Glycogénolyse

le Glycogénolyse sert à l'organisme pour fournir du glucose-1-phosphate et du glucose à partir du glycogène de stockage des glucides. Une grande partie du glycogène est stockée dans le foie et les muscles squelettiques en particulier. Entre autres choses, le taux de sucre dans le sang est également influencé par le métabolisme du glycogène dans le foie.

Qu'est-ce que la glycogénolyse?

Le glycogène est présent dans toutes les cellules et est donc directement disponible pour l'approvisionnement énergétique. Cependant, il est stocké dans le foie et dans les muscles squelettiques afin de garantir l'apport énergétique pendant une certaine période de transition même en l'absence de nourriture.

La glycogénolyse est caractérisée par la décomposition du glycogène en glucose-1-phosphate et glucose. Cela produit environ 90% de glucose-1-phosphate et 10% de glucose. Le glycogène est la forme de stockage du glucose, semblable à ce que l'amidon est dans les plantes.

Il apparaît comme une molécule ramifiée, dans les chaînes de laquelle les unités de glucose alpha-1-4 O-glycosidiquement sont liées les unes aux autres. Au point de ramification, il y a une liaison alpha-1-4 O-glycosidique ainsi qu'une liaison alpha-1-6 O-glycosidique.

Le glycogène n'est pas complètement décomposé. La molécule de base existe toujours. Soit les nouvelles molécules de glucose y sont liées glycosidiquement, soit elles se séparent. Le stockage d'énergie efficace n'est possible que sous la forme de cette molécule ramifiée en forme d'arbre.

Le glycogène est présent dans toutes les cellules et est donc directement disponible pour l'approvisionnement énergétique. Cependant, il est stocké dans le foie et dans les muscles squelettiques afin de garantir l'apport énergétique pendant une certaine période de transition même en l'absence de nourriture. Si nécessaire, il est principalement décomposé en glucose-1-phosphate sous forme intracellulaire. Pour réguler la glycémie, du glucose libre est de plus en plus formé dans le foie par des réactions enzymatiques.

Fonction et tâche

La glycogénolyse fournit à l'organisme de l'énergie sous forme de glucose libre et de glucose phosphorylé. A cette fin, le glycogène sous forme de stockage des glucides est décomposé. Puisqu'il y a du glycogène dans toutes les cellules du corps, la glycogénolyse a lieu partout.

Le glycogène est également stocké dans les muscles squelettiques et dans le foie. De cette manière, les besoins énergétiques élevés des muscles squelettiques peuvent être satisfaits rapidement, même en l'absence de nourriture. Le foie s'assure également qu'il y a suffisamment de glucose disponible pour réguler la glycémie. Une enzyme supplémentaire, la glucose-6-phosphatase, est disponible dans le foie pour convertir le glucose-1-phosphate en glucose-6-phosphate. Le glucose-6-phosphate peut ensuite être ajouté à la glycolyse, c'est-à-dire à la formation de glucose.

Les premières étapes de la glycogénolyse sont essentiellement les mêmes dans les muscles squelettiques et dans le foie. Les molécules de glucose liées alpha-1-4 O-glycosidiques dans les chaînes de la molécule ramifiée en forme d'arbre glycogène sont séparées par l'enzyme glycogène phosphorylase. La molécule de glucose qui est séparée est reliée à un résidu de phosphate. Le résultat est le glucose-1-phosphate, qui peut être utilisé immédiatement pour générer de l'énergie ou pour la transformer en d'autres biomolécules.

Ce processus de clivage n'a lieu que jusqu'à la quatrième unité glucose de la chaîne avant le point de ramification. L'enzyme dite de déramification (4-alpha-glucanotransférase) est utilisée pour séparer les unités de glucose restantes. Cette enzyme fait deux choses. D'une part, il catalyse la séparation de trois des quatre unités de glucose avant le point de ramification et son transfert vers une extrémité libre et non réductrice du glycogène. D'autre part, il catalyse l'hydrolyse du point de ramification alpha-1-6, ce qui crée du glucose libre.

En raison du rapport des chaînes et des points de ramification dans le glycogène, ce processus ne produit que dix pour cent de glucose libre. Cependant, des quantités encore plus importantes de glucose libre se forment dans le foie. Comme déjà mentionné, le foie possède une enzyme supplémentaire (glucose-6-phosphatase) qui catalyse l'isomérisation de la molécule glucose-1-phosphate en glucose-6-phosphate.

Le glucose-6-phosphate peut facilement être converti en glucose libre. De cette manière, le foie garantit que le taux de sucre dans le sang reste constant lorsqu'il n'y a pas de nourriture. Si le taux de sucre dans le sang diminue en raison du stress physique ou de l'abstinence alimentaire, les hormones glucagon et adrénaline sont augmentées. Les deux hormones stimulent la glycogénolyse et assurent ainsi une glycémie équilibrée.

Le glucagon est l'antagoniste de l'hormone insuline, qui augmente lorsque la glycémie est élevée. L'insuline inhibe la glycogénolyse.

Maladies et affections

Si la glycogénolyse devient plus sévère, cela peut être le symptôme d'un processus pathologique. L'hormone glucagon stimule directement la glycogénolyse en activant un récepteur couplé aux protéines G (GPCR). À la suite de la cascade de réaction qui démarre, une glycogène phosphorylase (PYG) est activée catalytiquement. La glycogène phosphorylase catalyse à son tour la formation de glucose-1-phosphate à partir du clivage des unités glucose du glycogène.

Avec une concentration accrue de l'hormone glucagon, il y a une dégradation accrue du glucogène. L'essentiel est que de plus grandes quantités de glucose sont créées, ce qui entraîne une augmentation de la glycémie. Des concentrations fortement augmentées de glucagon se produisent dans ce que l'on appelle le glucagonoma. Le glucagonoma est une tumeur neuroendocrine du pancréas qui produit en permanence d'énormes quantités de glucagon. Le taux plasmatique de glucagon peut être augmenté jusqu'à 1000 fois la norme.

Les symptômes de la maladie sont le diabète sucré, dû à l'augmentation de la glycogénolyse, l'eczéma extrêmement destructeur sur le visage, les mains et les pieds et l'anémie. La tumeur est généralement maligne. Le traitement consiste en son ablation chirurgicale. S'il y a des métastases ou une inopérabilité, une chimiothérapie est effectuée.

Avec l'augmentation de la formation d'adrénaline, plus de glucogène est décomposé. L'adrénaline est produite à de fortes concentrations dans un phéochromocytome, entre autres, sans que le niveau hormonal ne puisse être régulé. Un phéochromocytome est une tumeur hormonale active de la médullosurrénale dont les causes ne peuvent généralement pas être déterminées. Dans la majorité des cas, cependant, ce sont des tumeurs bénignes, qui peuvent cependant aussi devenir malignes.

En plus de l'hypertension artérielle et des arythmies cardiaques, le taux de sucre dans le sang est considérablement augmenté en raison de l'augmentation de la glycogénolyse. Les symptômes non spécifiques sont les maux de tête, la transpiration, la pâleur, l'agitation, la fatigue et la leucocytose. La thérapie consiste principalement en l'ablation chirurgicale de la tumeur.