glycogenolysis

glycogenolysis ทำหน้าที่ให้สิ่งมีชีวิตในการจัดหาน้ำตาลกลูโคส -1 - ฟอสเฟตและกลูโคสจากแหล่งเก็บคาร์โบไฮเดรตในรูปแบบไกลโคเจน ไกลโคเจนจำนวนมากจะถูกเก็บไว้ที่ตับและกล้ามเนื้อโครงร่างโดยเฉพาะ เหนือสิ่งอื่นใดระดับน้ำตาลในเลือดยังได้รับอิทธิพลจากการเผาผลาญไกลโคเจนในตับ

Glycogenolysis คืออะไร?

Glycogenolysis มีลักษณะการสลายไกลโคเจนเป็นกลูโคส -1 ฟอสเฟตและกลูโคส สิ่งนี้ผลิตกลูโคส -1 - ฟอสเฟตประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์และกลูโคส 10 เปอร์เซ็นต์ ไกลโคเจนเป็นรูปแบบการจัดเก็บของกลูโคสคล้ายกับแป้งที่อยู่ในพืช

ปรากฏเป็นโมเลกุลที่แตกแขนงซึ่งในเครือข่ายของกลูโคสหน่วย alpha-1-4 O-glycosidically เชื่อมโยงกัน ที่จุดแตกแขนงจะมีพันธะ O-glycosidic alpha-1-4 เช่นเดียวกับพันธะ O-glycosidic alpha-1-6

ไกลโคเจนไม่ได้ถูกสลายไปอย่างสมบูรณ์ โมเลกุลพื้นฐานมีอยู่เสมอ โมเลกุลของกลูโคสใหม่ทั้งสองตัวจะถูกจับกับไกลโคซิดิคกับสิ่งนี้หรือแยกออก การกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพเป็นไปได้เฉพาะในรูปแบบของโมเลกุลที่แตกแขนงคล้ายต้นไม้เท่านั้น

ไกลโคเจนมีอยู่ในเซลล์ทั้งหมดดังนั้นจึงมีให้โดยตรงสำหรับการจัดหาพลังงาน อย่างไรก็ตามมันจะถูกเก็บไว้ในตับและในกล้ามเนื้อโครงร่างเพื่อรับประกันการจัดหาพลังงานในช่วงเปลี่ยนผ่านแม้ว่าจะไม่มีอาหารก็ตาม หากจำเป็นส่วนใหญ่จะถูกแบ่งออกเป็นกลูโคส -1- ฟอสเฟตภายในเซลล์ เพื่อควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดกลูโคสอิสระจะถูกสร้างขึ้นในตับมากขึ้นเรื่อย ๆ ผ่านปฏิกิริยาของเอนไซม์

ฟังก์ชันและงาน

Glycogenolysis ให้พลังงานแก่ร่างกายในรูปของกลูโคสอิสระและกลูโคสในรูปฟอสโฟรีไลซ์ เพื่อจุดประสงค์นี้การจัดเก็บคาร์โบไฮเดรตในรูปแบบไกลโคเจนจะถูกทำลายลง เนื่องจากมีไกลโคเจนในทุกเซลล์ของร่างกายจึงเกิดไกลโคเจนขึ้นทุกที่

ไกลโคเจนยังถูกเก็บไว้ในกล้ามเนื้อโครงร่างและในตับ ด้วยวิธีนี้ความต้องการพลังงานสูงของกล้ามเนื้อโครงร่างสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วแม้ว่าจะไม่มีอาหารก็ตาม ตับยังช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีกลูโคสเพียงพอที่จะควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด เอนไซม์เพิ่มเติมคือกลูโคส -6- ฟอสฟาเตสที่มีอยู่ในตับเพื่อเปลี่ยนกลูโคส -1 - ฟอสเฟตเป็นกลูโคส -6- ฟอสเฟต จากนั้นสามารถเพิ่มกลูโคส -6- ฟอสเฟตลงในไกลโคไลซิสได้เช่นการสร้างกลูโคส

ขั้นตอนแรกในการไกลโคเจนในกล้ามเนื้อโครงร่างและตับนั้นเหมือนกัน โมเลกุลของกลูโคสที่เชื่อมโยงกับ alpha-1-4 O-glycosidic ในเครือของไกลโคเจนที่มีกิ่งก้านคล้ายต้นไม้จะถูกแยกออกโดยเอนไซม์ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส โมเลกุลของกลูโคสที่แยกออกจะเชื่อมต่อกับกากฟอสเฟต ผลลัพธ์ที่ได้คือกลูโคส -1 - ฟอสเฟตซึ่งสามารถนำไปใช้สร้างพลังงานได้ทันทีหรือเปลี่ยนเป็นสารชีวโมเลกุลอื่น ๆ

กระบวนการแยกนี้เกิดขึ้นได้ถึงหน่วยกลูโคสหน่วยที่สี่ของห่วงโซ่ก่อนจุดแตกแขนง สิ่งที่เรียกว่าเอนไซม์ debranching (4-alpha-glucanotransferase) ใช้เพื่อแยกหน่วยกลูโคสที่เหลือ เอนไซม์นี้ทำสองสิ่ง ในแง่หนึ่งมันเร่งปฏิกิริยาการแยกหน่วยกลูโคสสามในสี่หน่วยก่อนจุดแตกแขนงและการถ่ายโอนไปยังจุดสิ้นสุดของไกลโคเจนที่เป็นอิสระและไม่ลดลง ในทางกลับกันมันเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของจุดแตกแขนง alpha-1-6 ซึ่งจะสร้างกลูโคสอิสระ

เนื่องจากอัตราส่วนของโซ่และจุดแตกแขนงในไกลโคเจนกระบวนการนี้จะสร้างกลูโคสอิสระเพียงสิบเปอร์เซ็นต์เท่านั้น อย่างไรก็ตามแม้กระทั่งน้ำตาลกลูโคสอิสระจำนวนมากก็จะเกิดขึ้นในตับ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วตับมีเอนไซม์เพิ่มเติม (กลูโคส -6- ฟอสฟาเตส) ซึ่งเร่งปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของโมเลกุลกลูโคส -1- ฟอสเฟตให้เป็นกลูโคส -6- ฟอสเฟต

Glucose-6-phosphate สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสอิสระได้อย่างง่ายดาย ด้วยวิธีนี้ตับจึงมั่นใจได้ว่าระดับน้ำตาลในเลือดจะคงที่เมื่อไม่มีอาหาร หากระดับน้ำตาลในเลือดลดลงเนื่องจากความเครียดทางร่างกายหรือการงดอาหารฮอร์โมนกลูคากอนและอะดรีนาลีนจะเพิ่มขึ้น ฮอร์โมนทั้งสองจะกระตุ้นไกลโคเจนและทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดสมดุล

กลูคากอนเป็นตัวต่อต้านของฮอร์โมนอินซูลินซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดสูง อินซูลินยับยั้งไกลโคจิโนไลซิส

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

หากไกลโคเจนในเลือดรุนแรงขึ้นอาจเป็นอาการของกระบวนการทางพยาธิวิทยา ฮอร์โมนกลูคากอนช่วยกระตุ้นไกลโคเจนในไตโดยตรงโดยกระตุ้นตัวรับโปรตีน G (GPCR) อันเป็นผลมาจากการเรียงซ้อนของปฏิกิริยาที่เริ่มต้นไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส (PYG) จะถูกกระตุ้นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสจะเร่งการสร้างกลูโคส -1 - ฟอสเฟตจากความแตกแยกของหน่วยกลูโคสจากไกลโคเจน

ด้วยความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของฮอร์โมนกลูคากอนจะมีการสลายกลูโคเจนเพิ่มขึ้น บรรทัดล่างคือกลูโคสจำนวนมากถูกสร้างขึ้นซึ่งนำไปสู่การเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือด ความเข้มข้นของกลูคากอนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเกิดขึ้นในสิ่งที่เรียกว่ากลูคาโกโนม กลูคาโกมาเป็นเนื้องอกในระบบประสาทของตับอ่อนที่สร้างกลูคากอนจำนวนมหาศาลอย่างต่อเนื่อง ระดับกลูคากอนในพลาสมาสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 1,000 เท่าของค่าปกติ

อาการของโรคคือโรคเบาหวานเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของไกลโคจิโนไลซิสกลากที่ทำลายล้างอย่างมากบนใบหน้ามือและเท้าและโรคโลหิตจาง เนื้องอกมักเป็นมะเร็ง การรักษาประกอบด้วยการผ่าตัดเอาออก หากมีการแพร่กระจายหรือไม่สามารถใช้งานได้เคมีบำบัดจะดำเนินการ

ด้วยการสร้างอะดรีนาลีนที่เพิ่มขึ้นเช่นกันกลูโคเจนก็ถูกทำลายลงมากขึ้น อะดรีนาลีนผลิตในความเข้มข้นสูงใน pheochromocytoma เหนือสิ่งอื่นใดโดยที่ระดับฮอร์โมนไม่สามารถควบคุมได้ pheochromocytoma เป็นเนื้องอกที่ออกฤทธิ์ต่อฮอร์โมนของไขกระดูกต่อมหมวกไตสาเหตุของเนื้องอกเหล่านี้มักไม่สามารถระบุได้ อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่มันเป็นเนื้องอกที่อ่อนโยนซึ่งอาจกลายเป็นมะเร็งได้เช่นกัน

นอกจากความดันโลหิตสูงและภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะแล้วระดับน้ำตาลในเลือดยังเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากมีการเพิ่มไกลโคเจน อาการที่ไม่เฉพาะเจาะจง ได้แก่ ปวดศีรษะเหงื่อออกหน้าซีดกระสับกระส่ายอ่อนเพลียและเม็ดเลือดขาว การบำบัดประกอบด้วยการผ่าตัดเอาเนื้องอกออกเป็นส่วนใหญ่