Glykogeeni: määritelmä, rakenne ja toiminnot

Glykogeeni on glukoosiyksiköiden muodostama homopolysakkaridi. Kemiallisesti se on samankaltainen kuin amylopektiini, ja siksi sitä kutsutaan joskus eläintärkkelykseksi, mutta jälkimmäiseen verrattuna se on tiiviimpi, laajasti haaroittuneempi ja suurempi saavuttaen jopa 108 Da:n molekyylipainon, joka vastaa noin 600000 glukoosimolekyyliä.
Pääketjun ja sivuketjujen glukoosiyksiköt ovat sidoksissa toisiinsa α-(1→4)-glykosidisilla sidoksilla, kuten amylopektiinissa. Sivuketjut liittyvät pääketjuun α-(1→6)-glykosidisidoksella; toisin kuin amylopektiinissa haarautuminen on yleisempää, noin 10 glukoosiyksikön välein (eikä 25-30 yksikön välein kuten amylopektiinissa), ja ne muodostuvat pienemmästä määrästä glukoosiyksiköitä.

Glykogeeni
Kuv. 1 – Glykogeenin rakenne

Glykogeeni sijaitsee solun sytosolissa hydratoituneina rakeina, joiden halkaisija on 1-4 µm, ja se muodostaa komplekseja säätelyproteiinien ja entsyymien kanssa, jotka vastaavat sen synteesistä ja hajoamisesta.

Toiminnot

Glykogeeni, jonka ranskalainen fysiologi Claude Bernard löysi vuonna 1857, on glukoosin ja siten energian varastoitumismuoto eläimissä, joissa sitä on maksassa, lihaksessa (luurankolihaksessa ja sydänlihaksessa) ja pienempinä määrinä lähes kaikissa muissa kudoksissa ja elimissä.
Ihmisillä se edustaa alle 1 % elimistön kalorivarastoista (toinen, paljon runsaampi kalorivarastojen muoto on rasvakudokseen varastoituneet triasyyliglyserolit) ja on välttämätön myös normaalin glykemian ylläpitämiseksi.
Sen osuus on noin 10 % maksan painosta ja 1 % lihaksen painosta; vaikka sitä on suurempi pitoisuus maksassa, lihaksen kokonaisvarastot ovat paljon suuremmat sen suuremman massan ansiosta (70 kg painavalla aikuisella 70 kg painavalla miehellä, joka ei ole paastonnut, on noin 100 g glykogeenia maksassa ja 250 g lihaksessa).

  • Maksan glykogeenivarastot ovat glukoosivarasto, jota hepatosyytti vapauttaa tarvittaessa ylläpitääkseen normaalia verensokeritasoa: jos tarkastellaan glukoosin saatavuutta (ei-paastoavalla 70 kg painavalla aikuisella miehellä), elimistön nesteissä on noin 10 grammaa tai 40 kcal, kun taas maksan glykogeeni voi toimittaa, myös paastoillan jälkeen, noin 600 kcal.
  • Luuranko- ja sydänlihaksessa glykogeenivarastoista peräisin oleva glukoosi jää solun sisälle ja käytetään energialähteenä lihastyössä.
  • Aivoissa on pieni määrä glykogeenia, lähinnä astrosyyteissä. Se kertyy unen aikana ja mobilisoituu herätessä, mikä viittaa sen toiminnalliseen rooliin tietoisissa aivoissa. Nämä glykogeenivarastot tarjoavat myös kohtuullisen suojan hypoglykemiaa vastaan.
  • Se on erikoistunut sikiön keuhkojen tyypin II keuhkosoluihin. Noin 26 raskausviikolla nämä solut alkavat kerryttää glykogeeniä ja sen jälkeen syntetisoida keuhkojen surfaktanttia käyttäen sitä pääasiallisena substraattina surfaktanttilipidien synteesissä, joista dipalmitoyylifosfatidyylikoliini on tärkein komponentti.

Glykogeeni: Dipalmitoyylifosfatidyylikoliini
Kuva 2 – Dipalmitoyylifosfatidyylikoliini

Glykogeeni ja elintarvikkeet

Kolikogeeni puuttuu lähes kaikista elintarvikkeista, koska se hajoaa eläimen lopettamisen jälkeen nopeasti glukoosiksi ja sen jälkeen maitohapoksi; on syytä huomata, että maitohappotuotannosta seuraava happamuus parantaa vähitellen lihan rakennetta ja säilyvyyttä. Ainoat ravinnon lähteet ovat osterit ja muut äyriäiset, jotka syödään lähes elävinä: ne sisältävät noin 5 % glykogeeniä.

Ihmisillä glykogeenin kertyminen liittyy painonnousuun, joka johtuu vedenpidätyskyvystä: jokaista varastoitunutta glykogeenin grammaa kohti pidätetään 3 grammaa vettä.

Arienti G. ”Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003

Cozzani I. ja Dainese E. ”Biochimica degli alimenti e della nutrizione”. Piccin Editore, 2006

Giampietro M. ”L’alimentazione per l’esercizio fisico e lo sport”. Il Pensiero Scientifico Editore, 2005

Mahan LK, Escott-Stump S.: ”Krausen elintarvikkeet, ravitsemus ja ruokavaliohoito” 10. painos. 2000

Mariani Costantini A., Cannella C., Tomassi G. ”Fondamenti di nutrizione umana”. 1th ed. Il Pensiero Scientifico Editore, 1999

Nelson D.L., M. M. Cox M.M. Lehninger. Biokemian perusteet. Neljäs painos. W.H. Freeman and Company, 2004

Stipanuk M.H., Caudill M.A. Biochemical, physiological, and molecular aspects of human nutrition. 3. painos. Elsevier health sciences, 2013

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.