Glikogen

Glikogen je rezervni polisaharid pri živalih. Je bel prah, brez okusa in vonja s splošno formulo (C6H1005)n. Najdemo ga lahko v obliki granul v citosolu številnih tipov celic. Največ se ga nahaja v mišicah (približno 75 %), v jetrih (okoli 22%), manj pa v ledvicah, možganih in belih krvničkah. Imajo ga vse višje razvite živali, najdemo pa ga tudi v nekaterih mikroorganizmih kot so bakterije in glive (npr. v kvasovke).

Zgradba

Sestavljen je iz D-glukopiranoznih enot, ki so med seboj povezane z 1α-4 in 1α-6 vezmi. Njegova zgradba je podobna amilopektinu, le da so 1α-6 vezi pri glikogenu bolj pogoste; pojavljajo se na vsakih 8-16 molekul.

Funkcija v metabolizmu

V telesu se uporablja kot zaloga glukoze. Samo jetrni glikogen je lahko na voljo drugim celicam v telesu. Po zaužitju in prebavi ogljikovih hidratov se v krvi dvigne raven glukoze, zaradi česar začne trebušna slinavka izločati hormon inzulin, glukoza pa potuje proti jetrnim celicam. Inzulin v jetrnih celicah spodbudi aktiviranje večih encimov, med njimi tudi glikogen sintaze. Glukozne enote se nato med seboj vežejo v glikogenske polimere dokler je nivo glukoze in inzulina visok. Telo na tak način shrani glukozo v obliki glikogena, dokler se nivo glukoze v krvi ne spusti (ob povečani potrebi po energiji).

Kadar potrebujemo glukozo se glikogen v jetrih začne razgrajevati v glukozne enote s pomočjo glikogen fosforilaze, ki je osnovni encim glikogenolize. Kadar se ne prehranjujemo je glavni vir glukoze v krvi glikogen v jetrih.

Glikogeneza

Sinteza glikogena je energijsko uravnan proces. Energijo za sintezo dobi iz UTP-ja, ki reagira z glukoza-1-fosfatom. S pomočjo UDP-glukozne piroposforilaze nastane UDP-glukoza. Glikogen-sintaza nato poveže UDP-glukozne monomere z 1α-4 glikozidno vezjo, nato pa se na vsakih 8 do 16 molekul s pomočjo drugega encima tvori še 1α-6 vez.

Glikogenoliza

Glikogenoliza poteka v mišicah in jetrih, kjer je glikogen v glavnem shranjen. Gre za hormonski odziv na epinefrin in/ali glukagon, peptid trebušne slinavke, ki se tvori v alfa celicah Langerhansovi otočkov pri nizki koncentraciji glukoze v krvi. Jetra lahko v krvni obtok sproščajo glukozo, ki nastane pri glikolizi G6P pod vplivom glukoza-6-fosfataze. Mišične celice na drugi strani tega encima nimajo zato uporabljajo G6P izključno za glikolizo.

Encim glikogen-fosforilaza cepi 1-4 in tvori glukoza-1-fosfatne monomere, ki se nato pretvorijo v glukozo-6 fosfat. Za cepitev 1-6 vezi potrebujemo glikogen transferazo, ki iz razvejanega glikogena tvori linearni polimer.

G6P se lahko uporablja kot vir energije v glikolizi G6P lahko s pomočjo glukoza-6-fosfat dehidrogenaze pretvorimo v NADPH in pentoze. V jetrih in ledvicah se G6P lahko defosforilizira do glukoze z encimom glukoza-6-fosfatazo, kar pa je tudi zadnja stopnja v procesu glukonevgeneze.

Motnje v presnovi glikogena

Najbolj pogosta motnja je diabetes, pri katerem zaradi nepravilno uravnavane ravni inzulina lahko pride do kopičenja ali pretirane porabe glikogena v jetrih. To lahko sproži hiperglikemijo (povečana raven sladkorja v krvi) ali hipoglikemijo (zmanjšana raven sladkorja v krvi).

Poznamo tudi številne prirojene napake v encimih potrebnih za sintezo in razgradnjo glikogena, ki prav tako spadajo pod motnje v presnovi glikogena.