Что такое гликоген: его функции в организме
Что такое гликоген? Это важный углеводный запас животного мира. Он представляет собой основную форму сбережения глюкозы в клетках животных. Некоторые, гликоген (GL) изредка называют животных крахмалом, так как по структуре он приближен к компонентам растительного крахмала.
Служит полисахарид энергетическим резервом, и в любой момент готов пополнить недостаток глюкозы в организме. Запас GL в калориях не так велик, как жировой запас. Его количество, в печени переработанное в глюкозу, свободно обеспечит питанием весь организм.
Увеличенный синтез GL в печени составляет шесть процентов от массы. У взрослых его содержание достигает ста двадцати граммов. В мышцах он превращается в глюкозу для применения локально, прибывает в малых концентрациях, но общий его запас в них может быть больше чем в гапатоцитах.
При выполнении физических нагрузок, голодания, степень глюкозы в крови делается меньше, и тогда определенный фермент расщепляет GL до глюкозы.
В качестве запасного источника энергии выступают белки, жиры и углеводы. Гликоген считается главным резервом углеводов и сберегателем энергии.
Функции
Главной функцией GL печени, снабжение глюкозой организма человека; функция мышечной группы, снабжение энергией во время физической нагрузки. Гормон глюкагон появляется при понижении степени сахара в крови и делает из GL ресурс топлива. При сжатии мышц он расщепляется до глюкозы, чтобы быть примененным в качестве источников энергии.
После тренировок организм восстанавливает потраченный запас GL, если поступит пища. В противном случае в работу вступают белки, и наступает истощение, что приводит к плачевным последствиям.
Сердце содержит много GL, ежедневно оно получает двадцать пять процентов топлива из глюкозы. Если не употреблять продукты, содержащие глюкозу то, в конечном счёте, пострадает и сердце.
Пресыщение глюкозой организма приводит к накоплению жира, а его сжигание требует большого количества времени.
Превращение глюкозы в жиры или гликоген
В том случае, когда глюкоза не используется сразу по назначению, а все равно поступает в клетки, она запасается под видом жировых отложений или GL.
Если клетки печени и мышечных групп перенасыщаются, то продолжающая доставляться еще глюкоза преобразуется в жиры и направляется в их ткани.
Гликогеновый метаболизм
Когда в организме недостаточно глюкозы, то с помощью ферментов GL превращается в глюкозу, и она направляется в кровь. Регулируется синтез и распад средства системой нервов и гормональной. Дефекты ферментов наследственные, которые принимают участие в синтезировании или расщеплении GL, развивают редкие синдромы — глекогинозы.
Направление модифицирования процесса в метаболизме GL обеспечивают механизмы-регуляторы, в которых принимают участие гормоны. Переключающиеся мобилизация и синтез гликогена случается во время изменения состояния организма со спокойного вида в режим физической нагрузки.
В переключении таких метаболических путей в печени принимают участие инсулиновый гормоны, глюкагон и адреналин; в мышечной системе — адреналин и инсулин.
Синтезирование гликогена
Синтез средства осуществляется после еды, и организм тратит на него установленное количество энергии. GL должен дать энергию в случае ее нехватки. Организм выводит этот запас из углеводов. Первым делом организм перерабатывает в глюкозу то число веществ, которое нужно для умственной и физической нагрузки человека.
Остаток откладывается в мышечных группах и печени гликогеном. Когда наступит острая нехватка энергии, он будет тратить запасы.
Процесс синтеза может происходить двумя методами:
1. После приема пищи, снабженный углеводами. Повышается степень глюкозы в крови, в это же время увеличивается выработка инсулина, который поступает в сосуды и способствует привести глюкозу в клетки, где и происходит синтез GL.
2. Организм ощущает чувство голода. Вы ощущаете усталость, вялость, психическое расстройство.
Таким же образом ведет себя организм.
Образование углеводов
Основным источником энергии поступающей в организм являются углеводы. Делятся они, в зависимости от строения на: дисахариды, моносахариды, полисахариды.
Существует возможность почти всем углеводам синтезироваться из глицериновых и аминокислотных веществ, все время, мало употребляемое количество углеводов приводит к нарушению пищеварительной системы и обмену веществ.
Пектин и клетчатка не усваиваются почти, но они нужны в работе кишечника для избавления от шлаковых образований и лишнего холестерина. Излишки углеводов накапливаются в виде жирового отложения, а еще в печени в виде GL.
Чем обеспечивают органеллы человеческий организм
Органеллы — структуры постоянных клеток. Клеточные органы, которые занимаются обеспечением выполнения функций в жизни клетки. Они сохраняют и занимаются передачей информации о генетике, переносят вещества, синтезируют, делят и тому подобное.
Для мышц
Мышечная группа нуждается в GL для:
1. Эффекта визуальной наполненности мышц.
2. Энергетических мышечных функций.
3. Для включения синтеза белков. Не будет в клетках мышц энергии, рост новых структур невозможен.
Поэтому диеты с низким количеством углеводов работают плохо. Минимально углеводов, столько же GL. Жир уходит и много уходит мышечной массы. В общей калорийности своего питания держите пятьдесят процентов углеводов. Принимая нормальное количество углеводов, вы сохраните максимальное число GL и принудите организм углеводы окисляться.
В чем содержится гликоген?
(С6Н1005) n — это формула GL, которая очень сходна с формулой крахмала. GL является главной формой, которая сохраняет глюкозу в клетках. Ее гранулированные отложения находятся в цитоплазме многих клеток. Основным поставщиком энергии считаются углеводы.
А что такое гликоген? Это составная часть углеводов, которые делятся на:
1.
Полисахариды, содержащиеся в натур продуктах — сложные молекулы.
2. Дисахариды, моносахариды, изолированные углеводы. Они есть в молоке, определенных фруктах, продуктах прошедших синтетическую обработку, сладостях, рафинаде.
Организм человека в основном нуждается в сложных углеводах, которые приходят с белковой пищей. Чтобы они усвоились нужно не малое количество времени. Потому углеводы не поступают в кровь большими партиями, этим исключается сильное выделение гормона, что приводит к низкой концентрации сахара в крови.
Что такое полисахариды? Их молекулы включают до тысячи моносахаридов, которые присутствуют во многих овощах, фруктах, медовых продуктах. Крахмал, целлюлоза, клетчатка, хитин, гликоген, инулин, пектин — полисахариды. Они жизненно важны для любого человеческого организма, потому как:
Длительное время усваиваются и перевариваются. В них большое количество витамина, минералов и белка. Очень много полисахаридов находится в растениях.
Применение углеводов
Для организма человека наиболее доступным источником парентерального питания являются углеводы.
В сутки организм требует тысячи пятьсот до двух тысяч килокалории энергии, становится вполне понятным изолированное применение углеводов для покрытия расходуемой энергии.
Применяя более концентрированные составы глюкозы, есть вероятность появления гиперосмолярности плазмы, раздражением венозной интимы с развитием тромбофлебитов, флебитов.
Превышение быстроты вливания глюкозы в организм позволять нельзя, дабы устранить вероятные осложнения предопределенные нарушением толерантности к углеводам. Необходимо добавление инсулина. Он играет главную роль в абсорбции аминокислот. Медицина на практике парентерального питания использует глюкозу, сорбитол, декстран, фруктозу.
Множество диет не включают в рацион углеводы, избыток их в организме ведет к ожирению.
Выстраивая рационы значимо не только удовлетворить организм в нужном количестве углеводов, но и подобрать правильные соотношения разных углеводный типов.
Самое главное, нужно учитывать в рационе соотношение сахара и крахмала, гликогена.
Избегать легкоусвояемых углеводов должны больные страдающие сердечными болезнями, сахарным диабетом, ожирением, атеросклерозом. Углеводы очень необходимы организму человека, но в разумных количествах.
его осноыные свойства и функции
Всем привет! Для спортсменов, особенно тех, кто не просто делает физические упражнения для здоровья, но стремится к увеличению мышечной массы или повышению производительности в тренажерном зале, гликоген — это то, о чем хорошо знать. В данной статье вы узнаете что такое гликоген, на что он влияет, для чего нужен, где его взять и многое другое.
Содержание статьи:
Что такое гликоген
Когда мы едим продукты богатые углеводами, в нашем организме они деградируют до более простых веществ (глюкоза, фруктоза и галактоза).
Если организму не нужна энергия и глюкоза, то они накапливаются в печени и мышцах в форме гликогена (далее Г.) и как только клетки перенасыщаются, происходит накопление жира.
Гликоген представляет собой очень большой разветвленный полимер глюкозных остатков, который можно переваривать до глюкозы, если это необходимо для получения энергии.
Он не так богат энергией, как жирные кислоты, но легче расщепляется до глюкозы. Деградация гликогена и высвобождение глюкозы важна для нормального уровня последней между приемами пищи.
Г. служит для поддержания уровня глюкозы в крови.
В отличие от жирных кислот, гликоген может обеспечить энергию без кислорода, а это значит, что он может использоваться при анаэробных действиях (например, для тренировки с весом).
Почему так важен для фитнеса
Когда организму требуется больше энергии (как во время физических упражнений) он использует аденозинтрифосфат (АТФ), но эти запасы быстро истощаются.
Наше тело вырабатывает АТФ путем присоединения молекулы креатинфосфата к аденозиндифосфату, но креатинфосфат также быстро истощается.
Чтобы ваши мышцы работали дольше, АТФ должен быть создан Г. в мышцах при гликолизе. И из-за этого гликоген напрямую связан с тем, насколько хорошо вы можете справиться с упражнениями во время тренировки.
Многие спортсмены боятся истощения и полагаться на совет сразу есть быстрые углеводы после тренировки, таким образом восстанавливая запас.
Мифы о сжигании жира
Как всем известно, мышцам нужна энергия, чтобы выполнять свою работу. Жировая ткань является одним из основных энергетических компонентов человеческого организма.
Из одного грамма жира организм человека синтезирует почти в четыре раза больше энергии, чем из того же количества углеводов.
Единственным недостатком использования жиров для производства энергии являются условия, при которых они окисляются.
Миф № 1. Только очень интенсивные упражнения сжигают ненужный жир
Чтобы организм мог получать энергию для работающих мышц из энергетических преобразований, основанных на окислении жиров, в организм должно поступать достаточное количество кислорода.
В ситуации, когда интенсивность физического усилия очень высока, становится невозможным обеспечить оптимальную дозу кислорода . В таких условиях из-за физиологических условий жирового обмена организм «преобразовывает» энергетические процессы в анаэробное окисление углеводов, а накопленные в организме жировые запасы остаются нетронутыми.
Поэтому крайне важно поддерживать интенсивность тренировок на уровне, который полностью удовлетворяет потребность организма в кислороде.
Однако откуда вы узнаете, что интенсивность упражнения адекватна? Ваш пульс поможет вам в этом. Используя его показатели, мы можем отлично контролировать интенсивность тренировок. В случае упражнений, направленных на сжигание ненужных жировых тканей, важна не их высокая интенсивность, а их продолжительность.
Предполагается, что жиры составляют основной энергетический субстрат только примерно через 20-25 минут после начала физических усилий. Ранее энергия поступала от окисления углеводов (гликоген в мышцах, гликоген в печени и глюкоза).
Миф № 2. Силовые упражнения очень эффективно сжигают жир
Силовые упражнения в силу их специфики включены в анаэробные упражнения . Это группа упражнений, в которых количество кислорода, поступающего в организм , не соответствует его потребностям.
Следовательно, анаэробные энергетические превращения доминируют при выполнении силовых упражнений. В основном они используют запасы углеводов в организме (гликоген в мышцах, гликоген в печени и глюкоза).
Выполнение силовых упражнений непосредственно перед кардиотренировками значительно повышает их эффективность — в течение всего времени окисление жиров происходит быстрее.
Помните, что без кардиотренировок вы не будете сжигать лишний жир.
Углеводы и их обмен
Основным веществом покрывающим энергетические траты организма являются — углеводы.
В организме углеводы сгорают до конечных продуктов — воды и углекислоты. Из жиров и белком в организме могут образовываться углеводы. В свою очень сами углеводы могут превращаться только в жиры.
Растительные продукты — главный источник углеводов.
Сложные полисахариды являются составной частью крахмала зерновых культур. Простые углеводы такие как — дисахариды и моносахариды содержатся в крахмале овощей и фруктов. Дисахариды животного происхождения — лактоза содержится в молоке.
В рыбе и мясе углеводы почти не содержится.
Простые сахара — моносахариды — образуются в процессе принятия в пищу углеводов.
Из тонкого кишечника моносахариды поступают в кровь, потом в печень образуя новый сложный полисахарид — животный крахмал, именуемый гликогеном.
Гликоген образует углеводный запас, расходуемый по мере надобности для всего организма. Гликоген откладывается в печени, около 150гр. В таком же количестве как и в печени, гликоген откладывается в мышцах. 300гр таков общий запас гликогена во всем организме.
В жир преобразуется избыток употребляемых углеводов. Крахмалы и сахара усваиваются с разной скоростью. Сахара это растворимые в воде углеводы, при этом они быстро поступают из кишечника в кровь, а затем в печень. Крахмалу нерастворимому в воде для расщепления до растворимых моносахаридов нужно время. Большое значение при построении диет имеет разница в скорости усвоения углеводов.
Небольшое количество сахара всегда содержится в крови, и держится на постоянном уровне.
В случаях когда сахар в крови повышается очень значительно, тогда сахар будет выделяться с мочой.
Гипергликемия — увеличение количества сахара в крови.
У здорового человека по мере превращения сахара в гликоген снижается до нормальных цифр. Поджелудочная железа вырабатывает инсулин который важен при обмене углеводов. Выделение инсулина в кровь обусловлено повышением сахара в крови. Инсулин помогает преобразовании глюкозы в гликоген.
Гипогликемия — снижение нормы сахара в крови.
Людям, которые не связывают свою деятельность с физическими нагрузками достаточно в сутки 400-500г. углеводов.
При заболеваниях органов пищеварения и расстройствах обменных процессов организма, также при нарушении функции эндокринных желез могут наблюдаться высокие подъемы и резкие снижения уровня сахара в крови, обусловлены патологиями организма.
Резюмируя вышеописанное можно подытожить: отношение белков, жиров и углеводов должно быть таким:
1:1:4 -5 (100 гр белка – 100 гр жира – (400 – 450) гр углеводов).
Основное потребление жизненно важных веществ зависит от возраста человека, его работы выполняемой в реальной жизни.
Физические нагрузки оказывают самое большое влияние на энергетические затраты организма.
Быстрые углеводы (с высоким гликемическим индексом) являются хорошим источником энергии для тела. Чем быстрее поглощается углевод, тем легче восстанавливаются запасы Г. в мышцах. Он также увеличивает уровень жидкости в мышцах, вводя воду, поэтому они выглядят более полными и объемными.
Исследования показывают, однако, что даже интенсивные тренировки (серии с 16-20 повторениями) не могут сжечь значительное количество Г. (менее 1/3 от того, что доступно в мышцах). Это означает, что нет необходимости отслеживать запасы гликогена в теле и беспокоиться о подзарядке в обычных условиях тренировки.
Оптимальный прием углеводов
Конечно, хорошо есть за несколько часов до тренировки, чтобы убедиться, что у нас будет оптимальная работа.
Если вы начнете тренировку, а запасы пусты, это навредит развитию и прогрессу.
Употребление полезных углеводов является хорошей идеей для заполнения мышечных депо для обеспечения оптимальных условий и достаточной энергии для развития мышц во время тренировки.
После тоже хорошо — снова съесть некоторое количество, но это не обязательно делать мгновенно, так как уровень гликогена не падает настолько быстро.
Влияние инсулина на усвоение глюкозы
Поскольку среда большинства организмов постоянно меняется, реакции метаболизма должны быть деликатно регулируемыми, чтобы поддерживать постоянный набор условий в клетках, состояние, называемое гомеостазом.
Метаболическая регуляция также позволяет организмам реагировать на сигналы и формировать активные взаимодействия с окружающей средой. Два тесно связанных понятия важны для понимания того, как метаболические пути контролируются.
- Во-первых, регуляция фермента в биохимическом пути — это способ увеличения и уменьшения его активности в ответ на сигналы.
- Во-вторых, контроль, осуществляемый этим ферментом, заключается в влиянии этих изменений активности на общую скорость пути (поток через путь). Например, фермент может оказывать значительные изменения в активности ( то есть он сильно регулируется), но если эти изменения мало влияют на поток метаболического пути, то этот фермент не участвует в контроле этого пути.
Инсулин связывается со своим рецептором, который затем инициирует множество каскадов активации белка. К ним относятся: перемещение транспортера на клеточную мембрану и приток глюкозы, синтез гликогена, гликолиз и синтез жирных кислот.
Есть несколько уровней метаболической регуляции.
Во внутренней регуляции метаболический путь сам регулирует ответы на изменения уровня субстрата или продукта; например, уменьшение количества продукта может увеличить поток по пути, чтобы компенсировать изменение. Этот тип регуляции часто включает аллостерическую регуляцию активности множества ферментов в пути.
Внешний контроль включает в себя клетку в многоклеточном организме, которая меняет свой метаболизм в ответ на сигналы от других клеток. Эти сигналы обычно находятся в форме растворимых мессенджеров, таких как гормоны и факторы роста, и обнаруживаются специфическими рецепторами на поверхности клетки.
Эти сигналы затем передаются внутри клетки через вторичную систему обмена сообщениями, которая часто включает фосфорилирование белка.
Очень известным примером внешнего контроля является регуляция метаболизма глюкозы с помощью гормона инсулина.
Инсулин вырабатывается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови.
Связывание гормонов с рецепторами инсулина на клетках затем активирует каскад протеинкиназы , заставляя клетку поглощать глюкозу и превращать ее в запасные молекулы, такие как жирные кислоты и гликоген . Метаболизм гликогена контролируется активностью фосфорилазы, гликоген-разлагающего фермента и гликогенсинтазыфермент, который опосредует его образование.
Эти ферменты регулируются взаимным образом, посредством чего фосфорилирование ингибирует гликогенсинтазу и активирует фосфорилазу. Инсулин вызывает синтез гликогена, активируя протеинфосфатазу и вызывая снижение фосфорилирования этих ферментов.
Регуляторные ферменты обычно являются первыми в последовательности многоферментной системы: продукт реакции, катализируемый первым ферментом, является субстратом второго фермента, так что клетка может контролировать количество продукта, полученного путем регулирования активности первого фермента метаболического пути.
Существует несколько стратегий активации и дезактивации регуляторных ферментов. Регуляторные ферменты требуют дополнительного процесса активации и должны претерпеть некоторые изменения в их пространственной структуре, чтобы стать функциональными, например, катализирующие ферменты (регуляторные ферменты).
Регулирование каталитической активации фермента необходимо для регулирования общей скорости реакции и для получения количества продукта, необходимого в данное время, и, следовательно, регуляторные ферменты имеют биологическое значение.
Вот в принципе и все, ребят. Новых рекордов вам на тренировках!
Как синтез гликогена влияет на вес?
Синтез гликогена
Гликоген – это быстромобилизуемый энергетический резерв. В гликогене хранится глюкоза. После еды организм забирает из питательных веществ столько глюкозы, сколько ему необходимо для обеспечения физической активности и умственной деятельности, а остальное сохраняет в виде гликогена в печени и мышцах. Их он будет использовать тогда, когда придет время. Этот процесс называется синтез гликогена или просто — сахарообразование. Когда вы начинаете активную физическую деятельность, например, занятия спортом, организм начинает использовать свои запасы гликогена. Причем делает это по-умному. Он – организм – знает, что не может полностью использовать то, что образовалось в результате синтеза гликогена, ведь в противном случае ему будет нечего использовать для быстрого восполнения энергии (представьте себе, что вы просто не в состоянии ходить или бегать, потому что у вашего тела не осталось энергии, чтобы двигаться).
Через несколько часов «без дозаправки» в виде продуктов питания, запасы гликогена оказываются исчерпаны, но нервная система продолжает настойчиво требовать его для себя. Именно поэтому возникают вялые психические и физические реакции, человеку становится трудно сосредотачиваться и реагировать на какие-либо внешние раздражители.
Есть два сценария, по которым наш организм запускает синтез гликогена. После еды, особенно продуктов с высоким содержанием углеводов, уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток и облегчает доставку глюкозы в клетки, а также помогает синтезу гликогена. Второй механизм запускается в периоды крайнего голода или активной физической деятельности. В обоих случаях организм истощает запас гликогена в клетках, подавая мозгу сигналы о необходимости «дозаправки».
Функции гликогена
Главная функция гликогена – хранение энергии. Основные запасы гликогена находятся в мышцах и печени, где он одновременно и производится (из глюкозы, содержащейся в крови), и используется. Кроме того, гликоген хранится также и в красных кровяных клетках. Функция гликогена печени – обеспечивать глюкозой весь организм, функции гликогена в мышцах – обеспечивать энергией физическую активность.
Когда уровень сахара в крови снижается, вырабатывается гормон глюкагон, который превращает гликоген в источник топлива. Когда мышцы сокращаются, функция гликогена – расщепиться до глюкозы, которая будет использоваться в качестве энергии. После физической активности организм восполнит растраченные запасы гликогена, как только вы что-нибудь съедите. Если запасы гликогена и жира истощаются, организм начинает расщеплять белки и использовать их в качестве источника топлива. При этом человек может столкнуться с опасностью возникновения анорексии. Сердечная мышца очень богата гликогеном и для ежедневной работы получает около 25% своего топлива из глюкозы. Без достаточного потребления продуктов, содержащих глюкозу, страдать будет, в том числе, и сердце. По этой причине у многих больных анорексией и булимией есть проблемы с сердцем.
Что происходит, если в организме слишком много глюкозы? Если все хранилища гликогена заполнены, начинается превращение глюкозы в жир. С этой точки зрения очень важно следить за вашей диетой и не потреблять очень много сладких продуктов, углеводы которых могут быть преобразованы в глюкозу. Как только избыток сахара сохраняется в виде жира, организму требуется гораздо больше времени, чтобы сжечь его. Любая диета, учитывающая соотношение белков, жиров и углеводов (например, умная диета для похудения), всегда крайне скупа на сахар и быстрые углеводы.
Зачем нужен гликоген в печени?
Печень — это второй по величине орган человеческого тела после кожи. Это самая тяжелая железа, у среднего взрослого человека она весит около полутора килограмм. Печень ответственна за множество жизненно важных функций, в том числе и за углеводный обмен. Печень, по сути, является огромным фильтром, через который из желудочно-кишечного тракта проходит богатая питательными веществами кровь. И особенно сложная и важная задача этого фильтра — поддержание оптимальной концентрации глюкозы в крови. А гликоген в печени является хранилищем глюкозы.
Основные механизмы, с помощью которых организм, обеспечивая оптимальный уровень сахара в крови, обрабатывает гликоген в печени – это липогенез, распад гликогена, глюконеогенез и превращение других сахаров в глюкозу.
Печень выступает в роли своеобразного буфера глюкозы, то есть она помогает поддерживать концентрацию глюкозы в крови близко к нормальному диапазону от 80 до 120 мг/дл (миллиграмм глюкозы на децилитр крови). Это делает печень критически важным органом, потому что как гипергликемия (повышенное содержание сахара в крови), так и гипогликемия (низкий уровень сахара в крови) могут быть опасны для организма.
Зачем нужен гликоген в мышцах
Гликоген в мышцах нужен для хранения энергии. Если добиться того, чтобы наш организм мог сохранять больше гликогена в мышцах, то в распоряжении мышц было бы больше энергии, готовой к немедленному использованию. Это одна из задач предсезонной подготовки спортсменов. Для них важно, чтобы перед тренировкой обеспечивалось полное восстановление мышц. Поэтому их программы питания строятся таким образом, чтобы «хранилище» гликогена в мышцах было забито до отказа.
Медицинские исследования показывают, что ключ к быстрому восстановлению гликогена в мышцах – это употребление в течение получаса после тренировки пищи и напитков с соотношением углеводы/белки примерно 4 к 1. Тогда пищеварительные ферменты наиболее активны и приток крови к мышцам будет максимальным. Спортсмены, которые не забывают «дозаправить» гликоген в мышцах сразу после тренировки, прежде чем пойти в душ, могут сохранить в три раза больше гликогена, чем те, кто ждет два или более часов.
Гликогенез – это процесс преобразования глюкозы в гликоген
В организме человека постоянно протекают различные процессы и химические реакции. На поддержание жизнедеятельности необходима энергия. Гликогенез – это такой процесс, благодаря которому происходит обеспечение каждой клетки, ткани и органа, необходимой энергией. В чем особенность процесса, как протекает, и к чему приводят нарушения – далее.
Что такое гликогенез
Гликогенез – комплекс биохимических превращений в организме, которые протекают в период усвоения потребленной пищи. На протяжении первых двух часов после приема пищи, поступившие питательные вещества усваиваются и проходят через ряд преобразований. На одном из этапов преобразования поглощенных веществ осуществляется и гликогенез.
По своей сути синтез гликогена – это процесс накопления небольшого энергетического потенциала, который мобилизуется в клетках в случае резкого увеличения нагрузки. Сначала расходуется запасенная в клетках мышц энергия, которая поддерживает функционирование этой ткани. После этого начинается расходование резерва из печени, который уже распределяет энергию не только в мышцы, но и по всему организму.
Биохимия гликогенеза
В организм регулярно поступает пища. В процессе переваривания поглощенных продуктов из пищеварительного тракта в кровь всасываются углеводы. Второй этап – расщепление углеводов под действием катализатора гексокиназы до глюкозо-6-фосфат. Уже молекулы этого полученного вещества принимают участие в первом этапе синтеза гликогена.
В отдельных случаях при потреблении «сложных» углеводов, цепочка биохимических реакций до получения глюкозо-6-фосфата, оказывается длиннее. В данном случае при попадании в кровь глюкозы происходит связывание ее молекул с эритроцитами. После этого путем гликолитических реакций глюкоза превращается в лактат. Затем в печени лактат преобразуется в исходное для гликогенеза вещество – глюкозо-6-фосфат.
После получения глюкозо-6-фосфата происходит его превращение в глюкозо-1-фосфат под влиянием фермента фосфоглюкометазы. Полученное вещество расщепляется до UPD-глюкозы, а она, в свою очередь, переносит глюкозные остатки для формирования молекул гликогена.
Что такое гликоген и зачем он нужен
Гликоген (C6h20O6)n – это полисахарид, получаемый организмом из глюкозы под воздействием особых ферментов и гормонов. По своему строению этот полисахарид животного происхождения напоминает молекулы растительного крахмала, но при этом отличается химическим составом. Гликоген накапливается непосредственно в клетках в кристаллической форме, непосредственно в цитоплазме. Основные запасы этого полисахарида в человеческом организме находятся в таких клетках:
- мышечные структуры;
- печень.
Синтез гликогена протекает главным образом в клетках печени. Там накапливается этот полисахарид и служит резервным источником энергии. В среднем печень может вмещать гликогена до 5-6% от общего объема органа. У взрослых это около 100 грамм, а у детей – до 50-60 грамм.
Гликоген в печени расходуется после того, как исчерпываются запасы этого полисахарида в мышечной ткани. Объем полисахарида в мышцах – не более 1%, при этом расходуется он локально, непосредственно в месте накопления. Мышечный гликоген служит для энергетического обеспечения процесса сокращения мышц.
Роль в спорте
Особое значение процесс синтеза гликогена имеет для людей, которые ведут активный образ жизни и занимаются спортом. Еще в 50-х годах прошлого века ученые стали изучать влияние кристаллического полисахарида на спортивные результаты. Это привело к тому, что сегодня уровень подготовленности спортсменов, достижений и количество рекордов в разы выше, чем ранее. Хороший запас гликогена обеспечивает следующие эффекты:
- повышает выносливость на тренировках;
- улучшает спортивные результаты;
- снижает утомляемость;
- ускоряет восстановление мышечной ткани после силовых нагрузок.
То есть спортсменам, желающим добиться высоких показателей на тренировках и в соревнованиях, следует особое внимание уделять углеводной пище. В результате дефицита глюкозы в организме, спортсмен не сможет выдерживать большие нагрузки. В долгосрочной перспективе это может привести к снижению производительности, повышенной утомляемости и в целом негативно сказаться на состоянии здоровья.
Спортсмены, которые вынуждены заниматься продолжительное время без перерывов, обязательно включают в свой рацион кроме углеводной пищи еще и соответствующие добавки.
Спортивные гейнеры – это порошки, которые на 80-90% состоят из углеводов. Они быстро усваиваются, принимаются непосредственно перед тренировками для того, чтобы обеспечить организм достаточным количеством глюкозы, необходимой для протекания гликогенеза.
Роль в похудении
Гликогенез играет не последнюю роль в похудении, так как незнание особенностей протекания этого процесса может привести к низким результатам в борьбе с лишним весом. Дело в том, что гликогенез – это процесс, который не может в полной мере обеспечить организм необходимой ему энергией. Более мощный энергетический резерв представляют триглицериды, то есть жировая ткань.
Но последовательность расходования энергии такова – изначально клетки потребляют гликоген, а лишь тогда, когда он заканчивается, организм приступает к расщеплению жиров. Вот как нужно использовать знания о гликогенезе.
Как стимулировать гликогенез
Чтобы не страдать от дефицита энергии и недостатка физической выносливости, важно поддерживать синтез необходимых полисахаридов. В норме у здорового человека гликогенез протекает самостоятельно даже в тех случаях, когда в организм поступает недостаточно углеводов. Но для людей, деятельность которых связана с повышенными физическими нагрузками, необходимо знать, как стимулировать процесс накопления энергии. Вот основные правила:
- Необходимо поддерживать здоровый баланс жидкостей в организме. Проще говоря, необходимо пить больше воды. Без жидкости все биохимические реакции в организме протекают в разы медленнее.
- Важно обогатить рацион продуктами, которые содержат простые и сложные углеводы.
- Следует придерживаться здорового режима питания. Для того чтобы своевременно восполнять потраченные запасы энергии, необходимо выдерживать промежуток между приемами пищи не более 4 часов.
- Крайне важно поддержание здоровья печени, отказ от вредных привычек и периодические осмотры у гепатолога. Так как частично образование полисахаридов происходит в клетках печени, проблемы с этим органом приводят к замедлению скорости протекания биохимических реакций.
- Не менее важна регулярность в тренировках. Организм подстраивается под энергетические потребности и при постепенном и регулярном увеличении нагрузки он начинает накапливать больше энергии.
- Важно не употреблять бесконтрольно различные спортивные препараты, так как они влияют на биохимические реакции и могут привести к серьезным изменениям в организме.
- Нельзя забывать о полноценном отдыхе и стабильном режиме сна, особенно если приходится регулярно подвергаться изнуряющим физическим нагрузкам.
Эти советы актуальны только для здоровых людей. В тех случаях, когда причиной расстройства гликогенеза являются врожденные или приобретенные патологии, поможет только медикаментозная терапия под контролем лечащего врача.
Расстройства углеводного обмена
Существуют редкие заболевания, которые приводят к появлению серьезных нарушений в процессе гликогенеза. Ученые и классификаторы выделили метаболические расстройства такого типа в отдельную группу. Гликогенозы – это комплексное название различных тяжелых расстройств в синтезе гликогена в печени. Все они связаны с наследственными факторами и являются результатом врожденных патологий. Согласно современной классификации выделяют такие заболевания:
- Болезнь Гирке – гликогеноз первой степени, развивается в результате неспособности клеток организма к синтезу начального продукта реакций синтеза – глюкозо-6-фосфата.
- Второй тип – болезнь Помпе. Это расстройство связано с дефектом мальтазы, сложно поддается диагностике и требует дорогостоящего лечения. Без своевременной диагностики и лечения болезнь Помпе дает высокий процент летальных исходов.
- Третий тип – болезнь Форбса, характеризующаяся ферментной недостаточностью. При правильно выстроенной терапевтической тактике ребенок с этим расстройством восстановится после завершения пубертатного периода.
- Четвертый тип – болезнь Андерсена, приводящая к генетически обусловленному циррозу печени. Причина – дефект фермента амило-трансглюкозилазы.
- Пятый тип – болезнь Мак-Ардля. Это патология связана с чрезмерным накоплением гликогена в клетках мышечной ткани, из-за чего развиваются осложнения. Заболевание поддается лечению, но успешный исход зависит от того, насколько рано было диагностировано расстройство.
- Шестой тип – болезнь Герса. Развивается в результате недостаточной выработки фермента фосфорилазы. Приводит к чрезмерному накоплению энергетических полисахаридов в печени, из-за чего нарушаются основные функции этого органа.
- Седьмой тип – болезнь Таруи, развивающаяся в результате дефицита ферментов в мышечной ткани. Для диагностики используется методика биопсии. Эффективной терапии не существует – больным показана кетогенная диета и ограничение физической активности.
- Восьмой тип – болезнь Хага. Патология развивается по причине недостатка фермента киназы фосфорилазы и характеризуется развитием выраженной гепатомегалии. Для поддержания хорошего самочувствия больным показана безуглеводная диета.
Для каждого типа расстройства используются отличающиеся диагностические мероприятия. Диагностика проводится не только при наличии симптомов непосредственно у новорожденного. Показано комплексное обследование тем детям, у которых в роду уже наблюдались случаи развития подобных расстройств.
Как можно увидеть, гликогенез – это важное звено цепочки обмена веществ, без которой невозможно полноценное функционирование всех органов и систем. Существуют различные способы стимуляции этих реакций, актуальные для здоровых людей. В случае если нарушения вызваны генетическими факторами, важно своевременно диагностировать проблему и строго придерживаться рекомендаций врача для ее устранения.
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 |
| Iб | 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.
что это, избыток и недостаток, продукты-источники
Содержание статьи:
Гликоген – сейф для хранения глюкозы. Роль гликогена в организме обусловлена постоянной потребностью человека в энергии, а также поддержанием процессов выработки некоторых гормонов. Так как это вещество отвечает за мобилизацию всех сил в случае высокой степени нагрузки, оставить его без внимания никак нельзя.
Функции гликогена в организме
Гликоген является полисахаридом, образование которого происходит на основе остатков глюкозы, переработанной организмом. Он же представляет собой очень важный и один из главных «сейфов» для хранения глюкозы в тканях, концентрируясь, главным образом, в печени и мышечных волокнах. Поэтому говорят, что печень любит сладенькое – она один из главных центров хранения гликогена, который в свою очередь является главной формой сохранения поступающей с пищей глюкозы. Из-за химических свойств и разветвленной структуры иногда гликоген обозначают как «животный крахмал».
Основная функция гликогена в организме человека – это формирование энергетического запаса, который может быть задействован в таких ситуациях, как резкий спад содержания глюкозы в крови или повышение физической активности в течение короткого промежутка времени. При этом только тот гликоген, который концентрируется в печени, используется организмом для мобилизации сил и повышения активности систем. В среднем, вес этого вещества в печени составляет 5% от ее массы. В мышечной ткани гликоген вырабатывается локально и только в тех случаях, когда резко возрастает нагрузка. Иногда объем его концентрации существенно выше, чем в печени, что может быть обусловлено экстренным поведением человека в чрезвычайной ситуации. Совсем мало гликогена присутствует в клетках почечной ткани, головного мозга и крови.
Осуществляя функцию питания, гликоген расщепляется до глюкозы под действием особых ферментов и сразу же всасывается в кровь. Этот процесс подчинен деятельности нервной и эндокринной системы, поэтому нарушение в работе органов этих систем сразу же ведет к нарушению синтеза и распада гликогена, а значит, и к нарушению процессов питания организма, что может привести, например, к развитию дистрофии мышц.
Без гликогена существование человеческого организма невозможно, поэтому резкое сокращение употребления глюкозосодержащих продуктов приводит, прежде всего, к расстройству иммунной системы.
Избыток и недостаток
Прежде всего, следует сказать о суточной потребности в гликогене, которая составляет почти 100 грамм. Однако не стоит забывать, что это количество складывается из общего числа употребляемых продуктов, которые содержат глюкозу. К таковым относятся хлебобулочные изделия, сладости, сухофрукты, многие овощи и другие продукты. Поэтому данная норма не должна говорить вам о том, что вы можете легко позволить себе стограммовую шоколадку каждый день!
В то же время средняя потребность в этом веществе может возрастать по некоторым причинам, среди которых:
- резкое увеличение физических нагрузок;
- повышение умственной активности, интеллектуальной деятельности в течение дня;
- при общем недостатке питания.
Обратная ситуация наблюдается при переизбытке глюкозы в рационе, что особенно характерно для сладкоежек и любителей консервов. Также снизить выработку гликогена необходимо, когда нарушена функция печени или развиваются прочие заболевания, связанные с распадом глюкозы и ее усвоением.
Несмотря на то, что в рационе современного человека сахаров очень много, он может столкнуться с тем, что в организме гликогена будет недостаточно. Недостаток гликогена может выражаться в ряде существенных факторов.
1. Развитие апатии. Организму не хватает энергии даже на поддержание настроения! Вместе с тем возникает ощущение негодности, бесполезности, развивается леность, подавленность, желание скрыться от всех и от всего, человек стремится «завернуться в кокон» и спрятаться от всех проблем.
2. Снижается уровень памяти. Если раньше вы на зубок помнили телефоны всех своих друзей и знакомых, то теперь не можете повторить ни одного. Вместе с тем вы труднее воспринимаете информацию, поступающую извне, хуже запоминаете подробности прошедшего дня, не до конца воспринимаете поставленные перед вами задачи, в жизни и в работе. Вместе с памятью часто страдает и зрение.
3. Уменьшение мышечной массы, развитие дистрофии мышечной ткани. Это связано с тем, что клетки не получают достаточного питания, волокна ослабевают и, сначала истончаются, а потом полностью разрушаются, если питание не начинает поступать в организм. Так развивается дистрофия. Те люди, которые совсем не позволяют себе сладкого, даже в сухофруктах и фруктах, вредят себе не меньше тех, кто употребляет сладкое бесконтрольно!
4. Ослабление иммунитета. В связи с общей потерей тонуса и недостатком питания страдает и иммунная система, что сразу же отражается на частоте заболеваний на фоне межсезонных обострений. Этот же фактор может привести к ухудшению развития некоторых хронических заболеваний, которые имеет человек. Например, при сахарном диабете, когда выработка инсулина и так нарушена, недостаток гликогена может просто убить.
5. Развитие депрессии. Сладкое – главный провокатор выработки серотонина, отвечающего за хорошее настроение. Когда уровень гликогена резко снижается, клетки мозга не получают должного питания, уровень серотонина медленно, но верно падает вниз, что ухудшает настроение, меняет мировосприятие и провоцирует развитие глубокой депрессии, вылечить которую можно уже только с помощью соответствующих препаратов.
При избытке гликогена наблюдается совсем другая картина, которая зачастую может быть куда сложнее и негативнее, чем вышеизложенное.
1. Повышение густоты крови.
2. Сбои в работе печени. Как правило, сопровождаются интоксикацией организма, так как прекращается непрерывная очистка крови, и все продукты переработки белка, а также других веществ, продолжают блуждать по организму, отравляя его.
3. Развитие заболеваний тонкого кишечника, риск столкновения с онкологией ЖКТ.
4. Набор веса, риск развития тяжелого ожирения, сахарного диабета, инсульта.
Продукты-источники
Прямым источником гликогена являются продукты с высоким содержанием глюкозы, фруктозы и сахарозы, то есть всё, что можно назвать сладким. Наиболее яркими представителями из этого списка являются финики и инжир. По содержанию глюкозы они занимают верхушку мирового списка всех сладких плодово-ягодных культур!
Конечно, отличными источниками гликогена являются натуральные фрукты (апельсины, киви, клубника, манго, персики, хурма), некоторые овощи (свекла, морковь).
Менее полезными с точки зрения содержания легких углеводов являются сахар рафинад и мед, заводские сладости на их основе (пряники, кексы, вафли, конфеты с начинкой и т.п.). Хорошим вариантом восполнения гликогена является арбуз или ирга (каринка). Для тех, кто имеет свой сад, стоит обратить внимание на домашнее яблочное повидло. Кроме гликогена, оно еще является источником полезных пектинов, которые помогают очищать организм от накопившихся шлаков.
Гликоген можно получить из большинства бобовых, поэтому еженедельно стоит готовить себе суп из чечевицы или из овощей с фасолью. Полезными в этом вопросе могут оказаться и цельнозерновые изделия, пророщенная пшеница, рисовая, овсяная, ячневая, пшенная каша с сухофруктами (курага, чернослив, изюм).
Зинаида Рублевская
для женского журнала www.inflora.ru
При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал www.inflora.ru обязательна
Что такое гликоген? | MuscleSound
Что такое гликоген?
Когда мы едим углеводы, наше тело превращает их в сахар, называемый «глюкозой», который можно использовать для получения энергии. Глюкоза, в свою очередь, превращается в Гликоген , форму сахара, которая легко накапливается в наших мышцах и печени. Это основная форма хранения глюкозы и углеводов у животных и людей.
Хотя гликоген незаменим для спортсменов, у нас очень ограниченные возможности для его хранения.Например, углеводы составляют лишь около 1-2% от общих запасов энергии организма 1 . Большая часть этого хранится в виде гликогена в мышцах (80%) и печени (14%), а около 6% хранится в крови в виде глюкозы. Несмотря на свою ограниченную емкость хранения, гликоген имеет решающее значение для производства энергии на всех уровнях усилий. В состоянии покоя мышечный гликоген используется примерно для 15-20% производства энергии. При умеренной интенсивности (~ 55-60% от максимальной) использование гликогена может возрасти до 80-85% 2 , и это увеличивается еще больше при более высокой интенсивности упражнений.
Исследования показали, что аэробная выносливость напрямую связана с начальными запасами гликогена в мышцах, что интенсивные упражнения не могут поддерживаться, если эти запасы истощены, и что ощущение усталости во время длительных интенсивных упражнений соответствует снижению мышечного гликогена.
Важное сообщение на вынос
Убедитесь, что вы оптимизируете запасы гликогена перед тренировкой, поддерживаете его во время тренировки и восполняете его после тренировки.Влияние тщательно разработанных стратегий питания можно отслеживать с помощью MuscleSound®.
Ссылки
- Гудман, Миннесота. Аминокислотный и белковый обмен. В «Упражнения, питание и энергетический обмен», ред. E.S. Хортон, Р.Л. Тертуйн, 89–99. Нью-Йорк: Макмиллан.
- Кац А., Броберг С., Сахлин К., Варен Дж. Поглощение глюкозы ног во время максимальных динамических упражнений у людей. Am J Physiol. 251 (1, часть 1): E65-70. 1986
- Айви, JL. Регулирование восстановления мышечного гликогена, синтеза и восстановления мышечного белка после упражнений. Журнал спортивной науки и медицины (2004) 3, 131-138.
Что такое гликоген? (с иллюстрациями)
Гликоген — это молекула полисахарида, которая хранится в клетках животных вместе с водой и используется в качестве источника энергии. При расщеплении в организме она превращается в глюкозу, важный источник энергии для животных. У животных он играет роль, аналогичную крахмалу в растениях. Было проведено множество исследований этой молекулы и ее роли в организме с тех пор, как она была признана важной частью системы накопления энергии в организме.
Животные получают гликоген, употребляя в пищу такие углеводы, которые содержатся в картофеле.Животные получают эту молекулу из углеводов, вырабатывая ее в печени, мышцах и пищеварительном тракте в процессе пищеварения. Гликоген накапливается в мышечной ткани и в печени, и его уровень достигает пика сразу после еды.У человека в любой момент времени в организме может храниться около 2000 килокалорий. Когда люди едят, уровни обновляются, и организм работает над тем, чтобы поддерживать количество как можно более стабильным, чтобы обеспечить стабильный запас энергии.
Спортсмены, как правило, едят много углеводов перед выполнением упражнений на выносливость, чтобы избежать истощения их запасов гликогена, что может привести к их «упадку».»Хранение этой молекулы менее эффективно, чем хранение жирных кислот, что может заставить некоторых задуматься, почему организм не хранит всю энергию в этой форме. У животных есть несколько причин, по которым они откладывают гликоген, несмотря на сомнительную эффективность. Во-первых, мозгу нужна глюкоза, поэтому ему необходимы запасы энергии, которые удовлетворят его потребности.Во-вторых, эта молекула используется для регулирования уровня глюкозы в крови между приемами пищи.
Гликоген может быстро превращаться в глюкозу при понижении уровня сахара в крови.Спортсмены могут оказаться в ситуации, когда их резервы истощаются.Это происходит при упражнениях на выносливость, когда организм медленно расходует запасы в течение соревнований, таких как марафон. Когда эта точка достигается, это иногда называют «ударом о стену» из-за напряжения, которое она оказывает на тело. Размер и физическое состояние спортсмена влияют на то, когда он или она ударится о стену. Спортсмены пытаются избежать этого, загружая углеводы перед соревнованиями, и они также быстро едят после соревнований, чтобы восстановить свои резервы.
Гликоген хранится в печени.У некоторых людей есть состояния, известные как болезни накопления гликогена. Такие условия обычно носят генетический характер и вызваны проблемами с генами, которые регулируют процесс его создания и хранения. У людей также могут быть проблемы с расщеплением молекулы на глюкозу. Люди с этими состояниями могут испытывать широкий спектр проблем со здоровьем в зависимости от типа заболевания и того, насколько рано оно выявляется.
Гликоген накапливается в печени, и его уровень достигает пика сразу после еды.Что такое гликогенез? (с иллюстрациями)
Гликогенез — это способ организма сохранять глюкозу в форме полисахарида, называемого гликогеном. Это длинная цепочка молекул глюкозы, которая может компактно храниться в клетках. Тип связи, соединяющий молекулы глюкозы, очень легко разрушается, поэтому гликоген может быстро превращаться в глюкозу при понижении уровня сахара в крови.
Гликоген в наибольшей концентрации находится в печени.Гликоген иногда называют животным крахмалом, и это способ организма накапливать углеводы. Это разветвленная цепь из тысяч единиц глюкозы. Хотя он присутствует в большинстве тканей, его наибольшая концентрация находится в печени и мышцах.
Когда человек ест сахар, поджелудочная железа реагирует избыточной выработкой инсулина.Метаболизм в печени обеспечивает буфер для уровней глюкозы в крови, обеспечивая их стабильность. Количество гликогена в печени сильно варьируется в зависимости от того, как недавно человек ел. Он накапливается до высокого уровня после еды, а затем уменьшается, поскольку организм использует его для получения энергии.
Когда человек ест, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, сигнализируя печени о начале синтеза гликогена.После еды поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который дает сигнал печени инициировать синтез гликогена. Этот процесс гликогенеза начинается с фермента гликогенсинтазы , который производит гликоген. Он берет активированную молекулу глюкозы и добавляет ее в цепь гликогена. Этот фермент очень специфичен. Он сформирует основу гликогена, но не будет разветвляться.
Гликоген может быстро превращаться в глюкозу при понижении уровня сахара в крови.Для добавления ответвлений к растущей цепи требуется специальный фермент разветвления. Для этого требуется цепочка не менее 11 единиц глюкозы. Затем он установит соответствующую связь, чтобы вызвать разветвление в цепи.Как только была добавлена разветвленная связь, гликогенсинтаза добавляет к ней единицы глюкозы. Разветвления предоставляют ряд возможностей для синтеза или деградации по сравнению с наличием только одной прямой цепи.
Если в клетке больше нет гликогена, есть соединение, которое может действовать как праймер, так что гликогенез может продолжаться.Считается, что в качестве такого праймера действует белок гликогенин . Он связывает глюкозу с частью своей структуры, и гликогенсинтаза может использовать эту глюкозу в качестве исходного материала для создания остальной части цепи гликогена.
Часть пути гликогенеза включает синтез активированной глюкозы, которую гликогенсинтаза использует для удлинения цепи.Глюкоза может входить и выходить из клеток, а глюкозо-6-фосфат — нет. Таким образом, глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат. Это соединение затем превращается в глюкозо-1-фосфат, а затем в активированную единицу глюкозы, известную как UDP-глюкоза.
Гликогенсинтаза существует в активной и неактивной формах, поскольку важно, чтобы фермент не был активен при разложении гликогена.Фермент регулируется добавлением или удалением фосфатной группы, что известно как фосфорилирование . В своей активной форме он не имеет фосфатной группы. Когда добавляется фосфатная группа, она становится неактивной. Он может фосфорилироваться с помощью ряда различных ферментов и имеет сложный способ регуляции.
Важным фактором гликогенеза является то, что первоначальный фермент, расщепляющий гликоген, инактивируется после начала синтеза гликогена.Этот фермент известен как гликогенфосфорилаза и также имеет сложный способ регуляции. В отличие от гликогенсинтазы, она активируется путем фосфорилирования.
Путь синтеза гликогена в мышцах выполняет другую функцию, чем в печени. Запасенная глюкоза предназначена для использования в мышцах в качестве источника энергии.Он не попадает в кровь, как глюкоза из запасов гликогена в печени.
Низкий уровень сахара в крови может вызвать обморок.Что такое болезнь накопления гликогена?
Гликоген и болезни накопления гликогена
Гликоген — это форма накопления глюкозы (сахара) в организме.Это сложный материал, состоящий из отдельных молекул глюкозы, связанных друг с другом в длинные цепочки с множеством ответвлений от цепей (как дерево). Гликоген в основном хранится в клетках печени и мышц, но почки и кишечник также хранят некоторое ограниченное количество гликогена.
Метаболизм — это процесс, с помощью которого наш организм расщепляет пищу, которую мы едим, и превращает ее в энергию. Кратко рассмотрим метаболизм: простая форма сахара, называемая глюкозой, является основным источником энергии для нашего организма.После еды у нас в крови слишком много глюкозы, поэтому наш организм накапливает лишнюю глюкозу в форме гликогена (так же, как мы кладем лишние деньги в банк). Когда нашему телу требуется больше энергии, определенные ферменты превращают гликоген обратно в глюкозу и забирают его из печени и мышц (точно так же, как мы забираем деньги из банка).
Справочник по заболеваниям накопления гликогена
Болезнь накопления гликогена (GSD)
Основная проблема всех болезней накопления гликогена — это использование и накопление гликогена.Иногда GSD также называют гликогенозами, потому что они вызваны затруднениями в метаболизме гликогена.
Все болезни накопления гликогена считаются наследственными нарушениями обмена веществ. Нарушение обмена веществ — это заболевание, нарушающее обмен веществ. Таким образом, человеку с нарушением обмена веществ сложно расщеплять определенные продукты и создавать энергию. Заболевание обмена веществ чаще всего вызывается отсутствием или дефицитом фермента (или белка). Фермент может помочь организму преобразовать пищу в энергию.В организме много ферментов, и каждый действует как машина на конвейере. Когда один из ферментов не работает должным образом, процесс расщепления определенных продуктов может идти медленнее или полностью прекращаться.
У человека с болезнью накопления гликогена (GSD) отсутствует или дефицит одного из ферментов, ответственных за производство или расщепление гликогена в организме. Это называется дефицитом ферментов. Дефицит фермента вызывает либо аномальные концентрации гликогена в тканях (слишком много или слишком мало), либо неправильно или ненормально сформированный гликоген (неправильная форма).В зависимости от типа GSD у человека дефицит ферментов может иметь значение во всех частях тела или только в некоторых частях тела, например, в печени или мышцах. Обычно формы GSD описываются той частью тела, которая испытывает проблемы из-за дефицита ферментов. Чаще всего это следующие категории: только печень, только мышцы или и печень, и мышцы. Другие системы, которые могут быть задействованы, включают клетки крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты), сердце и почки среди других.
Все типы GSD приводят к тому, что организм либо не может вырабатывать достаточное количество глюкозы, либо не может использовать глюкозу в качестве формы энергии. Определение того, какой тип GSD у человека (диагноз), зависит от индивидуальных симптомов. Обычно врач проводит медицинский осмотр и анализ крови и мочи. Иногда требуется биопсия мышцы и / или печени, чтобы измерить количество определенного фермента в этой части тела.
Существует около одиннадцати известных типов GSD, которые классифицируются по номеру, названию дефектного фермента или имени врача, который первым описал это состояние.Например, болезнь накопления гликогена типа Ia, вызванная дефектом фермента глюкозо-6-фосфатазы, первоначально была известна как «болезнь фон Гирке» (по имени Эдгара фон Гирке, доктора, который ее обнаружил), но также упоминается как «болезнь фон Гирке». Болезнь накопления гликогена при дефиците глюкозо-6-фосфатазы ».
GSD — это генетические нарушения. Это означает, что они вызваны изменением части генетической информации человека. Наша генетическая информация хранится в генах. Гены служат инструкцией для нашего тела.Они говорят нашему телу, как расти и функционировать. Они также определяют наши физические особенности, такие как цвет волос и глаз. В каждой клетке нашего тела содержится около 30 000 генов. Мы получаем по два набора каждого гена, один от нашей матери и один от отца. Вот почему мы кажемся комбинацией наших родителей. Наши родители не могут контролировать, какие гены они передают нам. Гены, которые мы унаследовали от родителей, возникают случайно.
Если есть изменение в генетической информации, содержащейся в одном из этих генов, наши тела не могут прочитать его инструкции.Следовательно, это может повлиять на работу нашего тела. Это похоже на отсутствие страницы в инструкции по сборке прибора. Без этой страницы мы не смогли бы правильно собрать прибор, и он не смог бы работать. Почти все формы GSD возникают, когда ребенок наследует неправильную генетическую инструкцию как от матери, так и от отца (аутосомно-рецессивное наследование). Некоторые формы GSD вызываются генетическим изменением, которое передается от матери к сыну (пол или наследование, сцепленное с Х-хромосомой).
Гликогенез
Биосинтез глюкозы:
Глюконеогенез:
Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы. из неуглеводных источников. Отправная точка глюконеогенеза пировиноградная кислота, хотя щавелевоуксусная кислота и дигидроксиацетон фосфаты также обеспечивают точки входа. Молочная кислота, немного амино кислоты из белка и глицерин из жира могут быть преобразованы в глюкоза.Глюконеогенез аналогичен, но не наоборот гликолиза, некоторые этапы идентичны в обратном порядке. направление и три из них новые. Не вдаваясь в подробно, общая последовательность глюконеогенеза приведена в рисунок слева.
Обратите внимание, что щавелевоуксусная кислота синтезируется из пировиноградной кислоты. на первом этапе. Щавелевоуксусная кислота также является первым соединением реагировать с ацетил-КоА в цикле лимонной кислоты.Концентрация ацетил-КоА и АТФ определяет судьбу щавелевоуксусной кислоты. Если концентрация ацетил-КоА низкая и концентрация АТФ высок, тогда продолжается глюконеогенез. Также обратите внимание, что ATP требуется для последовательности биосинтеза глюконеогенеза.
Глюконеогенез происходит в основном в печени с небольшим количеством также происходит в коре почек. Очень слабый глюконеогенез происходит в головном мозге, скелетных мышцах, сердечных мышцах или других ткани тела.Фактически, эти органы очень нуждаются в глюкозе. Следовательно, в печени постоянно происходит глюконеогенез. для поддержания уровня глюкозы в крови для удовлетворения этих требований.
Ссылка на: Интерактивный
Глюконеогенез (наведите курсор на стрелки)
Джим Харди, профессор химии, Университет Акрона.
Ссылка на Родни Бойера — Глюконеогенез —
| Тест: сколько требуется молекул пировиноградной кислоты сделать глюкозу? | Ответ Пировиноградная кислота имеет 3 атома углерода, глюкоза имеет 6 атомов углерода, поэтому 2 пировиноградных молекулы кислоты необходимо. |
Гликоген — лучший друг ваших мышц — Блог
Если вы спортсмен на выносливость, вы уже знаете, что гликоген — ваш лучший друг. Если вы только выходите на арену, понимание того, что гликоген может сделать для вашей физической работоспособности, поможет вам пройти долгий путь. Давайте разберемся!
Что такое гликоген?
Гликоген — это способ организма накапливать глюкозу в отдельности, объединяя их вместе, чтобы образовать более крупную молекулу, которая позже может быть расщеплена для получения энергии.
Откуда это?
Когда мы едим, углеводы в нашей пище расщепляются на отдельные молекулы глюкозы и попадают в кровоток. Если есть немедленная потребность в энергии, эта глюкоза будет использована, в противном случае организм может сохранить ее в виде гликогена для дальнейшего использования.
Где хранится?
Наш организм накапливает гликоген в печени до 400 калорий и в скелетных мышцах до 1600 калорий. Печень расщепляет гликоген, чтобы регулировать уровень сахара в крови.Например, если мы какое-то время не ели, а уровень сахара в крови падает, печень говорит: «У меня здесь есть немного энергии, я могу ее разложить и поделиться с кровью». Гликоген работает в мышцах немного иначе, обеспечивая энергию непосредственно для сокращения мышц во время упражнений.
Как привыкнуть?
Во время тренировки ваше тело будет использовать все источники энергии, включая жир и гликоген, но на разных уровнях. Во-первых, организм будет использовать гликоген в мышцах и печени в большей степени, потому что он легче расщепляется, чем жир в жировой ткани.Кроме того, во время кардиотренировок организму требуется «легкая» энергия.
После двух часов интенсивной активности организм, как правило, сжигает гликоген в мышцах и печени и теперь в основном использует свободные жирные кислоты и глюкозу в крови для получения энергии. В это время для выработки глюкозы организм начинает глюконеогенез, процесс преобразования субстратов, не относящихся к глюкозе (таких как жир и белок), в глюкозу, которая будет использоваться для получения энергии. Этот процесс не идеален, поскольку он не производит столько энергии, сколько аэробный гликолиз, и не является эффективным путем.Кроме того, диета с низким содержанием углеводов быстрее истощает запасы гликогена в печени и мышцах.
Когда спортсмены соревнуются с высоким процентным содержанием VO2 и могут стать несколько анаэробными, они больше не могут использовать жир так эффективно и будут полагаться преимущественно на гликоген и глюкозу как источники энергии, поэтому потребление диеты с достаточным содержанием углеводов является полезным. VO2 max или максимальное потребление кислорода — это максимальное количество кислорода, которое человек может использовать во время интенсивных или максимальных упражнений.Это измерение используется для описания состояния сердечно-сосудистой системы и аэробной выносливости. Чем больше кислорода кто-то может использовать во время тренировки, тем больше энергии он сможет произвести.
Чтобы обеспечить адекватные запасы гликогена, спортсмены должны потреблять не менее 300-400 граммов углеводов в день во время тренировки и перед соревнованием. В день соревнований они должны съесть 150-300 граммов углеводов за 3-4 часа до соревнований, а также съесть 60-120 граммов углеводов за час до соревнований и около 50 граммов углеводов непосредственно перед соревнованиями.Во время упражнений спортсмены должны потреблять не менее 30-60 граммов углеводов в час, в идеале — в меньших количествах каждые 10-15 минут на протяжении соревнований, а также во время тренировок, чтобы избежать истощения и максимизировать производительность.
Как мне восполнить запасы гликогена после тренировки?
После интенсивной активности пополнение запасов гликогена имеет решающее значение для восстановления тканей, первоначального восстановления, а также помогает вам прийти в норму для следующей тренировки.Синтез гликогена — это несколько медленный процесс, поэтому для его максимального увеличения рекомендуется принимать углеводную добавку сразу после тренировки с белком. Хорошее практическое правило — потреблять 4 грамма углеводов на 1 грамм белка. Попробуйте шоколадное молоко или банан с арахисовым маслом — вот почему вы всегда видите эти закуски в конце гонок.
Источники
Альганнам А., Гонсалес Дж., Беттс Дж. Восстановление мышечного гликогена и функциональной способности: роль совместного приема углеводов и белков после тренировки.MDPI. http://www.mdpi.com/2072-6643/10/2/253/htm. Опубликовано 23 февраля 2018 г. Проверено 30 мая 2018 г.
Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. Выбор топлива во время тренировки определяется интенсивностью и продолжительностью активности. Биохимия. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22417/. Опубликовано в 2002 г. По состоянию на 30 мая 2018 г.
Berg JM. Метаболизм гликогена. Успехи педиатрии. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21190/. Опубликовано 1 января 1970 г. По состоянию на 30 мая 2018 г.
Плющ JL.Синтез мышечного гликогена до и после тренировки. Спортивная медицина . 1991; 11 (1): 6-19. DOI: 10.2165 / 00007256-199111010-00002.
Плющ JL. Регуляция восстановления мышечного гликогена, синтеза и восстановления мышечного белка после упражнений. Журнал спортивной науки и медицины . 2004; 3 (3): 131-1385. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3905295/. Доступ 30 мая 2018 г.
Маккалок Д. Как наши тела превращают пищу в энергию. Как наши тела превращают пищу в энергию.https://wa.kaiserpermanente.org/healthAndWellness?item=/common/healthAndWellness/conditions/diabetes/foodProcess.html. Опубликовано 1 марта 2014 г. Проверено 30 мая 2018 г.
