59 4.3 Regulation des Glykogenstoffwechsels - Medi

4.3 Regulation des Glykogenstoffwechsels
rylytische Spaltung. Produkt der Glykogenphosphorylase ist das Glucose-1-Phosphat.
2. Die Glykogenphosphorylase ist solange aktiv, bis sie sich auf etwa vier Glucosemoleküle einer α-(1,6)-glykosidischen Verzweigungsstelle genähert hat. Aus strukturellen
Gründen kommt sie nicht näher heran.
3. Jetzt überträgt die Glucantransferase (Amylo-1,4 g 1,4-Transglykosylase) alle ver­blie­
benen α-(1,4)-glykosidisch gebundenen Glucosemoleküle von der Verzweigungsstelle
auf eine Nachbarkette, sodass nur noch die
α-(1,6)-glykosidische Bindung übrig bleibt.
4. Bei der Spaltung der α-­(1,6)­-gly­ko­sidischen
Bindung durch die 1,6-Glucosidase wird
­
im Gegensatz zur G
­ lykogenphosphorylase
freie Glucose freigesetzt.
5. Jetzt ist die Verzweigungsstelle entfernt,
und die Glykogenphosphorylase kann bis
zur nächsten α-(1,6)-glykosidischen Bindung wieder Glucose-1-Phosphat aus Glykogen freisetzen.
6. Glucose-1-Phosphat wird durch die Phosphoglucomutase in Glucose-6-Phosphat
überführt und kann in die Glykolyse eingeschleust werden oder in der Leber und Niere
(aber NICHT im Skelettmuskel, s. 3.2, S. 44)
zu Glucose dephosphoryliert werden.
Übrigens …
Die Glucose-6-Phosphatase ist ein hepatisches und renales Enzym, das die
Reaktion von Glucose-6-Phosphat zu
Glucose katalysiert. Fehlt dieses Enzym,
so kommt es zur Glykogenspeicher­
krankheit (Glykogenose) vom Typ I
(v. Gierke). Symptome dieser Krankheit
sind:
–– Hypoglykämien zwischen den Mahlzeiten, da keine Glucose von der Leber mehr freigesetzt werden kann,
–– erhöhte Glucose-6-Phosphatkonzentration und dadurch Steigerung der
Glykogensynthese und
–– Lebervergrößerung (Hepatomegalie) sowie Nierenvergrößerung durch
verstärkte Glykogeneinlagerung.
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4.3
Regulation des
­Glykogenstoffwechsels
Um einen möglichst konstanten Blutglucosespiegel zu erhalten, ist der Glykogenstoffwechsel fein reguliert:
–– Durch Ausschüttung von Glukagon wird
Glykogen abgebaut und die Blutglucosekonzentration erhöht.
–– Durch Abgabe von Insulin wird der Blutzucker gesenkt und Glykogen aufgebaut.
Wie diese beiden Hormone dies bewirken, ist
Thema der folgenden Abschnitte. Da dabei –
ähnlich wie bei der Glykolyseregulation – viele Phosphorylierungen eine Rolle spielen, die
man nur zu gerne durcheinander bringt, zählt
folgendes Kapitel zwar zu den etwas gemeineren, aber leider auch zu den ziemlich häufig gefragten Gebieten im Physikum.
Um sicher durch diesesThema manövrieren zu
können, solltest du dir zunächst merken, dass
–– Glukagon die cAMP-Konzentration erhöht
und dadurch die Proteinkinase A aktiviert.
–– Insulin die cAMP-Konzentration durch Aktivierung der Phosphodiesterase erniedrigt,
die cAMP zu 5’AMP abbaut.
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4.3.1 Wirkung von Glukagon auf
den Glykogenstoffwechsel
Vorweg kann ich dich schon mal beruhigen: Der
Unterschied zwischen der Glukagonwirkung auf
die Glykolyse und auf den Glykogenstoffwechsel liegt nur in der Art der aktivierten/inhibierten
Enzyme, nicht in der Kaskade selbst. Auch hier
steht der cAMP-Spiegel im Mittelpunkt.
Erklärung zu Abb.58
1. Nach Bindung von Glukagon an seinen Rezeptor wird durch die Adenylatcyclase ATP
zu cAMP umgewandelt. Diesen Vorgang
kennst du bereits aus der Glykolyseregulation (s. 3.1.4, S. 41).
2. Der erhöhte cAMP-Spiegel aktiviert die Proteinkinase A (auch das dürfte dir aus der Regulation der Glykolyse bekannt sein).
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