Glikogenolisis

The Glikogenolisis berfungsi untuk organisma untuk membekalkan glukosa-1-fosfat dan glukosa dari simpanan karbohidrat membentuk glikogen. Sebilangan besar glikogen disimpan di otot hati dan kerangka khususnya. Antara lain, tahap gula dalam darah juga dipengaruhi oleh metabolisme glikogen di hati.

Apa itu Glycogenolysis?

Glikogenolisis dicirikan oleh pemecahan glikogen menjadi glukosa-1-fosfat dan glukosa. Ini menghasilkan sekitar 90 peratus glukosa-1-fosfat dan sepuluh peratus glukosa. Glikogen adalah bentuk penyimpanan glukosa, serupa dengan pati dalam tumbuhan.

Ia muncul sebagai molekul bercabang, di mana rantai unit glukosa alpha-1-4 O-glikosidik dihubungkan satu sama lain. Pada titik bercabang terdapat ikatan alpha-1-4 O-glycosidic dan juga ikatan alpha-1-6 O-glycosidic.

Glikogen tidak dipecah sepenuhnya. Molekul asas sentiasa ada. Sama ada molekul glukosa baru diikat secara glikosidik atau berpisah. Penyimpanan tenaga yang berkesan hanya dapat dilakukan dalam bentuk molekul bercabang seperti pohon ini.

Glikogen terdapat di semua sel dan oleh itu tersedia secara langsung untuk bekalan tenaga. Walau bagaimanapun, ia disimpan di hati dan otot rangka untuk menjamin bekalan tenaga untuk tempoh peralihan tertentu walaupun tidak ada makanan. Sekiranya perlu, ia dipecah menjadi bentuk glukosa-1-fosfat intraselular. Untuk mengatur kadar gula dalam darah, glukosa bebas semakin banyak terbentuk di hati melalui reaksi enzimatik.

Fungsi & tugas

Glikogenolisis memberikan tenaga kepada organisma dalam bentuk glukosa bebas dan bentuk glukosa yang terfosforilisasi. Untuk tujuan ini, simpanan karbohidrat membentuk glikogen dipecah. Oleh kerana terdapat glikogen di semua sel tubuh, glikogenolisis berlaku di mana-mana.

Glikogen juga disimpan di otot rangka dan di hati. Dengan cara ini, keperluan tenaga otot rangka yang tinggi dapat dipenuhi dengan cepat walaupun tidak ada makanan. Hati juga memastikan ada glukosa yang cukup untuk mengatur kadar gula darah. Enzim tambahan, glukosa-6-fosfatase, terdapat di hati untuk menukar glukosa-1-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat. Glukosa-6-fosfat kemudian dapat ditambahkan ke glikolisis, iaitu pembentukan glukosa.

Langkah pertama dalam glikogenolisis pada dasarnya sama pada otot rangka dan hati. Molekul glukosa bertautan alpha-1-4 O-glikosidik dalam rantai glikogen molekul bercabang pohon dipisahkan oleh enzim glikogen fosforilase. Molekul glukosa yang dipisahkan disambungkan ke residu fosfat. Hasilnya adalah glukosa-1-fosfat, yang dapat digunakan segera untuk menghasilkan tenaga atau mengubahnya menjadi biomolekul lain.

Proses pembelahan ini hanya berlaku hingga unit glukosa keempat rantai sebelum titik bercabang. Enzim yang disebut debranching (4-alpha-glucanotransferase) digunakan untuk membelah unit glukosa yang tinggal. Enzim ini melakukan dua perkara. Di satu pihak, ia memangkin pemisahan tiga dari empat unit glukosa sebelum titik bercabang dan pemindahannya ke hujung glikogen yang bebas dan tidak mengurangkan. Sebaliknya, ia memangkin hidrolisis titik bercabang alpha-1-6, yang menghasilkan glukosa bebas.

Oleh kerana nisbah rantai dan titik bercabang dalam glikogen, proses ini hanya menghasilkan glukosa bebas sepuluh peratus. Walau bagaimanapun, jumlah glukosa bebas yang lebih besar terbentuk di hati. Seperti yang telah disebutkan, hati memiliki enzim tambahan (glukosa-6-fosfatase) yang memangkinkan isomerisasi molekul glukosa-1-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat.

Glukosa-6-fosfat dapat dengan mudah diubah menjadi glukosa bebas. Dengan cara ini, hati memastikan tahap gula dalam darah tetap berterusan apabila tidak ada makanan. Sekiranya tahap gula dalam darah turun kerana tekanan fizikal atau pantang makanan, hormon glukagon dan adrenalin akan meningkat. Kedua-dua hormon merangsang glikogenolisis dan dengan itu memastikan tahap gula darah yang seimbang.

Glukagon adalah antagonis hormon insulin, yang meningkat apabila kadar gula darah tinggi. Insulin menghalang glikogenolisis.

Penyakit & penyakit

Sekiranya glikogenolisis menjadi lebih teruk, itu boleh menjadi gejala proses patologi. Hormon glukagon merangsang glikogenolisis secara langsung dengan mengaktifkan reseptor berpasangan protein G (GPCR). Hasil daripada lata reaksi yang bermula, glikogen fosforilasi (PYG) diaktifkan secara pemangkin. Glikogen fosforilasi seterusnya menjadi pemangkin pembentukan glukosa-1-fosfat dari pembelahan unit glukosa dari glikogen.

Dengan peningkatan kepekatan hormon glukagon, terdapat peningkatan pemecahan glukogen. Intinya adalah bahawa jumlah glukosa yang lebih besar dibuat, yang menyebabkan peningkatan kadar gula dalam darah. Kepekatan glukagon yang meningkat sangat tinggi berlaku dalam apa yang disebut glukagonom. Glukagonoma adalah tumor neuroendokrin pankreas yang secara berterusan menghasilkan sejumlah besar glukagon. Tahap plasma glukagon dapat ditingkatkan hingga 1000 kali lebih tinggi daripada biasanya.

Gejala penyakit ini adalah diabetes mellitus, disebabkan peningkatan glikogenolisis, eksim yang sangat merosakkan pada wajah, tangan dan kaki, dan anemia. Tumor biasanya ganas. Rawatan terdiri daripada penyingkiran pembedahannya. Sekiranya terdapat metastasis atau tidak dapat dikendalikan, kemoterapi dijalankan.

Dengan peningkatan pembentukan adrenalin juga, lebih banyak glukogen dipecah. Adrenalin dihasilkan dalam kepekatan tinggi dalam pheochromocytoma, antara lain, tanpa tahap hormon dapat dikawal. Feochromocytoma adalah tumor aktif hormon medula adrenal. Penyebab tumor ini biasanya tidak dapat ditentukan. Dalam kebanyakan kes, bagaimanapun, adalah tumor jinak, yang dapat menjadi ganas.

Sebagai tambahan kepada tekanan darah tinggi dan aritmia jantung, tahap gula darah juga meningkat kerana peningkatan glikogenolisis. Gejala tidak spesifik adalah sakit kepala, berpeluh, pucat, gelisah, keletihan dan leukositosis. Terapi terdiri terutamanya dari pembedahan tumor.