Metabolismo de glucógeno

Metabolismo de
glucógeno
La energía en forma de glucosa presente en los fluidos
corporales de un hombre de 70 kg es de 40 kcal, mientras
que la energía en forma de glucógeno total es de 600 kcal,
aún después de una noche de ayuno.
El glucógeno es un almacén de glucosa rápidamente movilizable.
Se almacena en el citosol en forma de gránulos.
Es un polímero de residuos de glucosa muy grande y ramificado.
El glucógeno aumenta la cantidad de glucosa disponible
inmediatamente entre las comidas y durante la actividad
muscular.
Los principales sitios de almacenamiento de glucógeno son el
hígado (hasta 10%) y el músculo esquelético (hasta 1 a 2%).
La concentración es mayor en hígado pero la cantidad de
glucógeno es mayor en el músculo debido a su mayor masa.
El glucógeno muscular se puede agotar después de 1 hora de
ejercicio intenso.
Si esta glucosa no estuviera disuelta en el citosol su
concentración sería de 0.4 M lo cual afectaría las propiedades
osmóticas de la célula. La concentración del glucógeno es 0.01
μM.
La mayoría de los residuos de glucosa están unidos por enlaces
glicosídicos -1,4. Las ramificaciones se unen a por enlaces
glicosídicos -1,6.
Las cadenas de glucógeno están formadas por 12 a 14 residuos
de glucosa y se extienden en niveles.
Las cadenas internas tienen dos ramas unidas por enlaces
glicosídicos  1→6.
Las cadenas en el nivel externo no están ramificadas.
En las partículas basicas de glucógeno maduro (la
partícula β) hay doce niveles con aproximadamente
55,000 residuos de glucosa con un diámetro de 21 nm y
un peso molecular cercano a 10 millones.
Cuando 20 a 40 partículas se agregan forman las rosetas
α las cuales se pueden ver al microscopio electrónico.
Enzimas involucradas en la conversión de glucógeno a
glucosa 6-fosfato
Glucógeno fosforilasa
Enzima desramificante (actividad de transferasa)
Enzima desramificante (actividad de a-1,6 glucosidasa)
Fosfoglucomutasa
Glucógeno sintasa
UDP
Glucosa 6-P  Glucosa 1-P
Glucosa 1-P + UTP  UDP-glucosa + PPi
PPi + H2O  2 Pi
UDP-glucosa + glucógenon  glucógenon+1 +
UDP
UDP + ATP  UTP + ADP
-----------------------------------------------------------------G6P + ATP + glucógenon + H2O 
Glucógenon+1 + ADP + 2Pi
Regulación recíproca
Ejercicio 1. Regulación de la glucógeno
fosforilasa.
En el tejido muscular, la tasa de conversión de
glucógeno en glucosa 6-P se determina por la
relación de la fosforilasa a (activa), fosforilasa b
(menos activa).
Determine lo que ocurre con la tasa de degradación
del glucógeno muscular si un preparado que
contiene glucógeno fosforilasa se trata con:
a) Fosforilasa cinasa y ATP.
b) PP1 (Fosfoproteína fosfatasa I).
c) Epinefrina.
GSK3 = Glucógeno sintasa cinasa 3
CKII = Caseína cinasa II
Ejercicio 2. Indique el efecto de las
siguientes moléculas o condiciones sobre la
degradación y síntesis de glucógeno.
Explique en cada caso.
Epinefrina
Insulina
Glucagon
Glucosa
Calcio
Glucosa 6 fosfato
AMP
ATP
Ejercicio 3. Diferencias metabólicas entre
músculo e hígado
La liberación de epinefrina promueve la ruptura
del glucógeno en el hígado y músculo
esquelético. El producto final de la ruptura del
glucógeno en el hígado es la glucosa; el producto
final en el músculo esquelético es piruvato.
¿Cuál es la razón de los diferentes productos de
la ruptura de glucógeno en los dos tejidos?
Ejercicio 4. Actividad enzimática y la
función fisiológica
La Vmax de la enzima glucógeno fosforilasa
del músculo esquelético es mucho mayor que
la Vmax de la misma enzima del hígado.
a) ¿Cuál es la función fisiológica de la
glucógeno fosforilasa en el músculo
esquelético y en el tejido hepático?
b) ¿Por qué la Vmax de la enzima muscular
tiene que ser mayor que la de la enzima
del hígado?