Glikojen Nedir, Nelerde Bulunur, Ne İşe Yarar?

Glikojen, glikoz moleküllerinden oluşan organik bir yapıdır. Karaciğer ve kaslardaki enerji kaynağıdır. Hareket ve beslenme ile bağlantılıdır.

Glikojen, organik bir bileşiktir. Karbonhidratların polisakkaritler grubunda yer alır. Glikozun veya karbonhidratların depo edilmiş şeklidir. “Glikoz külçesi” olarak da tanımlanabilir. Glikojene kısaca “yedek enerji” de denebilir. “Hayvan nişastası” olarak da bilinir. Glikoz moleküllerinin uzun zincirler oluşturarak ortaya çıkardığı kompleks ve karmaşık karbonhidrat türü olan glikojen, vücutta depolanan bir enerji kaynağıdır. Glikojen miktarı, vücudun hareketleri, metabolizma hızı ve beslenme alışkanlıkları ile bağlantılıdır. Glikojenin yapısından faydalarına kadar birçok ayrıntıyı makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Glikojen, 1857 yılında Fransız fizyolog Claude Bernard tarafından keşfedilmiştir. Sindirim sistemi ve pankreas üzerinde önemli çalışmalara imza atan Bernard’ın karaciğer salgıları ve glikoz depolamasıyla ilgili araştırmaları diyabetin nedenine ışık tuttu. Karaciğerde depolanan maya gibi bir maddeye “şeker oluşturan madde” adını verdi. Daha sonra bu maddeyi izole ederek keşfini ilan etti. Aynı yıl Sanson tarafından kas dokularının da glikojen içerdiği keşfedildi. 1858 yılında August Kekule tarafından glikojenin ampirik formülü kuruldu: “(C6H10O5)n”.

Glikojenin Yapısı

Glikojen, her 8 ila 10 glikozda dallanmış zincirlere sahip bir biyopolimerdir. Glikozlar, glikozidik bağlarla doğrusal olarak birbirine bağlanır. Her glikojen molekülü, birbirine bağlı onlarca glikoz molekülünden oluşur. Çok karmaşık bir yapısı vardır. Glikoz döngüsünde önemli bir role sahiptir. Yapısı nişastanın bir bileşeni olan amilopektine benzer. Nişastadan çok daha geniş, dallanmış ve kompakt bir yapıdadır. Nişasta gibi kuru halde beyaz tozdur. Hidrolize şeker veren beyaz, amorf ve tatsız bir karbonhidrattır. Vücuda gereğinden fazla karbonhidrat veya glikoz (şeker) girdiğinde vücutta sentezlenerek karaciğerde ve kaslarda glikojen olarak depolanır. Vücudun glikoz veya enerji ihtiyacı da depolanan glikojenden sağlanır. Bitkisel nişastaya benzeyen ve iyotla kahverengi olan glikojen, suda nişastadan daha iyi çözünür. Glikojen çözeltisi yoğun değildir. Suda çözünen karbonhidrat ve keton fonksiyonel grupları arasındaki çözelti olan “fehling çözeltisi” veya ayracı ile reaksiyona girebilir.

Glikojen Nerelerde Bulunur?

Glikojen, vücutta karaciğerde, kaslarda ve kırmızı kan hücrelerinde bulunur. Böbreklerde az miktarda glikojen bulunur. Bazı beyin hücreleri ve beyaz kan hücrelerinde ise daha az miktarda glikojen içeriği vardır. Glikojen, enzimler tarafından çok hızlı bir şekilde oluşturulup parçalanabilir. Glikojenin parçalanması ve sentezi nispeten basit biyokimyasal işlemlerdir. Adrenalin (epinefrin) ve glukagon hormonları, glikojenin yıkımına ve glikoz açığa çıkmasına neden olur.

Karaciğer, çok sayıda metabolik fonksiyon yerine getirir. Bunlarda biri de glikozu, glikojen olarak depolamaktır. Omurgalılarda insülin hormonu, karaciğer ve kaslarda glikojen oluşumunu hızlandırır. Bu sebeple glikojen genellikle karaciğer ve kas hücrelerinde depolanır. Kandaki glikoz miktarı, depolanan glikojen miktarı ile bağlantılıdır. Kandaki glikoz miktarı düştükçe karaciğerde depolanan glikojen glikoza dönüşerek kana karışır ve hücrelere ulaşır. Kandaki glikoz miktarı arttıkça fazla glikoz karaciğerde glikojene dönüşerek depo edilir.

Kaslardaki glikojen, glikoza dönüşmez. Kas hücrelerinde enerji için depolanan glikojen, pirüvik aside yani yağ molekülüne dönüşür. Hazmedilebilen bütün karbonhidratlar ve bazı proteinler glikojene dönüşerek depolanabilir. Yağ glikojene dönüşmez; ancak glikojen yağa dönüşebilir. Adrenalin hormonu ve pankreas hücreleri tarafından salgılanan bazı hormonlar glikojenin glikoza dönüşmesini hızlandırır.

Glikojen, sitoplazmada sentezlenir. Sentaz enzimi, glikojenin sentez hızını belirler. Sentaz enzimi, insülin ile bağlantılı çalışır. İnsülin tarafından fosforile edildiğinde (organik moleküle bağlanma) aktive olur. En az 4 glikoz molekülünün birleşmesi ile etkinlik gösterebilir. Glikojen fosforilaz enzimi, glikojen sentaz enziminin hızını kısıtlar, glikojenden glikoz ayırır. Bir insan tok olduğunda glikojen sentaz enzimi aktive olur, glikojen fosforilaz enzimi inaktivedir.

Glikojen Ne İşe Yarar?

Glikojen, vücudun birçok fonksiyonunda rol oynayan bir molekül külçesidir. Hayvanlar için olduğu kadar insanlar için de son derece önemlidir. Gliko, enerji üretimi için besinlerden açığa çıkarılır. Ardından vücutta depolanır ve kullanılır. Bu işlem, çok yönlü ve karmaşık bir işlemdir. Vücuda alınan besinlerdeki karbonhidratlar hidroliz işlemlerle vücutta ekstre edilir. Karbonhidratların parçalanması ağızda tükürük salgıları ile başlar. İnce bağırsaklarda tamamen glikoz şekerine dönüşür. İnce bağırsak tarafından emilen glikoz, kana karışır. Kandaki glikoz, kaslarda ve karaciğerde glikojene dönüşür.

Glikojenin faydalarından bazılarını şöyle sıralayabiliriz:

• Glikojen, kandaki glikoz seviyelerini kontrol altında tutmak için tampon görevi görür. Kandaki glikoz düzeylerini korur.

• Uzun süreli açlık durumunda vücut glikojen depolarını kullanır.

• Beyin tarafından kullanılan bir enerji kaynağıdır.

• Ani, yorucu ve yüksek enerji gerektiren aktivitelerde çok önemli ve ideal bir enerji kaynağıdır.

• Karaciğerde glikojen sentezi ve yıkımı, bir bütün olarak organizmanın ihtiyaçlarını karşılamak için gerekli olan kan-glikoz seviyelerini korumak üzere düzenlenir.

• Kasların enerji ihtiyacı glikojenle karşılanır.

• Kas gibi anaerobik ve aerobik metabolizma için bir yakıt olarak kullanılabilir.

• Omurgalı hayvanlarda insülin hormonunun hızlanmasını sağlar.

• Glikojen yağ hücreleri tarafından günlük olarak kullanılır. Yağlı dokular için uzun vadede enerji sağlar.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Glikojen en fazla atların kaslarında bulunur. Balıklar, kurbağa ve salyangoz gibi hayvanlarda da glikojen oranı yüksektir.

• Glikojen bitkilerde enerji deposu olarak işlev gören bir glikoz polimer olan nişastanın analogudur.

• Mantarlar ve bakterilerde de glikoz, glikojen şeklinde depolanır.

• Canlıların kaslarında yüzde 1 ila 2, karaciğerlerinde de yüzde 5 ila 10 oranında glikojen bulunur. Ancak daha fazla kütlesi olduğu için iskelet kaslarında daha fazla glikojen depolanır.

• Glikojen, 10 ila 40 nanometre çapında granül formunda, sitoplazma içindeki koyu kıvamlı sıvı kısımda (sitozol) bulunur.

• Tek bir glikojen molekülünün moleküler ağırlığı 108 dalton civarındadır.

• Küre şeklindeki bir glikojen granülü yaklaşık 30 bin glikoz molekülü içerir. Her glikojen granülünün çekirdeğinde bir glikojen proteini bulunur.

• Karaciğer, ağırlığının yüzde 20’si kadar bir oranda glikojen depolayabilir.

• Sağlıklı bir insanın vücudunda ortalama 350 gram glikojen bulunabilir.

• Karbonhidratların glikojen olarak depolanması sırasında 1 gram glikojen 2,8 cc su tutar.

• Bazı kimselerde glikojen parçalamak için gerekli enzimler genetik olarak eksik olabilir. Bu durum, glikojen sentezi veya yıkımında gerekli enzimlerden birisinde bozukluk sonucu meydana gelen genetik bir hastalıktır. Bu hastalığa “glikojen depo hastalığı” adı verilir. Bu hastalık bebeklerde ölüme yol açabilir.

• Glikojen metabolizmasının anormal hale geldiği en sık görülen hastalık diyabettir. Aşırı insülin nedeniyle karaciğerde fazla glikojen birikebilir veya tükenebilir.

• Glikojen azaldığında kan şekeri kullanımı başlar ve kan şekeri düşüklüğü (hipoglisemi) yaşanabilir.

• Karaciğer depoladığı glikojeni ihtiyaca göre tüm vücuda gönderirken, kaslar glikojeni kendisi için bir enerji kaynağı olarak kullanır.

• İnsan vücudundaki glikojen asla tükenmez. Vücudun günlük işleyişi içinde boşalan glikojen depoları 2 gün içinde tekrar dolar.

• Hayvanlar vücutlarındaki fazla miktardaki glikozu vücutlarından atamazlar. Fazla glikoz, hayvanların karaciğer ve kaslarında depolanır.

• Kas ve karaciğerde glikojenin azalması, insanların enerji ve performansını düşürür.

• Kas ve karaciğerdeki glikojen depoları doluysa ve bu depolar harcanmazsa fazla glikoz yağ olarak depolanır.

• Yüksek orandaki glikojen yorulmayı geciktirdiği için sporcular müsabakalar öncesi bol miktarda karbonhidrat alır.

• Gebelik sırasında embriyoyu beslemek amacıyla rahimde glikojen depolanır.