Bioquímica Básica

Anita Marzzoco e Bayardo Baptista Torres · Capítulo 165 de 225

Páginas do PDF

Bioquímica Básica

20.1.3 Regulação do metabolismo do glicogênio hepático

Figura 20.4 Desfosforilação de enzimas do metabolismo do glicogênio muscular, determinada por insulina. Grupos fosfato deixam de ser adicionados ou passam a ser hidrolisados, devido a mudanças na atividade das enzimas: glicogênio fosforilase quinase 3 (GSK-3), proteína quinase A (PKA), fosfodiesterase de cAMP e fosfoproteína fosfatase 1 (PP-1), descritas no texto. As enzimas envolvidas na degradação do glicogênio param de atuar e a glicogênio sintase é convertida à forma ativa (GSI), podendo catalisar a síntese de glicogênio.

 

20.1.3 Regulação do metabolismo do glicogênio hepático

A regulação do metabolismo do glicogênio hepático é semelhante à do

muscular

No fígado, o metabolismo do glicogênio é regulado por cascatas de reações semelhantes às descritas para o músculo, que resultam em ativação da glicogenólise e inibição da glicogenogênese.

No caso da degradação do glicogênio, entretanto, fígado e músculo diferem quanto ao principal estímulo hormonal: nos hepatócitos ele é provocado por glucagon. A lógica funcional desta diferença está no destino da glicose resultante da degradação. No músculo, a glicose é destinada à glicólise, à obtenção de ATP pelo próprio músculo. No fígado, a glicose é exportada para corrigir a hipoglicemia que assinalou a liberação do glucagon.

A adrenalina também atua sobre o metabolismo do glicogênio hepático, embora este controle seja secundário em relação àquele exercido por glucagon. Os efeitos da adrenalina são mediados por sua ligação a receptoresβ — com ativação da via de sinalização da PKA, à semelhança do que ocorre no músculo — e a receptoresα , com estimulação da via da 1

fosfolipase C (Seção 19.4.2). Dois segundos mensageiros desta via (Figura

20.5), íons Ca2+ e 1,2-diacilglicerol (DAG), ativam a glicogênio fosforilase quinase, a proteína quinase dependente de Ca2+ ⋅ calmodulina e a proteína quinase C (PKC). Essas quinases fosforilam e estimulam a glicogênio fosforilase e, coadjuvadas pela glicogênio sintase quinase-3 (GSK-3) e pela proteína quinase dependente de AMP (AMPK), fosforilam e inibem a glicogênio sintase.

 

Figura 20.5 Regulação do metabolismo do glicogênio hepático por glucagon e adrenalina. A interação dos hormônios com seus receptores na membrana plasmática dos hepatócitos (receptores β da adrenalina) ativa a via da proteína quinase A (PKA), que tem cAMP como segundo mensageiro; PKA fosforila e estimula a fosforilase quinase. A adrenalina também se liga a receptores α1, acionando a via da fosfolipase C. Os segundos mensageiros desta via, íons Ca2+ e 1,2-diacilglicerol (DAG), estimulam a fosforilase quinase, a proteína quinase dependente de Ca2+ ⋅ calmodulina e a proteína quinase C (PKC). A ativação dos três receptores hormonais tem como consequência promover a degradação e inibir a síntese do glicogênio.

 

A síntese do glicogênio hepático, assim como a de músculo, é promovida por insulina. A glicogênio sintase hepática pode ser fosforilada em sete resíduos de serina. A remoção dos grupos fosfato é catalisada por uma isoenzima da fosfoproteína fosfatase-1 (PP-1), que se liga ao glicogênio pela subunidade GL, cuja síntese é induzida por insulina; diferentemente da isoenzima de músculo, não é regulada por fosforilação, mas por alosteria. A glicogênio sintase também é ativada por glicose 6-fosfato, que a torna mais sensível à ação da PP-1.

Apesar de a insulina não interferir no transporte de glicose através da membrana do hepatócito, a captação de glicose é aumentada indiretamente porque a insulina induz a síntese de glicoquinase, a enzima responsável pela fosforilação da glicose no fígado. É a fosforilação do açúcar que garante a sua permanência na célula e possibilita sua utilização.

A própria glicose contribui para que o glicogênio seja sintetizado em vez de degradado, atuando como efetuador alostérico. Quando sua concentração nos hepatócitos aumenta, refletindo o aumento de sua concentração plasmática, a glicose liga-se à glicogênio fosforilase a, tornando os grupos fosfato mais acessíveis à fosfoproteína fosfatase-1 (PP-1). Desfosforilada, a forma b é inativa. Adicionalmente, PP-1 é inibida alostericamente por ligação, à sua subunidade GL, da glicogênio fosforilase a; a conversão da fosforilase à forma b induzida por glicose resulta na liberação de PP-1-GL, que pode, então, desfosforilar e ativar a glicogênio sintase. O papel regulador exercido pela glicose é análogo ao da glicose 6-fosfato sobre a glicogênio sintase.

A glicose 1-fosfato obtida da degradação do glicogênio é quase sempre isomerizada a glicose 6-fosfato. Este açúcar, no fígado, é hidrolisado a glicose, que é liberada na circulação — nas situações em que a glicogenólise hepática ocorre, a glicose 6-fosfato não pode ser metabolizada pela glicólise, por que esta via está inibida.