Glykogén je zdrojom uskladnenia a rezervy glukózy u zvierat. Má malý význam, pretože sa po smrti zvieraťa rýchlo transformuje na kyselinu mliečnu; namiesto toho predstavuje veľmi dôležitú rezervu energie na podporu metabolizmu tela.
Glykogén je rozvetvený polymér glukózy (skladá sa z mnohých jednotiek glukózy spojených spolu s väzbami alfa-1, 4 a vetvami vetvenia alfa-1, 6, ktoré sú prítomné každých 8-10 zvyškov).
Glykogén má veľmi kompaktnú štruktúru odvodenú zo špirálového vinutia polysacharidových reťazcov.
Zásoby glukózy ľahko použiteľné tkanivami na energetické účely sa nachádzajú hlavne v pečeni a kostrových svaloch. Zatiaľ čo zásoby glukózy obsiahnuté v pečeni sa používajú na zásobovanie rôznych tkanív, tie, ktoré sú obsiahnuté vo svaloch, sa používajú len lokálne.
Hlavnými spotrebiteľmi glukózy sú mozog a kostrové svalstvo aeróbnym spôsobom. Zostávajúca glukóza je spotrebovaná erytrocytmi (červené krvinky) a srdcovým svalom.
Vďaka strave získava telo glukózu vďaka aminokyselinám v glukoneogenetickej dráhe a vďaka premene laktátu na glukózu (Coriho cyklus).
Poznámka: Mastné kyseliny sa nedajú konvertovať na glukózu.
Glukóza sa v našom tele nachádza v dvoch formách: vo voľnej forme v krvnom riečišti av rozvetvenej forme v pečeni a svaloch (rezervy).
Glykogenolýza (DEGRADÁCIA GLYKOGÉNU NA GLUKÓZU)
Degradácia zásob glykogénu vyžaduje hlavný účinok enzýmu Glykogén fosforylázy. Tento enzým uvoľňuje monoméry glukózy z formy 1-4, pričom sa získajú monoméry glukózy 1 fosfát. Výhodou tohto procesu je, že získaná glukóza je už čiastočne aktivovaná a že reakcia je silne pozitívna, a preto nevyžaduje ATP. (pozri Krebsov cyklus)
Glykogénfosforyláza však nie je schopná eliminovať zvyšky glukózy z a-1.6 vetviacej formy. Potom dochádza k zásahu enzýmu, ktorý je schopný odštiepiť väzby na glukózu (10%) a fosfát 1 glukózy na -1, 6.
Fosfát glukózy 1 produkovaný pôsobením fosforylázy sa potom musí pomocou fosfoglukomutázy premeniť na fosfát glukózy.
Vieme, že pri glykolýze je enzým schopný transformácie glukózy na fosforečnan glukózy hexokinázou a že tento enzým je inhibovaný nadbytkom produktu. Enzým glukokináza je prítomný v pečeni a má funkciu podobnú aokináze prítomnej vo svaloch, ale je menej podobný glukóze. Je to preto, že pečeň využíva ako svoj hlavný zdroj energie mastné kyseliny a zaväzuje sa používať cukry až po doplnení všetkých ostatných tkanív (veľkorysý orgán par excellence).
EPINEFRÍNY V ŽIVOTE GLUCAGON MUSCLES stimulujú aktiváciu glykogénfosforylázy, ktorá bude inhibovaná prebytkom ATP a aktivovaná vysokými koncentráciami AMP. Vysoké hladiny c-amp a Ca2 + podporujú degradáciu glykogénu v hepatocyte. Enzým glykogenofosforyláza existuje v dvoch odlišných formách: v takzvanej T (menej aktívna napätá) forma a v R (uvoľnená, aktívnejšia) forma.
Glykogénfosforyláza je schopná viazať sa na glykogén, keď je v stave R.
Táto R konformácia je umožnená väzbou na AMP, zatiaľ čo je inhibovaná väzbou na ATP alebo fosfát 6 glukózy.
Tento enzým tiež podlieha kontrole, ktorá je daná jeho fosforyláciou.
Poznámka: v pečeni sa v kostrovom svale nevyskytuje enzým nazývaný fosfatáza glukózy 6, ktorá premieňa fosfát glukózy 6 na glukózu. Tento enzým umožňuje generovanie jednotlivých glukózových jednotiek na udržanie optimálnej hladiny glukózy v krvi
Zaujímavé je tiež glukózový alanínový cyklus, v skutočnosti z tejto aminokyseliny prítomnej v hojnom množstve vo svalovej glukóze sa dá získať v pečeni.
Keď sa znižuje dostupnosť glykogénu vo svaloch, vychádzajúc z aminokyselín s rozvetveným reťazcom transamináciou (proces, pri ktorom aminoskupina aminokyselín prechádza z jednej aminokyseliny na inú látku tvoriacu novú aminokyselinu) vzniká alanín; posledne menovaný prechádza do pečene, kde sa aminoskupina odstráni (deamminácia), čím sa získa amoniak a uhlíkový skelet, z ktorého sa získa glukóza, ktorá sa môže použiť ako zdroj energie.
SYNTÉZA GLYKOGÉNU
nebude regulovaný fosforylázou, ale glykogénsyntázou, enzýmom, ktorý potrebuje vysoké koncentrácie UDP. Glykogenosyntéza teda nie je presným opakom glykogenolýzy
V skutočnosti, aby sa glukóza mohla použiť glykogénsyntázou, musí byť aktivovaná enzýmom nazývaným UDP-glukózapyrofosforyláza. Tento enzým vymieňa fosfor v polohe 1 glukóza 1 fosfátu s UDP. Takto vzniká UDP-glukóza, ktorá sa používa glykogénsyntázou. Kľúčovým spúšťačom tejto reakcie je glykogenín, aminokyselina, ktorá prenáša glukózovú jednotku vďaka zvyšku tyrozínu.
Nakoniec, konečne existuje rozvetvený enzým, ktorý vytvára správne vetvy medzi rôznymi glukózovými jednotkami (alfa 1-4 a alfa 1-6).
POKRAČOVANIE: Hĺbková štúdia metabolizmu glykogénu »
