Glycogenolysis, processo pelo qual o glicogénio, o carboidrato primário armazenado no fígado e células musculares dos animais, é decomposto em glucose para fornecer energia imediata e para manter os níveis de glucose no sangue durante o jejum. A glicogenólise ocorre principalmente no fígado e é estimulada pelas hormonas glucagon e epinefrina (adrenalina).
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Quando os níveis de glucose no sangue caem, como durante o jejum, há um aumento da secreção de glucagon a partir do pâncreas. Esse aumento é acompanhado por uma concomitante diminuição da secreção de insulina, porque as acções da insulina, que visam aumentar o armazenamento da glicose sob a forma de glicogénio nas células, opõem-se às acções do glucagon. Após a secreção, o glucagon viaja para o fígado, onde estimula a glicogénese.
A grande maioria da glicose libertada do glicogénio provém do glucose-1-fosfato, que se forma quando a enzima glicogénese fosforilase catalisa a decomposição do polímero de glicogénio. No fígado, rins e intestinos, o glucose-1-fosfato é convertido (reversivelmente) em glucose-6-fosfato pela enzima fosfoglucomutase. Esses tecidos também albergam a enzima glucose-6-fosfatase, que converte glucose-6-fosfato em glicose livre que é segregada no sangue, restaurando assim os níveis de glicose no sangue ao normal. O glucose-6-fosfato é também absorvido pelas células musculares, onde entra em glicólise (o conjunto de reacções que decompõem a glicose para capturar e armazenar energia sob a forma de adenosina trifosfato, ou ATP). Pequenas quantidades de glicose livre também são produzidas durante a glicólise através da actividade da enzima de detritos de glicogénio, que completa a decomposição do glicogénio ao aceder a pontos de ramificação no polímero.
Epinefrina, semelhante ao glucagon, estimula a glicólise no fígado, resultando no aumento do nível de glicose no sangue. Contudo, este processo é geralmente iniciado pela resposta de luta ou voo, em oposição à queda fisiológica dos níveis de glicose no sangue que estimula a secreção de glucagon. Comparar glicogénese.
Várias doenças hereditárias raras de armazenamento de glicogénio produzem anomalias na glicogenólise. Por exemplo, a doença de armazenamento de glicogénio tipo V (doença de McArdle) resulta numa falta de glicogénio fosforilase, o que prejudica a decomposição do glicogénio e impede os músculos de satisfazerem as exigências energéticas do exercício. A doença de armazenamento de glicogénio tipo III (Cori, ou doença de Forbes) é causada por mutações num gene envolvido na produção de enzima de detritos de glicogénio. A doença resulta na acumulação celular de moléculas de glicogénio anormais, incompletamente decompostas, levando a danos nos tecidos, particularmente no fígado e músculos.