Glycogenolyse -fasen, bestemming van glucose, regulering, ziekten

De glucogenolyse Het is het lyseproces of glycogeenbreuk. Het is een enzymatisch pad van katabolisch type (vernietiging) dat glycogeenafbraak en glucose-6-fosfaatbevrijding impliceert.

Glycogeen is een substantie die wordt gebruikt als een glucosereserve. Het wordt gevonden in het cytoplasma van de cellen en is vooral overvloedig in de lever- en spiercellen van de dieren.

Het is een molecuul dat sommige auteurs definiëren als een "glucoseboom", omdat het een vertakte structuur heeft. Het is een homopolymeer bestaande uit herhaalde eenheden van glucoseafval, die aan elkaar binden via α-1,4-banden, en α-1,6.

Wanneer glucose nodig is, kan dit worden verkregen uit verschillende bronnen: door glucogenolyse, van glucose die circuleert in bloed of de mechanismen van glucoseproductie door middel van niet -glucosidische stoffen. Dit laatste mechanisme wordt gluconeogenese genoemd en komt voornamelijk voor in de lever en nier.

[TOC]

Waar komt het en waar de glucose is gericht?

- Bloedglucose komt van het spijsverteringssysteem en de bijna exclusieve bijdrageprocessen van de lever.

- Wanneer glycogenolyse optreedt in spier, komt de bevrijde glucose in de metabole processen die zijn bedoeld door de productie van ATP (celergie).

- In de lever passeert de glucose van glucogenolyse in het bloed, waardoor gelijktijdig een toename van de bloedglucose (bloedglucoseconcentratie) produceert.

Stadia van glycogenolyse

Schema van een segment van een glycogeenmolecuul waar de twee soorten glycosidische links worden getoond (ALFA 1.4 en ALFA 1.6) (Bron: GKFxtalk 12:08, 5 september 2017 (UTC) / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Glycogenolyse is een proces dat niet kan worden beschouwd als het omgekeerde van de synthese van glycogeen of glucogenese, het is een ander pad.

Fase 1: Bevrijding van glucoseverval 1-fosfaat

Glycogeenafbraak begint met de werking van een specifiek enzym genaamd fosforylase glycogeen, dat verantwoordelijk is voor het "breken" van α-1,4 glycogeenbindingen, waardoor glucose 1-fosfaat wordt vrijgelaten. Het gesplitste mechanisme is een fosforolyse.

Kan u van dienst zijn: Scarpa Triangle: limieten, inhoud, belang

Dankzij dit enzym wordt het glycosideverspilling van de buitenste ketens van glycogeen gesplitst, totdat er ongeveer vier glucoseresten aan elke kant van elke tak zijn.

In glycogeen worden glucosemoleculen gekoppeld door α-1,4-bindingen, maar in vertakkingsplaatsen zijn de links van type α-1,6.

Fase 2: Eliminatie van gevolgen

Wanneer vier glucoseresten dicht bij de vertakkingspunten, een enzym, de α-1,4 → α-1.4 glucan-overdracht, draagt ​​een trisaccharide-eenheid van één tak over, waardoor het vertakkingspunt 1 → 6 wordt blootgesteld.

Het onregelmatige enzym, met name de Amyle 1 → 6 glucosidase, hydrolyseert de α-1,6 bindingen. Op deze manier treedt vanwege de opeenvolgende werking van deze drie enzymen (fosforylase, glucan -transferase en niet -rampende enzym) de volledige glycogeensplitsing op.

1-fosfaatglucose van glycogeen wordt getransformeerd in 6-fosfaatglucose door een omkeerbare reactie gekatalyseerd door fosfoglucomutase. In deze reactie is koolstoffosfaat 1 "dempen" tot koolstof 6 vanwege dit enzym en dat is hoe glucogenolyse eindigt.

Glucosebestemming

In de lever is er een enzym genaamd glucose 6-fosfatase dat het glycose-koolstoffosfaat verwijdert en het "vrije" glucose maakt, die door celwanden wordt getransporteerd en in het bloed gaat.

De spier kan geen glucose bijdragen aan de bloedsomloopstroom, omdat deze niet zo'n enzym heeft en gefosforyleerde glucose is "gevangen" in de spiercellen.

Glucose 6-fosfaat in de spier komt glycolyse in, katabolisch proces dat bestemd is voor ATP-productie (adenosine-tryposfaat), vooral belangrijk tijdens anaërobe spiercontractie.

Regulatie

Glycogeenmetabolisme wordt gereguleerd door de balans van de activiteit van twee enzymen; een die wordt gebruikt voor synthese, wat glycogeen-sintetase is en een andere die wordt gebruikt voor het splitsen, wat glycogeen-fosforylase is.

De balans in de activiteit van deze enzymen zal synthese of glycogeenafbraak stimuleren. Regulatiemechanismen worden gegeven via substraten en via een complex hormonaal systeem dat ten minste vier hormonen omvat: ten minste vier hormonen:

Kan u van dienst zijn: Lumbale vierkant: oorsprong, insertie, functies, aandoeningen

- de adrenaline

- Noreprenaline

- de glucagon en

- insuline

- Glucogenolyse regulatie in de lever

De lever (bron: de originele uploader was flonight bij Engelse Wikipedia.Ly -versies werden geüpload door Solarcaine bij In in.Wikipedia. / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Hormonen kunnen werken via een tweede boodschapper die de AMPC of Calciumionen kan zijn.

AMPC activeert glycogeen-fosforylase en tegelijkertijd inactief voor glycogeen-sintetase. Om deze reden neemt het katabolisme toe en vermindert of remt of remt de glycogeensynthese (anabolisme).

Adrenaline en noradrenaline

Adrenaline en norepinefrine, werkend door β-adrenerge receptoren en glucagon, die door specifieke receptoren werken, verhoogt AMPC-niveaus in levercellen. Deze AMPC-toename activeert de glycogeen-fosforylase en het glycogeenkatabolisme begint.

Adrenaline en noreparanaline stimuleren ook glucogenolyse door een onafhankelijk AMPC-mechanisme en door a1-adrenerge receptoren. Dit mechanisme stimuleert calciummobilisatie van mitochondria.

Insuline

Insuline verhoogt de activiteit van een enzym genaamd fosfodiesterase, verantwoordelijk voor het vernietigen van de ampc. Als gevolg van het effect van insuline op de lever nemen AMPC -niveaus af, dus fosforylase -activiteit wordt verminderd en die van synthesase neemt toe.

De balans van deze hormonale activiteit is degene die de "richting" van het glycogeenmetabolisme bepaalt.

- Glycogenolyse regulatie in spier

Spier (bron: Stiller Beobachter van Ansbach, Duitsland/CC door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.0) Via Wikimedia Commons)

Glycogenolyse in de spier neemt onmiddellijk toe na het begin van spiercontractie. Calcium is de intermediair die de activering van fosforylase synchroniseert met contractie.

Calcium activeert een quinasa-fosforylase dat op zijn beurt spierglycogeen-fosforylase of myofosforylase activeert, dit enzym verschilt van die in de lever, maar het heeft dezelfde functie.

Insuline verhoogt 6-fosfaatglucosespiegels in spiercellen, waardoor glucose-binnenkomst van de bloedsomloopstroom wordt bevorderd. Door glucose 6-fosfaat te verhogen, wordt glycogeen-sintetase de lasporilatie gestimuleerd en de daaruit voortvloeiende activering ervan.

Kan u van dienst zijn: sarcomro

Het netto resultaat is een toename van spierglycogenese en een afname of remming van glycogenolyse.

Ziekten gerelateerd aan glycogeenopslag

De erfelijke insufficiëntie van sommige specifieke enzymen die nodig zijn voor de lever- en spiermetabolismen van glycogeen is een van de oorzaken van glycogeenopslagziekten.

Deze ziekten worden samen genoemd als glycogenese. Afhankelijk van de huidige enzymatische fout, worden ze vermeld door soorten van I tot viii en worden ze toegevoegd in de mate dat ze worden ontdekt.

Sommige glycogenese zijn sterfelijk in zeer vroege levensfasen, daarna enkele voorbeelden.

De enzymatische fouten die aanwezig zijn in glucogenose genereren een overmatige accumulatie van glycogeen, voornamelijk in de lever, spieren en/of nier. Er zijn echter glycogenese die dit effect veroorzaken op erytrocyten of lysosomen.

Von Gierke's ziekte

Type I glycogenese wordt de ziekte van Von Gierke genoemd en gaat gepaard met een 6-fosfatase glucose-insufficiëntie, die de glycogeenbelasting in hepatocyten en nierbuiscellen verhoogt. De patiënt heeft hypoglykemie, ketose, lactacidemie en hyperlipidemie.

Mcardle ziekte

Bij McArdle Type V-ziekte is er een spier-fosforylase glycogeen tekort, dat zich vertaalt in een falen van spierglucogenolyse. Bijgevolg is er weinig inspanningstolerantie, lage bloedlactaatniveaus na inspanning en zeer hoge glycogeenspiegels in spiercellen.

Van haar ziekte

In type VI-glycogenese of van de ziekte is het tekort van het leverglycogeen-fosforylase-enzym. In deze gevallen is er een toename van leverglycogeen met een neiging tot hypoglykemie.

Referenties

1. Wit, a., & Blanco, g. (2017). Hoofdstuk 14-carbohydraatmetabolisme. Medische biochemie; Wit, a., Wit, g., Eds, 283-323.
2. HA, C. EN., & Bhagavan, n. V. (2011). Essentials of Medical Biochemistry: met klinische gevallen. Academische pers.
3. Jones, K. M. (1990). Biochemistry: door J. David Rawn, Neil Patterson Publications, (1105 pagina's) ISBN 0 89278 405 9.
4. Murray, r. K., Granner, D. K., Mayes, p. NAAR., & Rodwell, V. W. (2014). Harper's geïllustreerde biochemie. McGraw-Hill.
5. Ma muren-flores, Mohiuddin SS. Biochemie, glycogenolyse. [Bijgewerkt 2020 24 februari]. In: StatPearls [internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 januari-. Beschikbaar bij: NCBI.NLM.NIH.Gov