8. Біосинтез глікогену: ферментативні реакції, фізіологічне значення.

Регуляція активності глікогенсинтази.

Глюкоза→ г-6-ф, Ė гексокіназа або глюкокіназа; г-6-ф→ г-1-ф, Ė фосфоглюкомутаза. Утворюється активна форма глюкози, для синтезу глікогену: г-1-ф + УТФ↔ УДФ-1-г, Ė УДФ-глюкозопірофосфорилаза. Синтез глікогену (утворення α-1,4-глікозидних зв`язків): УДФ-1-г + термінальний залишок глюкози (С6Н10О5)n→ УДФ + (С6Н10О5)n+1; Ė глікогенсинтаза (УДФ-глікогентрансфераза). Розгалуження утворюються переносом кінцевого фрагменту полісахариду з 6-7 мономерів на кілька мономерів далі; Ė аміло(1,4-1,6)глікозилаза. Регуляція: (див. «регуляція» 62). У той час, як глікогенфосфорилаза фосфорилюється і стає активною – глікогенсинтаза теж фосфорилюється (цАМФ-залежною протеїнкіназою), але в цьому стані – неактивна. У гепатоцитах глікоген зберігається у вигляді великих цитоплазматичних гранул. Елементарна так звана β-частинка, що є однією молекулою глікогену, має діаметр близько 21 нм і включає до 55 000 залишків глюкози та має 2000 нередукуючих кінців. 20-40 таких часточок разом утворюють α-розетки, які можна бачити у під мікроскопом у тканинах тварин, яких добре годують. Проте вони зникають після 24-годинного голодування. Глікогенові гранули – це складні агрегати, до складу яких крім самого глікогену входять ферменти, що синтезують і розщеплюють його, а також регуляторні молекули (рис. 3).

Глікоген у м’язах слугує джерелом швидкої енергії як за аеробного, так і за анаеробного метаболізму. Його запаси можуть бути вичерпані за одну годину інтенсивного фізичного навантаження.

9. Механізми реципрокної регуляції глікогенолізу та глікогенезу за рахунок

каскадного цАМФ-залежного фосфорилювання ферментних білків.

Субстратом гліколізу в м'язах служать глюкоза, яка надходить із крові, і глюкозні залишки депонованого глікогену. Внаслідок послідовної дії ­глі­когенфосфорилази і фосфоглюкомутази глюкозні залишки глікогену ­перетворюються в глюкозо-6-фосфат, який далі включається в процес гліко­лізу:

За умов глікогенолізу АТФ затрачається тільки один раз для утворення фруктозо-1,6-дифосфату. Якщо ж врахувати затрати АТФ для біосинтезу глікогену (дві молекули АТФ для включення одного залишку глюкози), тоді чистий вихід складає тільки 1 молекулу АТФ на 1 залишок глюкози. Витрачання АТФ для синтезу глікогену в м'язах має місце в стані спокою, коли депонування глікогену достатньо забезпечене киснем і енергією. А під час інтенсивного фізичного навантаження анаеробний розпад глікогену до молочної кислоти зумовлює більший вихід АТФ, ніж розпад глюкози.

Глікогене́з — процес біосинтезу глікогену, що відбувається у клітинах тих живих організмів, які використовують цей полісахарид для зберігання глюкози (тварин, грибів та багатьох прокаріот). У ссавців протікає з різною інтенсивністю у всіх тканинах, але найбільш виражено у печінці та скелетних м'язах. Субстратом для глікогенезу є уридиндифосфатглюкоза, тобто він здійснюється шляхом відмінним від деградації глікогену — глікогенолізу, основним продуктом якого є глюкозо-1-фосфат. Ключовимферментом глікогенезу є глікогенсинтаза.

10. Роль адреналіну, глюкагону та інсуліну в гормональній регуляції обміну

глікогену в мязах та печінці.

Адреналін стимулює розпад і гальмує синтез глікогену в печінці, скелетних м'язах, міокарді. Секреція його у стресових ситуаціях зумовлює вивільнення глюкози із печінки в кров для постачання інших органів, а в м'язах – розпад глікогену до молочної кислоти з виділенням енергії, що забезпечує швидке зростання м'язової активності. Глюкагон стимулює розпад глікогену печінки, але не впливає на глікоген м'язів. Секретується підшлунковою залозою при зниженні концентрації глюкози в крові.

Гормон підшлункової залози інсулін стимулює надходження глюкози в клітини і синтез глікогену. Механізми його дії ще до кінця не з'ясовані. Одним із них є активація інсуліном фосфодіестерази цАМФ, що приводить до зниження внутрішньоклітинного рівня цАМФ, у результаті стимулюється утворення неактивної фосфорилази й активної глікогенсинтази. У гепатоцитах інсулін підвищує активність глюкокінази.