Glucógeno

Vista transversal bidimensional esquemática de glucógeno: una proteína del núcleo de glucogenina está rodeado por ramas de glucosa unidades. El gránulo globular entero puede contener alrededor de 30.000 unidades de glucosa.

Una vista de la atómico estructura de un solo filamento ramificado de glucosa unidades en un glucógeno molécula.

Glucógeno (gránulos negros) en los espermatozoides de un gusano; Microscopía electrónica de transmisión, escala: 0,3 µm

Glucógeno es una de las polisacárido de glucosa que sirve como una forma de almacenamiento de energía en animales y hongos. La estructura de polisacárido representa la forma principal de almacenamiento de glucosa en el cuerpo.

En seres humanos, glucógeno se hace y se almacena principalmente en las células de la hígado y el músculosy funciones como el almacenamiento de energía a largo plazo secundario (con los almacenes de energía primaria siendo celebradas en grasas tejido adiposo). Glicógeno del músculo se convierte en glucosa por las células del músculo y del hígado glucógeno se convierte en glucosa para su uso en todo el cuerpo incluyendo el sistema nervioso central.

Glucógeno es el análogo de almidón, una glucosa polímero y almacenamiento de energía en plantas, teniendo una estructura similar a amilopectina (un componente del almidón), pero más extensivamente ramificado y compacto que el almidón. Glucógeno se encuentra en forma de gránulos en el citosol/cytoplasm en muchos celular tipos, y desempeña un papel importante la ciclo de glucosa. Formas de glucógeno una energía Reserva que puede ser movilizada rápidamente para satisfacer una necesidad repentina de glucosa, sino que es menos compacta que las reservas de energía de triglicéridos (lípidos).

En las células del hígado (hepatocitos), glucógeno puede componer hasta un 8% de su peso fresco (100 – 120 g en un adulto) pronto después de una comida. Sólo el glucógeno almacenado en el hígado puede hacerse accesible a otros órganos. En los músculos, el glucógeno se encuentra en un bajo concentración (1-2% del músculo masa). La cantidad de glucógeno almacenado en el cuerpo, especialmente en los músculos, hígado, y glóbulos rojos— depende sobre todo de entrenamiento físico, tasa metabólica basaly los hábitos alimenticios tales como ayuno intermitente. Pequeñas cantidades de glucógeno se encuentran en el riñonesy ni siquiera pequeñas cantidades en algunas glial las células en el cerebro y glóbulos blancos. El útero también almacena glucógeno durante el embarazo para alimentar al embrión.

Estructura

Esquema de la estructura del glucógeno

Glucógeno es una ramificada biopolímero consiste en cadenas lineales de glucosa residuos con otras cadenas bifurcándose cada 10 glucosas o algo así. Glucosas se unen linealmente por α(1→4) glucosídicos de la glucosa de uno a otro. Ramas están vinculados a las cadenas de la cual ellos son bifurcándose por α(1→6) glucosídicos entre la glucosa de la nueva sucursal de primera y una glucosa de la cadena de tallo.

Debido a la forma de glucógeno se sintetiza, cada gránulo de glucógeno tiene en su base una proteína glucogenina.

Función

Hígado

Como una comida que contenga hidratos de carbono se come y digerido, glucosa en la sangre aumento de los niveles y la páncreas segrega insulina. Nivel de glucosa de la vena porta entra en las células del hígado)hepatocitos). La insulina actúa sobre los hepatocitos para estimular la acción de varios enzimas, incluyendo glucógeno sintasa. Moléculas de glucosa se agregan a las cadenas de glucógeno mientras tanto la insulina y la glucosa abundantes. En esto posprandial o "alimentada" estatal, el hígado toma en más glucosa de la sangre que libera.

Después de una comida ha sido digerida y los niveles de glucosa empiezan a caer, se reduce la secreción de insulina, y para la síntesis de glucógeno. Cuando es necesario para energía, glucógeno se descompone y convertido nuevamente en glucosa. Glucógeno fosforilasa es la principal enzima de degradación del glucógeno. Para las próximas 8 – 12 horas, glucosa derivada de glucógeno hepático es la principal fuente de glucosa en la sangre utilizada por el resto del cuerpo para combustible.

Glucagón, otra hormona producida por el páncreas, en muchos aspectos sirve como un countersignal a la insulina. En respuesta a los niveles de insulina es secretada en cantidades crecientes de ser encima de lo normal (cuando los niveles de glucosa en la sangre comienzan a caer por debajo del rango normal), glucagón y estimula tanto glucogenolisis (la degradación del glucógeno) y gluconeogénesis.

Músculo

Célula muscular glucógeno parece funcionar como una fuente de reserva inmediata de glucosa disponible para las células musculares. Otras células que contienen pequeñas cantidades usan localmente, así como... Ya que la falta de las células del músculo glucosa-6-fosfatasa, que se requiere para pasar de glucosa en la sangre, el glucógeno que almacenan está disponible únicamente para uso interno y no es compartido con otras células. Esto está en contraste con las células del hígado, que, según la demanda, fácilmente romper su glucógeno almacenado en glucosa y enviarlo a través del torrente sanguíneo como combustible para otros órganos. Glucógeno es también una sustancia de almacenamiento conveniente debido a su insolubilidad en agua, lo cual significa que no afecta a la presión osmótica de una celda.

Historia

Glucógeno fue descubierto por Claude Bernard. Sus experimentos demostraron que el hígado contiene una sustancia que podría dar lugar a la reducción de azúcar en el hígado por la acción de un "fermento". En 1857, describió el aislamiento de una sustancia llamó"la matière glycogène", o"sustancia formadoras de azúcar". Poco después del descubrimiento de glucógeno en el hígado, Sanson A. encontró que el tejido muscular también contiene glucógeno. La fórmula empírica para el glucógeno de)C
6H
10O
5)_n fue establecido por Kekulé en 1858.

Metabolismo

Síntesis

Artículo principal: Glucogénesis

Síntesis de glucógeno es, a diferencia de su colapso, endergónico -requiere la participación de la energía. Energía para la síntesis de glicógeno proviene de UTP, que reacciona con glucosa-1-fosfato, formando UDP-glucosa, en una reacción catalizada por UDP-glucosa pirofosforilasa. Glucógeno se sintetiza a partir de monómeros de UDP-glucosa por la enzima glucógeno sintasa, que alarga progresivamente la cadena de glucógeno con (α1→4) en condiciones de servidumbre glucosa. Como glucógeno sintasa puede alargar una cadena existente, la proteína glucogenina es necesario para iniciar la síntesis de glucógeno. La enzima del glicógeno-ramificación, amylo (α1→4) a transglycosylase (α1→6), cataliza a la transferencia de un fragmento de seis o siete residuos de glucosa terminal desde un extremo nonreducing al grupo hidroxilo C-6 de un residuo de glucosa más profundo en el interior de la molécula de glucógeno. La ramificación enzima puede actuar sobre sólo una rama tener por lo menos 11 residuos, y la enzima puede transferir a la misma cadena de glucosa o cadenas de glucosa adyacentes.

Desglose

Artículo principal: Glucogenolisis

Acción de la glucógeno fosforilasa de glucógeno

Glucógeno es hendido de los extremos de la cadena de nonreducing por la enzima glucógeno fosforilasa para producir los monómeros de glucosa-1-fosfato, que luego se convierte en glucosa 6-fosfato por la fosfoglucomutasa. Un especial enzima desramificante es necesario para eliminar las ramas α(1-6) en glucógeno ramificado y remodelar la cadena en polímero lineal. Los monómeros de G6P producidos tienen tres destinos posibles:

• G6P pueda continuar con el glucólisis camino y ser utilizado como combustible.
• G6P puede introducir la pentosa fosfato través de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa para producir azúcares de 5 carbonos y NADPH.
• En el hígado y el riñón, puede ser defosforilaciones G6P a glucosa por la enzima glucosa 6-fosfatasa. Este es el paso final en la gluconeogénesis vía.

Relevancia clínica

Trastornos del metabolismo del glucógeno

La enfermedad más común en que glucógeno metabolismo se convierte en anormal es diabetes, en la cual, por cantidades anormales de insulina, glucógeno hepático puede ser anormalmente acumulado o agotada. Restauración del metabolismo de la glucosa normal generalmente normaliza el metabolismo del glucógeno, también.

En hipoglucemia causada por la excesiva insulina, los niveles de glucógeno hepático son elevados, sino evitar que los niveles elevados de insulina la glucogenolisis es necesario para mantener los niveles de azúcar en la sangre normal. Glucagón es un tratamiento común para este tipo de hipoglucemia.

Varios errores innatos del metabolismo son causadas por deficiencias de enzimas necesarias para la síntesis de glicógeno o avería. Éstos se conocen colectivamente como enfermedades por almacenamiento del glucógeno.

Ejercicio de agotamiento y resistencia del glicógeno

Atletas de larga distancia, tales como Maratón corredores, Esquiadores de fondo, y ciclistas, a menudo experimentan agotamiento de glucógeno, donde casi la totalidad de las reservas de glucógeno del deportista se agotan después de largos periodos de esfuerzo sin suficiente consumo de energía. Este fenómeno se conoce como"golpear la pared".

Agotamiento de glucógeno puede ser previno en tres maneras posibles. En primer lugar, durante el ejercicio, los carbohidratos con la tasa más alta posible de la conversión de glucosa en la sangre (alto índice glucémico) son ingeridos continuamente. El mejor resultado posible de esta estrategia reemplaza alrededor del 35% de la glucosa consumida en corazón tasas superiores al 80% del máximo. En segundo lugar, a través de las adaptaciones de entrenamiento de resistencia y regímenes especializados (por ejemplo ayunado resistencia de baja intensidad entrenamiento), el cuerpo puede condición tipo I las fibras musculares para mejorar ambos capacidad combustible uso eficiencia y carga de trabajo para incrementar el porcentaje de ácidos grasos utilizados como combustible, uso de carbohidratos conservadora de todas las fuentes. En tercer lugar, consumiendo grandes cantidades de hidratos de carbono después de que agotan la capa de glucógeno como consecuencia de dieta o ejercicio, el cuerpo puede aumentar la capacidad de almacenamiento de glucógeno intramuscular. Este proceso se conoce como carga de hidratos de carbono. En general, el índice glucémico de fuente de hidratos de carbono no importa ya que se aumenta la sensibilidad a la insulina muscular como resultado del agotamiento del glicógeno temporal.

Cuando experimentamos deuda de glucógeno, los atletas a menudo experimentan extrema fatiga a tal punto que es difícil de mover. Como referencia, los mejores ciclistas profesionales en el mundo terminará generalmente una derecha carrera 4 - a 5-hr en el límite del agotamiento del glicógeno utilizando las tres primeras estrategias.

Cuando los atletas ingieren los hidratos de carbono y cafeína ejercicio siguiente exhaustiva, su glucógeno se reabastece más rápidamente.

Véase también

• Quitina
• Peptidoglicano
• Triglicéridos

Enlaces externos

• Detección de glucógeno con ácido peryódico de Schiff tinción
• Enfermedad por almacenamiento de glucógeno - sitio web de la enfermedad de McArdle
• Glucógeno en las E.E.U.U. Biblioteca Nacional de medicina Encabezamientos de materia médica (Malla)

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