グリコーゲン:定義、構造、機能

グリコーゲンはグルコースを単位とするホモ多糖類であり、その化学構造は、グルコース単位で形成されています。 化学的にはアミロペクチンに類似しているため、動物性デンプンと呼ばれることもありますが、アミロペクチンに比べてよりコンパクトで、広範囲に分岐し、分子量は最大で 108 Da、グルコース分子約 60 万個に相当します。
アミロペクチンと同様に、主鎖および側鎖のグルコース単位は α-(1→4) グリコシド結合で結ばれています。 アミロペクチンとは異なり、枝分かれの頻度は高く、約10グルコース単位ごと(アミロペクチンのように25-30単位ごとではない)、より少ないグルコース単位で形成されている。 1 – グリコーゲンの構造

グリコーゲンは、直径1~4μmの水和顆粒として細胞質内に存在し、制御タンパク質や合成および分解を担う酵素と複合体を形成しています。

機能

グリコーゲンは、1857年にフランスの生理学者クロード・ベルナールによって発見され、動物の肝臓、筋肉(骨格筋、心筋)、その他のほぼすべての組織や器官に少量存在するブドウ糖の貯蔵形態、したがってエネルギーの貯蔵形態です。
ヒトでは、体内のカロリー貯蔵量の1%未満を占め(カロリー貯蔵量のもう一つの形態は、はるかに多く、脂肪組織に貯蔵されるトリアシルグリセロールである)、正常な血糖値を維持するためにも不可欠である。

  • 肝臓のグリコーゲン貯蔵量は、正常な血糖値を維持するために必要なときに肝細胞が放出するグルコースの予備です。グルコースの利用可能量を考えると(非絶食の70kg成人男性で)体液中に約10g、40kcalあるのに対し、肝臓のグリコーゲンからは絶食後でも約600kcal供給可能なことがわかります。
  • 骨格筋や心筋では、グリコーゲンの貯蔵によるグルコースが細胞内に残り、筋活動のエネルギー源として利用される。
  • 脳には、主にアストロサイトに少量のグリコーゲンが存在する。 それは睡眠中に蓄積され、起床時に動員されることから、意識のある脳における機能的な役割を示唆している。 また、これらのグリコーゲンの蓄えは、低血糖に対する適度な保護にもなります。
  • 胎児の肺タイプII肺細胞では、特殊な役割を担っています。 妊娠約26週でこれらの細胞はグリコーゲンを蓄積し始め、次に肺サーファクタントを合成し、ジパルミトイルホスファチジルコリンが主成分であるサーファクタント脂質の合成の主要基質として使用します。

グリコゲン。 図2-ジパルミトイルホスファチジルコリン

グリコーゲンと食品

動物が殺されると、急速にグルコースと乳酸に分解されるので、ほとんどすべての食品に含まれていません。

ヒトでは、グリコーゲンの蓄積は水分保持による体重増加と関連しており、蓄積されたグリコーゲン 1 グラムに対して 3 グラムの水が保持されます。 第2版. Piccin, 2003

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