Glikogen to złożony, złożony węglowodan, który w procesie glikogenezy powstaje z glukozy, która dostaje się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem. Z chemicznego punktu widzenia określa się go wzorem C6H10O5 i jest koloidalnym polisacharydem o silnie rozgałęzionym łańcuchu reszt glukozy. W tym artykule powiemy Ci wszystko o glikogenach: czym one są, jakie są ich funkcje, gdzie są przechowywane. Opiszemy również, jakie odchylenia występują w procesie ich syntezy.
Glikogeny: czym są i jak są syntetyzowane?
Glikogen jest podstawową rezerwą glukozy w organizmie. W ludzkim ciele jest syntetyzowany w następujący sposób. Podczas posiłków węglowodany (w tym skrobia i dwucukry – laktoza, m altoza i sacharoza) są rozbijane na małe cząsteczki pod wpływem działania enzymu (amylazy). Następnie w jelicie cienkim enzymy takie jak sacharaza, amylaza trzustkowa i m altaza hydrolizują reszty węglowodanowe do cukrów prostych, w tym glukozy.
Jedna część uwolnionychglukoza, która dostała się do krwiobiegu, jest przesyłana do wątroby, a druga jest transportowana do komórek innych narządów. Bezpośrednio w komórkach, w tym w komórkach mięśniowych, następuje późniejszy rozpad monosacharydu glukozy, który nazywa się glikolizą. W procesie glikolizy, który zachodzi z udziałem lub bez udziału tlenu (tlenowego i beztlenowego) syntetyzowane są cząsteczki ATP, będące źródłem energii we wszystkich organizmach żywych. Ale nie cała glukoza, która dostaje się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem, jest zużywana na syntezę ATP. Część jest magazynowana w postaci glikogenu. Proces glikogenezy obejmuje polimeryzację, czyli sekwencyjne łączenie ze sobą monomerów glukozy i tworzenie rozgałęzionego łańcucha polisacharydowego pod wpływem specjalnych enzymów.
Gdzie znajduje się glikogen?
Powstały glikogen jest przechowywany w postaci specjalnych granulek w cytoplazmie (cytozolu) wielu komórek ciała. Szczególnie wysoka jest zawartość glikogenu w wątrobie i tkance mięśniowej.
Ponadto glikogen mięśniowy jest źródłem magazynowania glukozy dla samej komórki mięśniowej (w przypadku silnego obciążenia), a glikogen wątrobowy utrzymuje normalne stężenie glukozy we krwi. Również dostarczanie tych złożonych węglowodanów znajduje się w komórkach nerwowych, komórkach serca, aorcie, powłokach nabłonkowych, tkance łącznej, błonie śluzowej macicy i tkankach zarodkowych. Zbadaliśmy więc, co oznacza termin „glikogeny”. Co to jest, jest teraz jasne. Następnie porozmawiajmy o ich funkcjach.
Dlaczego organizm potrzebuje glikogenów?
W organizmie glikogen służy wjako rezerwa energii. W razie pilnej potrzeby organizm będzie w stanie wydobyć z niej brakującą glukozę. Jak to się stało? Rozkład glikogenu następuje między posiłkami, a także znacznie przyspiesza podczas ciężkiej pracy fizycznej. Proces ten zachodzi poprzez rozszczepianie resztek glukozy pod wpływem specjalnych enzymów. W rezultacie glikogen rozkłada się do wolnej glukozy i glukozo-6-fosforanu bez zużywania ATP.
Dlaczego potrzebny jest glikogen wątrobowy?
Wątroba jest jednym z najważniejszych narządów wewnętrznych ludzkiego ciała. Pełni wiele różnych funkcji życiowych. W tym zapewnia normalny poziom cukru we krwi, niezbędny do funkcjonowania mózgu. Główne mechanizmy, dzięki którym glukoza jest utrzymywana w normalnym zakresie od 80 do 120 mg/dl, to lipogeneza, po której następuje rozpad glikogenu, glukoneogeneza i konwersja innych cukrów w glukozę.
Kiedy poziom cukru we krwi spada, aktywuje się fosforyllaza, a następnie rozkłada się glikogen wątrobowy. Jego nagromadzenie znika z cytoplazmy komórek, a glukoza dostaje się do krwioobiegu, dając organizmowi niezbędną energię. Wraz ze wzrostem poziomu cukru, np. po posiłku, komórki wątroby zaczynają aktywnie syntetyzować glikogen i go odkładać. Glukoneogeneza to proces, w którym wątroba syntetyzuje glukozę z innych substancji, w tym aminokwasów. Funkcja regulacyjna wątroby sprawia, że jest ona krytycznieniezbędne do normalnego funkcjonowania organizmu. Odchylenia – znaczne wzrosty/spadek poziomu glukozy we krwi – stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia człowieka.
Upośledzona synteza glikogenu
Zaburzenia metabolizmu glikogenu to grupa dziedzicznych chorób glikogenu. Ich przyczyną są różne defekty enzymów, które są bezpośrednio zaangażowane w regulację tworzenia lub rozkładu glikogenów. Wśród chorób glikogenowych wyróżnia się glikogenozy i aglikogenozy. Te pierwsze to rzadkie patologie dziedziczne spowodowane nadmiernym nagromadzeniem polisacharydu C6H10O5 w komórkach.
Synteza glikogenu i jego późniejszy nadmiar w wątrobie, płucach, nerkach, mięśniach szkieletowych i sercowych są spowodowane defektami enzymów (np. glukozo-6-fosfataza) zaangażowanych w rozkład glikogenu. Najczęściej w przypadku glikogenozy występują zaburzenia rozwojowe narządów, opóźniony rozwój psychomotoryczny, ciężkie stany hipoglikemii, aż do wystąpienia śpiączki. Aby potwierdzić diagnozę i określić rodzaj glikogenozy, wykonuje się biopsję wątroby i mięśni, po czym uzyskany materiał przesyła się do badania histochemicznego. W jej trakcie określana jest zawartość glikogenu w tkankach, a także aktywność enzymów, które przyczyniają się do jego syntezy i rozkładu.
Jeśli w organizmie nie ma glikogenu, co to znaczy?
Aglikogenozy to poważna choroba dziedziczna spowodowana brakiem enzymu zdolnego do syntezy glikogenu(syntetaza glikogenu). W obecności tej patologii glikogen jest całkowicie nieobecny w wątrobie. Objawy kliniczne choroby są następujące: wyjątkowo niska zawartość glukozy we krwi, w wyniku czego - ciągłe drgawki hipoglikemiczne. Stan pacjentów określa się jako wyjątkowo poważny. Obecność aglikogenozy bada się wykonując biopsję wątroby.
