Гликогенолизата

Най- Гликогенолизата служи на организма за осигуряване на глюкоза-1-фосфат и глюкоза от въглехидратите за съхранение от гликоген. Много гликоген се съхранява по-специално в черния дроб и скелетните мускули. Освен всичко друго, нивото на кръвната захар също се влияе от гликогенния метаболизъм в черния дроб.

Какво е гликогенолиза?

Гликогенът присъства във всички клетки и следователно е пряко достъпен за доставка на енергия. Той обаче се съхранява в черния дроб и в скелетните мускули, за да се гарантира снабдяването с енергия за определен преходен период, дори когато няма храна.

Гликогенолизата се характеризира с разграждането на гликоген в глюкоза-1-фосфат и глюкоза. Това произвежда около 90 процента глюкоза-1-фосфат и десет процента глюкоза. Гликогенът е съхранението на глюкоза, подобно на това, което е нишестето в растенията.

Появява се като разклонена молекула, в чиито вериги глюкозните единици алфа-1-4 О-гликозидни са свързани една с друга. В точката на разклоняване има алфа-1-4 О-гликозидна връзка, както и алфа-1-6 О-гликозидна връзка.

Гликогенът не се разгражда напълно. Основната молекула винаги съществува. Или новите глюкозни молекули са гликозидно свързани към това, или се разделят. Ефективното съхранение на енергия е възможно само под формата на тази дървесна разклонена молекула.

Гликогенът присъства във всички клетки и следователно е пряко достъпен за доставка на енергия. Той обаче се съхранява в черния дроб и в скелетните мускули, за да се гарантира снабдяването с енергия за определен преходен период, дори когато няма храна. Ако е необходимо, той се разгражда главно в междуклетъчната форма глюкоза-1-фосфат. За да се регулира нивото на кръвната захар, свободната глюкоза се образува все повече в черния дроб чрез ензимни реакции.

Функция и задача

Гликогенолизата осигурява на организма енергия под формата на свободна глюкоза и фосфоризирана форма на глюкоза. За тази цел гликогенът за съхранение на въглехидрати се разгражда. Тъй като има гликоген във всички клетки на тялото, гликогенолизата се извършва навсякъде.

Гликогенът се съхранява и в скелетните мускули и в черния дроб. По този начин високите енергийни нужди на скелетните мускули могат да бъдат задоволени бързо, дори когато няма храна. Черният дроб също така гарантира, че има достатъчно налична глюкоза за регулиране на нивата на кръвната захар. В черния дроб е наличен допълнителен ензим, глюкозо-6-фосфатаза, който превръща глюкоза-1-фосфат в глюкозо-6-фосфат. След това глюкоза-6-фосфат може да бъде добавен към гликолиза, т.е. образуването на глюкоза.

Първите стъпки в гликогенолизата са основно еднакви в скелетните мускули и черния дроб. Алфа-1-4 О-гликозидните молекули на глюкозата във веригите на дървовидната разклонена молекула гликоген се разделят от ензима гликоген фосфорилаза. Разделената молекула на глюкозата е свързана с фосфатен остатък. Резултатът е глюкозо-1-фосфат, който може да бъде използван незабавно за генериране на енергия или за трансформирането му в други биомолекули.

Този процес на разцепване се извършва само до четвъртата глюкозна единица на веригата преди точката на разклоняване. Така нареченият разграждащ ензим (4-алфа-глюканотрансфераза) се използва за разделяне на останалите глюкозни единици. Този ензим прави две неща. От една страна, той катализира отделянето на три от четирите глюкозни единици преди точката на разклоняване и прехвърлянето й в свободен, нередуциращ край на гликогена. От друга страна, той катализира хидролизата на алфа-1-6 точка на разклоняване, което създава свободна глюкоза.

Поради съотношението на вериги и точки на разклоняване в гликогена, този процес произвежда само някога десет процента свободна глюкоза. В черния дроб обаче се образуват още по-големи количества свободна глюкоза. Както вече беше споменато, черният дроб има допълнителен ензим (глюкоза-6-фосфатаза), който катализира изомеризацията на молекулата глюкоза-1-фосфат в глюкоза-6-фосфат.

Глюкозо-6-фосфатът може лесно да се превърне в свободна глюкоза. По този начин черният дроб гарантира, че нивото на кръвната захар остава постоянно, когато няма храна. Ако нивото на кръвната захар падне поради физически стрес или въздържание от храна, хормоните глюкагон и адреналинът се повишават. И двата хормона стимулират гликогенолизата и по този начин осигуряват балансирано ниво на кръвната захар.

Глюкагонът е антагонистът на хормона инсулин, който се повишава, когато нивото на кръвната захар е високо. Инсулинът инхибира гликогенолизата.

Болести и неразположения

Ако гликогенолизата стане по-тежка, това може да бъде симптом на патологичен процес. Хормонът глюкагон директно стимулира гликогенолизата чрез активиране на рецептор, свързан с G протеин (GPCR). В резултат на реакционната каскада, която започва, гликоген фосфорилаза (PYG) се каталитично активира. Гликоген фосфорилазата от своя страна катализира образуването на глюкозо-1-фосфат от разцепването на глюкозните единици от гликоген.

При повишена концентрация на хормона глюкагон се наблюдава повишено разграждане на глюкоген. Долната линия е, че се създават по-големи количества глюкоза, което води до повишаване на нивата на кръвната захар. Силно повишени концентрации на глюкагон се срещат в така наречения глюкагоном. Глюкагономът е невроендокринен тумор на панкреаса, който непрекъснато произвежда огромни количества глюкагон. Плазменото ниво на глюкагон може да се увеличи до 1000 пъти над нормата.

Симптомите на заболяването са захарен диабет, поради повишената гликогенолиза, изключително разрушителна екзема по лицето, ръцете и краката и анемия. Туморът обикновено е злокачествен. Лечението се състои в хирургичното му отстраняване. Ако има метастази или неоперабилност, се провежда химиотерапия.

С повишеното образуване на адреналин също се разгражда повече глюкоген. Адреналинът се произвежда във високи концентрации във феохромоцитом, наред с други неща, без нивото на хормоните да може да се регулира. Феохромоцитомът е хормонално активни тумори на надбъбречната медула, а причините за тези тумори обикновено не могат да бъдат определени. В по-голямата част от случаите обаче това са доброкачествени тумори, които обаче могат да станат и злокачествени.

В допълнение към високото кръвно налягане и сърдечната аритмия, нивото на кръвната захар значително се повишава поради повишената гликогенолиза. Неспецифичните симптоми са главоболие, изпотяване, бледност, неспокойствие, умора и левкоцитоза. Терапията се състои главно в хирургичното отстраняване на тумора.