Bab 1: Glikogenolisis – Pemecahan Glikogen kepada Glukosa untuk Tenaga

Glikogenolisis adalah proses pemecahan glikogen kepada glukosa yang boleh digunakan sebagai sumber tenaga. Proses ini berlaku terutamanya dalam hati dan otot sebagai tindak balas terhadap permintaan tenaga yang meningkat, seperti semasa berpuasa, senaman fizikal, atau keadaan hipoglisemia.

Dalam hati, glikogenolisis membantu mengekalkan paras glukosa darah yang stabil untuk membekalkan tenaga kepada organ lain, terutamanya otak. Di dalam otot, glikogenolisis menghasilkan glukosa-6-fosfat yang digunakan secara langsung dalam glikolisis untuk menjana tenaga bagi pengecutan otot.

Proses Biokimia Glikogenolisis

Glikogenolisis melibatkan beberapa langkah utama yang dikawal oleh enzim khusus:

1. Pemecahan Glikogen kepada Glukosa-1-Fosfat
   • Enzim glikogen fosforilase mengkatalisis pemecahan glikogen dengan menambahkan fosfat kepada ikatan α-1,4 dalam rantai glikogen, menghasilkan glukosa-1-fosfat.
   • Proses ini berlaku sehingga glikogen mengalami pemecahan separa dan tidak dapat terus dihuraikan oleh enzim ini.
2. Pemindahan dan Pemecahan Cawangan Glikogen
   • Enzim pengurai cawangan (debranching enzyme) bertindak dengan memindahkan tiga unit glukosa terakhir kepada rantai utama dan memutuskan ikatan α-1,6, membebaskan glukosa bebas.
3. Penukaran Glukosa-1-Fosfat kepada Glukosa-6-Fosfat
   • Enzim fosfoglukomutase menukarkan glukosa-1-fosfat kepada glukosa-6-fosfat, bentuk yang boleh digunakan dalam glikolisis atau dibebaskan ke dalam darah (dalam hati).
4. Pembebasan Glukosa ke Dalam Darah (Hanya dalam Hati)
   • Enzim glukosa-6-fosfatase dalam hati menukarkan glukosa-6-fosfat kepada glukosa bebas, yang kemudiannya dilepaskan ke dalam aliran darah untuk membekalkan tenaga kepada organ lain.

Peranan Glikogenolisis dalam Hati dan Otot

• Hati: Mengawal paras glukosa darah dengan membekalkan glukosa kepada seluruh tubuh, terutama semasa berpuasa.
• Otot: Menghasilkan glukosa-6-fosfat untuk tenaga dalaman tanpa melepaskannya ke dalam darah kerana tiada enzim glukosa-6-fosfatase dalam otot.

Kawalan Hormon terhadap Glikogenolisis

Glikogenolisis dikawal oleh hormon utama yang bertindak balas terhadap keperluan tenaga:

• Glukagon: Dirangsang apabila paras glukosa darah menurun, mengaktifkan glikogenolisis dalam hati.
• Adrenalin (Epinefrin): Merangsang pemecahan glikogen dalam otot semasa senaman atau tekanan.
• Insulin: Menghalang glikogenolisis dengan menggalakkan penyimpanan glukosa sebagai glikogen.

Keadaan Fisiologi yang Merangsang Glikogenolisis

• Berpuasa atau Hipoglisemia: Apabila glukosa darah menurun, hati memecahkan glikogen untuk membekalkan tenaga.
• Senaman Fizikal: Otot menggunakan glikogen sebagai sumber tenaga utama semasa aktiviti fizikal.
• Tekanan dan Tindak Balas ‘Fight or Flight’: Hormon stres seperti adrenalin meningkatkan glikogenolisis untuk membekalkan tenaga segera.

Hubungan Glikogenolisis dengan Penyakit Metabolik

• Diabetes Mellitus: Glikogenolisis yang berlebihan dalam hati boleh menyumbang kepada hiperglisemia dalam diabetes jenis 2.
• Penyakit Penyimpanan Glikogen: Kecacatan genetik dalam enzim glikogenolisis boleh menyebabkan pengumpulan glikogen yang tidak boleh digunakan.
• Hipoglisemia: Ketidakupayaan hati untuk menjalankan glikogenolisis boleh menyebabkan kekurangan glukosa darah.

Kajian Saintifik Terkini

• Penyelidikan mengenai kawalan genetik terhadap glikogenolisis membantu dalam memahami penyakit metabolik.
• Kajian terhadap peranan hormon dalam mengawal glikogenolisis membantu membangunkan rawatan baharu untuk diabetes.
• Penyelidikan mengenai penggunaan glikogen dalam otot membantu dalam meningkatkan prestasi dan pemulihan atlet.

Glikogenolisis Satu Proses Penting Pada Manusia

Glikogenolisis adalah proses penting yang memastikan tubuh mempunyai bekalan tenaga yang mencukupi semasa keperluan tinggi. Ia dikawal oleh hormon seperti glukagon dan adrenalin dan memainkan peranan penting dalam homeostasis glukosa darah.

Keseimbangan antara glikogenolisis dan glikogenesis adalah penting untuk kesihatan metabolik.

Sumber Rujukan

1. Wikipedia – Glycogenolysis : https://en.wikipedia.org/wiki/Glycogenolysis
2. NCBI Bookshelf – Biochemistry, Glycogenolysis : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22543/
3. Frontiers in Physiology – Regulation of Glycogenolysis in Exercise : https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.00574/full
4. Nature Reviews Metabolism – Glycogen Metabolism and Its Role in Health and Disease : https://www.nature.com/articles/s41574-020-00450-8
5. Diabetologia – Glycogenolysis and Its Impact on Glucose Homeostasis : https://link.springer.com/article/10.1007/s00125-021-05578-1