Glükogeen: loomne tärklis, raku glükoosi säilitaja ja energiaallikas

Glükogeen — loomne tärklis ja rakkude peamine glükoosi säilitaja. Loe selle rollist maksaenergias, kiirest glükoosimobilisatsioonist ja ainevahetuse tähtsusest.

Glükogeen (üldtuntud kui loomne tärklis, kuigi see nimetus on ebatäpne) on polüsahhariid, mis on loomarakkude peamine glükoosi säilitusvorm.

Glükogeeni leidub paljude rakutüüpide tsütosoolis graanulitena ja sellel on oluline roll glükoositsüklis. Glükogeen moodustab energiavaru, mida saab äkilise glükoosivajaduse rahuldamiseks kiiresti mobiliseerida, kuid mis on vähem kompaktne kui triglütseriidide energiavarud. Ainult maksas ladustatud glükogeeni saab teha kättesaadavaks teistele organitele.

Struktuur ja omadused

Glükogeen on glükoosimolekulidest koosnev kõrgmolekulaarne polümeer. Põhisaed on α-1,4-glükosiidsidemed, harud tekivad α-1,6-glükosiidsidemetega ligikaudu iga 8–12 glükoosijäägi järel. Tihe hargnemine muudab glükogeeni hästi lahustuvaks ja võimaldab samaaegselt palju lõhkumiskohti — see kiirendab glükoosi vabanemist.

Glükogeeni struktuur meenutab taimset tärklise komponenti amülopektiini, kuid on sellest tavaliselt palju tihedamalt hargnenud, seetõttu nimetatakse seda ka mõnikord “loomseks tärkliseks”, kuigi termin on ebatäpne.

Süntees ja lagunemine

Glükogeeni moodustamine ehk glükogenees ja lagunemine ehk glükogenolüüs on rangelt reguleeritud protsessid.

• Peamised sünteesiensüümid: glükogeen-süntaas ja hargnemisensüüm (branching enzyme).
• Peamised lagunemisensüümid: glükogeen-fosforülaas (gives glucose-1-phosphate) ja debranching enzyme.
• Glükogeenist vabanev toode on esmajärjekorras glükoosi-1-fosfaat, mis konverteeritakse glükoos-6-fosfaadiks. Maksas saab glükoos-6-fosfaati desfosforüülimise teel vabaks glükoosiks muuta, mis võimaldab selle vabalt vereringesse paisata. Lihasrakus puudub glükos-6-fosfataas, seetõttu kasutatakse vabanenud glükoos sageli kohalikuks ainevahetuseks (anaeroobseks või aeroobseks glükolüüsiks).

Regulatsioon

Glükogeeni sünteesi ja lagunemist reguleerivad hormonaalsed signaalid ja raku sisemised ained:

• Insuliin soodustab glükogeeni sünteesi (glükogeen-süntaasi aktiveerimine).
• Glükagoon ja adrenaliin (epinefriin) soodustavad glükogeenolüüsi, eriti paastumisel ja stressi korral.
• Raku sisemised signaalid: glükoos-6-fosfaat stimuleerib sünteesi, samas kui AMP ja muutused kaltsiumis ning fosforüülimis-olekud mõjutavad fosforülaasi aktiivsust.

Kus ja milleks glükogeeni hoitakse

Glükogeeni leidub eelkõige maksas ja skeletilihastes, aga ka neerudes, südamelihases ja närvirakkudes väiksemates kogustes.

• Maks: talletatud glükogeen aitab säilitada veresuhkru taset — maksast vabaneb glükoos kogu keha tarvitusse. Täiskasvanu maks sisaldab tavaliselt ligikaudu 80–120 g glükogeeni (umbes 300–500 kcal), sõltuvalt söögist ja keha suurusest.
• Lihased: lihastes talletatud glükogeen on mõeldud peamiselt kohaliku energiavajaduse rahuldamiseks treeningu või töö ajal; seda ei väljastata vereringesse (puudub glükos-6-fosfataas). Lihaste glükogeenikogus sõltub lihasmassist ja treenitusest — kokku võib see moodustada mõnesaja grammi glükogeeni.
• Muud kuded: südamelihas ja mõned teised rakud kasutavad glükogeeni spetsiifilistel eesmärkidel, sealhulgas kiire energiavõimalus ja metaboolsed vajadused.

Oluline kliiniline ja praktiline teave

• Kui organismi glükogeeni varud on täitunud või kui toit sisaldab üleliigset energiat, konverteeritakse ülejääk rasvhapeteks ja talletatakse rasvkoes — seetõttu pole glükogeen peamine pikaajaline energiavarude vorm.
• Glükogeeni metabolismi häired avalduvad glükogeenide hoiustamise haigustena (glükogeenhaigused). Näited: von Gierke tõbi (GSD I) ja McArdle'i sündroom (GSD V) — need võivad anda erinevaid sümptomeid, alates madalast veresuhkrust kuni lihaste nõrkuse ja krampideni.
• Sportlased kasutavad sageli süsivesikute täiendamist ja nn “carb loading” strateegiaid, et maksimeerida lihaste glükogeeni enne pikka või intensiivset koormust.
• Fastingu ja intensiivse treeningu ajal on glükogeeni mobiliseerimine kiire viis glükoosi tagamiseks elutähtsatele organitele (eriti ajule ja punastele verelibledele).

Huvitav fakt

Kuigi glükogeen annab kiiresti kättesaadavat energiat, annab grammi kohta vähem energiat kui rasv — see on kompromiss: glükogeen on kergemini mobiliseeritav, aga rasv on energiasalvestusena kompaktsem.

Kokkuvõte: glükogeen on organismi peamine kiire glükoosiallikas, peamiselt maksas ja lihastes talletatud. Selle täpne reguleerimine võimaldab säilitada veresuhkru taset ja reageerida kiiresti energia nõudluse muutustele.

Küsimused ja vastused

K: Mis on glükogeen?

K: Kus leidub glükogeeni?

K: Millist rolli mängib glükogeen glükoositsüklis?

K: Kuidas on glükogeeni kompaktsus võrreldav triglütseriidide energiavarudega?

K: Kas kogu organismis talletatud glükogeeni saab teha kättesaadavaks teistele organitele?

K: Milline on maksas ladustatud glükogeeni funktsioon?

K: Miks on glükogeen loomarakkude jaoks oluline?

Otsing