Где содержится гликоген: Гликоген + продукты богатые гликогеном

Содержание

Гликоген + продукты богатые гликогеном

Стойкость нашего организма к неблагоприятным условиям внешней среды объясняется его умением делать своевременные запасы питательных веществ. Одним из важных «запасных» веществ организма является гликоген – полисахарид, образуемый из остатков глюкозы.

При условии, что человек ежесуточно получает необходимую норму углеводов, то глюкоза, находящаяся в виде гликогена клеток, может быть оставлена про запас. Если же человек испытывает энергетический голод, в таком случае происходит активация гликогена, с его последующей трансформацией в глюкозу.

Продукты богатые гликогеном:

Общая характеристика гликогена

Гликоген в простонародье называют животным крахмалом. Он представляет собой запасной углевод, который производится в организме животных и человека. Его химическая формула - (C6H10O5)n. Гликоген является соединением глюкозы, которая в виде мелких гранул откладывается в цитоплазме клеток мышц, печени, почек, а также в клетках мозга и белых кровяных тельцах. Таким образом, гликоген представляет собой энергетический резерв, способный восполнить недостаток глюкозы, в случае отсутствия полноценного питания организма.

Это интересно!

Клетки печени (гепатоциты) являются лидерами по накоплению гликогена! Они могут на 8 процентов своего веса состоять из этого вещества. При этом клетки мышц и других органов, способны накапливать гликоген в количестве не более 1 – 1,5%. У взрослых общее количество гликогена печени может достигать 100—120 грамм!

Суточная потребность организма в гликогене

По рекомендации медиков, суточная норма гликогена не должна быть ниже 100 граммов в сутки. Хотя необходимо учесть, что гликоген состоит из молекул глюкозы, и расчет может осуществляться только на взаимозависимом основании.

Потребность в гликогене возрастает:
  • В случае повышенных физических нагрузок, связанных с выполнением большого количества однообразных манипуляций. В результате этого, мышцы страдают от недостатка кровенаполнения, а также от нехватки глюкозы в крови.
  • При выполнении работ, связанных с мозговой деятельностью. В данном случае, гликоген, содержащийся в клетках мозга, быстро преобразуется в энергию, необходимую для работы. Сами же клетки, отдав накопленное, требуют пополнения запасов.
  • В случае ограниченного питания. В данном случае, организм, недополучая глюкозу из продуктов питания, начинает перерабатывать свои запасы.
Потребность в гликогене снижается:
  • При употреблении большого количества глюкозы и глюкозоподобных соединений.
  • При заболеваниях, связанных с повышенным употреблением глюкозы.
  • При болезнях печени.
  • При гликогенезах, вызванных нарушением ферментативной деятельности.
Усваиваемость гликогена

Гликоген относится к группе быстро усваиваемых углеводов, с отсрочкой к исполнению. Данная формулировка объясняется так: до тех пор, пока в организме достаточно прочих источников энергии, гликогеновые гранулы будут храниться в нетронутом виде. Но как только мозг подаст сигнал о недостатке энергетического обеспечения, гликоген под воздействием ферментов начинает преобразовываться в глюкозу.

Полезные свойства гликогена и его влияние на организм

Поскольку молекула гликогена представлена полисахаридом глюкозы, то его полезные свойства, а также влияние на организм соответствует свойствам глюкозы.

Гликоген является полноценным источником энергии для организма в период нехватки питательных веществ, необходим для полноценной умственной и физической деятельности.

Взаимодействие с эссенциальными элементами

Гликоген обладает способностью быстро преобразовываться в молекулы глюкозы. При этом он отлично контактирует с водой, кислородом, рибонуклеиновой (РНК), а также дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислотами.

Признаки нехватки гликогена в организме

  • апатия;
  • ухудшение памяти;
  • снижение мышечной массы;
  • слабый иммунитет;
  • депрессивное настроение.
Признаки избытка гликогена
  • сгущение крови;
  • нарушения функций печени;
  • проблемы с тонким кишечником;
  • увеличение массы тела.
Гликоген для красоты и здоровья

Поскольку гликоген является внутренним источником энергии в организме, то его недостаток способен вызвать общее снижение энергетичности всего организма. Это отражается на деятельности волосяных фолликулов, клеток кожи, а также проявляется в потере блеска глаз.

Достаточное же количество гликогена в организме, даже в период острой нехватки свободных питательных веществ, сохранит энергичность, румянец на щеках, красоту кожи и блеск волос!

Мы собрали самые важные моменты о гликогене в этой иллюстрации и будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или блоге, с ссылкой на эту страницу:

Рейтинг:

5.1/10

Голосов: 9

Другие популярные нутриенты:

где содержится, какую роль выполняет, симптомы недостатка

Организм человека всегда был и останется точно отлаженным механизмом, который функционирует по собственным законам. Любые отклонения способны вызвать сбой системы. Стойкость организма к неблагоприятной среде можно объяснить, его способностью вовремя запасать питательные вещества. Одним из них выступает гликоген, который образуется из остатков глюкозы. Он выполняет своих функции и определенные нормы. Остается узнать, где содержится гликоген.

Если ты каждый день получаешь положенную норму углеводов, то глюкоза в виде полисахарида клеток может откладываться в качестве запасов. При энергетическом голоде гликоген активируется, а затем трансформируется в глюкозу.

О гликогене

Чаще по время каждого приема пищи ты получаешь углеводы, поступающие в кровь в виде глюкозы. Но бывает, что ее настолько много, что излишки накапливаются в виде гликогена. При возникшей потребности последний проходит процесс расщепления и обогащает твое тело необходимой энергией.

Биохимические свойства

Первым, кто открыл вещество, стал Бернар. Это произошло 160 лет назад. Он изучал клетки печени, где и обнаружил, так называемые «запасные» углеводы. Концентрация последних происходит в клеточной цитоплазме. Запас вещества у взрослого человека – 5% от массы тела. Это около 120 грамм.

Метаболизм

Состоит из двух процессов:

  1. Синтеза. Сначала гликоген запасается, повышается уровень глюкозы. Затем инсулин попадает в кровоток. Фермент расщепляет углеводы. Глюкоза превращается в гликоген непосредственно в печени.
  2. Распада. Запускается в момент голода или, когда ты активничаешь. Как только появляется необходимость, вещество мобилизуется из депо, а затем происходит его превращение в глюкозу. После истощения запасов, в мозг поступает сигнал о потребности в «дозаправке».

Функции гликогена

Кроме запасного компонента, вещество способно играть и другие роли.

В печени

Обеспечивает поддержку нормального уровня сахара в крови.

В мышцах

Здесь вещества меньше, чем в печени. Основной задачей является обеспечение движения.

Влияние гликогена на вес тела

Количество запасов этого вещества – 400 грамм. Каждый из последних связывает по четыре грамма воды, значит, количество сложного углевода равняется двум килограммам водного раствора гликогена. Когда ты занимаешься спортом, организм теряет энергетический запас, а также жидкость в четыре раза больше. Поэтому возникает потоотделение. К этому можно отнести и экспресс-диеты для похудения, когда ты употребляешь продукты, где содержится малое количество гликогена или его нет вообще. В основном речь идет о низкоуглеводном рационе питания. В таком случае происходит интенсивный расход гликогена, а также жидкости – один литр равняется одному килограмму веса. Однако, если ты вернешься к рациону с обычным содержанием калорий, запасы быстро восстановятся и жидкость также вернется. Этим можно объяснить кратковременный эффект быстрой потери лишних килограмм.

Рекомендуем также ознакомиться: «Гликоген – как он влияет на твои тренировки?».

В каких продуктах содержится гликоген?

Если он превышает норму содержания в организме, сократи потребление углеводов. Лучше отдавать предпочтение белку. При недостатке необходимо есть фрукты, мед и сладости, а также некоторые овощи, например, морковь.

Дефицит и излишек: как определить

Избыточное количество вызывает сгущение крови, сбои функционирования кишечника и набор лишнего веса.

Из-за недостатка полисахарида возникают расстройства, связанные с психоэмоциональным состоянием, например, депрессии или апатия. Также происходит потеря концентрации внимания.

Теперь ты знаешь, где содержится гликоген и о том, что это важный источник резерва для энергетических запасов организма. Если у тебя пропала мотивация к тренировкам, или заметил симптомы недостатков этого вещества, то пришло время задуматься об улучшении собственного рациона.

Продукты содержащие гликоген таблица

Организм получает энергию из пищи. Примерно половину энергетической потребности покрывают продукты, содержащие углеводы. Для похудения необходим баланс поступления и расхода калорий.

Зачем организму углеводы

Углеводы сгорают быстрее белков и тем более жиров. Они поддерживают иммунитет, входят в состав клеток, участвуют в регуляции обмена веществ, синтезе нуклеиновых кислот, которые передают наследственную информацию.

Кровь взрослого содержит примерно 6г глюкозы. Данный запас обеспечивает энергией на 15 минут.

Для поддержания уровня сахара в крови организм вырабатывает гормоны инсулин и глюкагон:

  • Инсулин снижает уровень глюкозы в крови, преобразует ее в жир или в гликоген (животный крахмал), его накапливают печень и мышцы.
  • Глюкагон повышает уровень сахара в крови.

Из продуктов, богатых углеводами, организм извлекает гликоген. При его достаточном запасе превращает избыток поступивших углеводов в жир.

Организм расходует гликоген между приемами пищи, запаса хватает на 10-15 часов. Значительное снижение уровня сахара вызывает чувство голода.

Углеводы различают по степени сложности молекулы, упорядочивают следующим образом: моносахариды, дисахариды, полисахариды.

Продукты, содержащие сложные углеводы, организм расщепляет на моносахариды (глюкозу), которая через кровь поступает для питания клеток.

Некоторые продукты содержат неусвояемые углеводы – клетчатку (пищевые волокна, пектиновые вещества), которые полезны для перистальтики кишечника, удаления из организма вредных веществ, связывания холестерина, деятельности микрофлоры.

Таблица углеводов в зависимости от сложности молекулы
Название Тип углевода Какие продукты содержат
Простые сахара
Глюкоза Моносахарид Виноград, виноградный сок, мед
Фруктоза (фруктовый сахар) Моносахарид Яблоки, цитрусовые, персики, арбуз, сухофрукты, соки, компоты, варенья, мед
Сахароза (пищевой сахар) Дисахарид Сахар, кондитерские мучные изделия, соки, компоты, варенья
Лактоза (молочный сахар) Дисахарид Сливки, молоко, кефир
Мальтоза (солодовый сахар) Дисахарид Пиво, квас
Полисахариды
Крахмал Полисахарид Мучные изделия (хлеб, макароны), крупы, картофель
Гликоген (животный крахмал) Полисахарид Энергетический запас организма, содержат печень и мышцы
Клетчатка Полисахарид Гречневая, перловая, овсяная крупы, пшеничные и ржаные отруби, хлеб из муки грубого помола, фрукты, овощи

Самое быстрое усвоение – у глюкозы, ей уступает фруктоза. Под действием кислоты желудочного сока, ферментов быстро всасываются лактоза и мальтоза.

Продукты, содержащие сложные углеводы – например, крахмал – организм расщепляет на простые сахара в тонком кишечнике, после прохождения через желудок. Процесс медленный, его замедляет клетчатка, которая препятствует всасыванию сахаров.

Продукты для похудения, содержащие углеводы

Значительная часть углеводов поступает из зерновых и бобовых. Они богаты растительным белком, витаминами и минералами.

Максимум полезных веществ содержат зародыш и оболочка зерновых. Поэтому чем выше степень обработки продукта, тем меньше в нем полезного.

В бобовых масса белка, но организм их усваивает на 70%. Бобовые блокируют отдельные пищеварительные ферменты, что в некоторых случаях нарушает пищеварение, может повредить стенки тонкого кишечника.

Наибольшая пищевая ценность в продуктах из цельного зерна, которые содержат клетчатку и отруби, а также в крупах.

Очищенный рис легко переваривается, но в нем мало витаминов, минералов, клетчатки. В пшене и перловой крупе клетчатки больше. Гречка богата железом. Овсяная крупа калорийна, богата калием, магнием, цинком.

Значительное поступление углеводов ошибочно связывают с увеличением массы тела. В действительности продукты, содержащие углеводы, не вызывают переедания, в обычных условиях не увеличивают жировые запасы. Организм усваивает их быстрее белков и жиров, получает необходимые калории. Поэтому отпадает необходимость окислять все поступившие жирные продукты – именно их избыток образует отложения.

В некоторых продуктах, содержащих углеводы, также много жира. Например, в шоколаде его до 45%, в кондитерском креме – до 55%. Чтобы похудеть или сохранить вес на прежнем уровне, полезно снизить потребление жирной пищи.

Чтобы похудеть, во второй половине дня не стоит употреблять продукты, содержащие углеводы.

Таблица (список) продуктов для похудения

Углеводы содержат сладкие, мучные продукты, каши, фрукты, фруктовые соки, ягоды, молокопродукты.

Чтобы похудеть, полезно употреблять в день не больше 50-60г продуктов, содержащих углеводы.

Для поддержания веса на стабильном уровне допустимо включать в ежедневный рацион до 200г данных продуктов.

Поступление свыше 300г углеводов увеличивает вес.

Таблица продуктов, богатых углеводами, для похудения
Продукты Калорийность (ккал в 100г) Содержание углеводов в 100г
Крупы
Рис 372 87,5
Хлопья кукурузные 368 85
Мука простая 350 80
Сырой овес, орехи, сухофрукты 368 65
Хлеб белый 233 50
Хлеб из муки грубого помола 216 42,5
Рис вареный 123 30
Отруби пшеничные 206 27,5
Макароны вареные 117 25
Кондитерские изделия
Пирожное с кремом 440 67,5
Печенье песочное 504 65
Выпечка сдобная 527 55
Бисквит сухой 301 55
Эклеры 376 37,5
Мороженое молочное 167 25
Молоко и молочные продукты
Кефир фруктовый 52 17,5
Молоко цельное сухое без сахара 158 12,5
Кефир 52 5
Мясо и мясные продукты
Колбаса говяжья жареная 265 15
Колбаса свиная жареная 318 12,5
Колбаса ливерная 310 5
Рыба и морепродукты
Креветки жареные 316 30
Треска, жаренная в масле 199 7,5
Камбала, жаренная в сухарях 228 7,5
Окунь, приготовленный в духовке 196 5
Овощи
Картофель, жаренный на растительном масле 253 37,5
Перец зеленый сырой 15 20
Картофель вареный 80 17,5
Зерна сладкой кукурузы 76 15
Свекла вареная 44 10
Фасоль вареная 48 7,5
Морковь вареная 19 5
Фрукты
Изюм сушеный 246 65
Смородина сушеная 243 62,5
Финики сушеные 248 62,5
Чернослив 161 40
Бананы свежие 79 20
Виноград 61 15
Вишня свежая 47 12,5
Яблоки свежие 37 10
Персики свежие 37 10
Инжир зеленый свежий 41 10
Груши 41 10
Абрикосы свежие 28 7,5
Апельсины свежие 35 7,5
Мандарины свежие 34 7,5
Компот из черной смородины без сахара 24 5
Грейпфрут свежий 22 5
Дыни медовые 21 5
Малина свежая 25 5
Земляника свежая 26 5
Орехи
Каштаны 170 37,5
Масло ореховое мягкое 623 12,5
Орехи лесные 380 7,5
Кокос сушеный 604 7,5
Арахис соленый жареный 570 7,5
Миндаль 565 5
Орехи грецкие 525 5
Сахар и варенье
Сахар белый 394 99,8
Мед 288 77,5
Джем 261 70
Мармелад 261 70
Конфеты
Леденцы 327 87,5
Ирис 430 70
Шоколад молочный 529 60
Безалкогольные напитки
Шоколад жидкий 366 77,5
Какао-порошок 312 12,5
Кока-кола 39 10
Лимонад 21 5
Алкогольные напитки
Спирт 70%-ный 222 35
Вермут сухой 118 25
Вино красное 68 20
Вино сухое белое 66 20
Пиво 32 10
Соусы и маринады
Маринад сладкий 134 35
Кетчуп томатный 98 25
Майонез 311 15
Супы
Суп куриный с лапшой 20 5

Вред от избытка продуктов, содержащих углеводы

Употребление в больших количествах углеводной пищи истощает инсулиновый аппарат, вызывает нехватку минеральных солей, витаминов, сбои в работе внутренних органов, нарушает переработку и усвоение пищи.

Продукты распада углеводов подавляют полезную микрофлору. Например, вступают в противоборство дрожжи, которые применяют для приготовления белого хлеба.

Вред изделий из дрожжевого теста давно замечен. У некоторых народов хлеб выпекают исключительно из пресного теста, данное правило закреплено в догматах веры.

Стойкость нашего организма к неблагоприятным условиям внешней среды объясняется его умением делать своевременные запасы питательных веществ. Одним из важных «запасных» веществ организма является гликоген – полисахарид, образуемый из остатков глюкозы.

При условии, что человек ежесуточно получает необходимую норму углеводов, то глюкоза, находящаяся в виде гликогена клеток, может быть оставлена про запас. Если же человек испытывает энергетический голод, в таком случае происходит активация гликогена, с его последующей трансформацией в глюкозу.

Продукты богатые гликогеном:

Общая характеристика гликогена

Гликоген в простонародье называют животным крахмалом. Он представляет собой запасной углевод, который производится в организме животных и человека. Его химическая формула – (C6H10O5)n. Гликоген является соединением глюкозы, которая в виде мелких гранул откладывается в цитоплазме клеток мышц, печени, почек, а также в клетках мозга и белых кровяных тельцах. Таким образом, гликоген представляет собой энергетический резерв, способный восполнить недостаток глюкозы, в случае отсутствия полноценного питания организма.

Это интересно!

Клетки печени (гепатоциты) являются лидерами по накоплению гликогена! Они могут на 8 процентов своего веса состоять из этого вещества. При этом клетки мышц и других органов, способны накапливать гликоген в количестве не более 1 – 1,5%. У взрослых общее количество гликогена печени может достигать 100—120 грамм!

Суточная потребность организма в гликогене

По рекомендации медиков, суточная норма гликогена не должна быть ниже 100 граммов в сутки. Хотя необходимо учесть, что гликоген состоит из молекул глюкозы, и расчет может осуществляться только на взаимозависимом основании.

Потребность в гликогене возрастает:
  • В случае повышенных физических нагрузок, связанных с выполнением большого количества однообразных манипуляций. В результате этого, мышцы страдают от недостатка кровенаполнения, а также от нехватки глюкозы в крови.
  • При выполнении работ, связанных с мозговой деятельностью. В данном случае, гликоген, содержащийся в клетках мозга, быстро преобразуется в энергию, необходимую для работы. Сами же клетки, отдав накопленное, требуют пополнения запасов.
  • В случае ограниченного питания. В данном случае, организм, недополучая глюкозу из продуктов питания, начинает перерабатывать свои запасы.
Потребность в гликогене снижается:
  • При употреблении большого количества глюкозы и глюкозоподобных соединений.
  • При заболеваниях, связанных с повышенным употреблением глюкозы.
  • При болезнях печени.
  • При гликогенезах, вызванных нарушением ферментативной деятельности.
Усваиваемость гликогена

Гликоген относится к группе быстро усваиваемых углеводов, с отсрочкой к исполнению. Данная формулировка объясняется так: до тех пор, пока в организме достаточно прочих источников энергии, гликогеновые гранулы будут храниться в нетронутом виде. Но как только мозг подаст сигнал о недостатке энергетического обеспечения, гликоген под воздействием ферментов начинает преобразовываться в глюкозу.

Полезные свойства гликогена и его влияние на организм

Поскольку молекула гликогена представлена полисахаридом глюкозы, то его полезные свойства, а также влияние на организм соответствует свойствам глюкозы.

Гликоген является полноценным источником энергии для организма в период нехватки питательных веществ, необходим для полноценной умственной и физической деятельности.

Взаимодействие с эссенциальными элементами

Гликоген обладает способностью быстро преобразовываться в молекулы глюкозы. При этом он отлично контактирует с водой, кислородом, рибонуклеиновой (РНК), а также дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислотами.

Признаки нехватки гликогена в организме

  • апатия;
  • ухудшение памяти;
  • снижение мышечной массы;
  • слабый иммунитет;
  • депрессивное настроение.
Признаки избытка гликогена
  • сгущение крови;
  • нарушения функций печени;
  • проблемы с тонким кишечником;
  • увеличение массы тела.
Гликоген для красоты и здоровья

Поскольку гликоген является внутренним источником энергии в организме, то его недостаток способен вызвать общее снижение энергетичности всего организма. Это отражается на деятельности волосяных фолликулов, клеток кожи, а также проявляется в потере блеска глаз.

Достаточное же количество гликогена в организме, даже в период острой нехватки свободных питательных веществ, сохранит энергичность, румянец на щеках, красоту кожи и блеск волос!

Мы собрали самые важные моменты о гликогене в этой иллюстрации и будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или блоге, с ссылкой на эту страницу:

Пожалуйста, оцените статью:

Рейтинг материала: 4.7/5, оценок: 18

Углеводами называют органические соединения, поставляющие в организм необходимую для полноценной жизнедеятельности энергию. Они входят в состав каждой ткани и клеточных структур. На углеводы приходится примерно 2,7 процента от общей массы тела. Без них внутренние органы и системы не могут нормально функционировать. Поддерживать соотношение углеводов в организме становится возможным при сбалансированном питании, включающим в себя продукты, содержащие данные и другие полезные вещества.

Какую роль в организме выполняют углеводы?

Чтобы понимать, почему эти органические соединения настолько важны, необходимо изучить то, какие функции на них возложены. Углеводы, поступающие в организм вместе с пищей, оказывают следующий спектр действий:

  1. Поставляют в организм человека энергетические ресурсы. Это происходит за счет окисления соединения. В результате этого процесса один грамм углевода вырабатывает 17 килоджоулей или 4,1 калорию. Окисление сопровождается расходом либо гликогена (резервный запас углеводов), либо глюкозы.
  2. Принимают участие в образование различных структурных единиц. Благодаря углеводам, в организме строятся клеточные мембраны, вырабатываются нуклеиновые кислоты, ферменты, нуклеотиды и так далее.
  3. Формируют энергетические запасы для организма. Углеводы, принимая форму гликогена, откладываются в мышечных и прочих тканях, печени.
  4. Представляют собой антикоагулянты. Эти вещества разжижают кровь, а также препятствуют образованию тромбов.
  5. Входят в состав слизи, выстилающей желудочно-кишечный тракт, поверхности дыхательной и мочеполовой систем. Покрывая эти внутренние органы, слизь противостоит вирусным и бактериальным инфекциям, оказывает защиту от механических повреждений.
  6. Оказывают положительное воздействие не пищеварение. Углеводы стимулируют функцию пищеварительных ферментов, а, следовательно, улучшают пищеварительные процессы и качество усвоения питательных и ценных веществ, активизируют работу перистальтики желудка.

Кроме того, эти органические соединения повышают защитные функции организма, определяют группу крови, а также снижают вероятность развития онкологических патологий.

Виды углеводов

Органические вещества из группы углеродов делятся на две большие группы — простые и сложные. Первые еще называют быстрыми либо легкоусвояемыми, а вторые — медленными.

Простые углеводы

Отличаются простым составом и быстро усваиваются в организме. Такая особенность углевода приводит к резкому повышению глюкозы в крови. Реакцией организма на употребление простых углеводов становится крупный выброс инсулина — гормона, который ответственен за продуцирование поджелудочной железы.

Уровень сахара под воздействием инсулина снижается ниже стандартной нормы. Таким образом, человек, который недавно съел продукты, богатые простыми углеводами, уже довольно быстро начинает испытывать чувство голода. Кроме того, преобразование молекул сахара в подкожный жир происходит в соотношении один к двум.

Если злоупотреблять пищей, которая богата быстрыми углеводами, это приведет к следующим неблагоприятным последствиям:

  • постоянному ощущение голода и желаниюперекусить;
  • повреждению инсулином кровеносных сосудов;
  • быстрому износу поджелудочной;
  • повышению риска развития сахарного диабета.

Эти негативные воздействия стали главной причиной того, что данные углеводы стали называть вредными либо нежелательными.

Сложные углеводы

Медленные органические соединения, которыми являются клетчатка, гликоген, крахмал, действуют на организм совершенно иным образом. Вещества, входящие в данную группу, обладают сложным составом, а, значит, скорость их усвоения гораздо ниже, чем у быстрых. Данные соединения имеют высокую пищевую ценность и поэтому концентрация сахара практически не повышается, а, следовательно, человек длительное время чувствует сытость.

Поскольку концентрация сахара не слишком высокая, печень успевает его перерабатывать. Это значит, что он практически полностью преобразуется в энергетические ресурсы, а не откладывается в жировые отложения. Таким образом, сложные углеводы не приносят никакого вреда организму, то есть являются полезными.

Ежедневная потребность в углеводах

Суточная норма потребления органического источника энергии обусловлена возрастом, половой принадлежностью, весом, образом жизни и некоторым другим фактором. Чтобы вычислить дневную дозу углеводов, можно воспользоваться следующим расчетом:

  1. определить свою норму веса, то есть от роста отнять 100 сантиметров;
  2. умножить полученное число на 3,5.

Полученное число и станет дневной нормой потребления. Если рост равен 170 см, то количество углеводов, потребляемых в сутки должно составлять 245 грамм.

В каких продуктах содержатся простые углеводы?

К источникам быстрых углеводов относят:

  • натуральный мед, сахар, варенье;
  • сдобную выпечку, кондитерские изделия, батоны;
  • манную и рисовую белую муку;
  • макароны из белых сортов пшеницы;
  • соки и газированные напитки, а также сиропы;
  • сухофрукты и сладкие виды фруктов;
  • некоторые разновидности овощей.

Эти продукты относятся к не самым полезным.

Пищевые продукты Объем углеводов в 100 г (в граммах)
Сахарный песок 99,6
Карамель 88,1
Кукурузные хлопья 83,4
Мед 81,4
Вафли с начинкой из фруктового джема 80,7
Манная крупа 73,2
Мармелад 71,1
Варенье 69,9
Бублики 69,8
Финики 69,1
Крекеры 67,2
Солод ржаной 66,8
Изюм 64,9
Попкорн 62,9
Молочный шоколад 60,2
Макароны быстрого приготовления 56,9
Сдобная выпечка 55,2
Халва 54,3
Шоколадные конфеты 54,1
Венские вафли с карамельной начинкой 53,7
Картофельные чипсы 52,8
Песочное печенье 49,9
Печенье «Орешки» 49,3
Белый хлеб 48,9
Французская булка 47,4
Торты около 46
Кока-кола 42,3
Чернослив 39,8
Пончики 38,9
Яблочный пирог 38,3
Пирожное «Эклер» с кремовой начинкой 35,9
Алкогольные напитки (вина, вермуты и пр.) 20–35
Мороженое 24,9
Белый рис отварной 24,7
Пицца 24,4
Жареный картофель 23,2
Консервированная сладкая кукуруза 22,6
Гренки из белого хлеба 19,6
Хот-дог 19,4
Отварной картофель 16,8
Виноград 15,2
Картофельное пюре 14,3
Вареная свекла 10,2
Пиво 9,8
Апельсиновый сок 8,4
Абрикос 7,8
Тыква 7,4
Дыня 5,3
Арбуз 5,2
Вареная морковь 4,9

В каких продуктах содержатся сложные углеводы?

К источникам медленных углеводов относят:

  • хлебобулочные изделия из муку грубого помола;
  • различные виды грибов;
  • макароны из твердых сортов пшеницы;
  • злаковые и бобовые культуры;
  • большинство видов овощей;
  • разнообразная зелень;
  • несладкие фрукты.

Эти продукты являются полезными.

Пищевые продукты Объем углеводов в 100 г (в граммах)
Фасоль 54,3
Чечевица 53,8
Горький шоколад 48,3
Хлеб из муки грубого помола 46,1
Соя 26,6
Макароны из твердых сортов пшеницы 23,2
Кешью 22,2
Зеленый горошек 13,2
Оливки 12,8
Гранат 11,9
Яблоко 11,4
Груша 10,8
Корневой сельдерей 10,8
Персик 10,2
Сливы 9,9
Крыжовник 9,8
Репчатый лук 9,4
Малина 8,9
Мандарин 8,4
Апельсин 8,3
Бобы 8,2
Красная смородина 8,1
Черная смородина 7,9
Киви 7,6
Грейпфрут 7,4
Орехи (кроме кешью) 7,1–11,6
Кабачок 5,8
Белокочанная капуста 5,7
Брокколи 5,2
Щавель 5,2
Брюссельская капуста 5,1
Болгарский перец 4,9
Цветная капуста 4,8
Редис 4,2
Перьевой зеленый лук 4,2
Стручковая фасоль 4,2
Лимон 3,7
Томаты 3,4
Огурец 2,4
Шпинат 2,4
Листовой салат 2,1
Свежие грибы (кроме шампиньонов) 1,1–3,6
Шампиньоны 0,6

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов?

Избыток углеводов, поступающих в организм вместе с пищей, приводят к тому, что резко повышается концентрация инсулина в крови и начинается быстрое образование жиров. Иными словами, причиной ожирения, сахарного диабета и прочих проблем со здоровьем, связанных с избытком веса, является углеводная пища.

Недостаток таких продуктов в организме тоже вреден. Если углеводы поступают в ограниченном количестве, резервы гликогена поступенно истощаются, в печени накапливаются жиры и развиваются различные дисфункции данного органа. Дефицит этого органического соединения приводит к повышенной утомляемости, общему чувству слабости, снижению физической и интеллектуальной активности.

Когда возникает недостаток углевода, то энергию, необходимую для поддержания жизненно важных функций, организм получает из жировых тканей. Высокая скорость расщепления жиров становится причиной усиленной выработки вредных катенов. Это приводит к окислению организма и кетоацидотической коме.

Появление первых признаков, которые сигнализируют о дефиците либо переизбытке углеводов, следует тщательно пересмотреть и в дальнейшем скорректировать ежедневный рацион. Правильно составленное меню позволяет избежать негативные последствия, связанные с передозировкой либо недостатком углеродистой пищи.

10 продуктов, которые превратят углеводы в мышцы, а не в жир

Углеводы делятся на две группы: быстрые (простые) и медленные (сложные). Первые считаются вредными, так как моментально усваиваются, повышают уровень сахара в крови и откладываются в виде лишнего веса. Вторые же рассасываются гораздо дольше, обеспечивая нас запасом энергии, некоторым образом участвуя в построении мышечной массы и обеспечивая нормальную жизнедеятельность организма.

Сложные и, соответственно, полезные углеводы содержатся в продуктах, богатых растворимой и нерастворимой клетчаткой, крахмалом, целлюлозой и гемицеллюлозой. Некоторые из этих веществ усваиваются организмом, а другие являются своеобразным абсорбентом, выводящим из нас вредный холестерин и прочую гадость. Отдельно стоит упомянуть о гликогене (полисахариде, образованном остатками глюкозы). Это тот самый полезный резерв, который откладывается в мышцах, дарит нам чистую энергию, а при ее перерасходе поддерживает организм в рабочем состоянии. Можно сказать, что именно гликоген отвечает за пресловутое «второе дыхание», которое помогает не упасть от физического истощения.

Для тех, кто только собирается заняться «построением своего тела», напоминаем: мало есть продукты, содержащие правильные углеводы, нужно еще и интенсивно тренировать мышцы, лишь тогда вы получите тот результат, на который рассчитываете. Чем активнее будет ваша жизнь, тем больше пользы принесет вам употребление нижеперечисленной еды, а рекламные слоганы: «Просто ешь и набирай мышечную массу» и «Ешь и худей» оставьте тем, кто верит в сказки. Любые углеводы нужны нам для генерирования энергии, а если она не расходуется, то невостребованные моносахариды откладываются жировыми запасами. Кроме того, стоит помнить, что все то, что замедляет переваривание продуктов, содержащих углеводы, снижает их гликемический индекс, соответственно, не дает им превращаться в жир. Для тех, кто не в теме: ГИ (гликемический индекс) — это условное обозначение скорости расщепления углеводсодержащих продуктов по сравнению со скоростью рассасывания глюкозы, чей индекс принято считать эталонным. ГИ глюкозы = 100 единиц.

Запоминайте продукты, которые помогут превратить углеводы в мышцы, а не в жир.

Фасоль сухая красная

Гликоген и продукты питания содержащие его

Общая характеристика

Стойкость нашего организма к неблагоприятным условиям внешней среды объясняется его умением делать своевременные запасы питательных веществ. Одним из важных «запасных» веществ организма является гликоген – полисахарид, образуемый из остатков глюкозы.

При условии, что человек ежесуточно получает необходимую норму углеводов, то глюкоза, находящаяся в виде гликогена клеток, может быть оставлена про запас. Если же человек испытывает энергетический голод, в таком случае происходит активация гликогена, с его последующей трансформацией в глюкозу.

Гликоген в простонародье называют животным крахмалом. Он представляет собой запасной углевод, который производится в организме животных и человека. Его химическая формула - (C6h20O5)n. Гликоген является соединением глюкозы, которая в виде мелких гранул откладывается в цитоплазме клеток мышц, печени, почек, а также в клетках мозга и белых кровяных тельцах. Таким образом, гликоген представляет собой энергетический резерв, способный восполнить недостаток глюкозы, в случае отсутствия полноценного питания организма.

Полезные свойства гликогена и его влияние на организм

Поскольку молекула гликогена представлена полисахаридом глюкозы, то его полезные свойства, а также влияние на организм соответствует свойствам глюкозы.

Гликоген является полноценным источником энергии для организма в период нехватки питательных веществ, необходим для полноценной умственной и физической деятельности.

Продукты богатые гликогеном

Гликоген отсутствует в продуктах в своем чистом виде, однако для его восполнения достаточно съесть углеводсодержащие продукты.

Углеводы содержатся в нижеприведенных продуктах:

  • злаковых;
  • яблоках;
  • бобовых;
  • бананах;
  • капусте разных сортов;
  • цельнозерновых крупах;
  • кабачках;
  • моркови;
  • сельдерее;
  • кукурузе;
  • огурцах;
  • сухофруктах;
  • баклажанах;
  • хлебе из муки грубого помола;
  • салатных листьях;
  • обезжиренном йогурте;
  • кукурузе;
  • макаронных изделиях из твердой пшеницы;
  • луке;
  • апельсинах;
  • картофеле;
  • сливе;
  • шпинате;
  • клубнике;
  • помидорах.

Лишь сбалансированное питание обеспечит организм энергией и здоровьем. Но для этого необходимо правильно организовать свой рацион. И первым шагом к здоровому питанию станет завтрак, состоящий из сложных углеводов. Так, порция цельнозерновой каши (без заправок, мяса и рыбы) обеспечит организм энергией минимум на три часа.

В свою очередь, при употреблении простых углеводов (речь идет о сладкой сдобе, различных рафинированных продуктах, сладком кофе и чае) мы испытываем мгновенное чувство насыщения, но при этом в организме происходит резкий подъем сахара в крови, сменяемый быстрым спадом, за которым снова появляется чувство голода. Почему так происходит? Дело в том, что поджелудочная железа очень сильно перегружается, поскольку ей приходится выделять большое количество инсулина, чтобы переработать рафинированные сахара. Результат такой перегрузки – понижение уровня сахара (иногда ниже нормы) и появление чувства голода.

Суточная потребность организма в гликогене

По рекомендации медиков, суточная норма гликогена не должна быть ниже 100 граммов в сутки. Хотя необходимо учесть, что гликоген состоит из молекул глюкозы, и расчет может осуществляться только на взаимозависимом основании.

Потребность в гликогене возрастает:

  • В случае повышенных физических нагрузок, связанных с выполнением большого количества однообразных манипуляций. В результате этого, мышцы страдают от недостатка кровенаполнения, а также от нехватки глюкозы в крови.
  • При выполнении работ, связанных с мозговой деятельностью. В данном случае, гликоген, содержащийся в клетках мозга, быстро преобразуется в энергию, необходимую для работы. Сами же клетки, отдав накопленное, требуют пополнения запасов.
  • В случае ограниченного питания. В данном случае, организм, недополучая глюкозу из продуктов питания, начинает перерабатывать свои запасы.

Потребность в гликогене снижается:

  • При употреблении большого количества глюкозы и глюкозоподобных соединений.
  • При заболеваниях, связанных с повышенным употреблением глюкозы.
  • При болезнях печени.
  • При гликогенезах, вызванных нарушением ферментативной деятельности.

Усваиваемость гликогена

Гликоген относится к группе быстро усваиваемых углеводов, с отсрочкой к исполнению. Данная формулировка объясняется так: до тех пор, пока в организме достаточно прочих источников энергии, гликогеновые гранулы будут храниться в нетронутом виде. Но как только мозг подаст сигнал о недостатке энергетического обеспечения, гликоген под воздействием ферментов начинает преобразовываться в глюкозу.

Взаимодействие с эссенциальными элементами

Гликоген обладает способностью быстро преобразовываться в молекулы глюкозы. При этом он отлично контактирует с водой, кислородом, рибонуклеиновой (РНК), а также дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислотами.

Признаки нехватки гликогена в организме:

  • Апатия
  • Ухудшение памяти
  • Снижение мышечной массы
  • Слабый иммунитет
  • Депрессивное настроение

Признаки избытка гликогена в организме:

  • Сгущение крови
  • Нарушения функций печени
  • Проблемы с тонким кишечником
  • Увеличение массы тела

Гликоген для красоты и здоровья

Поскольку гликоген является внутренним источником энергии в организме, то его недостаток способен вызвать общее снижение энергетичности всего организма. Это отражается на деятельности волосяных фолликулов, клеток кожи, а также проявляется в потере блеска глаз.

Достаточное же количество гликогена в организме, даже в период острой нехватки свободных питательных веществ, сохранит энергичность, румянец на щеках, красоту кожи и блеск волос!

Это интересно!

Клетки печени (гепатоциты) являются лидерами по накоплению гликогена! Они могут на 8 процентов своего веса состоять из этого вещества. При этом клетки мышц и других органов, способны накапливать гликоген в количестве не более 1 – 1,5%. У взрослых общее количество гликогена печени может достигать 100—120 грамм!

Гликоген и спорт

Чтобы предотвратить переутомление центральной нервной системы и мышц, атлету очень важно продумать спортивное питание. Оно должно быть сбалансированным. Это значит, что питание должно содержать нужное количество аминокислот и углеводов.

Углеводов должно быть столько, чтобы можно было без вреда для организма пополнить запасы гликогена. Так организм сможет снабдить себя энергией, а все физиологические процессы вернутся в норму. Также организму очень нужна АТФ, которая выполняет роль энергетического склада или запасного резервуара. Молекулы АТФ не хранят энергию. Как только она будет создана, клетка сделает так, что энергия высвободится наружу на благие цели.

АТФ нужна организму всегда, даже когда человек не занимается спортом, а просто лежит на диване. От нее зависит работа всех внутренних органов, зарождение новых клеток, их рост, сократительная функция тканей и многое другое. АТФ может сильно снизиться, если, например, заниматься интенсивными упражнениями. Вот почему спортсмен обязан знать, как восстановить АТФ, и вернуть организму энергию, служащую топливом не только для мышц скелета, но и для внутренних органов.

Мы хорошо знаем, что каждый атлет стремится к анаболическому состоянию. В этом состоянии мышцы способны быстро восстанавливаться, расти, становится шире и объемней, что и нужно спортсмену.

Чтобы расти, мышцам нужна энергия. На ее количестве сказывается диета и рацион, которого придерживается атлет. Если рацион правильный, то организм никогда не будет чувствовать нехватку гликогена. Вот почему, кроме спортивного питания, нужно также использовать различные пищевые добавки. Они помогут получить энергию человеку, чьи энергетические потребности очень высоки.

Чтобы восполнить запасы гликогена, следует нормально питаться, продумать рацион с содержанием углеводов, использовать спортивное питание и натуральные добавки, которые помогут без труда пополнить энергетические запасы. Многие спортсмены называют их «скорой помощью», потому что добавки используются для восстановления утомленных мышц, как бы транспортируя к ним необходимую энергию.

Необходимо досконально познакомиться с физиологией человека, работой его организма и отдельных органов — это поможет узнать, как расходуется наша энергия, понять, насколько она важна и для чего необходима. Только знание биологических процессов, протекающих в нашем теле, способно наметить правильно направление действий.

Как запасается гликоген

Синтезируется гликоген, только из углеводов, в тот момент, когда все энергетические потребности в физической и умственной активности удовлетворены. Другими словами, углеводы попав в организм перерабатываются в глюкозу, которая идет в первую очередь на затраты физиологической, мозговой активности, а излишки глюкозы, запасаются уже в мышцах в виде гликогена, который будет расходоваться при первой же необходимости (например, при активной физической работе).

Принципиально существуют два вида запуска синтеза, производства и накопления гликогена в мышцах, первый из которых, активизируется сразу после того, как мы приняли пищу, второй, в момент нехватки энергии организмом, то есть, тогда, когда мы испытываем чувство голода, либо после интенсивной физической нагрузке. В первом случае, пища, богатая углеводами, расщепляется до глюкозы в организме, вследствие чего, подскакивает уровень инсулина, транспортного гормона, который доставляет глюкозу в систему кровообращения, и мышечные клетки, где и происходит синтез гликогена.

Влияние гликогена на похудение

Гликоген находится в организме не в чистом виде, а виде водного раствора, в связи, с тем, что он очень сильно связывает воду, так например, на 1 грамм гликогена приходится около 4 грамм воды.

Во время выполнения аэробной работы, то есть работы на выносливость (бег, прыжки, махи, выпады, подскоки), часто мы потеем, происходит, это потому что вода, связанная с гликогеном начинает выходить (на 2000 грамм раствора гликогена в нашем организме, приходится порядка 400 грамм чистого гликогена).

Диеты, которые направленны на резкое снижение калорийности рациона питания в течение нескольких дней действительно будут работать в краткосрочной перспективе, в связи с тем, что вместе с гликогеном будет уходить и вода, но в долгосрочной перспективе они никогда работать не будут, ваш организм очень быстро наберёт гликоген, воду, потерянные килограммы, когда вы будите нормально питаться, кроме всего, быстрое снижение веса в короткий промежуток времени очень опасно для здоровья, и ничего общего с правильным питанием для похудения не имеет.

Заставить тратить жировые отложения вам поможет здоровое, дробное и сбалансированное питание, прием белковой пищи, отказ от быстрых углеводов (примерное соотношение 50% углеводы, 30% белки, и 20% жиры), а так же аэробная нагрузка, которая заставит в качестве источника энергии использовать не белки и углеводы, а жир, лишний вес.

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. 

Гликоген

Дано определение основному углеводу организма человека – гликогену. Описан синтез и распад гликогена в печени и скелетных мышцах. Приводится эмпирическая формула гликогена.

Гликоген

Гликоген является одним из основных углеводов, типичным для человека и животных.

Определение

Гликоген – полисахарид, состоящий из большого количества (до n=30000) остатков глюкозы (рис. 1).

Эмпирическая формула гликогена – (С6Н10О5)n, где: С6Н10О5 – остаток глюкозы, n — количество остатков глюкозы.

Где содержится в организме человека

В организме человека содержится около 450 г гликогена. Треть этого количества (то есть около150 г) накапливается в печени, остальные две трети (около 300 г) накапливается в мышцах (Я. Кольман, К.-Г. Рём, 2004), рис. 2.  Другими словами в печени содержится 5-6% от массы печени,  в мышцах — 2-3% от массы мышц. Содержание гликогена в других органах незначительно.  Гликоген печени служит прежде всего для поддержания уровня глюкозы в крови. Гликоген мышц служит резервом энергии и не участвует  регуляции уровня глюкозы в крови.

Рис. 2. Баланс гликогена в организме человека (Я. Кольман, К.-Г. Рём, 2004)

Синтез гликогена

Гликоген синтезируется в печени и мышцах из глюкозы, поступающей по кровеносным сосудам. Собственно, в печени гликоген представляет собой запасную, резервную форму глюкозы или депо глюкозы.

Свободная глюкоза не может накапливаться в печени и мышцах. Это связано с тем, что молекулы глюкозы имеют малые размеры и легко проходят через внешнюю оболочку клеток печени (гепатоцитов) и через сарколемму мышечных волокон (С.С. Михайлов, 2009). Синтез гликогена требует затрат энергии. Для присоединения к гликогену одного остатка глюкозы необходимо 41 кДж энергии. Синтез гликогена усиливает гормон инсулин.


О взаимосвязи гормонов и мышечной массы можно прочесть в моей книге "Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека"


Распад гликогена

В печени распад (лизис) гликогена называется гликогенолизом. Так как в гликоген печени  распадается на глюкозу, этот процесс  называется глюкогенезом. Он ускоряется гормонами глюкагоном, адреналином и норадреналином. При мышечной деятельности скорость мобилизации гликогена в печени зависит от интенсивности выполненной нагрузки. Так, например, при умеренной физической нагрузке скорость мобилизации гликогена возрастает в 2-3 раза, а при интенсивной – в 7-10 раз по сравнению с состоянием покоя.

Распад гликогена в печени происходит и во время отдыха. В результате этого образующаяся глюкоза способствует восстановлению запасов гликогена в сердечной мышце и скелетных мышцах (Н.И. Волков с соавт., 2000).

В мышцах гликоген обычно распадается при выполнении физической нагрузки. Распад гликогена стимулирует гормон адреналин. Если распад гликогена происходит в анаэробных условиях, этот процесс называется гликолизом.

Литература

  1. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия.- М.: Мир, 2004.- 469 с.
  2. Мак-Комас, А. Дж. Скелетные мышцы. – Киев: Олимпийская литература, 2001.- 407 с.
  3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.

С уважением, А.В. Самсонова

Гликоген животный органах и тканях

    Гликоген [31,32,33]—важнейший резервный полисахарид животных организмов — содержится во всех органах животных и во многих микроорганизмах (как дрожжи и бактерии). Особенно высоко содержанке гликогена в печени (до 20%) и в мышцах (до 4%). Старыми классическими методами выделения гликогена являются 1) метод Пфлюгера (кипячение животной ткани в растворе крепкого КОН, растворяющего [c.108]
    В жизнедеятельности человека и животных анаэробный процесс имеет важное значение, так как освобождающаяся при этом энергия дает возможность организму вьшолнять ряд физиологических функций в случае недостаточного снабжения органов и тканей кислородом. Часть молочной кислоты, образующейся в результате анаэробного процесса, превращается снова в гликоген, а другая часть окисляется до углекислого газа и воды. [c.187]

    Синтез гликогена из глюкозы происходит не только в печени, но и в других органах и тканях. Об этом говорит уже сам факт наличия гликогена в различных тканях и органах. Значительным содержанием гликогена отличаются мышцы. Содержание гликогена в мышцах колеблется в значительных размерах и зависит прежде всего от упитанности организма. Обычно оно составляет от 0,3 до 0,5 о на сырой вес. При кормлении животных большим количеством углеводов содерлРабота мышц при явлениях утомления сопровождается снижением содержания в них гликогена. Отдых стимулирует повышение содержания гликогена в мышцах, которое вскоре достигает обычного уровня. Отсюда можно заключить, что при работе мышцы потребляют гликоген, а при отдыхе его синтезируют. [c.273]

    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]

    Родственным растительному крахмалу веществом является живот ный крахмал — гликоген, который содержится в различных тканя и органах животных. Гликогена также много и в некоторых растениях в зерне сахарной кукурузы, дрожжах и грибах. В настоящее врем разработаны методы определения количества крахмала. Их можш разделить на пять групп методы, основанные на прямом определени  [c.162]

    К числу полисахаридов, имеюхцих большое значение, относятся крахмал, гликоген и целлюлоза. Крахмал (СдН Оэ) вырабатывается растениями и находится главным образом в зернах и клубнях. Крахмал является важной составной частью пищи. Гликоген (СеН О 5) — вещество, похожее па крахмал оно содержится в крови и тканях внутренних органов (особенно в печени) животных. Гликогеи служит резервным источником легко усваиваемого и доступного тканям питательного вещества в тех случаях, когда содержание глюкозы в крови понижается, гликоген быстро гидролизуется и превращается в глюкозу. [c.476]

    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 животных организмах из сложных углеводов наибольшее значение имеет гликоген. Содержание гликогена в отдельных органах и тканях не одинаково. В печени — органе, наиболее богатом углеводами, содержание гликогена обычно не превышает 5%, но иногда может доходить до 10% от сырого веса в м ы ш ц а х гликогена содержится значительно меньше (обычно не более 2%), а в состав других органов и тканей он входит в совсем незначительных количествах. Глюкоза в небольших количествах встречается почти во всех органах и тканях челрвека и животных. Содержание глюкозы в крови человека колеблется в норме от 80 до 120 мг в 100 мл крови. В молочных железах млекопитающих в период лактации образуется молочный сахар — лактоза. [c.71]

    Значение полиоз в жизнедеятельности растений и животных чрезвычайно разнообразно и велико. В животном организме гликоген является основным энергетическим материалом. В растениях крахмал, инулин, гликоген, гемицеллюлозы также представляют те вещества, которые сжигаются в процессе дыхания и, подобно гликогену печени, служат запасными веществами. Другие полисахариды образуют скелетное вещество растительных органов, Р ходя в состав клеточных стенок (клетчатки, гемицеллюлозы) или связывая между собой отдельные клетки (пектиновые вещества). У животных углеводы принимают участие в построении опорных тканей только в одном случае у оболочниковых (Тип1са1а) вырабатывается вещество туницип, близкое по [c.171]

    Гликоген находится в различных органах и тканях позвоночных животных, а также многих беспозвоночных (например, раков, моллюсков). В пече- [c.175]

    ГЛЮКОЗА eHijOs, мол. в. 180,16— моносахарид, одна из восьми изомерных альдогексоз. Г. в виде D-формы (декстроза, виноградный сахар) является самым распространенным углеводом. D-Г. (обычно ее называют просто Г.) встречается в свободном виде и в виде олигосахаридов (тростниковый сахар, молочный сахар), полисахаридов (крах.нал, гликоген, целлюлоза, декстран), гликозидов и др. производных. В свободно виде D-Г. содержится в плодах, цветах и др. органах растений, а также в животных тканях (в крови, мозгу и др.). D-r. является важнейшим источником энергии в организме животных и микроорганизмов (см. Гликолиз). Как и др. моносахариды, D-Г. образует носк. форм. Кристаллич. D-Г. получена в двух формах a-D-Г. (I) и -D-Г. (II). a-D-Г., т. пл. 146°, fa д = -М 12,2° (в воде), кристаллизуется из воды в виде моногидрата с т. пл. 83°. -D-Г. получают кристаллизацией D-Г. из пиридина и нек-рых др. растворителей,т.пл. 148—150°, [ад]=- -18,9° (в воде), В вод- [c.489]

    При спиртовом брожении в процессе расщепления одной молекулы глюкозы образуется четыре молекулы АТФ (50 ккал, или 210 кдж). Из них две расходуются на функциональную деятельность и синтез. По расчетам некоторых авторов, при гликолизе и гликогенолизе в богатых энергией фосфорных связях аккумулируется 35—40 /о всей освобождающейся свободной энергни, остальные 60—65% рассеиваются в виде теплоты. Коэффициент полезного действия клеток, органов, работающих в анаэробных условиях, не превышает 0,4 (в аэробных 0,5). Эти расчеты основаны главны.м образом на данных, полученных на мышечных экстрактах и дрожжевом соке. В условиях живого организма мышечные клетки, органы и ткани утилизируют энергию, вероятно, значительно больше. С физиологической точки зрения процесс гликогенолиза и гликолиза имеет исключительно важное значение, особенно когда жизненные процессы осуществляются в условиях недостатка кислорода. Папример, при энергичной работе мышц, особенно в первой фазе деятельности, всегда наблюдается разрыв между доставкой кислорода в мышцы и его потребностью. В этом случае начальные энергетические затраты покрываются в значительной степени за счет гликогенолиза. Аналогичные явления наблюдаются при различных патологических состоя иях (гипоксия мозгз, сердца и т. п.). Кроме того, потенциальная энергия, заключенная в молочной кислоте, в конечном счете не теряется для высокоорганизованного организма. Образующаяся молочная кислота быстро пере.ходит из мышц в кровь и далее доставляется в печень, где снова превращается в гликоген. Анаэробный распад углеводов с образованием молочной кислоты очень распространен в природе он наблюдается не только в мышцах, но и в других тканях животного организма. [c.334]


Гликоген - Энциклопедия Нового Света

Электронная микрофотография, показывающая срез клетки печени. Отложения гликогена показаны как скопления электронно-плотных частиц (стрелки). Гранулы содержат как гликоген, так и ферменты синтеза и распада гликогена. Также помечены пероксисома и три митохондрии, которые представляют собой два типа компартментов внутри клетки (органеллы).

Гликоген является основной формой хранения глюкозы (Glc) в клетках животных, хотя он также обнаружен в различных видах микроорганизмов, таких как бактерии и грибы.Это большой разветвленный полимер связанных остатков глюкозы (части более крупных молекул), который можно легко использовать в качестве источника энергии, увеличивая количество глюкозы, непосредственно доступной для организма (1) между приемами пищи и (2) во время мышечной активности. Поскольку мозг полагается на глюкозу в качестве предпочтительного топлива, способность поддерживать постоянное поступление глюкозы, которая является основным сахаром, циркулирующим в крови высших животных, имеет решающее значение для выживания.

Гликоген находится в форме гранул в цитозоле, внутренней жидкости клетки.Около трех четвертей запасов гликогена в организме хранится в мышечных клетках. Однако клетки печени (гепатоциты) имеют самую высокую концентрацию глюкозы (максимум примерно восемь процентов в печени по сравнению с одним процентом мышечной массы взрослого человека мужского пола). Небольшие количества гликогена также обнаруживаются в почках и еще меньшие количества - в некоторых глиальных клетках головного мозга и в лейкоцитах.

Физиологическая роль гликогена зависит от типа клетки, в которой он хранится:

  • Клетки печени играют ключевую роль в регулировании уровня глюкозы в крови, поскольку они могут либо расщеплять гликоген (гликогенолиз), чтобы высвободить глюкозу в кровь, либо выводить глюкозу из крови и накапливать ее, синтезируя гликоген (гликогенез).Примечательно, что глюкоза не является основным топливом для печени, которая в основном использует кетокислоты. Следовательно, клетки печени выполняют хранение и высвобождение глюкозы в первую очередь на благо других органов. Это отражает принцип двойных целей, согласно которому компоненты живых организмов работают вместе гармонично, потому что они не только демонстрируют индивидуальную цель, ориентированную на их собственное самоподдержание и развитие, но также служат цели для всего.
  • В скелетных мышцах гликоген - это запас энергии, который можно использовать во время упражнений.Мышечные клетки не обладают способностью выделять глюкозу в кровь, поэтому их запасы гликогена предназначены для внутреннего использования, обеспечивая сокращение мышц во время напряженной деятельности.

Нарушения накопления гликогена - это тип наследственного метаболического заболевания, возникающего в результате дефицита ферментов, участвующих в метаболизме гликогена. Симптомы различаются по типу и степени тяжести, от непереносимости физических упражнений до низкого уровня сахара в крови и заболеваний почек. Определенные формы нарушений накопления гликогена вызывают сердечно-респираторную недостаточность или печеночную недостаточность у пораженных младенцев.

Разветвленная структура гликогена делает его доступным источником энергии

Структура гликогена. Большинство остатков глюкозы связаны α-1,4-гликозидными связями (помечены вверху). Примерно один из десяти остатков глюкозы образуют гликозидные связи α-1,6, создавая разветвленную структуру (зеленый цвет). Невосстанавливающиеся концевые ответвления (красные) способствуют взаимодействию гликогена с ферментами, участвующими в его синтезе и распаде.

Гликоген - это сильно разветвленный полимер, содержащий около 30 000 остатков глюкозы.Он имеет молекулярную массу от 10 6 до 10 7 дальтон. Учитывая его размер, гликоген считается полисахаридом: то есть большим углеводом, состоящим из сотен или тысяч связанных моносахаридов (таких как глюкоза).

Моносахаридные компоненты гликогена связываются гликозидными связями, химическими связями, которые образуются между полуацетальной группой сахарида и гидроксильной группой спирта. В частности, большинство глюкозных единиц связаны α-1,4-связями, в которых углерод-1 одной молекулы сахара связан с углеродом-4 соседней молекулы.В альфа-конфигурации атом кислорода расположен ниже плоскости сахарного кольца.

Примерно один из десяти остатков глюкозы также образует гликозидную связь α-1,6 с соседней глюкозой, что приводит к образованию ответвления. Гликоген имеет только один восстанавливающий конец и большое количество невосстанавливающих концов со свободной гидроксильной группой при углероде-4. Ветви увеличивают растворимость гликогена и делают его сахарные единицы доступными для ферментов, участвующих в метаболизме гликогена, которые гнездятся между внешними ветвями молекул гликогена и действуют на невосстанавливающие концы.Следовательно, множество концевых ответвлений гликогена способствуют его быстрому синтезу и распаду, что делает его легко мобилизуемым источником энергии.

Крахмал, который играет аналогичную роль в хранении энергии у растений, также может существовать в разветвленной форме, называемой амилопектином, хотя он имеет меньшую степень разветвления, чем гликоген (примерно один из 30 остатков глюкозы образуют связи α-1,6) . В отличие от целлюлозы, другого основного полисахарида растений, это неразветвленный полимер глюкозы, в котором связи β-1,4 образуют очень длинные прямые цепи.Эта закрытая структура соответствует структурной роли целлюлозы, основного компонента стенок растительных клеток, тогда как открытые спирали гликогена и крахмала, которые являются питательными молекулами, обеспечивают легкий доступ к хранимой глюкозе.

Гликоген в функции печени для поддержания уровня сахара в крови

Печень является основным местом контроля уровня глюкозы в крови; он реагирует на гормональные сигналы, указывающие на пониженное или повышенное количество глюкозы в крови. Таким образом, синтез и расщепление гликогена в печени служит средством для поддержания постоянного снабжения топливом таких органов, как мозг, позволяя хранить или высвобождать глюкозу в зависимости от энергетических потребностей организма.

Когда углеводная пища съедается и переваривается, уровень глюкозы в крови повышается, а поджелудочная железа выделяет гормон инсулин. Печеночная воротная вена доставляет богатую глюкозой кровь из пищеварительной системы в гепатоциты печени; инсулин, также содержащийся в крови, действует на гепатоциты, стимулируя действие нескольких ферментов, включая гликогенсинтазу, участвующих в синтезе гликогена. Молекулы глюкозы добавляются к цепям гликогена до тех пор, пока инсулин и глюкоза остаются в изобилии.В этом постпрандиальном или «сытом» состоянии печень забирает из крови больше глюкозы, чем выделяет.

Гормоны глюкагон, вырабатываемые поджелудочной железой, и адреналин, секретируемый надпочечниками, во многих отношениях служат контр-сигналом инсулину. Когда уровень глюкозы в крови начинает падать (примерно через четыре часа после еды), они стимулируют распад гликогена. Освободившаяся глюкоза затем попадает из печени в кровь. В течение следующих восьми-двенадцати часов (например, во время ночного голодания) глюкоза, полученная из гликогена печени, будет основным источником глюкозы в крови, который будет использоваться остальным организмом в качестве топлива.

Хотя клетки печени поддерживают высокую концентрацию гликогена, печень удовлетворяет большую часть своих энергетических потребностей за счет кетокислот, получаемых при расщеплении аминокислот. Роль печени в метаболизме гликогена заключается в синтезе и деградации гликогена на благо всего организма в целом.

Гликоген в мышцах - это запас энергии для физических упражнений

В мышечных клетках отсутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза , который является ферментом, который позволяет клеткам печени экспортировать глюкозу в кровь.Следовательно, гликоген, хранящийся в мышечных клетках, используется внутри, а не совместно. Другие клетки, содержащие небольшое количество гликогена, также используют его локально.

Гликоген в мышечных клетках действует как непосредственный источник доступной глюкозы во время всплесков активности, например, при беге на 100 метров. Когда энергетические потребности клетки превышают ее ограниченное снабжение кислородом, АТФ («энергетическая валюта» клетки) частично вырабатывается анаэробным гликолизом глюкозы, полученной из мышечного гликогена.Гликолиз - это метаболический путь, с помощью которого глюкоза может расщепляться до пирувата в отсутствие кислорода. Хотя полное окисление глюкозы в присутствии кислорода (окислительное фосфорилирование) производит примерно в 18 раз больше АТФ, гликолиз происходит примерно в 100 раз быстрее, чем аэробное дыхание. В течение короткого периода интенсивной нагрузки потребность в энергии состоит в том, чтобы произвести максимальное количество АТФ для сокращения мышц в кратчайшие сроки. Однако более длительный период активности требует, по крайней мере, частичного использования АТФ, полученного в результате окислительного фосфорилирования, что объясняет более медленный темп бега на 1000 метров.

Схема, изображающая цикл Кори

Печень также может работать в тандеме со скелетными мышцами во время нагрузки. Цикл Кори относится к рециркуляции лактата или молочной кислоты, производимой мышцами во время анаэробного метаболизма. Лактат преобразуется печенью в глюкозу. Это позволяет продолжить регенерацию NAD + , необходимую для гликолиза. Лактат диффундирует в кровь и поглощается печенью, которая окисляет его обратно до пирувата. Большая часть пирувата затем превращается в глюкозу (посредством глюконеогенеза).Эта глюкоза циркулирует в крови, где она может использоваться мышцами при необходимости или храниться в виде гликогена. Цикл Кори позволяет мышцам продолжать фокусироваться исключительно на производстве АТФ, в то время как печень обрабатывает лактат, производимый мышцами. Этот цикл также предотвращает лактат-ацидоз, удаляя лактат из крови. В противном случае pH упадет из-за превышения буферной способности крови.

Гликоген и марафонский бег

Поскольку человеческое тело не способно удерживать более 2000 ккал гликогена, марафонцы обычно испытывают явление, называемое «ударом» или «ударом о стену» на 20-мильном (32-километровом) отрезке марафона.Симптомы этого состояния, которые сигнализируют об истощении запасов гликогена, включают общую слабость, утомляемость и проявления гипогликемии (низкий уровень сахара в крови), такие как головокружение и даже галлюцинации. Это быстрое падение производительности является результатом сдвига в подаче топлива: поскольку запасы гликогена уменьшаются, АТФ также должен частично вырабатываться за счет окисления жирных кислот, что является более медленным процессом, чем окисление гликогена. Одновременное использование обоих видов топлива позволяет достичь баланса между выносливостью и скоростью, сохраняя достаточное количество глюкозы, чтобы обеспечить последний рывок бегуна к финишу.

Существует несколько подходов к предотвращению истощения запасов гликогена во время марафона или других упражнений на выносливость, таких как езда на велосипеде:

  • Углеводная загрузка используется для обеспечения максимального начального уровня гликогена. Этот метод заключается в увеличении потребления сложных углеводов в последние три дня, предшествующих мероприятию.
  • Употребление пищи или напитков, содержащих углеводы, во время тренировки восполнит запасы глюкозы. Это требование для очень больших расстояний; По оценкам, участники Тур де Франс получают до 50 процентов дневной нормы калорий за счет пищевых добавок.
  • Снижение интенсивности упражнения до так называемого уровня «сжигания жира» (частота пульса 130 ударов в минуту для 30-летнего спортсмена) снизит как потребность в энергии на единицу расстояния, так и долю энергия, которая поступает из гликогена.

Нарушения обмена гликогена

Самым распространенным заболеванием, связанным с нарушением метаболизма гликогена, является сахарный диабет, который характеризуется стойкой вариабельной гипергликемией (высоким уровнем сахара в крови), возникающей либо из-за дефицита инсулина, либо из-за неадекватной реакции клеток организма на инсулин.Как упоминалось выше, инсулин является основным управляющим сигналом для преобразования глюкозы в гликоген для хранения в клетках печени и мышц. Снижение уровня инсулина приводит к обратному превращению гликогена в глюкозу печенью, когда уровень сахара в крови падает. Когда система выходит из равновесия, печень выбрасывает в кровь больше глюкозы, чем может быть использовано другими клетками.

Некоторые врожденные ошибки метаболизма вызваны наследственной генетической недостаточностью ферментов, участвующих в синтезе или распаде гликогена.В совокупности называемые болезнями накопления гликогена, они включают следующие типы:

  • Болезнь фон Гирке (Тип I) является наиболее распространенным заболеванием накопления гликогена. Это происходит из-за дефицита фермента глюкозо-6-фосфатазы, который, в свою очередь, снижает способность печени производить свободную глюкозу из запасов гликогена и посредством глюконеогенеза. Поскольку это два основных метаболических механизма, с помощью которых печень поставляет глюкозу остальному телу во время голодания, гипогликемия является симптомом заболевания.Уменьшение распада гликогена приводит к увеличению запасов гликогена в печени и почках, вызывая увеличение обоих органов. Основным лечением является частое или постоянное кормление кукурузным крахмалом или другими углеводами.
  • Болезнь Помпе (тип II) вызывается дефицитом специфического для лизосом фермента расщепления гликогена, называемого кислотной альфа-глюкозидазой (GAA). Это единственное заболевание накопления гликогена, связанное с дефектом лизосомы, органеллы, содержащей пищеварительные ферменты, расщепляющие макромолекулы, такие как гликоген.Возникающее в результате накопление гликогена вызывает прогрессирующую мышечную слабость (миопатию) по всему телу и влияет на различные ткани тела, особенно в сердце, скелетные мышцы, печень и нервную систему.
  • Заболевание, связанное с метаболизмом гликогена в мышцах , болезнь Макардла (Тип V). Он характеризуется дефицитом миофосфорилазы , мышечной изоформы фермента гликогенфосфорилазы . Этот фермент участвует в расщеплении гликогена, чтобы его можно было использовать в мышечной клетке.Люди с этим заболеванием испытывают трудности, когда их мышцы вынуждены выполнять относительно короткую, но интенсивную деятельность. Неспособность расщепить гликоген до глюкозы приводит к нехватке энергии в мышцах, что приводит к мышечной боли и спазмам, а иногда и к серьезным травмам мышц. Кроме того, распад мышечной ткани может косвенно привести к поражению почек. Анаэробных упражнений следует избегать, но легкие аэробные упражнения полезны.

Список литературы

  • Чен Ю.-Т., И А. Берчелл. «Болезни накопления гликогена». В C.R. Scriver, A. L. Beaudet, W. S. Sly и D. Valle (ред.), Метаболическая основа наследственного заболевания , 7-е издание. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1995.
  • .
  • Cornblath M и R. Schwartz. «Нарушения обмена гликогена». В M. Cornblath и R. Schwartz, Нарушения углеводного обмена в младенчестве, , 3-е издание. Кембридж: Блэквелл, 1991.
  • Страйер, Л. 1995. Биохимия , 4-е издание.Нью-Йорк: В. Х. Фриман.
  • Цаликян Э. и М. В. Хеймонд. «Гипогликемия у младенцев и детей». В F. J. Service, Гипогликемические расстройства: патогенез, диагностика и лечение . Бостон: издательство G.K. Hall Medical, 1983.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писателей и редакторов переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 Лицензия (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

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 может легко накапливаться 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 его часть 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 для производства около 15-20% 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 после того, как эти запасы истощены, и что ощущение усталости во время длительных интенсивных упражнений соответствует снижению мышечного гликогена 3.

Важное сообщение на дом

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®.

Список литературы

  1. Гудман, Миннесота. Аминокислотный и белковый обмен. В «Упражнения, питание и энергетический обмен», ред. E.S. Хортон, Р.Л. Тертуйн, 89–99. Нью-Йорк: Макмиллан.
  2. 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
  3. Плющ, JL. Регулирование восстановления мышечного гликогена, синтеза и восстановления мышечного белка после упражнений. Журнал спортивной науки и медицины (2004) 3, 131-138.

Гликоген | SpringerLink

Abstract

Глюкоза - важный источник энергии, а гликоген - это форма его хранения в клетках, которых больше всего в печени и мышцах. Гликоген находится в цитоплазме в виде гранул диаметром от 10 до 40 нм, так называемых β-частиц, типичных для мышечных клеток. В гепатоцитах β-частицы собираются в характерные розетки гликогена - α-частицы (стрелки).Α-частицы состоят не только из гликогена, но, кроме того, содержат различные ферментные белки, участвующие в синтезе гликогена, отсюда и название гликозомы. Во время синтеза гликогена гликогенин, который инициирует синтез, и гликогенсинтаза, удлиняющая цепь глюкозы, образуют комплекс с глюкозой.

Ключевые слова

Заболевание накопления гликогена Метаболизм гликогена Тип заболевания накопления гликогена Цепь глюкозы Нормальная концентрация глюкозы в крови

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами.Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Ссылки

  1. Burchell A и Waddell ID (1991) Молекулярные основы микросомальной глюкозо-6-фосфатазной системы печени. Biochim Biophys Acta 1092: 129

    CrossRefPubMedGoogle Scholar
  2. Рыбицка К.К. (1996) Гликосомы - органеллы метаболизма гликогена.Tissue Cell 28: 253

    CrossRefPubMedGoogle Scholar

Информация об авторских правах

© Springer-Verlag / Wien 2010

Авторы и аффилированные лица

  1. 1. Центр биологии клеток клеточной биологии и исследований ультраструктурыМедицинский университет ВеныВенаАвстрия
  2. 2. Аспирантура Университета Йонсей, Университетская программа мирового класса, Департамент биомедицинских наукУниверситет Йонсей СеулКорея

Что такое гликоген | Все, что вам нужно знать о гликогене

«Гликоген - это золото.Это слова Иньиго Сан-Миллана, доктора философии, исследователя Центра спортивной медицины и производительности Университета Колорадо (CUSM & PC) в Боулдере, штат Колорадо.

Гипербола? Возможно. Но факт в том, что вы не можете выиграть золото - или даже пойти на это - без этого драгоценного ресурса. И если вы когда-нибудь обнаружите, что у вас совсем недавно закончился гликоген, когда вы окажетесь в милях от ниоткуда, вы, вероятно, захотите заложить все, что у вас есть, всего лишь за укус удивительного, спасающего жизнь, мощного углевода - источник этого важного энергетического ресурса.Вот почему.

🚨 Присоединяйтесь к Bicycling All Access, чтобы получать последние новости велоспорта, советы по фитнесу и питанию, а также обзоры свежего снаряжения 🚲

Что такое гликоген?

PASIEKAGetty Изображений

Во-первых, небольшой урок химии: гликоген - это запасная глюкоза и углеводы, которые находятся в ваших мышцах, печени и мозге. Когда необходима углеводная энергия, гликоген превращается в глюкозу для быстрого использования клетками ваших мышц.

Когда вам нужен гликоген?

Всегда - даже когда вы спите. (Когда вы просыпаетесь, гликоген в вашей печени истощен примерно на 50 процентов). Нашему организму необходим постоянный запас энергии для правильного функционирования, а недостаток углеводов в рационе может вызвать усталость, плохое умственное функционирование, а также недостаток выносливости и выносливости. Однако во время низкоинтенсивных занятий вы сжигаете в основном жир и мало гликогена (углеводов). Чем больше вы катаетесь, тем больше ваше тело переключается на гликоген и меньше жира.Это скользящая шкала, а не переключение.

Сколько у вас гликогена?

От 350 до 500 граммов, или около 2000 калорий, если ваши магазины полностью заполнены. Около 80 процентов этого хранится в ваших мышцах; остальное спрятано в печени.


Наши 4 любимых энергетических батончика для топлива Midride

Пакет 30 овсяных укусов Бобо

amazon.com

Clif Bars Variety 12 шт. В упаковке

Skratch Labs Anytime Energy Bars, 12 шт.

Батончики со сливочным маслом и крекером с медовым стингером и орехами, 12 штук


Как долго служат ваши магазины?

Вы сжигаете около одного грамма в минуту, просто проезжая мимо; около двух граммов в минуту в темпе на выносливость и три грамма в минуту в гоночном темпе.Таким образом, большинство людей начинают исчерпывать запасы гликогена через 90–120 минут. Повторяющиеся высокоинтенсивные усилия могут быстрее истощить ваши запасы.

Что происходит, когда вы сбегаете?

Ты чокнутый. Это означает замедление пути вниз. Вы можете почувствовать слабость; ноги кажутся тяжелыми; и иногда ваш мозг может затуманиваться. Ваше тело также становится катаболическим, поскольку ваша мышечная ткань расщепляет белок и аминокислоты, чтобы преобразовать их в глюкозу, по сути, «съедая себя, чтобы заправить себя», - говорит Сан-Миллан.Это может привести к чрезмерному повреждению мышц и отбросить вас к тренировкам, потому что поврежденные мышечные ткани плохо хранят гликоген. Так что вы отправитесь в следующую большую поездку с ограниченными запасами, пока полностью не выздоровеете.

Как сохранить (и максимально увеличить) запасы гликогена

Вам необходимо придерживаться диеты, в которой достаточно углеводов. Это количество, конечно, зависит от состава вашего тела и вашей активности. Используйте эти рекомендации по уровню упражнений и суточному потреблению углеводов, а также в качестве руководства.(Каждый грамм углеводов обеспечивает четыре калории энергии.)

  • Низкое (<1 часа в день) = от 1,5 до 2,5 граммов на фунт массы тела (г / фунт)
  • Умеренное (около 1 часа в день) = 2,3 до 3,2 г / фунт
  • Активный (1-3 часа в день) = 2,5-4,5 г / фунт
  • Высокоактивный (более 4-5 часов в день) = 3,5-5,5 г / фунт

    Пока вы едете, принимайте углеводы, чтобы ваш бак был наполнен. Старайтесь получать от 30 до 60 граммов в час во время длительных поездок.Если вы собираетесь проводить там более четырех часов - особенно если вы много занимаетесь и / или собираетесь на самом деле долго - стремитесь получать около 80 граммов углеводов в час

    Съешьте богатый углеводами восстанавливающий коктейль или перекус. в течение 30 минут после финиша гонки и / или тяжелой езды. Именно тогда ваше тело готово пополнить запасы гликогена. Включите немного белка, который помогает ускорить накопление гликогена и восстановление мышечных волокон.

    Наконец, формирование прочной базы выносливости поможет вам лучше сжигать жир при более высоких нагрузках.Поскольку даже у самых худых райдеров есть обильные запасы жира, это означает, что вы можете кататься дольше и тяжелее, прежде чем сожжете свой ограниченный запас гликогена.

    Есть велосипедисты, которые экспериментируют с углеводными манипуляциями. Конечно, все диеты - это личный выбор, но мы считаем, что лучшие диеты - это те, которых вы можете придерживаться в течение длительного времени, которые поддерживают ваши тренировки. Придерживаться хорошо сбалансированной диеты, которая подпитывает ваши тренировки, регулирует ваше настроение и помогает вам хорошо спать, вместо того, чтобы зацикливаться на подсчете углеводов, гораздо лучше для рекреационных, соревновательных и (исследования показывают), возможно, даже для большинства профессиональных спортсменов.Таким образом, вы можете использовать всю энергию, которую вы потратили бы на отслеживание еды, и вместо этого направить ее на качественные тренировки.

    Селен Йегер «Подходящая цыпочка» Селин Йегер - популярный профессиональный писатель о здоровье и фитнесе, которая, как она пишет, является сертифицированным персональным тренером NASM, сертифицированным тренером по велоспорту в США, сертифицированным тренером по питанию Pn1, профессиональным гонщиком по бездорожью и триатлетом All-American Ironman.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Метаболизм гликогена - Биохимия для студентов-медиков


    Изображение: «Болезнь тела полиглюкозана (окраска HE), см. Болезнь накопления гликогена, тип IV», автор Jensflorian. Лицензия: CC BY-SA 3.0

    .

    Гликоген: форма хранения глюкозы

    Значение и локализация глюкозы

    Углеводы - ключевые компоненты нашего рациона.Они обеспечивают энергию, они являются предшественниками липидов и аминокислот, и они хранят энергию в виде гликогена .

    Хранимая форма глюкозы в растениях - крахмал, который напоминает гликоген, хранящийся в клетках человека или животных. Особая химическая структура гликогена обеспечивает быстрый синтез и распад , что означает, что организм может быстро реагировать на дефицит глюкозы.

    Гликоген присутствует в клетках в виде цитозольных гранул .Гранулы гликогена содержат ферменты для синтеза и разложения. Гликоген присутствует во всех клетках, кроме эритроцитов. Количества, используемые для энергетических потребностей самих ячеек, минимальны.

    Значительные количества гликогена хранятся только в двух органах: в печени (примерно 150 г) и в скелетных мышцах (примерно 300 г).

    Функция хранения гликогена

    Функция гликогена сильно различается между двумя основными местами хранения гликогена - в печени и в скелетных мышцах:

    • Гликоген печени - это первый и непосредственный источник глюкозы для поддержания уровня глюкозы в крови для удовлетворения потребностей организма в целом, особенно мозга и эритроцитов.
    • Гликоген в скелетных мышцах служит исключительно источником энергии для самих мышц.

    Состав гликогена

    Изображение: Структура гликогена. Автор NEUROtiker. Лицензия: Общественное достояние.

    Гликоген представляет собой разветвленный полимер, состоящий из остатков глюкозы, которые связаны α-1,4 O-гликозидной связью с α-1,6-разветвлениями через каждые 8–10 остатков.

    Эти связи создают древовидный полимер, состоящий из 50 000 мономеров глюкозы, которые при исследовании под электронным микроскопом выглядят как цитозольные зерна.Гликоген обеспечивает накопление энергии с минимальным влиянием на осмолярность клеток . Он имеет минимальную осмотическую активность из-за своего небольшого размера. Свободная глюкоза не может храниться из-за ее высокой осмотической активности.

    Примечание : Свободная глюкоза может вызвать взрыв каждой клетки из-за ее осмотической активности.

    Еще одно преимущество - разветвленная структура гликогена. Полученные многочисленные невосстанавливающие концы обеспечивают быструю мобилизацию и поддержание уровня глюкозы в крови.

    Гликогенез

    Синтез гликогена обычно не включает образование гликогена de novo , а вместо этого удлиняет существующие молекулы гликогена за счет добавления глюкозильных остатков. Каждая молекула гликогена имеет в своей основе белок гликогенин , который представляет собой гликопротеин, который остается прикрепленным к восстанавливающему концу гликогена во время его распада.

    На рисунке 3 представлен обзор наиболее важных реакций синтеза гликогена.

    Этап 1 гликогенеза

    Первая ступень соответствует первой реакции гликолиза. Глюкоза фосфорилируется до глюкозо-6-фосфат . В скелетных мышцах эта реакция катализируется ферментом гексокиназой , а в печени - ферментом глюкокиназой .

    Изображение: Действие гексокиназы с глюкозой в качестве субстрата. Автор Jmun7616. Лицензия: Общественное достояние.

    Этап 2 гликогенеза

    Второй этап состоит из изомеризации глюкозо-1-фосфата ферментом фосфоглюкомутазой .

    Этап 3 гликогенеза

    Чтобы произвести O-гликозидное соединение для синтеза гликогена, требуется высокий уровень энергии. По этой причине глюкозо-1-фосфат первоначально активируется реакцией с уридинтрифосфатом (UTP ) . Это производит уридиндифосфат (UDP) -глюкозу и пирофосфат , который гидролитически расщепляется на два фосфата ферментом пирофосфатазой .

    Этап 4 гликогенеза

    Теперь глюкоза может быть перенесена в группу C4 – OH на одном из невосстанавливающих концов гликогена с образованием α-1,4-гликозидной связи. Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтаза , высвобождая UDP, который затем рециркулирует путем преобразования в UTP с помощью аденозинтрифосфата ( ATP ).

    De novo Синтез молекулы гликогена

    Новые остатки глюкозы могут присоединяться только к существующей молекуле гликогена, если прямая цепь существующей молекулы гликогена имеет длину не менее четырех единиц глюкозы.Для синтеза de novo необходим праймер (исходный субстрат); в данном случае это белок гликогенин с его активностью как гликозилтрансферазы.

    гликозилтрансфераза связывает тирозин остаток белка с UDP-глюкозой. UDP расщепляется, и к нему присоединяется молекула глюкозы. Если восемь единиц глюкозы присоединяются к тирозиновому остатку гликогенина, гликогенсинтаза может удлинить цепь.

    Включение точек ветвления в гликоген

    Характерные α-1,6-ответвления гликогена являются продуктами фермента под названием амило - ( 1 , 4 1 , 6 ) - трансгликозилаза = фермент ветвления .

    Амило - ( 1 , 4 1 , 6

    004

    ) - разветвляется к растущей молекуле гликогена, образуя α-1,6-связи путем связывания с линейной α-1,4-цепью, которая состоит по меньшей мере из 11 мономеров глюкозы .Из них цепь из семи мономеров глюкозы удаляется и переносится на группу ОН C6 остатка глюкозы. Таким образом, между двумя точками ветвления расположены по крайней мере четыре мономера глюкозы.

    Note : Высокая плотность ответвлений, характерная для гликогена, дает начало большому количеству невосстанавливающих концов, что определяет возможные скорости синтеза и распада и обеспечивает максимальную скорость высвобождения глюкозы. Таким образом, можно быстро получить доступ к запасам гликогена для снижения или повышения уровня глюкозы в крови, когда это необходимо.

    Распад гликогена: гликогенолиз

    Гликогенолиз идет по другому пути, чем гликогенез. Выделяется глюкозо-1-фосфат , высокоэнергетическое соединение. Этапы гликогенолиза следующие:

    На свободных невосстанавливающих концах гликогена гликогенфосфорилаза катализирует фосфоролитическое расщепление α-1,4-гликозидных связей гликогена, высвобождая глюкозо-1-фосфат в качестве продукта реакции. Для этого требуется свободный неорганический фосфат.Глюкозо-1-фосфат может изомеризоваться в глюкозо-6-фосфат и вступать в гликолиз.

    Печеночный фермент , глюкозо-6-фосфатаза превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозу, которая регулирует и поддерживает уровень глюкозы в крови. В скелетных мышцах отсутствует этот фермент, и поэтому глюкоза не попадает в кровоток.

    Гликогенфосфорилаза зависит от пиридоксальфосфата (PLP) и может расщеплять только α-1,4-гликозидные связи. Он останавливает расщепление связей α-1,4 на четыре мономера глюкозы от точки разветвления α-1,6.

    Деградация точек ветвления при гликогенолизе

    Фермент разветвления ( 4-альфа-глюканотрансфераза ) представляет собой бифункциональный фермент, который отвечает за разрушение точек ветвления. Он имеет следующие функции:

    • Активность трансферазы : Фермент 4-альфа-глюканотрансфераза переносит сегмент из трех единиц глюкозы из разветвленных четырехэлементных цепей α-1,6 (результат активности гликогенфосфорилазы) на соседнюю ветвь цепи гликогена. .
    • Активность глюкозидазы : Фермент 4-альфа-глюканотрансфераза гидролитически расщепляет оставшуюся связь α-1,6 с образованием глюкозы и линейной цепи гликогена.

    Регулирование метаболизма гликогена

    Метаболизм гликогена регулируется двумя ферментами: гликогенфосфорилаза и гликогенсинтаза . Координация в основном зависит от гормонально-опосредованных и частично аллостерических регуляторных эффектов.

    Аллостерическая регуляция - это форма регуляции активности ферментов, осуществляемая определенными ферментами ( аллостерических ферментов ), которые почти всегда состоят из нескольких субъединиц.Они могут встречаться более чем в одной стабильной конформации.

    Механизм отрицательной обратной связи приводит к подавлению активности или синтеза одного или нескольких ферментов через конечный продукт. Подавление синтеза фермента называется экспрессией фермента . Подавление активности ферментов называется аллостерическим эффектом.

    Регулирование распада гликогена (гликогенолиз)

    Существуют две различные изоформы гликогенфосфорилазы; один выражен в печени, а другой - в скелетных мышцах.Поскольку процесс метаболизма гликогена в этих двух частях тела различен, мышцы и печень регулируются отдельно .

    Регулирование распада гликогена в скелетных мышцах и во всех непеченочных клетках

    В скелетных мышцах существуют две формы гликогенфосфорилазы: фосфорилаза a (активная форма) и фосфорилаза b (неактивная форма). Превращение неактивной формы в активную катализируется фосфорилазой киназой .Этот фермент активируется гормонами. Фермент протеинкиназа A (PKA) регулирует киназу фосфорилазы путем фосфорилирования.

    Ионы кальция также обладают активирующим действием на скелетные мышцы. В работающей мышце саркоплазматический ретикулум выделяет ионы кальция, тем самым увеличивая внутриклеточную концентрацию кальция. Фактическая активация гликогенфосфорилазы опосредуется комплексом кальций-кальмодулин .

    Фосфорилаза b также обладает аллостерическими эффектами.Неактивный фермент может стать частично активным, а повышенный уровень аденозинмонофосфата (АМФ) может активировать фосфорилазу b. Еще до того, как киназа фосфорилазы станет активной, чтобы удовлетворить определенные потребности клетки (гормонально контролируемые), АТФ и глюкозо-6-фосфат ингибируют активацию фосфорилазы b, что означает, что неактивное состояние благоприятно. Этот механизм предотвращает ненужное истощение запасов гликогена в мышцах, когда метаболические потребности уже удовлетворены.

    Регулирование распада гликогена в печени

    В печени фермент фосфорилаза киназа катализирует превращение фосфорилазы b в фосфорилазу a.АТФ и АМФ присутствуют в печени; однако они не имеют отношения к делу, поскольку печень не разрушает гликоген для собственного использования. Вместо этого, печень удовлетворяет свои собственные энергетические потребности, используя жирные кислоты .

    Регуляция синтеза гликогена (гликогенез)

    Механизмы регуляции синтеза гликогена в печени и скелетных мышцах одинаковы. Гликоген-синтаза существует в активной дефосфорилированной форме, называемой гликоген-синтазой а .Неактивная фосфорилированная форма называется гликогенсинтазой b . Превращение в соответствующие формы опосредуется протеинкиназой А без дальнейшего участия киназы.

    Также аллостерической регуляции подвержена гликогенсинтаза b, которая активируется высокими концентрациями глюкозо-6-фосфата.

    Примечание: Гликогенфосфорилаза активируется путем фосфорилирования; гликогенсинтаза активируется дефосфорилированием.

    Гормональный контроль метаболизма гликогена

    Этот важный механизм контроля предотвращает синтез гликогена одновременно с его расщеплением.Здесь важную роль играют три гормона: глюкагон , адреналин и инсулин . Глюкагон и адреналин стимулируют деградацию гликогена, а инсулин стимулирует синтез гликогена.

    При активации рецептора инсулина активируется фосфодиэстераза , снижая уровень аденозин-3 ', 5'-циклического монофосфата ( cAMP ) и инактивируя протеинкиназу (PKA). Неактивная PKA снижает уровень фосфорилирования киназы фосфорилазы, которая оказывает ингибирующее действие на этот фермент.Это, в свою очередь, снижает скорость разложения гликогена.

    Кроме того, активируется протеинкиназа B, которая усиливает фосфорилирование киназы гликогенсинтазы 3 (GSK3) и тем самым инактивирует ее. В результате GSK3 в меньшей степени фосфорилирует гликогенсинтазу, заставляя последнюю становиться более активной, что усиливает синтез гликогена.

    Фосфопротеинфосфатаза 1 (PP1) катализирует ключевой этап - дефосфорилирование гликогенсинтазы , ответственной за синтез гликогена.Последний может быть инактивирован последующими метаболическими эффектами адреналина и глюкагона (цАМФ-ПКА). Таким образом, адреналин и глюкагон способствуют инактивации синтеза гликогена.

    Примечание: Адреналин и глюкагон обладают антагонистическим действием на упомянутые сигнальные каскады, которые активируются и инактивируются инсулином.

    На следующих рисунках вкратце показаны различные механизмы:

    Изображение: Регуляция обмена гликогена.Автор Yikrazuul. Лицензия: CC BY-SA 3.0.

    Изображение: Регуляция обмена гликогена. Автор Yikrazuul. Лицензия: CC BY-SA 3.0.

    Уровни гликогена и глюкозы в крови

    Кровь содержит очень небольшое количество глюкозы. Стандартное значение глюкозы крови составляет 80–120 мг / 100 мл крови. Это соответствует примерно 1 г / л крови; соответственно, общее количество глюкозы в циркулирующей крови человека обычно составляет всего около 5 г.

    Печень может регистрировать текущую концентрацию глюкозы в крови и соответствующим образом регулировать метаболизм гликогена.Если уровень глюкозы в крови слишком низкий, глюкоза высвобождается. Если уровень глюкозы в крови высок, синтезируется больше гликогена. Глюкоза стимулирует высвобождение инсулина, который запускает активацию гликогенсинтазы и инактивацию гликогенфосфорилазы .

    Через несколько минут после внутривенного введения глюкозы ферментативная активность гликогенфосфорилазы снижается, а активность гликогенсинтазы увеличивается.

    Примечание: Мышцы и другие ткани не обладают этими специальными регуляторными механизмами.Адреналин регулирует и контролирует бесполезное истощение гликогена во время голодания.

    Клиническая значимость: болезни накопления гликогена

    Гликогенозы - это группа наследственных заболеваний, влияющих на метаболизм гликогена, приводящих к обширному накоплению отложений гликогена в органах и мышечной ткани. Дефицитные ферменты, участвующие в метаболизме гликогена, ответственны за гликогенозы. Наиболее частым заболеванием является аутосомно-рецессивный дефект глюкозо-6-фосфорилазы, при котором гликоген синтезируется, но не может покинуть клетку.

    Печень накапливает все больше и больше гликогена, что приводит к увеличению печени ( гепатомегалия ) (до 10 кг (22 фунта)). Кроме того, невозможно поддерживать уровень глюкозы в крови. Это приводит к тяжелой гипогликемии между приемами пищи.

    На данный момент идентифицировано 11 различных болезней накопления гликогена и подформ. Типичные симптомы и осложнения, помимо гепатомегалии, включают: гипогликемию, нефромегалию, цирроз печени и миастению.

    Это наиболее распространенных типа гликогенозов :

    • Болезнь Гирке (болезнь накопления гликогена 1 типа)
    • Болезнь Помпе (болезнь накопления гликогена 2 типа)
    • Болезнь Кори (болезнь накопления гликогена 3 типа)

    Лечение направлено на поддержание постоянного уровня глюкозы в крови во избежание тяжелой гипогликемии (особенно в ночное время).

    Биохимия, гликоген Статья

    Введение

    Гликоген - это сильно разветвленный полимер глюкозы, который животные используют в качестве запаса энергии.Это животный аналог крахмала. Гликогена в растительной ткани нет. Он высококонцентрирован в печени, хотя скелетные мышцы содержат больше всего гликогена по весу. Он также присутствует в меньших количествах в других тканях, таких как почки, сердце и мозг. [1] [2] Остатки глюкозы в гликогене соединяются двумя основными связями, гликозидными связями альфа-1,4 и альфа-1,6 в линейных цепях и в точках соединения. Ветвление является важным аспектом гликогена, поскольку оно увеличивает его растворимость и позволяет ему быстрее метаболизироваться.[3] Важно отметить, что гликоген служит для поддержания гомеостаза глюкозы в организме животного. Из-за этого его метаболизм регулируется в первую очередь инсулином и глюкагоном и молекулами в их последующих сигнальных путях. Инсулин и глюкагон способствуют синтезу и распаду гликогена соответственно. Патологии, нацеленные на ферменты, участвующие в синтезе, расщеплении и / или регуляции гликогена, могут оказывать значительное неблагоприятное воздействие на организм. [3] [4]

    Сотовая связь

    Постановление

    Гликоген синтезируется или расщепляется в зависимости от потребностей организма.Это важная молекула для поддержания гомеостаза глюкозы. Два основных пептидных гормона, участвующих в его регуляции, - это инсулин и глюкагон, которые способствуют анаболизму и катаболизму. Понимание общих эффектов этих двух гормонов важно в контексте метаболизма гликогена. Инсулин сигнализирует о состоянии высокой энергии; таким образом, его последующие эффекты включают синтез липидов и гликогена. Глюкагон сигнализирует о низком энергетическом состоянии; следовательно, его последующие эффекты противоположны действию инсулина.Таким образом, повышенное высвобождение глюкагона приведет к последующему эффекту усиленного липолиза и гликогенолиза для удовлетворения потребностей организма.

    В частности, нижестоящие эффекты инсулина и глюкагона изменяют активность нескольких ферментов, противоположно участвующих в метаболизме гликогена, посредством дефосфорилирования и фосфорилирования, соответственно. Инсулин связан с активацией протеинфосфатазы 1 (PP1) и протеинкиназы B (PKB). Глюкагон связан с цАМФ-опосредованным путем, который активирует протеинкиназу А (PKA).В синтезе гликогена гликогенсинтаза является основным ферментом, регулируемым ферментами PP1, PKB и PKA. [4] [5]

    Гликогенсинтаза имеет две основные формы: гликогенсинтаза и гликогенсинтаза b. Это активная и неактивная формы соответственно. [6] Существенное структурное различие между ними состоит в том, что гликогенсинтаза b более фосфорилируется, чем гликогенсинтаза a. В инсулино-опосредованном пути PP1 дефосфорилирует гликогенсинтазу b, превращая ее в гликогенсинтазу a.PKB может поддерживать эту форму гликогенфосфорилазы путем инактивации фермента, известного как киназа гликогенсинтазы 3 (GSK3), [7], который в противном случае фосфорилировал бы гликогенсинтазу a. В глюкагон-опосредованном пути PKA фосфорилирует PP1, предотвращая активацию PP1 гликогенсинтазы b до гликогенсинтазы a.

    Двумя основными формами гликогенфосфорилазы являются гликогенфосфорилазы a и b, которые являются активной и неактивной формами соответственно. [6] PKA активирует киназу гликогенфосфорилазы, которая впоследствии фосфорилирует и активирует гликогенфосфорилазу.Напротив, PP1 дефосфорилирует гликогенфосфорилазу, превращая ее в b-форму. Важно отметить, что изоформа гликогенфосфорилазы печени нуждается в глюкозе для связывания с аллостерическим сайтом, чтобы позволить PP1 дефосфорилировать его. Таким образом, гликогенфосфорилаза печени обычно считается «датчиком глюкозы».

    Существует регуляция метаболизма гликогена, специфичная для скелетных мышц. Киназа гликогенфосфорилазы мышц увеличивает свою активность в присутствии кальция в цитоплазме, высвобождаемого из саркоплазматической сети во время сокращения мышц.Он содержит субъединицы кальмодулина, которые обладают высоким сродством к кальцию. Также известно, что соединения с низким энергетическим состоянием, такие как AMP, IMP и Pi, являются положительными аллостерическими регуляторами гликогенфосфорилазы скелетных мышц [8].

    Молекулярный

    Гликогенез

    Гликогенез или синтез гликогена - это многоступенчатый процесс, который начинается с превращения глюкозы в глюкозо-6-фосфат с помощью гексокиназы или печеночной изоформы гексокиназы, известной как глюкокиназа.Этот процесс является важным этапом, поскольку добавление фосфатной группы улавливает глюкозу внутри клетки. G6P впоследствии превращается в глюкозо-1-фосфат (G1P) через фосфоглюкомутазу. G1P превращается в UDP-глюкозу через глюкозо-1-фосфатуридилтрансферазу, которая требует UTP в качестве дополнительного субстрата. [4] На этом этапе фосфатная группа глюкозо-1-фосфата выполняет нуклеофильную атаку на альфа-фосфат UTP, что приводит к высвобождению пирофосфата (PPi), который представляет собой высокореактивную молекулу, которая быстро подвергается гидролизу.Высвобождение PPi помогает продвинуть реакцию вперед. [9] Гликогенсинтаза создает альфа-1,4-гликозидную связь между UDP-глюкозой и растущей цепью гликогена.

    Однако, прежде чем гликогенсинтаза заработает, ей потребуется праймер гликогена. Гликогенин синтезирует этот начальный праймер для гликогенсинтазы. Вкратце, гликогенин действует путем присоединения молекулы UDP-глюкозы в ее положении 1C к гидроксильной группе на остатке тирозина, что вызывает выход UDP, и длина праймера впоследствии увеличивается до 10-20 остатков глюкозы.[4] Разветвление впоследствии происходит через фермент разветвления гликогена, который обладает двумя каталитическими активностями, включая трансферазу и альфа-1,6-гликозидазу, образующую разветвленную связь. Как только цепь гликогена составляет примерно 11 остатков глюкозы, фермент разветвления гликогена начинает добавлять ответвления. В среднем, сегмент из восьми остатков глюкозы переносится и становится ответвлением соседней цепи. Это разветвление является важным компонентом, поскольку оно увеличивает растворимость и участки, в которых глюкоза может быть извлечена из полимера гликогена.[3]

    Гликогенолиз

    Гликогенолиз или расщепление гликогена, в первую очередь, требует гликогенфосфорилазы и фермента разветвления. Гликогенфосфорилаза включает проникновение фосфата (Pi) и PLP (пиридоксальфосфат), кофактора, полученного из витамина B6. [10] В конечном итоге он удаляет один остаток глюкозы из гликогена в виде глюкозо-1-фосфата. Однако гликогенфосфорилаза не может разрушить альфа-1,4 связи по мере приближения к точке соединения; таким образом, фермент разветвления гликогена захватывает четыре остатка глюкозы, прежде чем достигнет точки соединения.[1] Подобно ферменту ветвления, он обладает двумя каталитическими свойствами. В данном случае это трансфераза и альфа-1,6-глюкозидаза, которые переносят три дистальных молекулы глюкозы в проксимальную более длинную цепь и гидролизуют альфа-1,6-гликозидную связь соответственно. Гидролиз альфа-1,6-гликозидной связи дает глюкозную единицу вместо глюкозо-1-фосфата (G1P). Отношение G1P к глюкозе, образующейся в результате гликогенолиза, составляет 10: 1. После экстракции G1P из гликогена он может превращаться в глюкозо-6-фосфат (G6P) через фосфоглюкомутазу для использования в других процессах, таких как гликолиз или пентозофосфатный путь (PPP). альтернативно называемый гексозо-монофосфатным путем (путь HMP).[4] Кроме того, он может превращаться в глюкозу. Для этого он должен расщепляться через глюкозо-6-фосфатазу, которая находится на мембране эндоплазматического ретикулума. Важно подчеркнуть, что скелетные мышцы не экспрессируют глюкозо-6-фосфатазу (G6Pase). [2] [3] Таким образом, скелетные мышцы не могут расщеплять свой гликоген для использования другими тканями.

    Клиническая значимость

    Существует множество болезней накопления гликогена (GSD), вызванных генетическими мутациями в ферментах, непосредственно участвующих в анаболизме и катаболизме гликогена.Обычно они наследуются по аутосомно-рецессивному типу и часто присутствуют в раннем детстве. Основными GSD и нарушенными ферментами являются следующие [3] [11]:

    • Тип 0: мышечный гликогенсинтаза (GYS1) или гликогенсинтаза печени (GYS2)
    • Тип Ia (болезнь фон Гирке): гликоген-6-фосфатаза, в частности G6PC (удаляет фосфатную группу из G6P)
    • Тип 1b (болезнь фон Гирке): гликоген-6-фосфатаза, в частности G6PT (транспортирует G6P в эндоплазматический ретикулум)
    • Тип II (болезнь Помпе): кислая альфа-глюкозидаза (GAA; этот фермент локализован в лизосоме)
    • Тип III (болезнь Кори): фермент разветвления гликогена
    • Тип IV (болезнь Андерсена): фермент разветвления гликогена.
    • Тип V (болезнь Макардла): гликогенфосфорилаза мышц и сердца
    • Тип VI (болезнь Герса): гликогенфосфорилаза печени

    Гликоген

    Гликоген - это основная форма хранения глюкозы в клетках животных. У людей наибольшее количество гликогена находится в печени (10% от массы печени), тогда как мышцы содержат только относительно небольшое количество гликогена (1% от мышечной массы). Кроме того, небольшое количество гликогена обнаружено в некоторых глиальных клетках головного мозга.

    Иногда его называют «животным крахмалом» из-за сходства с крахмалом, содержащимся в растениях, он накапливается в клетках печени и мышц и при необходимости может быть преобразован в глюкозу. В печени это преобразование регулируется гормоном глюкагоном. При определенных условиях, например, между приемами пищи, гликоген печени является важным источником глюкозы в крови. Гликоген мышечных клеток предназначен только для местного использования. Гликоген - это основной механизм хранения глюкозы (энергии). Он хранится в форме гранул в цитозоле, где происходит гликолиз.Эти гранулы содержат как гликоген, так и необходимые ферменты для его превращения в глюкозу.

    Гликоген - это сильно разветвленный полимер глюкозы. Он состоит из небольших цепочек из 8–12 молекул глюкозы, связанных вместе связями & alpha (14). Эти маленькие цепочки, в свою очередь, связаны вместе связями & alpha (16). Одна молекула гликогена может состоять из до 120 000 молекул глюкозы. Он вырабатывается из глюкозы ферментом гликогенсинтазой. Этот процесс называется гликогенезом.Добавление молекулы глюкозы к гликогену требует двух высокоэнергетических связей: одну от АТФ и одну от УТФ. Его расщепление на глюкозу, называемое гликогенолизом, опосредуется ферментом гликогенфосфорилазой. Он очень разветвленный.

    Гликоген - это средство быстрого хранения в организме большого количества глюкозы, когда она ему не нужна. Он классифицируется как полисахарид. Хотя гликоген очень похож на амилопектин, он содержит больше разветвленных цепей и имеет более высокую молекулярную массу.Он хранится как в печени, так и в мышцах, но запасы печени более доступны для поддержания энергии и уровня сахара в крови, в то время как запасы мышц в основном используются для мышечного топлива.

    Запасы гликогена с легкодоступной глюкозой для снабжения тканей окисляемым источником энергии находятся в основном в печени в виде гликогена. Вторым основным источником хранимой глюкозы является гликоген скелетных мышц. Однако мышечный гликоген обычно недоступен для других тканей, поскольку в мышцах отсутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза.

    Основным местом ежедневного потребления глюкозы (75%) является мозг через аэробные пути. Остальная часть утилизируется эритроцитами, скелетными и сердечными мышцами. Организм получает глюкозу либо непосредственно с пищей, либо из аминокислот и лактата посредством глюконеогенеза. Глюкоза, полученная из этих двух основных источников, либо остается растворимой в жидкостях организма, либо хранится в полимерной форме, гликогене. Гликоген считается основной формой хранения глюкозы и находится в основном в печени и мышцах, а почки и кишечник добавляют второстепенные места хранения.