glykogenstoffskiftet

Etter måltidene, og når musklene hviler, bygges glykogen opp. Under oppbyggingen skjer følgende:

1. Glukose blir fosforylert til glukose-6-fosfat (G-6-P). Trinnet er identisk med det første trinnet i glykolysen.
2. G-6-P omdannes til glukose-1-fosfat (G-1-P) under påvirkning av enzymet fosfoglukomutase.
3. G-1-P reagerer med uridintrifosfat (UTP) under dannelse av uridindifosfoglukose (UDPG) i nærvær av enzymet UDPG-pyrofosforylase. Dette gjør at glukosen blir mer reaktiv.
4. Glukosen festes så til det voksende glykogenmolekylet av enzymet glykogensyntetase.

I tillegg til de her nevnte enzymer finnes det to enzymer som har til oppgave henholdsvis å opprette og å fjerne forgreninger i glykogenet.

Ved nedbrytning av glykogen i musklene dannes glukosefosfat, som gjennom glykolysen og sitronsyresyklus omdannes og gir energi til musklene. Nedbrytingen av glykogen katalyseres av fosforylase, et enzym som danner glukose-1-fosfat ved reaksjon mellom glykogen og fosfationer. I muskelceller vil den økte mengden av glukose-1-fosfat stimulere glykolysen og dermed produksjonen av ATP. I leverceller blir glukose-1-fosfat spaltet til fosfationer og glukose, og glukosen sendes ut i blodet. Både i leverceller og i muskelceller blir oppbygging av glykogen stoppet og nedbrytingen stimulert av adrenalin. Leverceller (men ikke muskelceller) påvirkes dessuten av glukagon, et peptidhormon som utskilles til blodet av bukspyttkjertelen og bevirker nedbryting av glykogen i leverceller, og dermed stigning av glukosekonsentrasjonen i blodet.

Trinnene i glykogennedbrytningen er som følger:

1. Glykogen vil i nærvær av glykogenfosforylase reagere med fosforsyre under dannelse av G-1-P.
2. Herfra dannes så G-6-P, som med enzymet G-6-P-fosfatase i leveren danner fri glukose for eksport til blodet.

Glykogensyntetasen og glykogenfosforylasen er ikke aktive samtidig. Forhøyet konsentrasjon av adrenalin i blodet vil aktivere fosforylasen, samtidig med at syntetasen inaktiveres. Dette skjer gjennom en fosforylering av enzymene der cAMP inngår i prosessen (se også fosfoproteiner). Muskelfosforylase aktiveres allosterisk av AMP, mens leverfosforylasen inaktiveres av glukose.

Glykogen binder flere ganger sin egen vekt i vann, og vekten av glykogen med sitt assosierte vann kan dreie seg om flere kilo hos et fullvoksent menneske. Om glykogendepotene blir kraftig redusert, blir derfor vekttapet ganske betydelig. Små glykogendepoter medfører fare for at glukosekonsentrasjonen i blodet kan synke under normalt nivå, noe som kalles hypoglykemi.

Mutasjoner i genene som styrer dannelsen av enzymene for glykogenstoffskiftet har ført til arvelige sykdommer. Disse sykdommene er svært sjeldne og kalles med fellesnavn for glykogenoser. I alt er åtte typer er beskrevet. Sju av disse defektene berører nedbrytningen av glykogen, noe som gjør at glykogenet hoper seg opp og forstørrer organene, samtidig med at glukosemolekylene ikke blir tilgjengelig for energiformål.

• glykogen
• glykolysen
• stoffskiftet