Glikogenas susideda iš gliukozės vienetų ir yra polisacharidas. Žmogaus organizme jis naudojamas tiekti ir saugoti gliukozę. Glikogeno kaupimasis vadinamas glikogeno sinteze, skilimas vadinamas glikogenolize.
Kas yra glikogenas?
Glikogeną sudaro vadinamasis glikogeninas - centrinis baltymas, prie kurio prisijungia tūkstančiai gliukozės statybinių blokų. Gliukozės molekulės taip pat turi papildomą atšaką, kad glikogeno molekulę būtų galima sintetinti arba laikyti įvairiuose audiniuose.
Tai apima raumenis, kepenis, makštį, gimdą ir smegenis. Tačiau saugomus angliavandenius galima tiekti arba mobilizuoti tik kepenyse, nes juose galima rasti fermento gliukozės-6-fosfatazės. Glikogeną galima laikyti energijos kaupikliu, kuris naudojamas fizinio krūvio metu arba alkstant. Jei glikogeno atsargos baigsis, riebalai skaidomi. Glikogeno suskaidymas į gliukozę yra žinomas kaip glikolizė, kuri gali būti vertinama kaip pagrindinis energijos apykaitos procesas.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Glikogeno atsargas naudoja tik patys raumenys; kepenys kaupia glikogeną, o paskui jį pateikia kitoms ląstelėms.
Šis procesas vaidina svarbų vaidmenį, ypač kai pacientas miega, nes tokiu būdu energija gali būti tiekiamos antinksčių medulės arba eritrocitai. Be to, cukraus kiekis kraujyje yra reguliuojamas kaupiant ir skirstant glikogeną įvairiais [[hormonais]]. Gliukagonas ir adrenalinas skatina skilimą, o kaupimąsi skatina insulinas. Gliukagonas ir insulinas susidaro kasos dalyse.
Padedant glikogeno, kuris kaupiamas kepenyse, papildomas gliukozės kiekis kraujyje, tiekiamos smegenys ir eritrocitai. Jei kepenys užpildytos glikogenu, tai yra organas, kuriame didžiausia glikogeno koncentracija (100 mg glikogeno g g kepenų). Kita vertus, raumenyse laikomas glikogenas naudojamas tik asmeniniam naudojimui, taigi čia galima laikyti apie 250 g glikogeno.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Jei krakmolas geriamas su maistu, fermentas alfa-amilazė jį skaido burnoje arba dvylikapirštėje žarnoje į izomaltozę ir maltozę. Vėliau šie fermentai paverčiami gliukoze. Glikogeno sintezei būtinas baltymas, esantis glikogeno molekulės centre.
Šio fermento ir gliukozės-6-fosfato pagalba pailgėja cukraus šoninės grandinės. Prieš tai gliukozės-6-fosfatas virsta gliukozės-1-fosfatu. Glikogenas skaidomas glikogeno fosforilazės pagalba. Kai galinės gliukozės molekulės yra padalijamos, susidaro gliukozės-1-fosfatas. Iš viso žmogaus organizme glikogeno pavidalu gali būti laikoma 400 g gliukozės. Neįmanoma laikyti atskirų gliukozės molekulių, nes jos į ląstelę pritraukia per daug vandens, kuris tada sprogs. Visos ląstelės, išskyrus eritrocitus, gali suskaidyti arba kaupti glikogeną. Laikant glikogeną, ypač svarbios yra dvi organų sistemos:
- Raumenys: jie kaupia glikogeną tik sau
- Kepenys: kaupia glikogeną, kad vėliau jį galėtų tiekti organizmui
Glikogeno metabolizmas turi skirtingas užduotis raumenyse ir kepenyse, todėl yra reguliuojamas skirtingai. Reguliacija vyksta tiek hormoniškai, tiek allosteriškai. Allosterinis reguliavimas prasideda ląstelėje. AMP dažniau atsiranda raumenyse, o tai aktyvina fosforilazę. Padidėjęs glikogeno skaidymas kompensuoja ATP trūkumą. Kita vertus, gliukozės-6-fosfatas ir ATP veikia kaip inhibitoriai.
Jie rodo, kad yra pakankamai gliukozės ir energijos, todėl jos skaidyti nereikia. Toks reguliavimas kepenyse neįmanomas, nes gliukozė yra teikiama kitiems organams ir nėra naudojama savaime. Kepenyse gliukagonas signalizuoja apie gliukozės poreikį, o raumenyse adrenalinas yra atsakingas už tai. Abiem atvejais padidėja cAMP lygis, dėl kurio glikogenas suskaidomas. Kita vertus, insulinas sumažina cAMP lygį ir dėl to kaupiasi glikogenas.
Ligos ir sutrikimai
Labai reta liga yra vadinamosios glikogenozės, kurios yra genetinės. Tai yra įgimta laikymo liga, kuriai būdingas nenormalus glikogeno kiekis.
Sergant glikogeno saugojimo ligomis, organizmas nesugeba paversti glikogeno į gliukozę, todėl kartais sutrinka glikogeno gamyba ar panaudojimas. Galima atskirti kepenų ir raumenų glikogenozes. Vienas kepenų glikogenozės simptomas yra padidėjusios kepenys, kuriose kaupiama daugiau riebalų ar glikogeno. Be to, pacientai turi trumpą ūgį ir hipoglikemiją. Raumenų glikogenezė sukelia raumenų išsekimą, raumenų mėšlungį ar raumenų silpnumą. Dabar yra žinoma trylika skirtingų glikogenezės rūšių, kurios yra suskirstytos į raumenų ar kepenų formas ir žymimos romėniškais skaitmenimis.
Glikogeno saugojimo ligos gali būti atsektos iki autosominio recesyvinio paveldėjimo ir gali būti aptiktos gimdoje atliekant amniono skysčio tyrimą. Glikogenezė daugiausia gydoma simptomiškai. Terapija apima, pavyzdžiui, kvėpavimą ir fizioterapiją ar specialias dietos rekomendacijas. Tolesniame kurse dažnai reikalinga dirbtinė mityba ar ventiliacija.
