glicogenoliza

glicogenoliza servește organismului pentru a furniza glucoza-1-fosfat și glucoza din forma de depozitare a carbohidraților glicogen. O mulțime de glicogen este depozitată în ficat și în special în mușchii scheletului. Printre altele, nivelul de zahăr din sânge este influențat și de metabolismul glicogenului din ficat.

Ce este Glicogenoliza?

Glicogenul este prezent în toate celulele și, prin urmare, este disponibil direct pentru furnizarea de energie. Cu toate acestea, este păstrat în ficat și în mușchii scheletului pentru a garanta furnizarea de energie pentru o anumită perioadă de tranziție, chiar și atunci când nu există aliment.

Glicogenoliza se caracterizează prin descompunerea glicogenului în glucoză-1-fosfat și glucoză. Aceasta produce aproximativ 90% glucoză-1-fosfat și zece procente glucoză. Glicogenul este forma de stocare a glucozei, similar cu ceea ce amidonul este în plante.

Apare ca o moleculă ramificată, în lanțurile căreia unitățile de glucoză alfa-1-4 O-glicozidice sunt legate între ele. În punctul de ramificare există o legătură alfa-1-4 O-glicozidică, precum și o legătură O-glicozidă alfa-1-6.

Glicogenul nu este complet descompus. Molecula de bază există întotdeauna. Fie noi molecule de glucoză sunt legate glicozidic sau sunt despărțite. Stocarea eficientă a energiei este posibilă doar sub forma acestei molecule ramificate, asemănătoare cu arborele.

Glicogenul este prezent în toate celulele și, prin urmare, este disponibil direct pentru furnizarea de energie. Cu toate acestea, este păstrat în ficat și în mușchii scheletului pentru a garanta furnizarea de energie pentru o anumită perioadă de tranziție, chiar și atunci când nu există aliment. Dacă este necesar, se descompun în principal în forma intracelulară glucoză-1-fosfat. Pentru reglarea nivelului de zahăr din sânge, glucoza liberă se formează din ce în ce mai mult în ficat prin reacții enzimatice.

Funcție și sarcină

Glicogenoliza furnizează organismului energie sub formă de glucoză liberă și sub formă fosforilizată de glucoză. În acest scop, forma de depozitare a carbohidraților glicogen este defalcată. Deoarece există glicogen în toate celulele corpului, glicogenoliza are loc peste tot.

Glicogenul este de asemenea depozitat în mușchii scheletului și în ficat. În acest fel, cerințele ridicate de energie ale mușchilor scheletului pot fi satisfăcute rapid chiar și atunci când nu există aliment. Ficatul se asigură, de asemenea, că există suficientă glucoză disponibilă pentru a regla nivelul glicemiei. O enzimă suplimentară, glucoza-6-fosfatază, este disponibilă în ficat pentru a converti glucoza-1-fosfat în glucoză-6-fosfat. Glucoza-6-fosfat poate fi apoi adăugată la glicoliză, adică formarea de glucoză.

Primii pași în glicogenoliză sunt practic aceiași în mușchii scheletului și ficatul. Moleculele de glucoză legate de alfa-1-4 O-glicozidice în lanțurile moleculei glicogene ramificate asemănătoare arborelui sunt împărțite de enzima glicogen fosforilaza. Molecula de glucoză care este împărțită este conectată la un reziduu de fosfat. Rezultatul este glucoza-1-fosfat, care poate fi utilizat imediat pentru a genera energie sau pentru a-l transforma în alte biomolecule.

Acest proces de clivaj are loc numai până la a patra unitate de glucoză a lanțului înainte de punctul de ramificare. Așa-numita enzimă debranching (4-alfa-glucanotransferaza) este utilizată pentru a împărți unitățile de glucoză rămase. Această enzimă face două lucruri. Pe de o parte, catalizează separarea a trei dintre cele patru unități de glucoză înainte de punctul de ramificare și transferul acesteia la un capăt liber, nereducător al glicogenului. Pe de altă parte, catalizează hidroliza punctului de ramificare alfa-1-6, care creează glucoză liberă.

Datorită raportului dintre lanțurile și punctele de ramificare din glicogen, acest proces produce doar zece procente de glucoză liberă. Cu toate acestea, în ficat se formează cantități și mai mari de glucoză liberă. După cum am menționat deja, ficatul are o enzimă suplimentară (glucoză-6-fosfatază) care catalizează izomerizarea moleculei glucoză-1-fosfat în glucoză-6-fosfat.

Glucoza-6-fosfat poate fi transformată cu ușurință în glucoză liberă. În acest fel, ficatul se asigură că nivelul de zahăr din sânge rămâne constant atunci când nu există aliment. Dacă nivelul zahărului din sânge scade din cauza stresului fizic sau a abstinenței alimentare, creșterea hormonilor glucagon și adrenalină. Ambii hormoni stimulează glicogenoliza și asigură astfel un nivel echilibrat de glicemie.

Glucagonul este antagonistul hormonului insulin, care este crescut atunci când nivelul de zahăr din sânge este ridicat. Insulina inhibă glicogenoliza.

Boli și afecțiuni

Dacă glicogenoliza devine mai severă, poate fi un simptom al unui proces patologic. Hormonul glucagon stimulează glicogenoliza direct prin activarea unui receptor cuplat cu proteina G (GPCR). Ca urmare a cascadei de reacție care începe, o glicogen fosforilază (PYG) este activată catalitic. Glicogenul fosforilază, la rândul său, catalizează formarea glucozei-1-fosfatului din clivajul unităților de glucoză din glicogen.

Cu o concentrație crescută a hormonului glucagon, există o descompunere crescută a glucogenului. Concluzia este că se creează cantități mai mari de glucoză, ceea ce duce la creșterea nivelului de zahăr din sânge. În așa-numitul glucagonom apar concentrații puternic crescute de glucagon. Glucagonomul este o tumoră neuroendocrină a pancreasului care produce continuu cantități enorme de glucagon. Nivelul plasmatic al glucagonului poate fi crescut până la 1000 de ori mai mult decât norma.

Simptomele bolii sunt diabetul zaharat, datorită glicogenolizei crescute, eczemelor extrem de distructive pe față, mâini și picioare și anemie. Tumora este de obicei malignă. Tratamentul constă în îndepărtarea chirurgicală. Dacă există metastaze sau inoperabilitate, chimioterapia este efectuată.

De asemenea, odată cu formarea crescută a adrenalinei, mai mult glucogen este descompus. Adrenalina este produsă în concentrații mari într-un feocromocitom, printre altele, fără ca nivelul hormonal să poată fi reglat. Un feocromocitom este tumoră hormonală activă a medulei suprarenale. Cauzele acestor tumori nu pot fi de obicei determinate. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, este vorba de tumori benigne, care pot deveni totuși maligne.

Pe lângă hipertensiunea arterială și aritmii cardiace, nivelul glicemiei este foarte mare datorită glicogenolizei crescute. Simptomele nespecifice sunt dureri de cap, transpirație, paloare, neliniște, oboseală și leucocitoză. Terapia constă în principal în îndepărtarea chirurgicală a tumorii.