Glikogenolisis berfungsi untuk menyediakan organisma glukosa1-fosfat dan glukosa dari simpanan karbohidrat membentuk glikogen. Glikogen disimpan dalam jumlah besar, terutama di hati dan otot rangka. Antara lain, darah glukosa tahap juga dipengaruhi oleh metabolisme glikogen di hati.
Apa itu glikogenolisis?
Glikogen terdapat di semua sel dan secara langsung tersedia untuk bekalan tenaga. Walau bagaimanapun, ia disimpan di hati dan otot rangka untuk menyediakan bekalan tenaga untuk tempoh peralihan tertentu, walaupun ketiadaan makanan. Glikogenolisis dicirikan oleh pemecahan glikogen menjadi glukosa1-fosfat dan glukosa. Kira-kira 90 peratus glukosa-1-fosfat dan sepuluh peratus glukosa dihasilkan. Glikogen adalah bentuk penyimpanan glukosa, serupa dengan pati dalam tumbuhan. Ia muncul sebagai molekul bercabang di mana rantai unit glukosa alpha-1-4 dihubungkan O-glikosidik. Pada titik percabangan, selain ikatan alpha-1-4 O-glycosidic, terdapat juga ikatan alpha-1-6 O-glycosidic. Glikogen tidak terdegradasi sepenuhnya. Molekul asas sentiasa ada. Glukosa baru molekul sama ada secara glikosidik terikat kepadanya atau berpisah daripadanya. Hanya dalam bentuk molekul bercabang seperti pohon ini mungkin penyimpanan tenaga yang berkesan. Glikogen terdapat di semua sel dan secara langsung tersedia untuk bekalan tenaga. Walau bagaimanapun, ia disimpan di hati dan otot rangka untuk memastikan bekalan tenaga untuk tempoh peralihan tertentu, walaupun ketiadaan makanan. Apabila diperlukan, ia dipecah menjadi bentuk intraselular glukosa-1-fosfat. Untuk mengatur darah tahap glukosa, glukosa bebas semakin banyak dihasilkan di hati oleh reaksi enzimatik.
Fungsi dan peranan
Glikogenolisis memberikan tenaga kepada tubuh dalam bentuk glukosa bebas dan bentuk glukosa yang terfosforilasi. Untuk tujuan ini, simpanan karbohidrat membentuk glikogen dipecah. Oleh kerana glikogen terdapat di semua sel badan, 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 ketiadaan makanan. Hati juga menyediakan jumlah glukosa yang mencukupi untuk mengaturnya darah tahap glukosa. Untuk tujuan ini, enzim tambahan, glukosa-6-fosfatase, terdapat di dalam hati untuk menukar glukosa-1-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat. Glukosa-6-fosfat kemudian dapat diberi glikolisis, pembentukan glukosa. Langkah awal glikogenolisis pada dasarnya sama pada otot rangka dan hati. Glukosa berkait alpha-1-4 O-glycosidic molekul dalam rantai glikogen molekul bercabang seperti pokok dibelah oleh enzim glikogen fosforilase. Dalam proses ini, molekul glukosa yang telah dibelah dihubungkan dengan residu fosfat. Glukosa-1-fosfat terbentuk, yang dapat digunakan dengan segera untuk pengeluaran tenaga atau untuk transformasi menjadi biomolekul lain. Proses pembelahan ini berlaku hanya hingga unit glukosa keempat rantai sebelum titik cabang. Untuk memecahkan unit glukosa yang tersisa, enzim debranching yang disebut (4-alpha-glucanotransferase) kini digunakan. Enzim ini menjalankan dua tugas. Pertama, ia memangkin pemisahan tiga dari empat unit glukosa di hulu titik cawangan dan pemindahannya ke hujung glikogen bebas yang tidak mengurangkan. Kedua, ia memangkin hidrolisis tapak bercabang alpha-1-6, menghasilkan glukosa bebas. Oleh kerana nisbah rantai ke tempat bercabang dalam glikogen, hanya sepuluh peratus glukosa bebas yang pernah dihasilkan dalam proses ini. Walau bagaimanapun, jumlah glukosa bebas yang lebih besar terbentuk di hati. Seperti disebutkan sebelumnya, 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 glukosa darah tetap berterusan semasa kekurangan makanan. Apabila kadar glukosa darah turun kerana fizikal tekanan atau kekurangan makanan, hormon glukagon dan epinefrin dihasilkan pada kadar yang meningkat. Kedua-duanya hormon merangsang glikogenolisis dan dengan itu memastikan tahap glukosa darah yang seimbang. Glukagon adalah antagonis hormon insulin, yang semakin dihasilkan apabila tahap glukosa darah tinggi. Insulin menghalang glikogenolisis.
Penyakit dan penyakit
Apabila glikogenolisis meningkat, mungkin merupakan gejala proses patologi. Contohnya, hormon glukagon secara langsung merangsang glikogenolisis dengan mengaktifkan reseptor berpasangan protein G (GPCR). Sebagai hasil daripada permulaan lata reaksi, glikogen fosforilasi (PYG) diaktifkan secara pemangkin. Glikogen fosforilasi seterusnya mengkatalisis pembentukan glukosa-1-fosfat dari pembelahan unit glukosa dari glikogen. Oleh itu, dengan peningkatan kepekatan hormon glukagon, pemecahan glukogen meningkat. Kesan akhirnya adalah bahawa jumlah glukosa yang lebih besar dihasilkan, yang mengakibatkan peningkatan kadar glukosa darah. Kepekatan glukagon yang sangat tinggi berlaku dalam apa yang disebut glukagonom. Glukagonom adalah tumor neuroendokrin pankreas, yang secara kekal menghasilkan sejumlah besar glukagon. Oleh itu, tahap glukagon plasma dapat dinaikkan hingga 1000 kali daripada norma. Gejala penyakit ini merangkumi kencing manis melitus, kerana peningkatan glikogenolisis, sangat merosakkan eksim pada wajah, tangan dan kaki, dan anemia. Tumor biasanya ganas. Rawatan merangkumi penyingkiran pembedahannya. Dalam kes metastasis atau tidak beroperasi, kemoterapi dilaksanakan. Glukogen juga dipecah dalam peningkatan pengeluaran adrenalin. Adrenalin dihasilkan dalam kepekatan tinggi dalam a pheochromocytoma, antara lain, tanpa kemampuan mengatur kadar hormon. A pheochromocytoma mewakili tumor aktif hormon medula adrenal. Penyebab tumor ini biasanya tidak dapat ditentukan. Dalam kebanyakan kes, bagaimanapun, mereka adalah tumor jinak, walaupun mereka juga dapat merosot menjadi tumor ganas. Sebagai tambahan kepada tekanan darah tinggi and aritmia jantung, kadar glukosa darah meningkat tinggi kerana peningkatan glikogenolisis. Gejala tidak spesifik adalah sakit kepala, berpeluh, pucat serta kegelisahan, keletihan dan leukositosis. Terapi terutamanya terdiri daripada pembedahan tumor.
