Glikogenolisis

Itu Glikogenolisis berfungsi untuk menyediakan glukosa-1-fosfat dan glukosa dari glikogen bentuk penyimpanan karbohidrat. Banyak glikogen disimpan di hati dan otot rangka pada khususnya. Kadar gula darah juga dipengaruhi oleh metabolisme glikogen di hati.

Apa itu Glikogenolisis?

Glikogen ada di semua sel dan oleh karena itu langsung tersedia untuk suplai energi. Namun, disimpan di hati dan di otot rangka untuk menjamin pasokan energi untuk periode transisi tertentu bahkan ketika tidak ada makanan.

Glikogenolisis ditandai dengan pemecahan glikogen menjadi glukosa-1-fosfat dan glukosa. Ini menghasilkan sekitar 90 persen glukosa-1-fosfat dan sepuluh persen glukosa. Glikogen adalah bentuk penyimpanan glukosa, mirip dengan pati pada tumbuhan.

Ia muncul sebagai molekul bercabang, yang rantainya unit glukosa alfa-1-4 O-glikosidik dihubungkan satu sama lain. Pada titik percabangan ada ikatan alfa-1-4 O-glikosidik serta ikatan alfa-1-6 O-glikosidik.

Glikogen tidak sepenuhnya terurai. Molekul dasarnya selalu ada. Entah molekul glukosa baru terikat secara glikosida atau terpecah. Penyimpanan energi yang efektif hanya mungkin dalam bentuk molekul bercabang seperti pohon ini.

Glikogen ada di semua sel dan oleh karena itu langsung tersedia untuk suplai energi. Namun, disimpan di hati dan di otot rangka untuk menjamin pasokan energi untuk periode transisi tertentu bahkan ketika tidak ada makanan. Jika perlu, itu terutama dipecah menjadi glukosa-1-fosfat bentuk intraseluler. Untuk mengatur kadar gula darah, glukosa bebas semakin banyak terbentuk di hati melalui reaksi enzimatis.

Fungsi & tugas

Glikogenolisis memberi organisme energi dalam bentuk glukosa bebas dan bentuk glukosa terfosforilasi. Untuk tujuan ini, glikogen bentuk penyimpanan karbohidrat dipecah. Karena ada glikogen di semua sel tubuh, glikogenolisis terjadi di mana-mana.

Glikogen juga disimpan di otot rangka dan di hati. Dengan cara ini, kebutuhan energi yang tinggi pada otot rangka dapat dipenuhi dengan cepat meskipun tidak ada makanan. Hati juga memastikan tersedianya glukosa yang cukup untuk mengatur kadar gula darah. Untuk tujuan ini, enzim tambahan, glukosa-6-fosfatase, hadir di hati untuk mengubah glukosa-1-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat. Glukosa-6-fosfat kemudian dapat ditambahkan ke glikolisis, yaitu pembentukan glukosa.

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

Proses pembelahan ini hanya berlangsung hingga unit glukosa keempat dari rantai sebelum titik percabangan. Enzim yang disebut debranching (4-alpha-glukanotransferase) digunakan untuk memisahkan unit glukosa yang tersisa. Enzim ini melakukan dua hal. Di satu sisi, ia mengkatalisis pemisahan tiga dari empat unit glukosa sebelum titik percabangan dan transfernya ke ujung glikogen yang bebas dan tidak mereduksi. Di sisi lain, ia mengkatalisis hidrolisis titik percabangan alfa-1-6, yang menciptakan glukosa bebas.

Karena rasio rantai dan titik percabangan di glikogen, proses ini hanya menghasilkan sepuluh persen glukosa bebas. Namun, jumlah glukosa bebas yang lebih besar lagi terbentuk di hati. Seperti yang telah disebutkan, hati memiliki enzim tambahan (glukosa-6-fosfatase) yang mengkatalisis isomerisasi molekul glukosa-1-fosfat menjadi glukosa-6-fosfat.

Glukosa-6-fosfat dapat dengan mudah diubah menjadi glukosa bebas. Dengan cara ini, hati memastikan bahwa kadar gula darah tetap konstan saat tidak ada makanan. Jika kadar gula darah turun karena stres fisik atau pantang makan, hormon glukagon dan adrenalin meningkat. Kedua hormon tersebut merangsang glikogenolisis dan dengan demikian memastikan tingkat gula darah yang seimbang.

Glukagon adalah antagonis hormon insulin, yang meningkat saat kadar gula darah tinggi. Insulin menghambat glikogenolisis.

Penyakit & penyakit

Jika glikogenolisis menjadi lebih parah, itu bisa menjadi gejala proses patologis. Hormon glukagon menstimulasi glikogenolisis secara langsung dengan mengaktifkan reseptor yang digabungkan dengan protein G (GPCR). Sebagai hasil dari kaskade reaksi yang dimulai, glikogen fosforilase (PYG) diaktifkan secara katalitik. Glikogen fosforilase pada gilirannya mengkatalisis pembentukan glukosa-1-fosfat dari pemecahan unit glukosa dari glikogen.

Dengan peningkatan konsentrasi hormon glukagon, terjadi peningkatan pemecahan glukogen. Intinya adalah bahwa jumlah glukosa yang lebih besar dibuat, yang menyebabkan peningkatan kadar gula darah. Konsentrasi glukagon yang sangat meningkat terjadi pada apa yang disebut glukagonom. Glukagonoma adalah tumor neuroendokrin pankreas yang terus menerus menghasilkan glukagon dalam jumlah besar. Tingkat glukagon plasma dapat ditingkatkan hingga 1000 kali lipat dari normalnya.

Gejala penyakitnya adalah diabetes melitus, akibat peningkatan glikogenolisis, eksim yang sangat merusak pada wajah, tangan dan kaki, serta anemia. Tumor biasanya ganas. Perawatan terdiri dari operasi pengangkatannya. Jika ada metastasis atau tidak dapat beroperasi, kemoterapi dilakukan.

Dengan peningkatan pembentukan adrenalin, lebih banyak glukogen dipecah. Adrenalin diproduksi dalam konsentrasi tinggi dalam pheochromocytoma, antara lain, tanpa pengaturan tingkat hormon. Feokromositoma adalah tumor yang aktif secara hormonal pada medula adrenal. Penyebab tumor ini biasanya tidak dapat ditentukan. Namun, pada sebagian besar kasus, ini adalah tumor jinak, yang juga bisa menjadi ganas.

Selain tekanan darah tinggi dan aritmia jantung, kadar gula darah meningkat pesat karena peningkatan glikogenolisis. Gejala nonspesifik adalah sakit kepala, berkeringat, pucat, gelisah, kelelahan dan leukositosis. Terapi terutama terdiri dari operasi pengangkatan tumor.