Glycogeen is een homopolysacharide gevormd door eenheden van glucose. Chemisch vergelijkbaar met amylopectine, en daarom soms aangeduid als dierlijk zetmeel, in vergelijking met de laatste is het compacter, uitgebreid vertakt en groter, het bereiken van een molecuulgewicht tot 108 Da, wat overeenkomt met ongeveer 600000 glucosemoleculen.
Net als in de amylopectine, glucose-eenheden in de hoofdketen en in de zijketens zijn verbonden door α-(1→4) glycosidebindingen. Laterale ketens zijn met de hoofdketen verbonden door een α-(1→6) glycosidebinding; in tegenstelling tot amylopectine komen vertakkingen vaker voor, ongeveer om de 10 glucose-eenheden (in plaats van om de 25-30 zoals in amylopectine) en worden ze gevormd door een kleiner aantal glucose-eenheden.
Glycogeen bevindt zich in het cytosol van de cel in de vorm van gehydrateerde korrels met een diameter tussen 1 en 4 µm en vormt complexen met regulerende eiwitten en enzymen die verantwoordelijk zijn voor de synthese en de afbraak ervan.
Functies
Glycogeen, in 1857 ontdekt door de Franse fysioloog Claude Bernard, is de opslagvorm van glucose, en dus van energie, bij dieren, waarbij het aanwezig is in de lever, de spieren (skelet- en hartspier) en in geringere hoeveelheden in bijna alle andere weefsels en organen.
In de mens vertegenwoordigt het minder dan 1% van de calorische voorraden van het lichaam (de andere vorm van calorische reserve, veel overvloediger, zijn triacylglycerolen opgeslagen in vetweefsel) en is ook essentieel voor het handhaven van een normale glycemie.
Het vertegenwoordigt ongeveer 10% van het levergewicht en 1% van het spiergewicht; hoewel het in een hogere concentratie in de lever aanwezig is, zijn de totale voorraden in de spieren veel groter dankzij de grotere massa ervan (in een niet nuchtere volwassen man van 70 kg bevindt zich ongeveer 100 g glycogeen in de lever en 250 g in de spieren).
- De leverglycogeenvoorraad is een glucosevoorraad die de hepatocyt vrijgeeft wanneer dit nodig is om een normale bloedsuikerspiegel te handhaven: als men de beschikbaarheid van glucose in aanmerking neemt (bij een nuchtere volwassen man van 70 kg), is er ongeveer 10 gram of 40 kcal in de lichaamsvloeistoffen, terwijl het leverglycogeen, ook na een vastenavond, ongeveer 600 kcal kan leveren.
- In skelet- en hartspieren blijft glucose uit glycogeenvoorraden in de cel en wordt gebruikt als energiebron voor spierarbeid.
- De hersenen bevatten een kleine hoeveelheid glycogeen, voornamelijk in astrocyten. Het hoopt zich op tijdens de slaap en wordt gemobiliseerd bij het ontwaken, wat de functionele rol ervan in de bewuste hersenen suggereert. Deze glycogeenreserves bieden ook een matige mate van bescherming tegen hypoglykemie.
- Het heeft een gespecialiseerde rol in foetale longcellen van het type II. Na ongeveer 26 weken zwangerschap beginnen deze cellen glycogeen te accumuleren en vervolgens pulmonale surfactant te synthetiseren, waarbij het wordt gebruikt als een belangrijk substraat voor de synthese van surfactantlipiden, waarvan dipalmitoylfosfatidylcholine de belangrijkste component is.
Glycogeen en voedingsmiddelen
Het komt in bijna alle voedingsmiddelen niet voor omdat het na het doden van een dier snel wordt afgebroken tot glucose en vervolgens tot melkzuur; opgemerkt zij dat de zuurtegraad die het gevolg is van de melkzuurproductie de textuur en de houdbaarheid van het vlees geleidelijk verbetert. De enige voedingsbronnen zijn oesters en andere schaaldieren die vrijwel levend worden gegeten: zij bevatten ongeveer 5% glycogeen.
Bij de mens gaat de ophoping van glycogeen gepaard met gewichtstoename door het vasthouden van water: voor elke gram opgeslagen glycogeen wordt 3 gram water vastgehouden.
Arienti G. “Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003
Cozzani I. en 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.: “Krause’s foods, nutrition, and diet therapy” 10e ed. 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. Beginselen van de biochemie. 4e Editie. W.H. Freeman and Company, 2004
Stipanuk M.H., Caudill M.A. Biochemical, physiological, and molecular aspects of human nutrition. 3e Editie. Elsevier gezondheidswetenschappen, 2013