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Lexikon der Ernährung: Glycogen

Glycogen, Leberstärke, E glycogen, ein Polysaccharid, das aus D-Glucose aufgebaut ist. Das Homoglycan G. besteht aus α-1→4- und α-1→6-glycosidisch miteinander verknüpften Glucosemolekülen. Die Glucoseketten weisen nach 6–10 Glucoseresten Verzweigungsstellen auf. Die Seitenketten können ebenfalls verzweigen, so dass sich eine baumartige, starkverästelte Struktur ergibt (Abb.). Somit ähnelt G. der Stärkefraktion Amylopektin, unterscheidet sich von diesem aber durch einen etwa doppelt so hohen Verzweigungsgrad. Das sehr große, verzweigte Polysaccharidmolekül des G. hat eine Molekülmasse, die zwischen 103 und 1,6 × 104 kDa schwankt. Das G. enthält kleinste Mengen an Protein, das vom Startermolekül Glycogenin (Glycogensynthese) stammt.
Entsprechend dem Kohlenhydrat- und Energiegehalt der Nahrung und dem Ernährungszustand werden Glucose, Fructose und Galactose zum Teil in G. umgewandelt. Es ist das tierische Reservekohlenhydrat (Kohlenhydrate) und kommt in allen Körperzellen außer den Erythrocyten vor (Glycogenspeicher). Beim Erwachsenen beträgt die max. gespeicherte Menge etwa 400 g, wobei 150 g als Leberglycogen und 250 g als Muskelglycogen gespeichert werden können. Das hydrophile G. kann nur zusammen mit Wasser in der Zelle gelagert werden. Der Energiegehalt von Speicherglycogen ist daher nur ca. 4–8 kJ / g. Die Speicherkapazität des Körpers kann nach langem Fasten und schwerer körperlicher Arbeit durch anschliessende kohlenhydrathaltige Kost erhöht werden. Bei pathologischen Bedingungen, z. B. Störungen des G.-Abbaus durch verminderte Aktivität der Amylo-1,6-Glucosidase (debranching enzyme), kann die Muskelglycogenkonzentration noch höher sein (Glycogenosen).
Der Glycogengehalt der Zelle befindet sich in einem dauernden Fluss. Bei Nahrungsaufnahme wird G. synthetisiert und in den Zeitintervallen zwischen den Nahrungsaufnahmen wird G. zu Glucose abgebaut (Glycogenolyse). Insbesondere das Leberglycogen dient der Regulation des Blut-Glucose-Spiegels. Aus Muskelglycogen kann Energie sehr schnell ohne Sauerstoff gewonnen werden. Lactat als Produkt dieses anaeroben Abbaus kann mit O2 rasch oxidiert werden und liefert zusätzliche Energie. Über den Cori-Zyklus kann auch das Muskelglycogen indirekt zur Homöostase des Blut-Glucose-Spiegels beitragen.


Glycogen: A = Bildung der 1→6-Verzweigung durch das sog. branching enzyme. B = Glycogenolyse und Abbau der 1→6-Verzweigung durch das sog. debranching enzyme. C = Schematische Struktur des Glycogens. [mod. n. G. Rehner u. H. Daniel, Biochemie der Ernährung, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 1999] Glycogen

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