تحلل الجليكوجين

تحلل الجليكوجين هو عملية تحلل الجليكوجين (n) إلى جلوكوز-1-فوسفات وجليكوجين (n-1). يتم هدم فروع الجليكوجين عن طريق الإزالة المتسلسلة لوحدات الجلوكوز الأحادية عبر الفسفرة ، بواسطة إنزيم فوسفوريلاز الجليكوجين . ^{[ 1 ]}

في العضلات، تبدأ عملية تحلل الجليكوجين نتيجة ارتباط cAMP بإنزيم فوسفوريلاز كيناز ، مما يحول الأخير إلى شكله النشط حتى يتمكن من تحويل فوسفوريلاز b إلى فوسفوريلاز a ، وهو المسؤول عن تحفيز تحلل الجليكوجين. ^{[ 2 ]}

التفاعل الكلي لتحلل الجليكوجين إلى جلوكوز-1-فوسفات هو: ^{[ 1 ]}

جليكوجين _{(عدد n من البقايا)} + _{فوسفات غير عضوي} ⇌ جليكوجين _{(عدد n-1 من البقايا)} + جلوكوز-1-فوسفات

هنا، يقوم إنزيم فوسفوريلاز الجليكوجين بكسر الرابطة التي تربط بقايا الجلوكوز الطرفية بفرع الجليكوجين عن طريق استبدال مجموعة الفوسفوريل برابطة α[1→4]. ^{[ 1 ]}

يتم تحويل الجلوكوز-1-فوسفات إلى الجلوكوز-6-فوسفات (والذي ينتهي به المطاف غالبًا في عملية تحلل الجلوكوز ) بواسطة إنزيم فوسفوجلوكوموتاز . ^{[ 1 ]}

تُفسفر بقايا الجلوكوز من تفرعات الجليكوجين حتى أربع بقايا قبل جلوكوز متفرع برابطة α[1→6]. ثم ينقل إنزيم إزالة تفرعات الجليكوجين ثلاثًا من وحدات الجلوكوز الأربع المتبقية إلى نهاية فرع جليكوجين آخر. هذا يكشف نقطة التفرع α[1→6]، والتي تُحلل بواسطة إنزيم α[1→6] جلوكوزيداز ، مُزيلًا آخر بقايا الجلوكوز من الفرع على شكل جزيء جلوكوز، ومُنهيًا بذلك الفرع. هذه هي الحالة الوحيدة التي لا يكون فيها ناتج أيض الجليكوجين هو جلوكوز-1-فوسفات. بعد ذلك، يُفسفر الجلوكوز إلى جلوكوز-6-فوسفات بواسطة إنزيم هيكسوكيناز . ^{[ 1 ]}

1. فوسفوريلاز الجليكوجين مع فوسفات البيريدوكسال كمجموعة اصطناعية
2. ألفا-1،4 → ألفا-1،4 غلوكان ترانسفيراز
3. إنزيم ألفا-1،6-غلوكوزيداز
4. فوسفوجلوكوموتاز
5. جلوكوز-6-فوسفاتاز (غير موجود في العضلات) ^{[ 3 ]}

تحدث عملية تحلل الجليكوجين في خلايا أنسجة العضلات والكبد استجابةً للإشارات الهرمونية والعصبية. وعلى وجه الخصوص، يلعب تحلل الجليكوجين دورًا هامًا في استجابة الكر والفر وتنظيم مستويات الجلوكوز في الدم.

في الخلايا العضلية، يُسهم تحلل الجليكوجين في توفير مصدر فوري للجلوكوز-6-فوسفات لعملية تحلل الجلوكوز ، مما يُوفر الطاقة اللازمة لانقباض العضلات. لا يستطيع الجلوكوز-6-فوسفات عبور غشاء الخلية، ولذلك يُستخدم حصريًا من قِبل الخلايا العضلية التي تُنتجه.

في خلايا الكبد ، يتمثل الهدف الرئيسي من تحلل الجليكوجين في إطلاق الجلوكوز في مجرى الدم ليتم امتصاصه من قبل الخلايا الأخرى. تتم إزالة مجموعة الفوسفات من جلوكوز-6-فوسفات بواسطة إنزيم جلوكوز-6-فوسفاتاز ، وهو إنزيم غير موجود في خلايا العضلات، ويخرج الجلوكوز الحر من الخلية عبر قنوات الانتشار المُيسّر GLUT2 في غشاء خلية الكبد.

يتم تنظيم تحلل الجليكوجين هرمونياً استجابةً لمستويات السكر في الدم بواسطة الجلوكاجون والأنسولين ، ويتم تحفيزه بواسطة الأدرينالين أثناء استجابة الكر والفر . ويُثبط الأنسولين تحلل الجليكوجين بقوة. ^{[ 4 ]}

في الخلايا العضلية، قد يتم تحفيز تحلل الجليكوجين أيضًا بواسطة الإشارات العصبية؛ ^{[ 5 ]} يتم تنظيم تحلل الجليكوجين بواسطة الأدرينالين والكالسيوم الذي يتم إطلاقه من الشبكة الساركوبلازمية . ^{[ 3 ]}

لا يؤثر الجلوكاجون على تحلل الجليكوجين في العضلات. ^{[ 3 ]}

يرتبط الكالسيوم بالكالمودولين ، وينشط المركب كيناز الفوسفوريلاز. ^{[ 3 ]}

يُعدّ إعطاء الجلوكاجون عن طريق الحقن الوريدي إجراءً طبياً شائعاً في حالات الطوارئ لدى مرضى السكري عندما يتعذر إعطاء السكر عن طريق الفم. كما يمكن إعطاؤه عن طريق الحقن العضلي .

• تكوين الجليكوجين

• المنطق الكيميائي لتحلل الجليكوجين على موقع ufp.pt
• تحلل الجليكوجين في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) بالمكتبة الوطنية الأمريكية للطب