Plik Glikogen składa się z jednostek glukozy i jest polisacharydem. W organizmie ludzkim służy do dostarczania i magazynowania glukozy. Gromadzenie się glikogenu nazywa się syntezą glikogenu, a jego rozpad nazywamy glikogenolizą.
Co to jest glikogen?
Glikogen składa się z tak zwanej glikogeniny, głównego białka, do którego przyłączone są tysiące cegiełek glukozowych. Cząsteczki glukozy mają również dodatkową gałąź, dzięki czemu cząsteczka glikogenu może być syntetyzowana lub przechowywana w różnych tkankach.
Należą do nich mięśnie, wątroba, pochwa, macica i mózg. Jednak zmagazynowane węglowodany można udostępnić lub zmobilizować tylko w wątrobie, ponieważ można w nim znaleźć enzym glukozo-6-fosfatazę. Glikogen można postrzegać jako magazyn energii, który jest używany podczas wysiłku fizycznego lub gdy jest się głodnym. Jeśli wyczerpie się zapas glikogenu, tłuszcz zapasowy ulega rozkładowi. Rozkład glikogenu do glukozy nazywany jest glikolizą, która może być postrzegana jako centralny proces metabolizmu energetycznego.
Funkcja, efekt i zadania
Zapas glikogenu jest wykorzystywany tylko przez same mięśnie; wątroba przechowuje glikogen, a następnie udostępnia go innym komórkom.
Proces ten odgrywa istotną rolę, zwłaszcza gdy pacjent śpi, gdyż w ten sposób można zaopatrywać komórki rdzenia nadnerczy czy erytrocyty. Ponadto poziom cukru we krwi jest regulowany za pomocą gromadzenia się i rozpadu glikogenu przez różne [[hormony]. Glukagon i adrenalina stymulują rozpad, a odkładanie się jest wspomagane przez insulinę. Tworzenie glukagonu i insuliny odbywa się w częściach trzustki.
Za pomocą glikogenu, który jest przechowywany w wątrobie, uzupełnia się poziom glukozy we krwi, a mózg i erytrocyty są dostarczane. Jeśli wątroba jest wypełniona glikogenem, jest to narząd o najwyższym stężeniu glikogenu (100 mg glikogenu na g wątroby). Z drugiej strony glikogen, który jest przechowywany w mięśniach, jest używany tylko do użytku osobistego, dzięki czemu można tutaj przechowywać około 250g glikogenu.
Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości
Jeśli skrobia jest przyjmowana z jedzeniem, enzym alfa-amylaza rozkłada ją w jamie ustnej lub w dwunastnicy na izomaltozę i maltozę. Są one następnie przekształcane w glukozę przez dalsze enzymy. Do syntezy glikogenu potrzebna jest glikogenina, białko znajdujące się w środku cząsteczki glikogenu.
Z pomocą tego enzymu i glukozo-6-fosforanu wydłuża się łańcuchy boczne cukru. Wcześniej glukozo-6-fosforan jest przekształcany w glukozo-1-fosforan. Glikogen jest rozkładany przy pomocy fosforylazy glikogenu. Kiedy końcowe cząsteczki glukozy są odszczepiane, powstaje glukozo-1-fosforan. Łącznie w organizmie człowieka można zmagazynować 400g glukozy w postaci glikogenu. Nie jest możliwe przechowywanie pojedynczych cząsteczek glukozy, ponieważ wciągają one zbyt dużo wody do komórki, która następnie pęka. Wszystkie komórki - z wyjątkiem erytrocytów - mogą rozkładać lub gromadzić glikogen. Dla magazynowania glikogenu szczególne znaczenie mają dwa układy narządów:
- Mięśnie: magazynują tylko glikogen dla siebie
- Wątroba: magazynuje glikogen, aby mógł być następnie dostarczany do organizmu
Metabolizm glikogenu ma różne zadania w mięśniach i wątrobie i dlatego jest regulowany na różne sposoby. Regulacja odbywa się hormonalnie lub allosterycznie. Regulacja allosteryczna zaczyna się w komórce. AMP występuje częściej w mięśniach, co aktywuje fosforylazę. Zwiększony rozkład glikogenu kompensuje brak ATP. Z drugiej strony glukozo-6-fosforan i ATP działają jako inhibitory.
Wskazują, że jest wystarczająca ilość glukozy i energii, a zatem nie jest wymagana degradacja. Taka regulacja nie jest możliwa w wątrobie, ponieważ glukoza jest dostarczana do innych narządów i nie jest wykorzystywana samodzielnie. W wątrobie glukagon sygnalizuje zapotrzebowanie na glukozę, natomiast w mięśniach odpowiada za to adrenalina. W obu przypadkach następuje wzrost poziomu cAMP, w wyniku czego następuje rozkład glikogenu. Z drugiej strony insulina obniża poziom cAMP, a co za tym idzie, gromadzi się glikogen.
Choroby i zaburzenia
Bardzo rzadką chorobą są tak zwane glikogenozy, które mają podłoże genetyczne. Jest to wrodzona choroba spichrzeniowa charakteryzująca się nieprawidłową zawartością glikogenu.
W przypadku chorób spichrzania glikogenu organizm nie jest w stanie przekształcić glikogenu w glukozę, a produkcja lub wykorzystanie glikogenu jest czasami zaburzone. Można wyróżnić glikogenozę wątrobową i mięśniową. Jednym z objawów glikogenozy wątroby jest powiększona wątroba, w której gromadzi się więcej tłuszczu lub glikogenu. Ponadto pacjenci mają skłonność do niskiego wzrostu i hipoglikemii. Glikogeneza mięśniowa powoduje zanik mięśni, skurcze lub osłabienie mięśni. Obecnie znanych jest trzynaście różnych typów glikogenezy, które są podzielone na formy mięśniowe lub wątrobowe i oznaczone cyframi rzymskimi.
Choroby spichrzania glikogenu można przypisać dziedziczeniu autosomalnemu recesywnemu i można je wykryć w macicy za pomocą testu płynu owodniowego. Glikogenezę leczy się głównie objawowo. Terapia obejmuje na przykład oddychanie i fizjoterapię lub specjalne zalecenia dietetyczne. W dalszej kolejności często konieczne jest sztuczne odżywianie lub wentylacja.
