, usando \text{UDP–glucose} como doador.
    • Enzima ramificadora (amylo-(1,4→1,6)-transglucosidase): cria cadeias ramificadas através de ligações \alpha-1,6.
  • Glicogenólise:
    • Glicogênio fosforilase: cliva resíduos de glicose pela fosforólise, liberando \text{glucose-1-P} de extremidades \alpha-1,4 até ficar perto de um ramo.
    • Enzima desramificadora (debranching enzyme): tem duas atividades — transfere um pequeno segmento de uma ramificação para cadeia principal (atividade transferase) e hidrolisa a ligação \alpha-1,6 liberando glicose livre.

Passo 5

Regulação (isso é crítico na prova — detalhe passo a passo e memorize sinais hormonais e estados metabólicos):
  • Controle covalente (fosforilação/defosforilação):
    • Glicogênio sintase: ativa quando desfosforilada; inativa quando fosforilada.
    • Glicogênio fosforilase: ativa quando fosforilada (forma a); menos ativa quando desfosforilada (forma b).
  • Cascata hormonal (resumão prático):
    • Insulina (estado alimentado): ativa proteína fosfatase 1 (PP1) → desfosforila e ativa glicogênio sintase e desativa glicogênio fosforilase → estimula glicogênese.
    • Glucagon (fígado) / epinefrina (fígado e músculo em estresse/exercício): ativam adenilato ciclase → aumento de cAMP → ativação de PKA → PKA ativa a fosforilase quinase → fosforilase quinase fosforila glicogênio fosforilase (ativa) e PKA também inibe glicogênio sintase → estimula glicogenólise.
  • Regulação alostérica (respostas rápidas locais):
    • No músculo: AMP (sinal baixo de energia) ativa diretamente a glicogênio fosforilase, favorecendo quebra; ATP e glicose-6-P inibem fosforilase.
    • No fígado: glicose livre e glicose-6-P inibem glicogênio fosforilase (feedback para parar de liberar glicose quando já há glicose abundante no sangue).
  • Sinal de Ca2+: durante contração muscular, aumento de Ca2+ ativa fosforilase quinase via calmodulina, estimulando glicogenólise localmente (rápido e direto).

Passo 6

Energia e eficiência (por que a célula faz desse jeito):
  • Síntese: ativação da glicose por UTP consome energia (equivalente a um ATP por resíduo adicionado em termos de custo). É um processo “custoso” para armazenar energia.
  • Quebra: fosforólise gera \text{glucose-1-P}, que pode ser convertido em \text{glucose-6-P} e entrar diretamente na glicólise sem gastar ATP na hexoquinase — portanto, glicogênio fornece glicose energeticamente vantajosa para uso rápido (economiza 1 ATP por molécula se comparado à glicose livre que entra pela hexoquinase).

Passo 7

Localização celular e diferencial fígado vs músculo (isso é frequente na prova — decore):
  • Local celular: tanto glicogênese quanto glicogenólise acontecem no citosol.
  • Fígado:
    • Finalidade: manter a glicemia (liberar glicose para o sangue em jejum).
    • Possui glucose-6-fosfatase → pode gerar glicose livre.
    • Controlada fortemente por glucagon/insulina.
  • Músculo:
    • Finalidade: fornecer glicose para produção local de ATP durante contração.
    • Não tem glucose-6-fosfatase → não libera glicose livre para o sangue.
    • Controlada por epinefrina, Ca2+ e sinais locais (AMP).

Passo 8

Situações fisiológicas típicas (quando cada via domina):
  • Glicogênese predomina: após refeição rica em carboidrato, presença de insulina, quando as reservas de glicogênio precisam ser reabastecidas. Fígado e músculo armazenam glicose.
  • Glicogenólise predomina: jejum, exercício intenso, estresse → sinais hormonais (glucagon no fígado, epinefrina no músculo/fígado) e sinalização intracelular (AMP, Ca2+) promovem quebra.

Passo 9

Aspectos clínicos rápidos e memorizáveis:
  • Deficiência de glicogênio fosforilase muscular → doença de McArdle → intolerância ao exercício (não consegue quebrar glicogênio muscular).
  • Deficiência de glucose-6-fosfatase → doença de Von Gierke → hipoglicemia durante jejum porque o fígado não consegue gerar glicose livre a partir de glicogênio.
    Memorize: “McArdle = músculo, exercício”; “Von Gierke = fígado, jejum”.

Passo 10

Como responder resumidamente na prova (dica prática e formatada):
  • Primeiro dê definição curta de cada via (1 frase cada).
  • Em seguida liste as enzimas-chave (glicogênio sintase, branching enzyme; glicogênio fosforilase, debranching enzyme).
  • Depois comente regulação hormonal (insulina vs glucagon/epinefrina) e alostérica (AMP, glicose-6-P).
  • Termine com diferença funcional fígado vs músculo (presença de glucose-6-fosfatase). Isso cobre o essencial em 4–5 linhas — direto ao ponto e ganha tempo.

Resposta

Glicogênese: via anabólica que sintetiza glicogênio a partir de glicose ativada ( \text{UDP–glucose}), ocorre no citosol, envolve glicogenina, glicogênio sintase e enzima ramificadora, é estimulada por insulina (via PP1) e ocorre em estado pós-prandial para armazenar glicose.
Glicogenólise: via catabólica que quebra glicogênio liberando principalmente \text{glucose-1-P} (convertida em \text{glucose-6-P}), envolve glicogênio fosforilase e enzima desramificadora, é estimulada por glucagon/epinefrina (via cAMP/PKA) e por sinais locais (AMP, Ca2+) para fornecer glicose rapidamente (fígado para sangue; músculo para uso próprio).

Exercícios relacionados