Glykogen

Glykogen sestává z jednotek glukózy a je polysacharid. V lidském organismu se používá k zásobování a skladování glukózy. Hromadění glykogenu se nazývá syntéza glykogenu, rozklad se nazývá glykogenolýza.

Co je glykogen?

Glykogen sestává z takzvaného glykogeninu, centrálního proteinu, ke kterému jsou připojeny tisíce glukózových stavebních bloků. Molekuly glukózy mají také další větve, takže molekula glykogenu může být syntetizována nebo uložena v různých tkáních.

Patří mezi ně svaly, játra, vagina, děloha a mozek. Uskladněné uhlohydráty však mohou být zpřístupněny nebo mobilizovány pouze v játrech, protože enzym glukóza-6-fosfatáza je v něm obsažen. Glykogen lze považovat za zásobu energie, která se používá při fyzické námaze nebo při hladu. Pokud dojde zásoba glykogenu, pak se rozloží tuk v depu. Rozklad glykogenu na glukózu je znám jako glykolýza, kterou lze považovat za centrální proces energetického metabolismu.

Funkce, efekt a úkoly

Zásobu glykogenu využívají pouze svaly samotné, játra glykogen ukládá a pak je zpřístupňuje dalším buňkám.

Tento proces hraje důležitou roli, zejména když pacient spí, protože buňky nadledvin nebo erytrocytů mohou být tímto způsobem zásobovány energií. Kromě toho je hladina cukru v krvi regulována pomocí hromadění a rozkladu glykogenu různými [hormony]. Glukagon a adrenalin stimulují rozklad, zatímco hromadění je podporováno inzulínem. K tvorbě glukagonu a inzulínu dochází v částech pankreatu.

Za pomoci glykogenu, který je uložen v játrech, se doplní glukóza v krvi a dodá se mozek a erytrocyty. Je-li játra naplněna glykogenem, jedná se o orgán s nejvyšší koncentrací glykogenu (100 mg glykogenu na g jater). Naproti tomu glykogen, který je uložen ve svalech, se používá pouze pro osobní potřebu, přičemž zde lze uložit asi 250 g glykogenu.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Je-li škrob přijímán s jídlem, enzym alfa-amyláza ho rozkládá v ústech nebo v dvanáctníku na isomaltózu a maltózu. Ty jsou pak přeměněny na glukózu dalšími enzymy. Glykogenin, protein nalezený ve středu molekuly glykogenu, je vyžadován pro syntézu glykogenu.

S pomocí tohoto enzymu a glukózy-6-fosfátu se prodlouží postranní řetězec cukru. Před tím se glukóza-6-fosfát přemění na glukózu-1-fosfát. Glykogen se rozkládá pomocí glykogenfosforylázy. Když se terminální molekuly glukózy oddělí, vytvoří se glukóza-1-fosfát. V lidském těle může být uloženo celkem 400 g glukózy ve formě glykogenu. Není možné ukládat jednotlivé molekuly glukózy, protože do buňky natahují příliš mnoho vody, která by pak praskla. Všechny buňky - s výjimkou erytrocytů - se mohou rozkládat nebo hromadit glykogen. Pro skladování glykogenu mají zvláštní význam dva orgánové systémy:

• Svaly: glykogen ukládají pouze pro sebe
• Játra: Uchovává glykogen, aby mohl být následně dodán do organismu

Metabolismus glykogenu má ve svalech a játrech různé úkoly, a proto je regulován různými způsoby. Regulace probíhá buď hormonálně, nebo alostericky. Alosterická regulace začíná uvnitř buňky. AMP se vyskytuje častěji ve svalech, které aktivují fosforylázu. Zvýšený rozklad glykogenu kompenzuje nedostatek ATP. Na druhé straně glukóza-6-fosfát a ATP působí jako inhibitory.

Označují, že je k dispozici dostatečná glukóza a energie, a proto není nutná žádná degradace. Taková regulace není v játrech možná, protože glukóza je poskytována pro jiné orgány a není používána sama o sobě. V játrech signalizuje glukagon potřebu glukózy, zatímco ve svalech je za to zodpovědný adrenalin. V obou případech dochází ke zvýšení hladiny cAMP, v důsledku čehož se rozkládá glykogen. Na druhé straně inzulín snižuje hladinu cAMP a v důsledku toho se hromadí glykogen.

Nemoci a poruchy

Velmi vzácným onemocněním jsou tzv. Glykogenózy, které jsou genetické. Toto je vrozené onemocnění skladování charakterizované abnormálním obsahem glykogenu.

U nemocí skladování glykogenu není tělo schopné přeměnit glykogen na glukózu a produkce nebo využití glykogenu je někdy narušeno. Lze rozlišovat mezi jaterními a svalovými glykogenózami. Jedním z příznaků jaterní glykogenózy je zvětšená játra, ve které je uloženo více tuku nebo glykogenu. Kromě toho mají pacienti tendenci mít krátký vzestup a hypoglykémii. Svalová glykogeneze způsobuje ztrátu svalů, svalové křeče nebo svalovou slabost. Nyní je známo třináct různých typů glykogeneze, které jsou rozděleny do svalových nebo jaterních forem a označeny římskými číslicemi.

Choroby ukládání glykogenu lze vysledovat zpět k autozomálně recesivní dědičnosti a mohou být detekovány v děloze pomocí testu amniotické tekutiny. Glykogeneze je léčena hlavně symptomaticky. Terapie zahrnuje například dýchání a fyzioterapii nebo speciální dietní doporučení. V dalším průběhu je často nutná umělá výživa nebo ventilace.