Содержание

Что такое гликоген?

Что такое гликоген?

Гликоген

Небольшое количество глюкозы всегда содержится в нашем организме (в печени, мышечной ткани). Это запас представлен в виде гликогена, который в случае надобности снова приходит в исходное состояние (т.е. глюкозу)

В организме человека запаса данного вещества хватает на сутки, в случае если глюкоза не поступает извне. Это достаточно большой промежуток времени, особенно если учесть что эти запасы тратятся головным мозгом для улучшения мыслительной деятельности.

Хранящийся в печени гликоген регулярно подвержен высвобождению и пополнению запасов. Первый этап происходит во время сна и между приемом еды, когда уровень глюкозы в крови сокращается и требуется ее восполнение. Поступление же вещества в организм происходит извне, с определенной пищей.

Гликоген представляет собой главную форму существования углеводов в организме человека. Эти запасы глюкозы хранятся в мышцах и печени.

Углеводсодержащая пища, попадая в желудок, расщепляется до глюкозы, которая далее всасывается в кровь. Таким образом, ее количество в крови начинает увеличиваться. Инсулин, который выделяется из поджелудочной железы, превращает глюкозу в гликоген. Это происходит до той степени, пока уровень сахара в крови не стабилизируется.

Вернуться к содержанию

Роль гликогена в организме человека

Хранение энергии – это главная роль вещества.

Гликоген в печени поставляет глюкозу всему организму, а из мышц – улучшает физическую активность. В процессе снижения сахара в крови, начинает образовываться глюкагон, гормон превращающий гликоген в энергию. Если не последовал прием пищи и организму больше негде взять глюкозу, то он будет пытаться расщеплять белки для получения энергии.

Длительное отсутствие глюкозы и гликогена может привести к развитию булимии или анорексии и негативно отразиться на сердечной мышце. Переизбыток же этого вещества превращается в жир и скапливается в организме человека. В таком случае рекомендуется сократить потребление сладостей.

Гликоген в печени

Печень – крупный внутренний орган, который может достигать до 1,5 кг. Она выполняет ряд важных функций, в том числе и углеводный обмен. Через нее происходит фильтрация крови из желудочно-кишечного тракта, которая насыщена различными веществами.

Задача печени заключается в поддержании количества глюкозы в крови, запасы которой представлены в виде гликогена.

При нормальном содержании глюкозы в крови ее показатель может быть в пределах 80-120 мг на децилитр крови. Как нехватка, так и переизбыток гликогена в крови способен привести к серьезным заболеваниям, поэтому роль печени крайне велика.

Гликоген в мышцах

В мышечной ткани также происходит скопление и хранение гликогена. Он необходим для поступления энергии в организм при физических нагрузках. Быстро восполнить его запасы можно, если после упражнений употребить в пищу продукты или напитки, у которых будет содержание углеводов и белка в соотношении 4:1.

Наибольшее содержание гликогена происходит в клетках печени (до 8% от их массы), остальные органы могут это делать лишь на 1-1,5%. Если перевести все в массу, то в печени взрослого человека может содержаться до 110 г этого вещества!

Вернуться к содержанию

Изменение потребностей в гликогене

Потребность  увеличивается при:

  • увеличении физических нагрузок однообразного типа.
  • увеличении умственной активности затрачивается большое количество гликогена.
  • неправильном питании. Если организм недополучает глюкозу, то начинается использование ее запасов.

Снижение потребности:

  • при заболеваниях печени.
  • в случае болезней, которые требуют большого потребления глюкозы.
  • если питание содержит большое количество данного компонента.
  • при сбоях в ферментной деятельности.

Дефицит

При хроническом дефиците данного компонента происходит скопление жира в печени, что может привести к ее жировому перерождению. В качестве источников энергии выступают теперь не углеводы, а белки и жиры. Кровь начинает накапливать в себе вредные продукты – кетоны, которые в большом содержании смещают кислотность организма и могут привести к потере сознания.

Дефицит гликогена проявляется следующими симптомами:

  • Головная боль;
  • Потливость ладоней;
  • Мелкая дрожь рук;
  • Регулярная слабость и сонливость;
  • Ощущение постоянного голода.

Такие симптомы могут быстро исчезнуть, когда организм получит необходимое количество углеводов и сахара.

Избыток

Для избытка свойственно увеличение инсулина в крови и дальнейшее ожирение организма. Это происходит, когда за один прием пищи попадает в организм чрезмерное количество углеводов. Чтобы нейтрализовать организм превращает их в клетки жира.

Регулярный переизбыток гликогена может привести к сахарному диабету скрытого типа.

Чтобы избежать негативных последствий, достаточно скорректировать свое питание, уменьшить потребление сладостей и обеспечивать организм физическими нагрузками.

Вернуться к содержанию

saydiabetu.net

Гликогенез (синтез гликогена в печени)

Гликогенез — это сложный биохимический процесс преобразования простого сахара глюкозы в полисахарид гликоген. Процесс в основном протекает в печени и мышцах и регулируется разными гормонами. Обратный процесс называют глюконеогенезом. Нарушение гликогенеза или глюконеогенеза — причина развития опасных заболеваний.

Синтез гликогена в печени

Гликогенез протекает в жидком содержимом клеток — цитозоле, преимущественно гепатоцитов (печень) и миоцитов (мышцы). Глюкагон и адреналин тормозят его, а инсулин стимулирует. Усвоение глюкозы и связанное с ним образование гликогена — важный механизм регулирования содержания сахара в крови. Гликогенез — косвенное следствие повышения ее концентрации, например, при употреблении продуктов с содержанием углеводов.

Биосинтез полисахарида — многоступенчатый процесс, представляющий собой цепь биохимических реакций с участием разных ферментов: глюкокиназы (гепатоциты) или гексокиназы (миоциты), фосфоглюкомутазы, УДФ-глюкозы-пирофосфорилазы, пирофосфатазы и некоторых других. В конце гликогенеза образуется сильно разветвленный полисахарид, обладающий способностью быстро распадаться.

Гликоген — это резерв углеводов. Здоровый человек извлекает глюкозу из накопленного в печени полисахарида, когда углеводы перестают поступать в организм вместе с пищей (в промежутках между трапезами и ночью), и таком образом поддерживает нормальный уровень этого вещества в крови.

Запасы в мышцах для получения сахара не используются по причине отсутствия гидролитического фермента глюкозо-6-фосфотазы, необходимого для выхода глюкозы из органа. Они служат резервом энергии.

Гликогеновые болезни

Гликогенозы, или гликогеновые болезни — это гетерогенная группа редких наследственных заболеваний, для которых характерно анормальное содержание гликогена в тканях организма. Причина их развития — полное отсутствие, недостаток или снижение активности определенных ферментов, что чаще всего приводит к нарушению гликогенеза или глюконеогенеза.

Как следствие, происходит аккумулирование гликогена с нормальной или нарушенной структурой в печени, сердце, скелетных мышцах или центральной нервной системе. Известно больше 10 типов заболевания, подразделяемых на смешанные (II), мышечные (V, VII) и печеночные (все остальные). Их симптомы и лечение в некоторых случаях сильно отличаются.

Типы гликогенеза

В таблице ниже представлены типы гликогенеза и сопутствующая каждому из них клиническая картина.

Тип Дефектный фермент Клиническая картина
Iа (болезнь Гирке) Глюкозо-6-фосфатаза Гипогликемия, ацидоз, отставание роста, гепатомегалия, миастения
Глюкозо-6-фосфат-транслоказа То же, что при Iа
II (б. Помпе) Лизосомальная альфа-1,4-глюкозидаза (кислая мальтаза) Кардиомегалия, макроглоссия, мышечная гипотония
III (б. Кори, Форбеса) Амило-1 6-глюкозидаза (расщепляющий фермент) Гипогликемия, отставание роста, гепатомегалия, гипотония, болезни миокарда
IV (б. Андерсена) Амило-(1,4-1,6)-трансглюкозилаза (ветвящий фермент) Цирроз печени со спленомегалией и портальной гипертензией, варикозное расширение вен пищевода, отставание роста
V (б. Мак-Ардля) Мышечная фосфорилаза Миастения, мышечные боли и спазмы, миоглобинурия вследствие рабдомиолиза, в тяжелых случаях — отказ почек
VI ( б. Херса) Печеночная фосфорилаза Гепатомегалия, задержка роста, гипотония, кетотическая гипогликемия
VII (б. Таруи) мышечная фосфофруктокиназа Непереносимость физических нагрузок (часто в сочетании с мышечными болями, тошнотой и рвотой), компенсированная гемолитическая анемия, гиперурикемия
IX (б. Хага) Киназа фосфорилазы Гепатомегалия, кетотическая гипогликемия, задержка роста, гиперлипидемия, мышечная гипотония
0 (агликогеноз) Гликогенсинтетаза Гипогликемия с лактацидозом (после еды) и кетоацидозом (натощак утром), задержка психомоторного развития, малоумие
XI (б. Фанкони-Бикеля) ГЛЮТ-1 Гепатомегалия, нарушение функции почек и превращения галактозы в глюкозу, нарушение развития, полиурия, рахит, ренальная остеопатия, гепатоспленомегалия

В зависимости от вида первые симптомы гликогеноза проявляются в разных возрастах. В основном диагностируются болезни Гирке (Iа) и Хага.

Гликогеноз I типа

При этом виде заболевания организм больного ребенка не в состоянии использовать гликоген, накопившийся в печеночных клетках, чтобы поддерживать в норме процент содержания сахара в крови. Поэтому в периоды, когда пища не употребляется, количество глюкозы постоянно снижается, что приводит к тяжелой гипогликемии. Она может развиться за одну ночь и сопровождается судорогами, потерей сознания и угрожающими жизни ситуациями.

Причина возникновения заболевания типа Iа, известного также как болезнь Гирке, — генетический дефект, локализованный в аутосоме. При гликогенозе Iб дополнительно наблюдается нехватка нейтрофильных гранулоцитов, образующих одну из подгрупп лейкоцитов. Снижение их количества связано с блокадой созревания в костном мозге — нейтропенией, степень которой у разных детей варьируется. Соответственно, варьируется также частота и тяжесть инфекций. В основном они поражают ЛОР-органы, желудочно-кишечный тракт и ротовую полость.

Лечение состоит в приеме гормона роста для поддержания иммунной системы и соблюдении специальной строгой диеты. Больному следует употреблять достаточно, но не слишком много углеводов.

Дома необходимо часто контролировать уровень сахара в крови. Если придерживаться рекомендаций, то большинство больных нормально растут и развиваются. Уменьшается риск появления отдаленных последствий.

Гликогеноз IX типа

Диагностируется в 25% случаев и подразделяется на четыре подтипа: IXa, IXb, IXc и IXd, которые проявляются по-разному. В зависимости от субтипа в первую очередь страдают мышцы, печень или и то и другое вместе. Раньше недуг нередко рассматривался как легкое нарушение обмена веществ, которое дети «перерастают» к юношескому возрасту. Теперь известно, что гликогеноз этого типа бывает от умеренной до тяжелой степени тяжести, и симптомы нередко сохраняются даже у взрослых.

Предотвратить возникновение большинства проблем и улучшить качество жизни больных и в этом случае помогает диета, разработанная с учетом их особых потребностей. Отдаленные осложнения, например, изменение ткани печени, возможны также при умеренной форме заболевания.

© 2018 — 2019, MedPechen.ru. Все права защищены.

medpechen.ru

Расщепляет гликоген в печени | Нет Гепатиту!

Что это за зверь такой «гликоген»? Обычно о нем вскользь упоминается в связи с углеводами, однако мало кто решает углубиться в саму суть данного вещества. Кость Широкая решила рассказать вам все самое важное и нужное о гликогене, чтобы больше не верили в миф о том, что «сжигание жиров начинается только после 20 минуты бега». Заинтриговали? Читай!

Итак, из этой статьи вы узнаете: что такое гликоген, как образуется, где и для чего накапливается гликоген, как происходит обмен гликогена, а также, какие продукты являются источником гликогена.

Содержание статьи:

Что такое гликоген? Как образуется гликоген? Запас гликогена в печени и мышцах Гликоген и жир Время распада гликогена Гликоген и рост мышц Гликоген в продуктах

Что такое гликоген?

Нашему телу еда в первую очередь нужна как источник энергии, а уже потом, как источник удовольствия, антистрессовый щит или возможность «побаловать» себя. Как известно, энергию мы получаем из макронутриентов: жиров, белков и углеводов. Жиры дают 9 ккал, а белки и углеводы — 4 ккал. Но не смотря на большую энергетическую ценность жиров и важную роль незаменимых аминокислот из белков важнейшими «поставщиками» энергии в наш организм являются углеводы.

Почему? Ответ прост: жиры и белки являются «медленной» формой энергии, т.к. на их ферментацию требуется определенное время, а углеводы — «быстрой». Все углеводы (будь то конфета или хлеб с отрубями) в конце концов расщепляются до глюкозы, которая необходима для питания всех клеток организма.

Схема расщепления углеводов

Гликоген — это своеобразный «консервант» углеводы, другими словами, сохраненная про запас для последующих энергетических нужд глюкоза. Она хранится в связанном с водой состоянии. Т.е. гликоген — это «сироп» калорийностью 1-1.3 ккал/гр (при калорийности углеводов 4 ккал/г).

Дофаминовая зависимость: как снять тягу к сладкому. Компульсивное переедание

Синтез гликогена

Процесс образования гликогена (гликогенез) проходит по 2м сценариям. Первый — это процесс запаса гликогена. После углеводосодержащей еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток, чтобы впоследствии облегчить доставку глюкозы в клетки и помочь синтезу гликогена. Благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы.Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника осуществляется распад глюкозы на моносахариды. Значительная часть моносахаридов (самая простая форма сахара) поступает в печень и мышцы, где гликоген откладывается в «резерв». Всего синтезируется 300-400 гр гликогена.

Второй механизм запускается в периоды голода или активной физической деятельности.По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в

no-gepatit.ru

Гликоген [LifeBio.wiki]

Гликоген представляет собой многоразветвленный полисахарид глюкозы, который служит в качестве формы хранения энергии у людей, животных, грибов и бактерий. Полисахаридная структура представляет собой основную форму хранения глюкозы в организме.
У людей, гликоген производится и хранится, в основном, в клетках печени и мышцах, гидратированных тремя или четырьмя частями воды. 1) Гликоген функционирует как вторичное долговременное хранилище энергии, причем первичные запасы энергии являются жирами, содержащимися в жировой ткани. Мышечный гликоген превращается в глюкозу мышечными клетками, а гликоген печени превращается в глюкозу для использования по всему телу, включая центральную нервную систему.
Гликоген является аналогом крахмала, глюкозного полимера, который функционирует как хранилище энергии в растениях. Он имеет структуру, похожую на амилопектин (компонент крахмала), но более интенсивно разветвленную и компактную, чем крахмал. Оба являются белыми порошками в сухом состоянии. Гликоген встречается в виде гранул в цитозоле / цитоплазме во многих типах клеток и играет важную роль в цикле глюкозы. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но менее компактен, чем энергетические запасы триглицеридов (липидов).
В печени, гликоген может составлять от 5 до 6% от массы тела (100-120 г у взрослого человека). Только гликоген, хранящийся в печени, может быть доступен другим органам. В мышцах, гликоген находится в низкой концентрации (1-2% от массы мышц).
Количество гликогена, хранящегося в организме, особенно в мышцах, печени и красных кровяных клетках 2), в основном, зависит от тренировок, базового метаболизма и привычек в еде. Небольшое количество гликогена находится в почках и даже меньшее количество – в некоторых глиальных клетках мозга и лейкоцитов. Матка также хранит гликоген во время беременности, чтобы питать эмбрион.

Структура

Гликоген представляет собой разветвленный биополимер, состоящий из линейных цепей глюкозных остатков с дальнейшими цепями, разветвляющимися каждые 8-12 глюкоз или около того. Глюкозы связаны линейно с помощью α (1 → 4) гликозидных связей от одной глюкозы к следующей. Ветви связаны с цепями, от которых они отделяются гликозидными связями α (1 → 6) между первой глюкозой новой ветви и глюкозой в цепочке стволовых клеток 3).
Из-за того, как синтезируется гликоген, каждая гликогенная гранула имеет в своем составе гликогениновый белок.
Гликоген в мышцах, печени и жировых клетках хранится в гидратированной форме, состоящей из трех или четырех частей воды на часть гликогена, связанной с 0,45 миллимолями калия на грамм гликогена.

Функции

Печень

Поскольку еда, содержащая углеводы или белок, съедается и переваривается, уровень глюкозы в крови повышается, а поджелудочная железа выделяет инсулин. Кровь глюкозы из воротной вены поступает в клетки печени (гепатоциты). Инсулин воздействует на гепатоциты, чтобы стимулировать действие нескольких ферментов, включая гликогенсинтазу. Молекулы глюкозы добавляются к цепям гликогена до тех пор, пока как инсулин, так и глюкоза остаются обильными. В этом постпрандиальном или «сытом» состоянии печень берет больше глюкозы из крови, чем высвобождает.
После того, как еда была переварена и уровень глюкозы начинает падать, секреция инсулина снижается, и синтез гликогена прекращается. Когда это необходимо для энергии, гликоген разрушается и снова превращается в глюкозу. Гликогенфосфорилаза является основным ферментом распада гликогена. В течение следующих 8-12 часов, глюкоза, полученная из гликогена печени, является основным источником глюкозы в крови, используемой остальной частью организма для получения топлива.
Глюкагон, еще один гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, во многом служит противодействующим сигналом к инсулину. В ответ на уровень инсулина ниже нормы (когда уровень глюкозы в крови начинает падать ниже нормального диапазона), глюкагон секретируется в возрастающих количествах и стимулирует как гликогенолиз (распад гликогена), так и глюконеогенез (производство глюкозы из других источников).

Мышцы

Гликоген мышечной клетки, по-видимому, функционирует как непосредственный резервный источник доступной глюкозы для мышечных клеток. Другие ячейки, которые содержат небольшие количества, также используют его локально. Поскольку мышечным клеткам не хватает глюкозо-6-фосфатазы, которая требуется для приема глюкозы в кровь, гликоген, который они хранят, доступен исключительно для внутреннего использования и не распространяется на другие клетки. Это контрастирует с клетками печени, которые по требованию легко разрушают свой сохраненный гликоген в глюкозу и отправляют его через кровоток в качестве топлива для других органов.

История

Гликоген был обнаружен Клодом Бернардом. Его эксперименты показали, что в печени содержится вещество, которое может привести к восстановлению сахара под действием «фермента» в печени. К 1857 году он описал выделение вещества, которое он назвал «la matière glycogène», или «сахарообразующее вещество». Вскоре после открытия гликогена в печени, А. Сансон обнаружил, что мышечная ткань также содержит гликоген. Эмпирическая формула для гликогена (C6h20О5)n был установлен Кекуле в 1858 году. 4)

Метаболизм

Синтез

Синтез гликогена, в отличие от его разрушения, является эндергоническим – он требует ввода энергии. Энергия для синтеза гликогена приходит из уридин трифосфата (УТФ), который реагирует с глюкозо-1-фосфатом, образуя УДФ-глюкозу, в реакции, катализируемой УТФ-глюкозо-1-фосфатной уридилтрансферазой. Гликоген синтезируется из мономеров УДФ-глюкозы изначально белком гликогенином, который имеет два тирозиновых анкера для восстанавливающего конца гликогена, поскольку гликогенин является гомодимером. После того, как к тирозиновому остатку добавляется около восьми молекул глюкозы, фермент гликогенсинтаза постепенно удлиняет гликогенную цепь с использованием УДФ-глюкозы, добавляя α (1 → 4) -связанную глюкозу. Фермент гликогена катализирует перенос концевого фрагмента из шести или семи остатков глюкозы из нередуцирующего конца в гидроксильную группу С-6 глюкозного остатка глубже во внутреннюю часть молекулы гликогена. Разветвляющийся фермент может действовать только на ветку, имеющую, по меньшей мере, 11 остатков, и фермент может переноситься в одну и ту же цепь глюкозы или соседние цепи глюкозы.

Гликогенолиз

Гликоген расщепляется от нередуцирующих концов цепи ферментом гликогенфосфорилазы с получением мономеров глюкозо-1-фосфата.
In vivo, фосфорилиз протекает в направлении распада гликогена, поскольку соотношение фосфата и глюкозо-1-фосфата обычно больше 100. 5) Затем глюкозо-1-фосфат превращается в 6-фосфат глюкозы (G6P) фосфоглюкомтазой. Для удаления α (1-6) ветвей в разветвленном гликоге необходим специальный ферментационный фермент, преобразующий цепочку в линейный полимер.
Полученные мономеры G6P имеют три возможных судьбы: G6P может продолжаться по пути гликолиза и использоваться в качестве топлива. G6P может проникать через пентозофосфатный путь через фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу для получения НАДФН и 5-углеродных сахаров. В печени и почках, G6P можно дефосфорилировать обратно в глюкозу ферментом глюкозо-6-фосфатазой. Это последний шаг в пути глюконеогенеза.

Клиническая значимость

Нарушения метаболизма гликогена

Наиболее распространенным заболеванием, при котором метаболизм гликогена становится ненормальным, является диабет, при котором из-за аномальных количеств инсулина гликоген печени может аномально накапливаться или истощаться. Восстановление нормального метаболизма глюкозы обычно нормализует метаболизм гликогена. При гипогликемии, вызванной чрезмерным уровнем инсулина, количества гликогена в печени высоки, но высокие уровни инсулина предотвращают гликогенолиз, необходимый для поддержания нормального уровня сахара в крови. Глюкагон является распространенным методом лечения этого типа гипогликемии. Различные врожденные ошибки метаболизма вызваны недостатками ферментов, необходимых для синтеза или расщепления гликогена. Они также называются заболеваниями, связанными с хранением гликогена.

Эффект истощения гликогена и выносливость

Спортсмены, бегающие на длинные дистанции, такие как марафонские бегуны, лыжники и велосипедисты, часто испытывают истощение гликогена, когда почти все запасы гликогена в организме спортсмена истощаются после длительных нагрузок без достаточного потребления углеводов. Истощение гликогена может быть предотвращено тремя возможными способами. Во-первых, во время упражнения углеводы с максимально возможной скоростью преобразования в глюкозу крови (высокий гликемический индекс) поступают непрерывно. Наилучший результат этой стратегии заменяет около 35% глюкозы, потребляемой при сердечных ритмах, выше примерно 80% от максимума. Во-вторых, благодаря адаптационным тренировкам на выносливость и специализированным схемам (например, тренировки с низкой степенью выносливости плюс диета), организм может определять мышечные волокна типа I для улучшения эффективности использования топлива и рабочей нагрузки для увеличения процента жирных кислот, используемых в качестве топлива, чтобы сберечь углеводы. В-третьих, при потреблении больших количеств углеводов после истощения запасов гликогена в результате физических упражнений или диеты, организм может увеличить емкость хранилищ внутримышечных гликогенов. Этот процесс известен как «углеводная нагрузка». В общем, гликемический индекс источника углеводов не имеет значения, поскольку чувствительность мышечного инсулина в результате временного истощения гликогена увеличивается. 6) При недостатке гликогена, спортсмены часто испытывают сильную усталость, до такой степени, что им может быть трудно просто ходить. Что интересно, самые лучшие профессиональные велосипедисты в мире, как правило, заканчивают 4-5-ступенчатую гонку прямо на пределе истощения гликогена с использованием первых трех стратегий. Когда спортсмены употребляют углевод и кофеин после истощающих упражнений, их запасы гликогена, как правило, пополняются быстрее 7), однако минимальная доза кофеина, при которой наблюдается клинически значимое влияние на насыщение гликогена, не установлена.

:Tags

Список использованной литературы:

1)
Kreitzman SN, Coxon AY, Szaz KF (1992). «Glycogen storage: illusions of easy weight loss, excessive weight regain, and distortions in estimates of body composition» (PDF). The American Journal of Clinical Nutrition. 56 (1 Suppl): 292s–293s. PMID 1615908

2)
Miwa I, Suzuki S (November 2002). «An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes». Annals of Clinical Biochemistry. 39 (Pt 6): 612–3. PMID 12564847. doi:10.1258/000456302760413432

3)
Berg, Tymoczko & Stryer (2012). Biochemistry (7th, International ed.). W. H. Freeman. p. 338. ISBN 1429203145.

4)
F. G. Young (1957). «Claude Bernard and the Discovery of Glycogen». British Medical Journal. 1 (5033 (Jun. 22, 1957)): 1431–7. JSTOR 25382898. doi:10.1136/bmj.1.5033.1431

5)
Stryer, L. (1988) Biochemistry, 3rd ed., Freeman (p. 451)

6)
McDonald, Lyle. The Ultimate Diet 2.0. Lyle McDonald, 2003

7)
Beelen M, Burke LM, Gibala MJ, van Loon L JC (December 2010). «Nutritional strategies to promote postexercise recovery». International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 20 (6): 515–532. PMID 21116024. doi:10.1123/ijsnem.20.6.515

гликоген.txt · Последние изменения: 2019/08/06 12:47 — nataly

lifebio.wiki

Гликоген (мышечный и печеночный) – что это такое

Гликоген – это многоатомный углевод, который выполняет роль хранилища глюкозы на случай особых потребностей в энергии. Откладывается в печени и в мышцах, формируя там резерв, который организм может быстро превратить в соединения, поставляющие энергию.

Что такое гликоген

Гликоген – это составная молекула, которую образуют около 100 000 молекул глюкозы. Благодаря такой конструкции, распад гликогена резко поднимает концентрацию глюкозы в крови. Это очень важный процесс, так как именно глюкоза является основным «топливом» для мышц, мозга и других органов.

Сложная конструкция гликогена позволяет (в момент его синтеза) улавливать излишки глюкозы из крови и предотвращать развитие гипергликемии. В системе кровообращения и внеклеточной жидкости организма обычно содержится около 10-15 г глюкозы. Таким образом, можно прийти к выводу, что употребление стакана колы (содержащей 30 г сахара) – может мгновенно утроить это нормальное количество. Однако, этого не происходит, потому что поглощенные углеводы быстро превращаются в гликоген.

Влияние гормонов на гликоген

Уровень гликогена регулируется двумя гормонами, выделяемыми поджелудочной железой. Глюкагон отвечает за запуск резервов и разделение гликогена на простые сахара. Его секреция увеличивается в случае физической нагрузки, стресса, переохлаждения, недоедания и других состояний, при которых концентрация сахара в крови падает.

Инсулин выделяется, когда повышается концентрация глюкозы. Стимулирует восстановление использованных резервов гликогена (увеличение синтеза). Благодаря этому возвращается готовность организма к следующей тяжелой тренировке («аккумуляторы заряжены»), а избыток глюкозы удаляется из крови.

Гликоген – распределение в организме

Глюкагон храниться, в основном, в печени и мышцах. У среднего, отдохнувшего человека он составляет 10% от веса печени и 1,5% мышечной массы. В целом, запасы гликогена составляют 300-400 г, а 75% находится в мышцах.

Люди, интенсивно занимающиеся спортом (в первую очередь, упражнения на развитие выносливости и силы), могут иметь в мышечной ткани до 1000 г гликогена. Это связано не только с приростом мышечной массы, а также с тем, что регулярные тренировки «учат» мышцы хранить в 2 раза больше гликогена, чем обычно.

Использование гликогена

Принятие физических усилий повышает потребление глюкозы. Это вызывает временное снижение уровня глюкозы в крови, что вызывает выброс повышенной дозы глюкагона. Он вызывает распад гликогена и заполнение пробелов глюкозы. Хотя гликоген печени позволяет быстро и эффективно регулировать уровни глюкозы в крови, мышечный гликоген разрушается и практически полностью потребляется на месте – для обеспечения правильной функции мышц.

При интенсивной физической нагрузке организм потребляет очень много энергии, поэтому ресурсы гликогена через некоторое время истощаются. Это период, примерно, 30-40 минут, в случае анаэробной тренировки и до 180 минут при тренировке на выносливость. За такой короткий промежуток времени организм способен сжечь около 500 г гликогена, значение калорийности которого составляет, примерно, 2000 ккал, т.е. столько же, сколько средняя дневная диета человека. Уровень глюкагона повышается также при снижении уровня глюкозы в крови во время голодания.

Как восполнить гликоген

Пополнение запасов гликогена – это способ вернуть организму возможность выдержать следующий период нагрузки. Условием, конечно, является предоставление организму в рационе большого количества углеводов. Лучшим в этом отношении материалом являются простые сахара. Дополнительным элементом, влияющим на усвоении этих соединений является присутствие белка. Оптимальным считается введение 1 г белка на каждые 4 г сахара.

В восстановительной диете после тренировки лучшими углеводами являются те, у которых высокий гликемический индекс. Это связано с тем, что гликогеногенез происходит быстрее всего через несколько часов после тренировки (в более поздний период его скорость в два раза ниже).

Этот период называется «гликогенным окном». Поэтому большое количество сахара, вызывающее быстрое увеличение уровня глюкозы в крови, ускоряет процессы регенерации.

Одноразовый приём пищи (который в фазе восстановления гликогена должен проходить каждые 2 часа), должен содержать 1 г углеводов на 1 кг массы тела. Это означает, что порция может состоять, например, из 70-80 г макарон и 30-35 г белого мяса (важно также поставлять белок).

В повседневной жизни надо помнить, что синтез гликогена идет быстрее в первой половине дня. В связи с этим введение углеводов для «гликогенной подзарядки» имеет самый большой смысл во время завтрака.

sekretizdorovya.ru

Гликогены. Что это такое? Давайте узнаем!

Гликоген является сложным, комплексным углеводом, который в процессе гликогенеза образуется из глюкозы, поступающей в организм человека вместе с пищей. С химической точки зрения он определяется формулой C6h20O5 и представляет собой коллоидальный полисахарид, имеющий сильно разветвленную цепь из остатков глюкозы. В этой статье мы расскажем все про гликогены: что это такое, каковы их функции, где они запасаются. Также мы опишем, какие бывают отклонения в процессе их синтезирования.

Гликоген является необходимым организму резервом глюкозы. В организме человека он синтезируется следующим образом. Во время приема пищи углеводы (в том числе крахмал и дисахариды — лактоза, мальтоза и сахароза) под действием фермента (амилазы) расщепляются на мелкие молекулы. Затем в тонком кишечнике такие ферменты, как сахараза, панкреатическая амилаза и мальтаза осуществляют гидролиз углеводных остатков до моносахаридов, в том числе и глюкозы.

Одна часть высвобожденной глюкозы, поступив в кровоток, направляется в печень, а другая транспортируется в клетки других органов. Непосредственно в клетках, в том числе и в мышечных, происходит последующий распад моносахарида глюкозы, который называется гликолиз. В процессе гликолиза, происходящего с участием или без участия (аэробный и анаэробный) кислорода синтезируются молекулы АТФ, которые являются источником энергии во всех живых организмах. Но не вся глюкоза, попадающая с пищей в организм человека, расходуется на синтез АТФ. Часть ее запасается в форме гликогена. Процесс гликогенеза предполагает полимеризацию, то есть последовательное присоединение друг к другу мономеров глюкозы и формирование полисахаридной разветвленной цепи под воздействием специальных ферментов.

Где находится гликоген?

Хранится полученный гликоген в виде особых гранул в цитоплазме (цитозоле) многих клеток организма. Особенно велико содержание гликогена в печени и мышечной ткани.

Причем мышечный гликоген — это источник запаса глюкозы для самой мышечной клетки (в случае сильной нагрузки), а печеночный поддерживает нормальную концентрацию глюкозы в крови. Также запас этих сложных углеводов имеется в нервных клетках, клетках сердца, аорты, эпителиальных покровов, соединительной ткани, слизистой оболочки матки и эмбриональных тканей. Итак, мы рассмотрели, что понимается под термином «гликогены». Что это такое, теперь понятно. Далее поговорим про их функции.

Для чего необходимы организму гликогены?

В организме гликоген служит в качестве энергетического резерва. В случае острой необходимости организм сможет получить из него недостающую глюкозу. Как это происходит? Распад гликогена осуществляется в периодах между приемами пищи, а также значительно ускоряется во время серьезной физической работы. Этот процесс происходит путем отщепления глюкозных остатков под воздействием особых ферментов. В итоге гликоген распадается до свободной глюкозы и глюкозо-6-фосфата без затрат АТФ.

Зачем нужен гликоген в печени?

Печень является одним важнейших внутренних органов человеческого тела. Она выполняет множество разнообразных жизненно необходимых функций. В том числе обеспечивает нормальный уровень сахара в крови, необходимый для функционирования головного мозга. Главными механизмами, при помощи которых осуществляется поддержание глюкозы в нормальном диапазоне — от 80 до 120 мг/дл, являются липогенез с последующим распадом гликогена, глюконеогенез и трансформация других сахаров в глюкозу.

При понижении уровня сахара в крови происходит активизация фосфорилазы, и тогда гликоген печени расщепляется. Из цитоплазмы клеток исчезают его скопления, и глюкоза поступает в кровь, давая организму необходимую энергию. При повышении уровня сахара, к примеру после приема пищи, клетки печени начинают активно синтезировать гликоген и депонировать его. Глюконеогенез представляет собой процесс синтезирования печенью глюкозы из других веществ, в том числе и аминокислот. Регуляторная функция печени делает ее критически необходимым для нормальной жизнедеятельности органа. Отклонения — значительные повышения/понижения уровня глюкозы в крови — представляют для здоровья человека серьезную опасность.

Нарушение синтеза гликогена

Нарушения обмена гликогена представляют собой группу наследственных гликогеновых заболеваний. Их причинами являются различные дефекты ферментов, непосредственно участвующих в регуляции процессов образования или расщепления гликогенов. Среди гликогеновых заболеваний выделяют гликогенозы и агликогенозы. Первые представляют собой редкие наследственные патологии, обусловленные чрезмерным накоплением полисахарида C6h20O5 в клетках.

Синтез гликогена и его последующее избыточное нахождение в печени, легких, почках, скелетных и сердечной мышцах вызываются дефектами ферментов (например, глюкоза-6-фосфатазы), участвующих в распаде гликогена. Чаще всего при гликогенозе наблюдаются нарушения развития органов, задержка психомоторного развития, тяжелые гипогликемические состояния, вплоть до наступления комы. Для подтверждения диагноза и определения типа гликогеноза проводят биопсию печени и мышц, после чего отправляют полученный материал на гистохимическое исследование. В ходе него устанавливают содержание гликогена в тканях, а также активность ферментов, способствующих его синтезу и распаду.

Если в организме отсуствуют гликогены, что это значит?

Агликогенозы представляют собой тяжелое наследственное заболевание, вызванное отсутствием фермента, способного осуществлять синтез гликогена (гликогенсинтетазы). При наличии данной патологии в печени полностью отсутствует гликоген. Клинические проявления заболевания таковы: крайне низкое содержание глюкозы в крови, вследствие чего — постоянные гипогликемические судороги. Состояние больных определяется как крайне тяжелое. Наличие агликогеноза исследуют, осуществляя биопсию печени.

fb.ru

Печень гликоген — Справочник химика 21





    В печени гликоген играет роль буфера глюкозы, циркулирующей в крови и являющейся главным энергетическим ресурсом всех клеток организма. Концентрация глюкозы Б плазме крови должна поддерживаться постоянной падение ее ниже нормы приводит к голоданию клеток и оказывается гибельным для тех из них, которые неспособны создавать собственные энергетические резервы (каковы, например, клетки головного мозга), а превышение ведет к резким биохимическим сдвигам в клетках, и также особенно опасно для клеток мозга. Между тем и расходование глюкозы плазмы, и ее поступление подвержены резким колебаниям, Например, при переходе от покоя к активной деятельности убыль глюкозы скачкообразно возрастает, а при переваривании пищи, особенно углеводной, в кровь быстро поступают значительные количества глюкозы. Таким образом, понятно, что организм должен располагать быстродействующими и легко управляемыми механизмами биосинтеза гликогена (депонирование избыточной глюкозы плазмы) и его расщепления (компенсация энергетических затрат). На примере расщепления гликогена удобно проследить связь его структуры с выполняемой функцией. [c.143]








    МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА КАК ПРОДУКТ АНАЭРОБНОГО ДЫХАНИЯ. В мышцах гликоген не может превращаться непосредственно в глюкозу по описанной выше схеме, поскольку мышцы не высвобождают этот сахар в кровь для снабжения других органов, как это делает печень. Гликоген расщепляется в мышцах только тогда, когда глюкоза необходима для их собственных дыхатель- [c.425]

    Гликоген—главная форма запасания углеводов у животных и человека. Накапливается гликоген главным образом в печени (до 6% от массы печени) и в скелетных мышцах, где его содержание редко превышает 1%. Запасы гликогена в скелетных мышцах ввиду значительно большей массы последних превышают его запасы в печени. Гликоген присутствует в цитозоле в форме гранул диаметром от 10 до 40 нм. На электронных микрофотографиях гликогеновые гранулы выглядят плотными. Установлено, что эти гранулы, кроме гликогена, содержат ферменты, катализирующие синтез и распад гликогена. Однако гликогеновые гранулы отличаются от мультиферментных комплексов (например, от пируватдегидрогеназного комплекса). Степень структурной организации гликогеновых гранул ниже, чем в мультиферментных комплексах. Следует подчеркнуть, что синтез и распад гликогена в клетке осуществляются разными метаболическими путями. [c.321]

    Животный крахмал, или гликоген, является резервным веществом животных организмов и отлагается преимущественно в печени. Гликоген содержится также в мускульной ткани, причем количества его временно убывают при напряженной мускульной работе, когда сахаристые вещества с выделением энергии превращаются в продукты их обмена. Гликоген растворим в воде, но, в отличие от крахмала, не образует клейстера с раствором иода дает буро-красную окраску, близкую к окраске высших декстринов. При действии кислот гликоген, подобно крахмалу, гидролизуется с образованием мальтозы и -глюкозы. [c.321]

    Существует определенная взаимосвязь между содержанием глюкозы в крови животных и степенью их подвижности, а также между условиями превращения углеводов в пищеварительном тракте. Например, глюкозы в крови у донных малоподвижных рыб меньше, чем у подвижных рыб горных рек, а в крови птиц больше, чем у млекопитающих животных. В крови жвачных, у которых углеводы кормов в основном превращаются в пищеварительном тракте в уксусную кислоту, количество глюкозы значительно ниже, чем у других теплокровных животных, и достигает всего 60 мг%, так как у них из кишечника в кровь попадает преимущественно уксусная кислота, а не глюкоза. Часть поступающей с кровью воротной вены в печень глюкозы переходит в гликоген, который предохраняет организм от насыщения крови этим моносахаридом. Отложившийся в печени гликоген в дальнейшем постепенно расщепляется с образованием глюкозы, равномерно поступающей в кровь. [c.82]

    Гликоген откладывается в печени в виде глыбок, и, находясь в коллоидальном состоянии, не изменяет осмотическое давление в клетках печени. Отложившийся в печени гликоген в дальнейшем постепенно расщепляется с образованием глюкозы, равномерно поступающей в кровь. [c.269]

    Гликоген (СбНюОб)я —вещество, похожее на крахмал, содержится в крови и во внутренних органах животных, преимущественно в печени. Гликоген служит источником легко усваиваемого питания для тканей организма как только содержание глюкозы в крови снижается, гликоген быстро гидролизуется с образованием глюкозы. [c.400]

    Содержание кетоновых тел в крови (и моче) резко увеличивается при голодании и особенно при заболевании сахарным диабетом. Обеднение печени гликогеном при диабете способствует накоплению больших количеств ( -оксимасляпс)н и ацстоуксусной кислот, а также ацетона. Образования кетоновых т л не происходит при нормальном количестве гликогена в псчели. [c.191]

    Гликоген — резервный полисахарид, находящийся в различных органах и тканях многих животных. Подобный гликогену лолисахарид, обладающий всеми свойствами гликогена, обнаружен также у грибов, дрожжей и водорослей. У высших животных особенно много гликогена в печени. Гликоген по многим свойствам напоминает крахмал, но отличается от него растворимостью в воде и тем, что с йодом дает красновато-бурую окраску. По характеру этой окраски и по содержанию остатка фос- форной кислоты сходен с амилопектином. Молекулярный вес 110000—140000. -Ы96°. Гликоген очень устойчив к дей- [c.94]

    В печени гликоген-фосфорилаза также присутствует в а- и fe-форме в принципе ф1ерменты печени функционируют подобно мышечньпл, от которых они, впрочем, несколько отличаются по своей структуре и регуляторным свойствам. Расщепление гликогена в печени имеет иное назначение, нежели в мышцах этот процесс служит источником свободной глюкозы крови. Под действием фосфорилазы печени образуется глюкозо-1-фосфат, который затем превращается в глюкозо-6-фосфат, являющийся уже непосредственным предшественником свободной глюкозы. Реакция, в ходе которой образуется D-глюкоза крови, катализируется ферментом глюкЬзо-6-фосфатазой  [c.464]

    У человека известен ряд генетических болезней, связанных с нарушением синтеза или распада гликогена. Одним из первых был описан случай хронического увеличения печени-у 8-летней девочки, у которой наблюдались также различного рода нарушения обмена. Девочка умерла от гриппа. Вскрытие показало, что ее печень была в 3 раза больше нормы в ней содержалось огромное количество гликогена на долю его приходилось почти 40% сухого веса органа. Выделенный из печени гликоген в химическом отношении оказался вполне нормальным, однако, когда кусочек ткани печени гомогенизировали и инкубировали в буфере, этот гликоген так и остался интактным-ни лактат, ни глюкоза не образовались. Когда же к гликогену добавили суспензию, приготовленную из ткани нормальной печени, то очень быстро произошло его расщепление до глюкозы. На основании этой биохимической проверки исследователи пришли к выводу, что у больной был нарушен процесс расщепления гликогена (эту болезнь часто называют болезнью Гирке по имени описавшего ее врача). Сначала

www.chem21.info

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о