Glikogen jest homopolisacharydem utworzonym z jednostek glukozy. Chemicznie podobny do amylopektyny i dlatego nazywany czasem skrobią zwierzęcą, w porównaniu z nią jest bardziej zwarty, silnie rozgałęziony i większy, osiągając masę cząsteczkową do 108 Da, co odpowiada około 600000 cząsteczek glukozy.
Tak jak w amylopektynie, jednostki glukozy w łańcuchu głównym i w łańcuchach bocznych połączone są wiązaniami α-(1→4) glikozydowymi. Łańcuchy boczne są połączone z łańcuchem głównym wiązaniem α-(1→6) glikozydowym; w przeciwieństwie do amylopektyny rozgałęzienia występują częściej, mniej więcej co 10 jednostek glukozowych (a nie co 25-30 jak w amylopektynie) i są utworzone przez mniejszą liczbę jednostek glukozowych.
Glikogen zlokalizowany jest w cytosolu komórki w postaci uwodnionych granulek o średnicy od 1 do 4 µm i tworzy kompleksy z białkami regulatorowymi oraz enzymami odpowiedzialnymi za jego syntezę i degradację.
Funkcje
Glikogen, odkryty w 1857 roku przez francuskiego fizjologa Claude’a Bernarda, jest formą magazynowania glukozy, a więc energii, u zwierząt, u których występuje w wątrobie, mięśniach (szkieletowych i sercowych) oraz w mniejszych ilościach w prawie wszystkich innych tkankach i narządach.
W ludzi stanowi mniej niż 1% zapasów kalorii w organizmie (inna forma rezerwy kalorycznej, znacznie bardziej obfite, jest triacyloglicerole przechowywane w tkance tłuszczowej) i jest niezbędna do utrzymania normalnej glikemii też.
Stanowi on około 10% masy wątroby i 1% masy mięśni; chociaż w większym stężeniu występuje w wątrobie, całkowite zapasy w mięśniach są znacznie większe dzięki ich większej masie (u dorosłego mężczyzny o masie 70 kg, który nie spożywa posiłków, w wątrobie znajduje się około 100 g g glikogenu, a w mięśniach 250 g).
- Zapasy glikogenu w wątrobie to rezerwa glukozy, którą hepatocyt uwalnia w razie potrzeby, aby utrzymać normalny poziom cukru we krwi: jeśli wziąć pod uwagę dostępność glukozy (u dorosłego mężczyzny o wadze 70 kg, który nie jest na czczo), w płynach ustrojowych znajduje się około 10 gramów lub 40 kcal, podczas gdy glikogen wątrobowy może dostarczyć, również po nocy na czczo, około 600 kcal.
- W mięśniach szkieletowych i sercowych, glukoza z magazynów glikogenu pozostaje w komórce i jest wykorzystywana jako źródło energii do pracy mięśni.
- Mózg zawiera niewielką ilość glikogenu, głównie w astrocytach. To gromadzi się podczas snu i jest mobilizowany na jawie, dlatego sugeruje jego funkcjonalną rolę w świadomym mózgu. Te rezerwy glikogenu zapewniają również umiarkowany stopień ochrony przed hipoglikemią.
- Ma on wyspecjalizowaną rolę w komórkach płucnych płodu typu II. W około 26 tygodniu ciąży komórki te zaczynają gromadzić glikogen, a następnie syntetyzować surfaktant płucny, wykorzystując go jako główny substrat do syntezy lipidów surfaktantu, których głównym składnikiem jest dipalmitoilofosfatydylocholina.
Glikogen i żywność
Nie występuje w prawie wszystkich produktach spożywczych, ponieważ po zabiciu zwierzęcia jest szybko rozkładany do glukozy, a następnie do kwasu mlekowego; należy zauważyć, że kwasowość wynikająca z produkcji kwasu mlekowego stopniowo poprawia teksturę i utrzymanie właściwości mięsa. Jedynym źródłem diety są ostrygi i inne skorupiaki, które są spożywane praktycznie żywe: zawierają one około 5% glikogenu.
W ludzi, nagromadzenie glikogenu jest związane z przyrostem masy ciała ze względu na zatrzymywanie wody: na każdy gram przechowywanego glikogenu 3 gramy wody są zatrzymywane.
Arienti G. „Le basi molecolari della nutrizione”. Seconda edizione. Piccin, 2003
Cozzani I. i 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” 10th 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. Zasady biochemii. 4th Edition. W.H. Freeman and Company, 2004
Stipanuk M.H., Caudill M.A. Biochemiczne, fizjologiczne, i molekularne aspekty żywienia człowieka. 3rd Edition. Elsevier health sciences, 2013
.