Glikogen
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Glikogen je polisaharid glukoze koji predstavlja primarnu skladišnu formu ugljenih hidrata kod kičmenjaka. Nastaje prvenstveno u jetri i mišićima, mada gotovo sve telesne ćelije imaju sposobnost skladištenja manjih količina glikogena.[2] Depoi glikogena u jetri predstavljaju rezerve glukoze koje se, u slučaju pada koncentracije glukoze u krvi, veoma brzo mogu mobilisati i taj pad kompenzovati. Glikogen deponovan u mišićima predstavlja izvor energije tokom intenzivnih fizičkih napora, pri čemu oslobođena glukoza nikada ne prelazi u krvotok.[3] Iako daleko manje zastupljene od rezervi lipida, rezerve glikogena su veoma važne i u energetski suficitarnim stanjima, pri povećanim koncentracijama glukoze, prve se popunjavaju.
Glikogen je razgranati homopolisaharid (homoglikan) čiju monosaharidnu jedinicu čine molekuli α-D-glukoze.[4] Sadrži do 50.000 ostataka ovog monosaharida, pri čemu molekulska masa varira između 106 i 1.6×107 daltona. Molekuli glukoze su u najvećoj meri povezani α-(1→4)-glikozidnim vezama čime se formiraju duži lanci, da bi se oni dalje granali, formirajući bočne lance preko α-(1→6)-glikozidnih veza. Razgranatost molekula je varijabilna, pa se u središtu molekula bočni lanci odvajaju na svaka četiri ostatka glukoze (bočni lanci nikada nisu bliži od 4 ostatka, usled specifičnosti enzima grananja), dok su bočne grane na periferiji molekula ređe, tek na svakih 6-10 molekula glukoze.[3] Ovakva organizacija molekula uslovljava postojanje velikog broja neredukujućih krajeva, što je bitno za brzu hidrolizu molekula jer se razgradnja glikogena odvija upravo sa neredukujućih krajeva. Pored toga, nelinearnost molekula omogućava i njegovo gusto pakovanje, sekundarna struktura je uglavnom globularna i zauzima veoma malo prostora (u poređenju sa molekulskom masom). Redukujući kraj glikogena lociran je u unutrašnjosti i ne nalazi se slobodan. Za njega je kovalentno, preko ostatka tirozinske grupe, vezan specifičan protein — glikogenin.[5] Glikogenin ima ulogu prajmera u biosintezi glikogena, u uslovima kada ona počinje od prekursora sa manje od 7 ostataka glukoze.
Ukupne rezerve glikogena u organizmu su primarno skoncentrisane u jetri i mišićima.[6] Kod odrasle osobe, do 100g glikogena nalazi se u jetri, a dodatnih 200g u mišićnom tkivu.[7] Glikogen se deponuje u vidu granula lociranih u citosolu ćelija. Ćelije jetre mogu skladištiti glikogen maksimalno u udelu od 5-8% svoje mase, dok je kod mišića ovaj procenat niži, i iznosi oko 1-3%.[2] U kojoj meri su ove ćelije zasićene glikogenom, zavisi prvenstveno od dužine trajanja gladovanja, fizičke aktivnosti ali i udela ugljenih hidrata u ishrani pojedinca. Uz mirovanje, depoi glikogena mogu da zadovolje energetske potrebe organizma tokom perioda od oko 12 sati intenzivnog gladovanja.[8]
Glikogen se ne deponuje u tkivima u većoj meri od spomenute jer ne predstavlja najracionalniji skladišni oblik energije — vezuje dva puta veću količinu vode od svoje mase, a daje 2,5 puta manje energije od iste mase neutralnih masti.
Rezerve glikogena podležu stalnoj depleciji i obnavljanju. Po unosu i apsorpciji hrane bogate ugljenim hidratima, dolazi do povećanja nivoa glukoze u krvi što utiče na lučenje insulina iz pankreasa. Insulin, nizom kompleksnih regulatornih uloga u metabolizmu koje obavlja, utiče na povećan ulaz glukoze u ćelije. Kako je glukoza osmotski veoma aktivna, normalno se ne skladišti u ćeliji već brzo podleže glikolizi. U ćelijama jetre i mišića insulin istovremeno aktivira proces stvaranja glikogena — glikogenezu — što omogućava konvertovanje preuzete glukoze u glikogen. Po zasićenju ćelija glikogenom, suvišna glukoza nizom metaboličkih procesa biva pretvorena u lipide, i suvišna energija uskladištena u vidu triacilglicerola.
Po prestanku priliva glukoze iz gastrointestinalnog trakta, nivoi insulina opadaju. Za homeostazu glukoze u krvi odgovoran je još jedan hormon — glukagon. Kako je glukoza najneposredniji izvor energije za ćelije, a za neurone i jedini (osim tokom perioda dugotrajnog gladovanja), nivo glukoze u krvi posledično počinje da opada. Glukagon smanjuje stepen preuzimanja glukoze iz krvotoka, inhibira nevitalne anaboličke procese, i regulatorno utiče na mobilizaciju rezervi glikogena. Oslobođena glukoza iz hepatocita zatim prelazi u krvotok. Suštinski, glikogen jetre predstavlja depo glukoze koji, između obroka, obezbeđuje konstantan priliv ovog šećera perifernim organima i tkivima. Ova uloga se naziva i puferskom ulogom jetre za glukozu.[2]
Glikogen u mišićima ne učestvuje u homeostazi glukoze, već služi isključivo kao rezerva energije u samim mišićima. Pod uslovima mirovanja ili umerene fizičke aktivnosti, energetske potrebe za održavanje mišićnog tonusa i umerenog mišićnog rada podmiruju se aerobnim metabolizmom — masne kiseline, glukoza i kiseonik se u dovoljnom obimu dopremaju do mišićnog tkiva, razgrađuju i konačno uključuju u respiratorni lanac čime se, oksidativnom fosforilacijom, obezbeđuje znatna količina energije koja zadovoljava 95% energetskih potreba mišića pod navedenim uslovima.[2] Tokom intenzivnog fizičkog rada, potrebe za energijom se jako povećavaju pa relativno spor aerobni metabolizam nije dovoljan da ih podmiri. Po depleciji kreatin-fosfata, kao najneposrednije rezerve energije deponovane u mišićima, započinje glikogenoliza. Ovim se brzo oslobađaju velike količine uskladištene glukoze koja se razgrađuje do piruvata, a zatim i redukuje do laktata, uz stvaranje ATP. Anaerobni put stvaranja ATP je oko 100 puta brži od aerobnog.[3]
Proces razgradnje glikogena do glukoze naziva se glikogenoliza. To je proces koji katalizuju tri enzima, i kojim se odvaja po jedan molekul glukoze, u vidu glukoze-6-fosfata, sa neredukujućih krajeva glikogena. Proces je pod kontrolom brojnih faktora, ali se suštinski zasniva na alosternoj modulaciji i kovalentnoj modifikaciji enzima koji ga katalizuju. Nastala glukoza-6-fosfat (G6P) u hepotocitima podleže defosforilaciji pod dejstvom specifične fosfataze, nakon čega glukoza difunduje u krvotok. Jedan deo G6P ulazi i u fosfoglukonatni put. G6P u mišićima se prvenstveno uključuje u glikolitički put.[9]
Proces biosinteze glikogena naziva se glikogeneza. To je, takođe, proces koji katalizuje tri enzima, pri čemu je prva reakcija — reakcija formiranja UDP-glukoze, endergonska. Njena suština je aktivacija glikozidnih jedinica koje se zatim vezuju u rastući lanac glikogena, pri čemu se vezana energija troši za formiranje glikozidne veze. U ćelijama gde je došlo do potpune deplecije glikogena, za njegovu sintezu je neophodan glikogenin kao prajmer koji omogućava i autokatalizuje vezivanje prvih 7 ostataka glukoze. I glikogeneza je strogo kontrolisan, posebno hormonima posredovanom kovalentnom modifikacijom glikogen-sintaze.
Kako je centralni hormon metabolizma glikogena prvenstveno insulin, većina stečenih poremećaja metabolizma glikogena vezana je za patološki smanjene ili povišene nivoe insulina. Jedan deo poremećaja je i urođene prirode, i posledica je nedostatka ili disfunkcije enzima uključenih u metabolizam glikogena. Ovakvi poremećaji se jednim imenom nazivaju poremećaji skladištenja glikogena.
Hipoglikemija, uzrokovana viškom insulina sprečava odvijanje glikogenolize, inhibirajući glikogen-fosforilazu, i samim tim sprečava oslobađanje rezervi glukoze. Deficit insulina pak sprečava ulazak glukoze u ćelije, pa i formiranje rezervi u vidu glikogena. Normalizacija metabolizma glukoze uglavnom normalizuje i metabolizam glikogena.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
