glikogen

Fungsi Glikogen: Pengertian, struktur, peran Glikogen

Ketika kita makan karbohidrat, tubuh kita mengubahnya menjadi bentuk gula yang disebut ‘glukosa’ yang dapat digunakan untuk energi. Glukosa, pada gilirannya, diubah menjadi Glikogen, suatu bentuk gula yang dapat dengan mudah disimpan oleh otot dan hati kita. Ini adalah bentuk penyimpanan utama dari glukosa dan karbohidrat pada hewan dan manusia.

Glikogen adalah karbohidrat penyimpanan untuk sebagian besar mamalia. Karbohidrat biasanya disebut gula dan ini diklasifikasikan berdasarkan jumlah residu yang disebabkan oleh hidrolisis (monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida).

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana yang diklasifikasikan menurut jumlah karbon yang terkandung dalam strukturnya. Lalu ada triosa (3C), tetrosas (4C), pentosa (5C), heksosa (6C), heptosa (7C) dan oktosa (8C).

Tergantung pada keberadaan gugus aldehida atau gugus keton, monosakarida ini juga masing-masing diklasifikasikan sebagai aldosis atau ketosis.

Disakarida menimbulkan, oleh hidrolisis, menjadi dua monosakarida sederhana, sedangkan oligosakarida menghasilkan 2 hingga 10 unit monosakarida dan polisakarida menghasilkan lebih dari 10 monosakarida.

Glikogen adalah, dari sudut pandang biokimia, polisakarida yang terdiri dari rantai bercabang dari aldosa enam-karbon, yaitu heksosa yang dikenal sebagai glukosa. Glikogen dapat direpresentasikan secara grafis sebagai pohon glukosa. Ini juga disebut pati hewan.

Glukosa dalam tanaman disimpan sebagai pati dan pada hewan sebagai glikogen, yang disimpan terutama di hati dan jaringan otot.

Di hati, glikogen dapat membentuk 10% dari massa dan 1% dari massa otot. Seperti pada pria 70Kg hati memiliki berat sekitar 1800g dan otot sekitar 35Kg, jumlah total glikogen otot jauh lebih besar daripada hati.

Pengertian Glikogen

Glikogen adalah polisakarida yang merupakan bentuk penyimpanan glukosa dalam tubuh manusia. Glukosa merupakan biomolekul penting yang menyediakan energi untuk sel-sel di seluruh tubuh manusia secara keseluruhan. Manusia memperoleh glukosa yang berasal dari makanan yang mereka makan. Ketika mereka kehabisan glukosa, glikogen dapat dimanfaatkan sebagai sumber glukosa. Pada manusia, glikogen yang disimpan dan diproduksi oleh hepatosit dalam hati.

Struktur Glikogen

Glikogen terdiri dari rantai polimer panjang unit glukosa yang terikat dengan ikatan alfa asetal. Hubungan asetal ini terbentuk oleh kombinasi gugus karbonil dan gugus alkohol. Jika gugus karbonil adalah gugus aldehid i.e (-CHO) dan juga disebut sebagai hemiasetal jika ada gugus ketonik. Jika 2 gugus alkoksi terikat pada atom karbon yang sama, ini mengacu pada gugus asetal.

Glikogen mengacu pada analog pati yang merupakan polimer glukosa yang berfungsi sebagai penyimpanan energi pada tanaman. Ini memiliki struktur yang mirip dengan amilopektin yang merupakan komponen pati, bercabang lebih luas dan kompak daripada pati. Polimer residu glukosa ini dihubungkan oleh ikatan glikosidik a (1,4) dan a (1,6). Ini ditemukan dalam bentuk butiran di sitoplasma dalam berbagai jenis sel dan memainkan peran penting dalam siklus glukosa. Ini membentuk cadangan energi yang dapat dengan mudah dimobilisasi untuk memenuhi kebutuhan glukosa yang mendadak.

Setiap granula glikogen memiliki intinya glikogen dalam protein karena glikogen disintesis. Dalam otot, sel-sel hati dan lemak glikogen disimpan dalam bentuk terhidrasi. Ini terdiri dari tiga hingga empat bagian air glikogen yang dikaitkan dengan 0,45 milimol kalium untuk per gram glikogen.

Fungsi Glikogen

  • Glikogen hati bertindak sebagai cadangan glukosa yang melepaskan hepatosit ketika ada kebutuhan untuk mempertahankan kadar gula darah normal. Ada sekitar 40 kkal dalam cairan tubuh sementara glikogen hati dapat menyediakan sekitar 600 kkal setelah malam puasa.
  • Glukosa dari simpanan glikogen tetap berada dalam sel dalam otot rangka dan jantung dan digunakan sebagai sumber energi dari kerja otot.
  • Otak termasuk sejumlah kecil glikogen dalam astrosit. Ia terakumulasi selama tidur dan dimobilisasi saat berjalan. Cadangan glikogen juga menjamin tingkat perlindungan moderat terhadap hipoglikemia.
  • Glikogen memiliki peran khusus dalam sel paru-paru tipe II janin. Sel-sel ini mulai menumpuk glikogen pada sekitar 26 minggu kehamilan dan kemudian mensintesis surfaktan paru.

Fungsi utama dari glikogen sebagai molekul energi penyimpanan jangka panjang sekunder. Molekul-molekul energi penyimpanan utama adalah sel-sel adiposa. Glikogen juga disimpan dalam sel-sel otot. Glikogen otot diubah menjadi glukosa oleh sel-sel otot setiap kali otot yang terlalu banyak bekerja dan lelah. Glikogen dari hati diubah menjadi glukosa yang akan digunakan terutama oleh sistem saraf pusat, yang meliputi otak dan sumsum tulang belakang.

Dalam hati, glukosa darah dari makanan yang dimakan manusia mencapai hati melalui vena portal. Di sana, insulin merangsang sel-sel hati, yang merangsang glikogen sintase.

Enzim ini merangsang sintesis glikogen dalam hati; Oleh karena itu, glikogen dalam hati terbentuk dari makanan yang dimakan manusia. Glikogen sel-otot secara kimiawi identik dengan glikogen hati. Namun, berfungsi sebagai sumber langsung dari glukosa untuk sel-sel otot.

Ketika otot-otot lelah, mereka dapat mengkonversi glikogen menjadi glukosa untuk terus berfungsi dengan baik. Namun, glikogen hati tidak mengkonversi menjadi glukosa kecuali tubuh kekurangan makanan.

Glikogen otot merupakan cadangan energi untuk otot yang, seperti halnya lemak cadangan, memungkinkan otot untuk memenuhi fungsinya. Menjadi sumber glukosa, glikogen otot digunakan selama latihan. Cadangan ini meningkat dengan latihan fisik.

Di hati, glikogen juga merupakan sumber cadangan penting untuk fungsi organ dan pasokan glukosa ke seluruh tubuh.

Fungsi glikogen hati ini disebabkan oleh fakta bahwa hati mengandung glukosa 6-fosfatase, suatu enzim yang mampu menghilangkan gugus fosfat dari glukosa 6-fosfat dan mengubahnya menjadi glukosa bebas. Glukosa bebas, tidak seperti glukosa terfosforilasi, dapat berdifusi melalui membran hepatosit (sel hati).

Ini adalah bagaimana hati dapat berkontribusi glukosa ke sirkulasi dan mempertahankan kadar glukosa yang stabil, bahkan dalam kondisi puasa yang berkepanjangan.

Fungsi ini sangat penting, karena otak memberi makan hampir secara eksklusif pada glukosa darah, sehingga hipoglikemia berat (konsentrasi glukosa darah sangat rendah) dapat menyebabkan hilangnya kesadaran.

Penyakit terkait

Penyakit terkait glikogen pada umumnya disebut “penyakit penyimpanan glikogen.”

Penyakit-penyakit ini merupakan kelompok patologi yang diwariskan yang ditandai dengan deposit dalam jaringan dengan jumlah abnormal atau jenis glikogen.

Sebagian besar penyakit penyimpanan glikogen disebabkan oleh defisit genetik dari salah satu enzim yang terlibat dalam metabolisme glikogen.

Mereka diklasifikasikan menjadi delapan jenis, yang sebagian besar memiliki nama mereka sendiri dan masing-masing disebabkan oleh defisit enzim yang berbeda. Beberapa fatal dalam tahap awal kehidupan, sementara yang lain disertai dengan kelemahan otot dan defisit selama latihan.

Contoh yang ditampilkan

Beberapa penyakit terkait glikogen yang paling menonjol adalah:

  • Penyakit Von Gierke atau penyakit penyimpanan glikogen tipe I, disebabkan oleh kekurangan glukosa 6-fosfatase di hati dan ginjal. Ini ditandai oleh pertumbuhan hati yang abnormal (hepatomegali) karena akumulasi glikogen yang berlebihan dan hipoglikemia, karena hati menjadi tidak mampu memasok glukosa ke sirkulasi. Pasien dengan kondisi ini memiliki kelainan pertumbuhan.
  • Penyakit Pompe atau Tipe II adalah karena defisiensi α- (1 → 4) -glucan 6-glycosyltransfections di hati, jantung dan otot rangka. Penyakit ini, seperti Andersen atau Tipe IV, berakibat fatal sebelum usia dua tahun.
  • Penyakit McArdle atau Tipe V, memiliki defisiensi otot fosforilase dan disertai dengan kelemahan otot, penurunan toleransi latihan, akumulasi glikogen otot yang abnormal dan tidak adanya laktat selama latihan.

Peran glikogen

Energi dapat disimpan oleh tubuh dalam berbagai bentuk. Salah satu bentuk energi yang disimpan adalah lemak dan glikogen adalah bentuk lainnya. Asam lemak lebih kaya energi tetapi glukosa adalah sumber energi yang disukai untuk otak dan glukosa juga dapat memberikan energi bagi sel-sel tanpa adanya oksigen, misalnya selama latihan anaerob. Oleh karena itu, glikogen bermanfaat untuk menyediakan sumber glukosa yang tersedia untuk tubuh.

Penyimpanan glikogen pada diabetes

Dalam tubuh yang sehat, pankreas akan merespons kadar glukosa darah yang lebih tinggi, seperti menanggapi makan, dengan melepaskan insulin yang akan menurunkan kadar glukosa darah dengan mendorong hati dan otot untuk mengambil glukosa dari darah dan menyimpannya sebagai glikogen. .

Orang dengan diabetes tidak cukup membuat insulinnya sendiri dan / atau insulinnya tidak cukup efektif. Akibatnya, pankreas mungkin tidak dapat merespons secara cukup efektif untuk meningkatkan glukosa darah.

Pelepasan glikogen

Glikogen dapat dilepaskan oleh hati karena beberapa alasan, termasuk:

  1. Menanggapi situasi stres
  2. Saat bangun (proses ini dikenal sebagai fenomena fajar)
  3. Menanggapi gula darah rendah
  4. Untuk membantu pencernaan

Dalam situasi ini, ketika tubuh merasakan tambahan glukosa diperlukan dalam darah, pankreas akan melepaskan hormon glukagon yang memicu konversi glikogen menjadi glukosa untuk dilepaskan ke dalam aliran darah.

Glikogen dan olahraga

Glikogen memainkan peran penting dalam menjaga otot kita tetap menyala untuk berolahraga. Ketika kita berolahraga, otot kita akan mengambil keuntungan dari glikogen yang tersimpan. Glukosa dalam darah kita dan glikogen yang tersimpan di hati juga dapat digunakan untuk menjaga otot kita tetap menyala.

Begitu kita menyelesaikan sesi latihan kita, otot kita akan mengisi kembali simpanan glikogennya. Waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh simpanan glikogen dapat bergantung pada seberapa keras dan berapa lama kita berolahraga dan dapat bervariasi dari beberapa jam hingga beberapa hari.

Sementara glikogen sangat diperlukan bagi para atlet, kita memiliki kapasitas yang sangat terbatas untuk menyimpannya. Sebagai contoh, karbohidrat hanya menyumbang sekitar 1-2% dari total penyimpanan energi tubuh1.

Sebagian besar disimpan sebagai glikogen dalam otot (80%) dan hati (14%), dan sekitar 6% disimpan dalam darah sebagai glukosa. Meskipun kapasitas penyimpanannya terbatas, glikogen sangat penting untuk produksi energi di semua tingkat upaya.

Saat istirahat, glikogen otot digunakan untuk sekitar 15-20% dari produksi energi. Pada intensitas sedang (~ 55-60% dari maks) penggunaan glikogen dapat meningkat hingga 80-85% 2, dan ini meningkat bahkan lebih pada intensitas latihan yang lebih tinggi.

Penelitian telah menunjukkan bahwa daya tahan aerobik secara langsung berkaitan dengan penyimpanan glikogen otot awal, bahwa olahraga berat tidak dapat dipertahankan setelah penyimpanan ini habis, dan bahwa persepsi kelelahan selama latihan intensif yang berkepanjangan sejajar dengan penurunan glikogen otot3.

Leave a Comment