glikogenolizu

glikogenolizu služi organizmu da osigura glukoza-1-fosfat i glukozu iz skladišta ugljikohidrata iz glikogena. Mnogo glikogena pohranjuje se posebno u jetri i skeletnim mišićima. Između ostalog, na razinu šećera u krvi utječe i metabolizam glikogena u jetri.

Što je glikogenoliza?

Glikogen je prisutan u svim stanicama i stoga je izravno dostupan za opskrbu energijom. Međutim, on se skladišti u jetri i u koštanim mišićima kako bi se zajamčila opskrba energijom za određeno prijelazno razdoblje čak i kad nema hrane.

Glikogenolizu karakterizira razgradnja glikogena u glukozu-1-fosfat i glukozu. Tako nastaje oko 90 posto glukoze-1-fosfata i deset posto glukoze. Glikogen je skladišni oblik glukoze, sličan onom škrobu u biljkama.

Čini se kao razgranata molekula, u čijim lancima su jedinice glukoze alfa-1-4 O-glikozidno povezane jedna s drugom. Na mjestu razgrananja postoji alfa-1-4 O-glikozidna veza, kao i alfa-1-6 O-glikozidna veza.

Glikogen nije potpuno razgrađen. Osnovna molekula uvijek postoji. Ili se nove molekule glukoze na to glikozidno vežu ili se odvajaju. Učinkovito skladištenje energije moguće je samo u obliku ove razgranate molekule na drvetu.

Glikogen je prisutan u svim stanicama i stoga je izravno dostupan za opskrbu energijom. Međutim, on se skladišti u jetri i u koštanim mišićima kako bi se zajamčila opskrba energijom za određeno prijelazno razdoblje čak i kad nema hrane. Ako je potrebno, uglavnom se razgrađuje u unutarćelijski oblik glukoza-1-fosfat. Da bi se regulirala razina šećera u krvi, slobodna glukoza se sve više stvara u jetri putem enzimskih reakcija.

Funkcija i zadatak

Glikogenoliza pruža organizmu energiju u obliku slobodne glukoze i fosforilizirani oblik glukoze. U tu svrhu se glikogen za skladištenje ugljikohidrata razgrađuje. Budući da u svim stanicama tijela postoji glikogen, glikogenoliza se odvija svugdje.

Glikogen se pohranjuje i u koštanim mišićima i u jetri. Na taj se način velike energetske potrebe koštanih mišića mogu brzo ispuniti čak i kada nema hrane. Jetra također osigurava da je na raspolaganju dovoljno glukoze za regulaciju razine šećera u krvi. U jetri je na raspolaganju dodatni enzim, glukoza-6-fosfataza koji pretvara glukozu-1-fosfat u glukozu-6-fosfat. Tada se može dodati glukoza-6-fosfat glikolizi, tj. Stvaranju glukoze.

Prvi koraci glikogenolize u osnovi su isti u koštanim mišićima i jetri. Molekule glukoze povezane s alfa-1-4 O-glikozidima u lancima glikogena razgranate molekule na drvetu odvajaju se enzimom glikogen fosforilaza. Odijeljena molekula glukoze povezana je s ostatkom fosfata. Rezultat je glukoza-1-fosfat, koji se odmah može upotrijebiti za stvaranje energije ili pretvaranje u druge biomolekule.

Ovaj postupak cijepanja odvija se samo do četvrte jedinice glukoze u lancu prije točke razgranavanja. Takozvani enzim razgradnje (4-alfa-glucanotransferaza) koristi se za dijeljenje preostalih glukoznih jedinica. Ovaj enzim čini dvije stvari. S jedne strane, katalizira odvajanje tri od četiri jedinice glukoze prije točke razgrananja i prijenos na slobodni, ne reducirajući kraj glikogena. S druge strane, katalizira hidrolizu alfa-1-6 točke razgranavanja, što stvara slobodnu glukozu.

Zbog omjera lanaca i razgranatih točaka u glikogenu, ovaj postupak ikada stvara samo deset posto slobodne glukoze. Međutim, čak i veće količine slobodne glukoze stvaraju se u jetri. Kao što je već spomenuto, jetra ima dodatni enzim (glukoza-6-fosfataza) koji katalizira izomerizaciju molekule glukoza-1-fosfata u glukozu-6-fosfat.

Glukoza-6-fosfat se lako može pretvoriti u slobodnu glukozu. Na taj način jetra osigurava da nivo šećera u krvi ostane konstantan kad nema hrane. Ako razina šećera u krvi padne zbog fizičkog stresa ili apstinencije od hrane, povećavaju se hormoni glukagon i adrenalin. Oba hormona potiču glikogenolizu i na taj način osiguravaju uravnoteženu razinu šećera u krvi.

Glukagon je antagonist hormona inzulina koji se povećava kada je razina šećera u krvi visoka. Inzulin inhibira glikogenolizu.

Bolesti i bolesti

Ako glikogenoliza postane ozbiljnija, to može biti simptom patološkog procesa. Hormon glukagon direktno potiče glikogenolizu aktiviranjem receptora vezanog za protein (GPCR). Kao rezultat reakcijske kaskade koja se započinje katalitički se aktivira glikogen fosforilaza (PYG). Glikogen fosforilaza zauzvrat katalizira stvaranje glukoze-1-fosfata iz cijepanja glukoznih jedinica iz glikogena.

Uz povećanu koncentraciju hormona glukagona dolazi do povećanog razlaganja glukogena. Dno crta je da se stvaraju veće količine glukoze, što dovodi do povećanja razine šećera u krvi. Snažno povećane koncentracije glukagona javljaju se u takozvanom glukagonomu. Glukagonoma je neuroendokrini tumor gušterače koji kontinuirano proizvodi ogromne količine glukagona. Razina glukagona u plazmi može se povećati i do 1000 puta više od norme.

Simptomi bolesti su dijabetes melitus, zbog povećane glikogenolize, izuzetno destruktivnog ekcema na licu, rukama i nogama i anemije. Tumor je obično zloćudan. Liječenje se sastoji od kirurškog uklanjanja. Ako postoje metastaze ili neoperabilnost, provodi se kemoterapija.

Uz povećano stvaranje adrenalina, razgrađuje se i više glukogena. Adrenalin se, između ostalog, proizvodi u visokim koncentracijama u feokromocitomu, a da se razina hormona ne može regulirati. Fenokromocitom je hormonski aktivan tumor adrenalne medule, a uzroci tih tumora obično se ne mogu utvrditi. U većini slučajeva, međutim, radi se o benignim tumorima koji, međutim, mogu postati i zloćudni.

Uz visoki krvni tlak i srčane aritmije, povećana je razina šećera u krvi zbog povećane glikogenolize. Nespecifični simptomi su glavobolja, znojenje, blijedost, nemir, umor i leukocitoza. Terapija se sastoji uglavnom od kirurškog uklanjanja tumora.