Glikogen
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0d/Glycogen.png/220px-Glycogen.png)
![]() | Članek zaradi preverljivosti potrebuje dodatne sklice. |
Glikogen je polisaharid in predstavlja osnovno obliko uskladiščene glukoze v živalskih, glivnih in nekaterih bakterijskih celicah.[1][2]
Pri živalih je energija kot glikogen kratkoročno shranjena predvsem v jetrnih in skeletnih mišičnih celicah, medtem ko dolgoročno energijsko zalogo predstavljajo trigliceridi v adipocitah (maščobnih celicah).[3][4] Ta polisaharid se v celicah nahaja v obliki citosolnih delcev, imenovanih granule. Glikogen je polisaharidna molekula, ki nastopa kot primarni vir energije v živalskih in človeških celicah, saj se lahko iz njega precej hitro pridobi molekule adenozina trifosfata, ki služijo kot vir energije za izvajanje celičnega dela. Ima veliko hidroksilnih skupin, zato z vodikovimi vezmi veže veliko vodnih molekul. Makromolekula glikogena je sestavljena iz nekaj 100 do 1000 molekul glukoze.[5]
Zgradba
[uredi | uredi kodo]Glikogen je tako po zgradbi kot po funkciji podoben škrobu, manj razvejanemu glukoznemu polimeru v rastlinskih celicah, zato se pogosto imenuje tudi živalski škrob. Zgrajen je iz osrednje molekule glikogenina, okoli katerega so nanizane razvejane verige glukoz. Glukoze so v verigah povezane z 1-4 ali 1-6 glikozidno vezjo. Ima podobno zgradbo kot amilopektin, a se razlikuje v tem, da ima ta več razvejitvenih mest.[6][2]
Glikogen najdemo v obliki zrnc (granul) v citosolu mnogih celičnih tipov. Igra pomembno vlogo v glukoznem ciklu. Predstavlja energijsko rezervo, ki se lahko začne hitro izkoriščati, če se telo sooči s pomankanjem glukoze, vseeno pa je v glikogenu shranjeno manj energije kot energijskih rezervah trigliceridov. Le glikogen, ki je shranjen v jetrih, je na voljo drugim organom.[2][6]
Metabolizem glikogena
[uredi | uredi kodo]Njegovo sintezo in razgradnjo nadzirajo (regulirajo) hormoni inzulin (vzpodbudi sintezo), adrenalin (pospeši razgradnjo), glukagon (pospeši razgradnjo in sproži glukoneogenezo) in kortizol (pospeši razgradnjo).
Sinteza (glikogeneza)
[uredi | uredi kodo]Sinteza glikogena je za razliko od njegove razgradnje endergonski ali endotermni proces. To pomeni, da je za njegovo sintezo potrebna dovedena energija. Energija za sintezo pride z molekule UTP, ki reagira z glukoza-1-fosfatom in tvori UDP-glukozo v reakciji, ki jo katalizira UDP-glukoze pirofosforilaza. Glikogen se sintetizira iz UDP-glukoze pod vplivom encima glikogen sintaze. Ta daljša verigo glikogena, dokler ne vsebuje do 11 enot glukoze, povezanih z 1-4 vezjo. Nato encim glikogen razvejajoči encim ali amilo (
Ker pa lahko glikogen sintaza le podaljšuje že obstoječo verigo glikogena, je za sintezo potreben protein glikogenin. Ta veže reducirajoči del začetne glukoze v verigi z enim izmed svojih tirozinov.[7]
Razgradnja (glikogenoliza)
[uredi | uredi kodo]Glikogen se začne razgrajevati na nereducirajočemu koncu verige pod vplivom encima glikogen fosforilaze. Nastanejo glukoza-1-fosfati, ki jih nato fosfoglukozna mutaza pretvori v glukoza-6-fosfate. Fosforilaza lahko cepi verigo, dokler ne ostanejo samo še 4 molekule glukoze. Ko ostanejo samo še 4 molekule glukoze v linearni verigi glikogena, mora encim glukanotransferaza premestiti preostale glukoze, ki so vezane na mestih 6 na mesta 4. Nato lahko fosforilaza nadaljuje. Z glukoza-6-fosfati (G6P) pa se lahko zgodijo tri različne stvari:[8]
- G6P nadaljuje pot glikolize in se porabi za pridobivanje celične energije.[8]
- G6P se v jetrih in ledvicah pretvori nazaj v glukozo s pomočjo encima glukoza-6-fosfataza.[8]
- G6P lahko gre po poti pentozefosfatov preko encima glukoza-6-fosfat dehidrogenaza in proizvede NADPH ter pentozo.[8]
Nahajanje in vloga v organizmu
[uredi | uredi kodo]Glikogen se v človeškem telesu nahaja v obliki granul v citosolu celic. Njegova primarna vloga v telesu je, da nastopa kot energijska zaloga. V telesu naj bi bilo okoli 450g glikogena. Najdemo ga predvsem v jetrih ter mišicah. Vendar pa lahko nastane z glukogenezo tudi v možganih in želodcu. Nekaj glikogena najdemo tudi v ledvicah, še manj pa v določenih nevroglija celicah v možganih ter limfocitih. V času nosečnosti ga najdemo tudi v maternici, ki prehranjuje zarodek.
Funkcija in regulacija jetrnega glikogena
[uredi | uredi kodo]Ko pojemo ter prebavimo obrok, ki vsebuje ogljikove hidrate, se poveča nivo glukoze v krvi. Polisaharidi se v prebavnem traktu pretvorijo v enostavnejše sladkorje, ki se lahko absorbirajo v kri. Trebušna slinavka nato začne izločati endokrini hormon inzulin. Glukoza, ki prehaja skozi portalno veno v jetra, vstopi v hepatocite (jetrne celice). Inzulin stimulira le te, da sprožijo vrsto encimov, med katerimi je tudi glikogen sintaza. Molekule glukoze se dodajajo verigam glikogena, dokler ne zmanjka inzulina ali glukoze. V tej fazi jetra sprejmejo več glukoze, kot je oddajo.[9]
Ko nivo glukoze pade, se izločanje inzulina ustavi in sinteza glikogena preneha. Ko se glikogen potrebuje za pridobivanje energije, se razgradi nazaj v glukozo, ki jo lahko celice uporabijo. Najprej se porabi glikogen, ki se nahaja v mišicah. Glikogen fosforilaza je encim, ki primarno razgradi glikogen. Po obroku je naslednjih 8 do 12 ur glukoza, ki jo je telo pridobilo z razgradnjo jetrnega glikogena, primarni vir glukoze, ki se uporablja za različne celične procese v telesu. Glukoza, ki nastane z razgradnjo glikogena v jetrih in z glukoneogenezo, se prenese do možganov.[9]
Glukagon je hormon, ki ga izloča trebušna slinavka in deluje nasprotno (antagonistično) inzulinu. Ko se nivo glukoze v krvi spusti pod normalno vrednost, trebušna slinavka v veliki meri izloča glukagon, ki stimulira razgradnjo glikogena v glukozo, čeprav je nivo inzulina visok. Tako telo prepreči, da bi raven glukoze preveč padla in bi prišlo do hipoglikemije. Podobno kot glukagon delujeta tudi adrenalin in kortikosteroidni hormon kortizon.[9]
Glikogen v mišičnih in drugih celicah
[uredi | uredi kodo]V mišicah najdemo glikogen v precej nižjih koncentracijah (1 % vlažne teže), vendar pa je njegova skupna količina v vseh mišicah večja od tiste v jetrih (10 % vlažne teže jeter). Nivo glikogena v telesu, predvsem v eritrocitih, jetrih ter mišicah, je odvisen od fizičnega treninga, bazalnega metabolizma posameznika ter prehranjevalnih navad. Glikogen predstavlja v mišičnih celicah, kot tudi v nekaterih drugih celicah, zalogo energije, ki se lahko sprosti takoj. Mišične celice nimajo sposobnosti sproščanja glukoze v kri, saj jim manjka encim glukoza-6-fosfataza, zato se znotrajcelični glikogen uporablja izključno kot energijska zaloga.
Nepravilnosti v metabolizmu
[uredi | uredi kodo]Najbolj pogosta motnja v metabolizmu glikogena se imenuje diabetes oz. sladkorna bolezen, pri kateri se zaradi nenormalnih vrednosti inzulina, glikogen ne izgrajuje v jetrih. Poznamo več tipov diabetesa. V primeru hipoglikemije, ki jo povzroči previsoka koncentracija inzulina, je nivo glikogena v jetrih visok, vendar visoka koncentracija inzulina ne dovoljuje glikogenolize, ki je potrebna za vzdrževanje normalnega nivoja glukoze v krvi. Pogosto se hipoglikemija zdravi z glukagonom.
Glikogenski dolg in vzdržljivostna vadba
[uredi | uredi kodo]Maratonski tekači in kolesarji se mnogokrat podajo v glikogenski dolg, to je stanje, pri katerem se porabijo skoraj vse posameznikove zaloge glikogena zaradi dolgih naporov in premajhnega vnosa energijsko bogate hrane v organizem. Maratoncem se to zgodi približno po 32. kilometru, odvisno od velikosti ter rase tekača. Pojav glikogenskega dolga lahko zakasnimo z uživanjem ogljikovih hidratov pred tekom. Ko nastopi glikogenski dolg, se pogosto počutimo tako utrujene, da se s težavo premikamo, lahko pa pride tudi do sistemskega šoka.[10][11]
Sklici
[uredi | uredi kodo]- ↑ Sadava, David E. (2011). Life : the science of biology (9. izd.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ISBN 978-1-4292-1962-4. OCLC 722384284.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Berg, Jeremy M.; Gatto, Gregory J. Jr.; Stryer, Lubert. Biochemistry (8. izd.). New York. ISBN 978-1-4641-2610-9. OCLC 913469736.
- ↑ Wasserman, David H. (Januar 2009). »Four grams of glucose«. American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism. Zv. 296, št. 1. str. E11–21. doi:10.1152/ajpendo.90563.2008. ISSN 0193-1849. PMC 2636990. PMID 18840763.
- ↑ Kreitzman, S. N.; Coxon, A. Y.; Szaz, K. F. (1992). »Glycogen storage: illusions of easy weight loss, excessive weight regain, and distortions in estimates of body composition«. The American Journal of Clinical Nutrition. Zv. 56, št. 1 Suppl. str. 292S–293S. doi:10.1093/ajcn/56.1.292S. ISSN 0002-9165. PMID 1615908.
- ↑ Ryley, J. F. (Marec 1955). »Studies on the metabolism of the protozoa. 5. Metabolism of the parasitic flagellate Trichomonas foetus«. The Biochemical Journal. Zv. 59, št. 3. str. 361–369. doi:10.1042/bj0590361. ISSN 0264-6021. PMC 1216250. PMID 14363101.
- ↑ 6,0 6,1 Lodish, Harvey F.; Berk, Arnold.; Kaiser, Chris.; Krieger, Monty (2008). Molecular cell biology (6. izd.). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4366-3. OCLC 83758878.
- ↑ 7,0 7,1 Boyle, John (Januar 2005). »Lehninger principles of biochemistry (4th ed.): Nelson, D., and Cox, M.«. Biochemistry and Molecular Biology Education. Zv. 33, št. 1. str. 74–75. doi:10.1002/bmb.2005.494033010419. ISSN 1470-8175.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2002). Biochemistry (5. izd.). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-3051-0. OCLC 48055706.
- ↑ 9,0 9,1 9,2 »Glycogen Biosynthesis; Glycogen Breakdown«. oregonstate.edu. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 12. maja 2021. Pridobljeno 3. decembra 2020.
- ↑ Beelen, Milou; Burke, Louise M.; Gibala, Martin J.; van Loon L, J. C. (december 2010). »Nutritional strategies to promote postexercise recovery«. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. Zv. 20, št. 6. str. 515–532. doi:10.1123/ijsnem.20.6.515. ISSN 1526-484X. PMID 21116024.
{{navedi revijo}}
: Vzdrževanje CS1: samodejni prevod datuma (povezava) - ↑ Zorzano, A.; Balon, T. W.; Goodman, M. N.; Ruderman, N. B. (december 1986). »Glycogen depletion and increased insulin sensitivity and responsiveness in muscle after exercise«. The American Journal of Physiology. Zv. 251, št. 6 Pt 1. str. E664–669. doi:10.1152/ajpendo.1986.251.6.E664. ISSN 0002-9513. PMID 3538900.
{{navedi revijo}}
: Vzdrževanje CS1: samodejni prevod datuma (povezava)