Glykogenolýza

Glykogenolýza je postupný rozklad glykogénu s n jednotkami glukózy na glukóza-1-fosfát a glykogén s n-1 jednotkami glukózy. Vetvy glykogénu sú katabolizované postupnným odbúravaním monomérov glukózy vďaka fosforolýze enzýmom glykogénfosforyláze.^[1]

Nezamieňať s heslami Glykolýza, Glykogenéza alebo Glukoneogenéza.

Štruktúra glykogénu

Mechanizmus

Celková reakcia rozkladu glykogénu n a glukóza-1-fosfát je^[1]

glykogén_{(n jednotiek)} + P_i ⇌ glykogén_{(n-1 jednotiek)} + glukóza-1-fosfát

Glykogénfosforyláza štiepi väzbu, ktorou je naviazaná terminálna glukóza na vetvu glykogénu substitúciou fosfátovej skupiny za α[1→4] väzbu (na obrázku červené).^[1] Enzým fosfoglukomutáza potom premieňa glukóza-1-fosfát na glukóza-6-fosfát, ktorý sa následne zvyčajne spracováva v glykolýze.^[1]

Glukózové zvyšky sú fosforolyzované až dokým sa nenachádzajú štyri zvyšky od α[1→6] rozvetvenia glykogénu (na obrázku zelené). Transglykozyláza následne presúva tri zo zvyšných štyroch jednotiek glukózy na iný koniec vetvy glykogénu. Tým sa odhalí α[1→6] väzba a potom sa táto posledná glukózová jednotka hydrolyzuje α[1→6] glukozidázou. V tomto prípade (ako jedinom) vzniká samostatná glukóza namiesto glukóza-1-fosfátu. Glukóza sa následne fosforyluje hexokinázou na glukóza-6-fosfát.^[1]

• 
  β-Glukóza
• 
  α-Glukóza-1-fosfát
• 
  α-Glukóza-6-fosfát

Funkcia

Glykogenolýza prebieha v svaloch a pečeni ako odpoveď na hormonálne a neurálne signály. Glykogenolýza hrá dôležitú úlohu pri akútnom strese (zvýšení hladiny adrenalínu) a regulácii glukózy v krvi.

V myocytoch (svalových bunkách) poskytuje rozklad glykogénu okamžitý zdroj glukóza-6-fosfátu na glykolýzu, čím poskytuje energiu na sťahy svalov. V hepatocytoch (pečeňových bunkách) je hlavnou úlohou rozkladu glykogénu uvoľnenie glukózy do krvného obehu, aby ju mohli prijať ostatné bunky. Fosfátová skupina glukóza-6-fosfátu sa odstraňuje enzýmom glukóza-6-fosfatázou, ktorá nie je prítomná v myocytoch, a voľná glukóza opúšťa GLUT2 kanálmi s uľahčenou difúziou v bunkovej membráne hepatocytov.

Regulácia

Glykogenolýza je regulovaná hormónmi, ktoré reagujú na hladinu glukózy v krvi, a to glukagónom a inzulínom. Glykogenolýza je stimulovaná epinefrínom (adrenalínom). Inzulín silne inhibuje glykogenolýzu.^[2]

V myocytoch môže byť glykogenolýza stimulovaná aj neurálnymi signálmi.^[3]

Klinický význam

Parenterálne (intravenózne) podaný glukagón je bežný spôsob riešenia diabetických pohotovostí, keď nie je možné orálne podať cukor. Takisto je možné podať glukagón intramuskulárne.