تكون عملية تكوين الجليكوجين وتحلل الجليكوجين وتكوين الجلوكوز هي عمليات يقوم بها الجسم للحفاظ على المستويات الطبيعية للجلوكوز أو السكر في الدم. يتم التحكم في هذه العمليات الثلاث عن طريق إفراز هرمونات معينة في الجسم. تلعب هذه الهرمونات دورًا في تحفيز الإنزيمات المختلفة للعمل في تكوين أو تكسير الجليكوجين ، وكذلك إنتاج الجلوكوز. دعنا نتعلم المزيد عن عمليات تكوين الجليكوجين وتحلل الجليكوجين وتكوين السكر في الجسم.
تكوّن الجليكوجين
عملية تكوين الجليكوجين هي عملية تكوين الجليكوجين من الجلوكوز أو سكر الدم. يستخدم الجسم الجلوكوز لإنتاج الطاقة. تحدث هذه العملية عندما يكون هناك زيادة في مستوى الجلوكوز في الدم ، على سبيل المثال بعد تناول الطعام. يمكن أن تؤدي زيادة مستويات الجلوكوز إلى إفراز البنكرياس لهرمون الأنسولين. يقوم هذا الهرمون بعد ذلك بتحفيز إنزيم سينسيز الجليكوجين لبدء عملية تكوين الجليكوجين. في نهاية هذه العملية ، سيتم تخزين الجلوكوز على شكل جليكوجين في الكبد والعضلات.1. وظيفة تكوين الجليكوجين
تعمل عملية تكوين الجليكوجين على تكوين الجليكوجين من الجلوكوز بحيث يمكن تخزين هذه الجزيئات واستخدامها في وقت لاحق عندما لا يتوفر في الجسم الجلوكوز. يختلف الجليكوجين المخزن عن الدهون لأن هذا الجزيء غالبًا ما يستخدم بين الوجبات ، عندما تنخفض مستويات الجلوكوز في الدم. في هذه الحالة ، سيأخذ الجسم احتياطيات الجليكوجين لإنتاج الجلوكوز من خلال عملية تحلل الجليكوجين.2. عملية تكوين الجليكوجين
تبدأ عملية تكوين الجليكوجين عندما يكون هناك فائض من الجلوكوز في الخلية. فيما يلي شرح لهذه العملية بالتفصيل.- بادئ ذي بدء ، يتفاعل جزيء الجلوكوز مع إنزيم الجلوكوكيناز الذي يضيف مجموعة فوسفات إلى الجلوكوز.
- ثم يتم نقل مجموعة الفوسفات إلى الجانب الآخر من الجزيء باستخدام إنزيم فوسفوجلوكوموتاز.
- يأخذ الإنزيم الثالث ، UDP-glucose pyrophosphorylase ، هذا الجزيء ويخلق الجلوكوز uracil-diphosphate. يحتوي هذا النوع من الجلوكوز على مجموعتين من الفوسفات جنبًا إلى جنب مع الحمض النووي uracil.
- يربط إنزيم خاص ، الجليكوجينين ، الجلوكوز أوراسيل ثنائي الفوسفات مع الجلوكوز UDP-ثنائي الفوسفات لتشكيل سلاسل قصيرة.
- بعد ربط حوالي ثماني سلاسل جزيئية معًا ، تتدخل إنزيمات أخرى لإكمال هذه العملية.
- بعد ذلك ، يضيف الجليكوجين سينثيز إلى السلسلة وتساعد إنزيمات الجليكوجين المتفرعة في تكوين فروع في السلسلة. تشكل هذه العملية جزيئات ضخمة أكثر كثافة بحيث يصبح تخزين الطاقة في الجسم أكثر كفاءة.
تحلل الجليكوجين
تحلل الجليكوجين هو عملية تكسير جزيئات الجليكوجين إلى جلوكوز أو سكر في الدم. في الأساس ، الجليكوجين هو طاقة مخزنة في شكل جلوكوز طويل السلسلة. يمكن أن تحدث عملية تحلل الجليكوجين في خلايا العضلات والكبد عندما يحتاج الجسم إلى مزيد من إنتاج الطاقة.1. وظيفة تحلل الجليكوجين
تتمثل وظيفة تحلل الجليكوجين في إنتاج الطاقة عندما يكون الجسم جائعًا ولا يوجد تناول طعام. سينتج تحلل الجليكوجين الجلوكوز من الجليكوجين الذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج الطاقة. يمكن أن تحافظ هذه العملية أيضًا على مستويات الجلوكوز في الدم عندما تكون جائعًا ولا يدخل أي طعام إلى الجسم.2. عملية تحلل الجليكوجين
يتم تنظيم عملية تحلل الجليكوجين بواسطة الهرمونات في الجسم. قد تلعب الإشارات العصبية أيضًا دورًا في الخلايا العضلية (خلايا العضلات). يمكن أن يحدث تحلل الجليكوجين استجابةً لأمراض الجسم المختلفة ، مثل:- عندما تنخفض مستويات السكر في الدم (مثل الصيام)
- عندما يفرز الجسم هرمون الأدرينالين عند مواجهة تهديد أو إلحاح.
- سيفكك إنزيم فسفوريلاز الجليكوجين الرابطة التي تربط الجلوكوز بالجليكوجين عن طريق استبدال مجموعة الفوسفوريل. في هذه المرحلة ، يقوم الجليكوجين بتكسير الجلوكوز إلى جلوكوز -1 فوسفات.
- يقوم إنزيم الفوسفوجلوكوموتاز بعد ذلك بتحويل الجلوكوز -1 فوسفات إلى جلوكوز 6 فوسفات. هذا هو شكل الجزيء الذي تستخدمه الخلايا لصنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) ، وهو ناقل الطاقة في خلايا الجسم.
- تقوم إنزيمات الجليكوجين المتفرعة بنقل جميع جزيئات الجلوكوز إلى فروع أخرى ، باستثناء واحد موجود في تقاطعات الجليكوجين مع الفروع الأخرى.
- أخيرًا ، يزيل إنزيم ألفا جلوكوزيداز آخر جزيء الجلوكوز ، والذي بدوره يزيل فرع جزيء الجلوكوز هذا.
استحداث السكر
استحداث السكر هو عملية تخليق أو تكوين جزيئات الجلوكوز الجديدة من مصادر أخرى غير الكربوهيدرات. تحدث معظم هذه العمليات في الكبد وتحدث نسبة صغيرة في قشرة الكلى والأمعاء الدقيقة.1. وظيفة استحداث السكر
تتمثل وظيفة استحداث السكر في الحفاظ على مستويات السكر في الدم الصحية عندما لا يأكل الشخص أو يكون جائعًا. يجب الحفاظ على مستويات السكر حتى يمكن للخلايا استخدامها لصنع جزيء الطاقة ATP. عندما لا يدخل أي طعام إلى الجسم ، تنخفض مستويات السكر في الدم. في هذا الوقت ، لا يحتوي الجسم على كربوهيدرات زائدة من الطعام والتي يمكن أن تتحلل إلى جلوكوز. من خلال عملية استحداث السكر ، يمكن للجسم استخدام جزيئات أخرى ليتم تكسيرها مثل الجلوكوز ، مثل الأحماض الأمينية واللاكتات والبيروفات والجلسرين.2. عملية استحداث السكر
فيما يلي تفصيل لعملية استحداث السكر التي تحدث في الجسم.- يبدأ استحداث السكر في الميتوكوندريا أو السيتوبلازم في الكبد أو الكلى. أولاً ، يخضع جزيئين من البيروفات للكربوكسيل لتكوين أوكسال أسيتات. مطلوب جزيء واحد من ATP (الطاقة) لهذا الغرض.
- ثم يتم تقليل Oxaloacetate إلى malate بواسطة NADH بحيث يمكن نقلها خارج الميتوكوندريا.
- بعد مغادرة الميتوكوندريا ، يتأكسد مالات مرة أخرى إلى oxaloacetate.
- ثم يقوم Oxaloacetate بتكوين phosphoenolpyruvate باستخدام إنزيم PEPCK.
- يتم تحويل Phosphoenolpyruvate إلى fructose-1،6-bisphosphate ، ثم إلى fructose-6-phosphate. يستخدم ATP أيضًا أثناء هذه العملية ، والتي هي في الأساس تحلل سكري عكسي.
- ثم يتم تحويل الفركتوز 6 فوسفات إلى جلوكوز 6 فوسفات باستخدام إنزيم فسفوغلوكويزوميراز.
- يتشكل الجلوكوز بعد ذلك من الجلوكوز 6 فوسفات في الشبكة الإندوبلازمية للخلية عبر إنزيم الجلوكوز 6 فوسفاتيز. لتكوين الجلوكوز ، تتم إزالة مجموعة الفوسفات ويتم تحويل الجلوكوز 6 فوسفات و ATP إلى الجلوكوز و ADP.
