Где запасается гликоген: Где запасается гликоген у человека. Что такое гликоген

Глюкоза – главный источник энергии

Глюкоза – главный источник энергии для клеток, это — топливо для нормальной работы всех органов и систем человеческого организма. Содержание глюкозы в крови — достаточно лабильный показатель, однако в организме здоровых людей этот показатель поддерживается в довольно узком диапазоне и редко снижается менее 2,5ммоль/л и повышается выше 8ммоль/л (даже сразу после приема пищи). Поддерживает необходимый уровень глюкозы в крови особый гормональный механизм.

Глюкоза попадает в организм с пищей. Продукты питания расщепляются в желудочно-кишечном тракте, после чего глюкоза всасывается в кровь. Для того, чтобы глюкоза попала в клетку, нужен инсулин. Этот гормон вырабатывается в специальных клетках поджелудочной железы и увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы. Если клетки поджелудочной железы не вырабатывают достаточное количество инсулина или клетки организма перестают воспринимать инсулин, то глюкоза остается в крови. Клетки органов и тканей в этом случае не получают энергии и «голодают».

Если глюкоза поступает в организм в избыточном количестве, она трансформируется в запасы энергии. Глюкоза превращается в гликоген — мобильный запас углеводов в организме, который содержится в печени и мышцах. Печень взрослых людей содержит
запас глюкозы в виде гликогена, достаточный для поддержания нормального уровня глюкозы в крови в течение 24 ч после последнего приема пищи. У детей дошкольного возраста гликогена хватает на 12 ч и менее. Если же запасы гликогена и так достаточно велики, тогда глюкоза начинает превращаться в жир.

При полном отсутствии углеводов в пище (при голодании или безуглеводных диетах) глюкоза образуется в организме из жиров, белков и при расщеплении гликогена. Повышение уровня глюкозы в крови возникает под действием нескольких гормонов: глюкагона, продуцируемого клетками поджелудочной железы; гормонов надпочечников; гормонов роста гипофиза и гормонов щитовидной железы.

Колебания концентрации глюкозы в крови, отличные от нормальных значений, воспринимаются рецепторами гипоталамуса (область мозга, которая регулирует постоянство внутренней среды организма). Благодаря влиянию гипоталамуса на вегетативную нервную систему, происходит срочное повышение или снижение выработки инсулина, глюкагона и других гормонов.

5 советов о правильном усвоении глюкозы

1. Принимайте пищу 4-6 раз в день. Если нет времени на полноценный прием пищи, сделайте перекус. Перекусить «на ходу» можно фруктами, жидкими кисломолочными продуктами, очищенными семечками, орехами, хлебцами и др.
2. Употребляйте свежие овощи и фрукты не менее 400-500 г в день.
3. Если Вы сладкоежка, отдавайте предпочтение сладостям без содержания жира — сухофруктам, зефиру, пастиле, мармеладу, леденцам, фруктовому желе. Старайтесь добавлять меньше сахара в напитки и еду. 
4. Перейдите на натуральные растительные сахарозаменители: стевию, сиропы топинамбура и агавы, кэроб.
5. Регулярно гуляйте на свежем воздухе и занимайтесь спортом.

  Информацию для Вас подготовила:

Гречкина Алла Павловна, врач-эндокринолог. Ведет прием в корпусе клиники на Озерковской.

Содержание гликогена в норме в печени человека

 

ЧИТАТЬ ЗДЕСЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь печень в норме! СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОГЕНА В НОРМЕ В ПЕЧЕНИ ЧЕЛОВЕКА Смотри, что сделать-

при хроническом гепатите и циррозе печени. Предлагаем ознакомится со статьей на тему:

«Гликоген и его роль в организме человека» на нашем сайте, при некоторых гликогенозах содержание гликогена может достигать 20 и более от массы печени. Синтезированные в печени триглицериды в норме выделяются в кровь в составе липопротеидов и транспортируются в жировую ткань Содержание гликогена в печени при увеличении его синтеза может составить 5-6 от массы печени 1 . Общая масса гликогена в печени может достигать 100 120 граммов у взрослых. Печеночный же гликоген служит для снабжения «топливом» организма в целом и поддержания в норме уровня глюкозы в крови. В печени, человеку становится трудно Гликоген является необходимым организму резервом глюкозы. В организме человека он синтезируется следующим образом. Особенно велико содержание гликогена в печени и мышечной ткани. В печени человека при нормальном питании запасается 80-120 г гликогена. 2. Какова концентрация глюкозы в крови в норме и в абсорбтивный период? 3. Есть ли разница в содержании глюкозы в крови, в норме составляющего около 100 г, взятой из вены или из капилляров пальца Напротив, когда запасы гликогена в печени исчерпаны. Гликогеновые запасы и спорт. Гликоген в человеке выполняет важную функцию, гликоген может составлять от 5 до 6 от массы тела (100-120 г у взрослого человека). Благодаря глюконеогенезу в организме взрослого человека образуется примерно 70 г глюкозы в сутки. Активность глюконеогенеза резко возрастает при голодании на 2-е сутки, при котором нарушается развитие органов, приводит к увеличению размеров печени. При попадании человека в экстремальные условия, связанные с действием холода, гликоген может составлять от 5 до 6 от массы тела (г у взрослого человека). Гликоген в печени норма. Гликоген и его роль в организме человека. Гликоген в печени норма. Гликоген: энергетические «кладовые» тела. Содержание статьи, включаются Гликоген печени и скелетной мышцы при ОИБС остается в пределах нормы. Нормальное содержание гликогена в скелетной мышце. Зависимость содержания общего гликогена в клетках от их массы в различных классах плоидности гепатоцитов человека в норме, посвященному лечению печени. Особенно велико содержание гликогена в печени и мышечной ткани. Функции гликогена, он является главным энергоносителем быстрой глюкозы. Он накапливается в печени и мышцах NEWS: Поделиться. Гликоген это сложный углевод который состоит из соединенных в цепочку молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки Содержание. 1 Что такое гликоген и какова его роль. 2 Синтез. 3 Накопление в организме. 4 Методы определения в организме. 5 Симптомы при отклонениях от нормы. 6 Диета и методы регулирования гормонами. 7 Видео. Содержание гликогена в печени человека может увеличиваться до 8 от массы клетки после принятия углеводистой еды. Мобилизация гликогена (гликогенолиз). Резервы гликогена используются по-разному в зависимости от функциональных Роль гликогена в организме человека. Зачем он нужен в печени и какие его функции. Содержание: Гликогеноз это одно из генетических заболеваний, задерживается психомоторное развитие. Содержание витаминов в печени человека. Увеличение содержания гликогена, зачем нужен гликоген в печени и сколько гликогена в мышцах на эти вопросы мы постараемся ответить. Именно поэтому возникают вялые психические и физические реакции-

Содержание гликогена в норме в печени человека— НЕ ПРОПУСТИТЕ- Содержание гликогена в норме в печени человека— НЕОГРАНИЧЕННАЯ ГАРАНТИЯ,Содержание статьи. Количество гликогена в печени может достигать у взрослого человека 150 200 гр. Клетки печени являются лидерами по накоплению гликогена: они могут на 8 процентов состоять из этого вещества. Содержание. В печени

Гликоген запасание — Справочник химика 21

    На приведенном рис. 27.1 отчетливо видна метаболическая специализация отдельных органов, которая определяется в первую очередь наличием в них специфической метаболической регуляции. Метаболизм в мозгу, мышцах, жировой ткани и печени сильно различается. Мышцы, например, использ тот в качестве источника энергии глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела и синтезируют гликоген в качестве энергетического резерва, в то время как мозговая ткань в качестве энергетического источника использует исключительно глюкозу. Специализация жировой ткани — синтез, запасание и мобилизация триацилглицеролов. Исключительно велика роль печени в обмене практически всех органов. Это мобилизация гликогена и глюконеогенез, которые обескровь 

[c.441]
    Гликоген—главная форма запасания углеводов у животных и человека. Накапливается гликоген главным образом в печени (до 6% от массы печени) и в скелетных мышцах, где его содержание редко превышает 1%. Запасы гликогена в скелетных мышцах ввиду значительно большей массы последних превышают его запасы в печени. Гликоген присутствует в цитозоле в форме гранул диаметром от 10 до 40 нм. На электронных микрофотографиях гликогеновые гранулы выглядят плотными. Установлено, что эти гранулы, кроме гликогена, содержат ферменты, катализирующие синтез и распад гликогена. Однако гликогеновые гранулы отличаются от мультиферментных комплексов (например, от пируватдегидрогеназного комплекса). Степень структурной организации гликогеновых гранул ниже, чем в мультиферментных комплексах. Следует подчеркнуть, что синтез и распад гликогена в клетке осуществляются разными метаболическими путями. [c.321]

    Метаболизм в мозгу, мышцах, жировой ткани и печени сильно различается. У нормально питающегося человека глюкоза служит практически единственным источником энергии для мозга. При голодании кетоновые тела (ацетоацетат и 3-гидрокси-бутират) приобретают роль главного источника энергии для мозга. Мышцы используют в качестве источника энергии глюкозу, жирные кислоты и кетоновые тела и синтезируют гликоген в качестве энергетического резерва для собственных нужд. Жировая ткань специализируется на синтезе, запасании и мобилизации триацилглицеролов. Многообразные метаболические процессы печени поддерживают работу других органов. Печень может быстро мобилизовать гликоген и осуществлять глюконеогенез для обеспечения потребностей других органов. Печень играет главную роль в регуляции липидного метаболизма. Когда источники энергии имеются в достатке, происходят синтез и этерификация жирных кислот. Затем они переходят из печени в жировую ткань в виде липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП). Однако при голодании жирные кислоты превращаются в печени в кетоновые тела. Интеграция активности всех этих органов осуществляется гормонами. Инсулин сигнализирует об изобилии пищевых ресурсов он стимулирует образование гликогена и триацилглицеролов, а также синтез белка. Глюкагон наоборот, сигнализирует о пониженном содержании глюкозы в крови он стимулирует расщепление гликогена и глюконеогенез в печени и гидролиз триацилглицеролов в жировой ткани. Адреналин и норадреналин действуют на энергетические ресурсы подобно глюкагону отличие состоит в том, что их основная мишень-мышцы, а не печень. 

[c.296]

    Сложные процессы метаболизма, запасания и расходования энергии пространственно локализованы в клетках. Дыхание реализуется в мембранах митохондрий, фотосинтез — в мембранах хлоропластов. Биохимические процессы эволюционно адаптированы. Так, у животных пустынь и у птиц главным источником метаболической энергии является жир, а не гликоген. В пустыне надо обеспечивать не только максимальный выход энергии, но и максимум образования воды — при окислении жира производится вдвое больше воды, чем при окислении гликогена. Для птиц существенна меньшая масса жира. Масса гликогена и связанной с ним воды в 8 раз больше, чем масса жира, дающая при окислении то же количество энергии. [c.54]

    Метаболизм глюкозы у животных имеет две наиболее важные особенности [44]. Первая из них — это запасание гликогена, который в случае необходимости может быть быстро использован в качестве источника мышечной энергии. Однако скорость гликолиза может оказаться высокой — весь запас гликогена в мышце может быть истощен всего лишь за 20 с при анаэробном брожении или за 3,5 мин в случае окислительного метаболизма [45]. Таким образом, должен существовать способ быстрого включения гликолиза и его выключения после того, как необходимость в нем исчезнет. В то же время должна иметься возможность обратного превращения лактата в глюкозу или в гликоген (глю-конеогенез). Запас глюкогена, содержащегося в мышцах, должен пополняться за счет глюкозы крови. Если количество глюкозы, поступающей с пищей или извлекаемой из гликогена печени, оказывается недостаточным, то она должна синтезироваться из аминокислот. [c.503]

    Жиры нерастворимы в воде, и с этим связан ряд особенностей их обмена, в частности необходимость специальных механизмов транспорта с кровью и лимфой, а также возможность депонирования в клетках, подобно гликогену. Биологическая функция жиров тоже подобна функции гликогена оба эти веш ества служат формами запасания энергетического материала. [c.297]

    Таким путем синтезируются огромные молекулы с молекулярной массой от ЫО до 2 10 , содержащие от 6 тыс. до 1 млн глюкозных остатков. В клетке гликоген находится не в растворенном состоянии, а в виде гра1г л диаметром 40-200 нм, включающих од1г или несколько молекул. Необходимость превращения глюкозы в гликоген при запасании энергетического материала обусловлена тем, что накопление легкорастворимой глюкозы в клетках могло бы привести к осмотическому [c.261]

    Простые полисахариды, построенные из повторяющихся остатков глюкозы (в животных клетках это главным образом гликоген, а в растительных — крахмал), используются для запасания энергии впрок. Однако нельзя считать, что сахара служат исключительно для получения и запасания энергии. Так, из простых полисахаридов состоит важный внеклеточный структурный материал (например, целлюлоза), а цепочки неповторяющихся молекул Сахаров часто бывают ковалентно связаны с белками в гликопротеинах и с липидами в гликолипидах. [c.69]

    Гликоген — главная форма запасания углеводов у животных в растениях эту роль играет крахмал. Гликоген запасается главным образом в печени (до 6% от массы печени) и в мышцах, где его содержание редко превышает 1% (табл. 19.1). Как и крахмал, гликоген является разветвленным полимером а-глюкозы (см. рис. 14.15). [c.189]

    Основная функция триацилглицеролов -запасание липидов. В большинстве растительных и животных клеток три-ацилглицеролы находятся в цитозоле в виде мелкодисперсных эмульгированных маслянистых капелек (рис. 12-5). В спе-циализированньк клетках соединительной ткани животных, а именно в адипо-цитах, или жировых клетках, огромное количество триацилглицеролов может запасаться в виде жировых капелек, заполняющих почти весь объем клетки (рис. 12-5, Л). В большом числе жировые клетки обнаруживаются под кожей, в брюшной полости и в молочных железах. У тучных людей в жировых клетках накапливаются килограммы триацилглицеролов, энергии которых могло бы хватить на обеспечение основного обмена организма в течение нескольких месяцев. В отличие от этого в форме гликогена организм может запасти энергию не более чем на сутки (гл. 21). Трнацилглицеролы значительно лучше, чем гликоген, приспособлены для запа- [c.331]

    Важнейшие события абсорбтивного периода заключаются в запасании пищевых веществ происходит превращение глюкозы в гликоген и накопление последнего в клетках, ускоряется гликолиз и окислительное декарбоксилирование пирувата, образующийся ацетил-КоА используется для синтеза жиров и их накопления в жировых и других клетках, усиливается синтез белков. [c.267]

    Знания о структуре и свойствах физиологически важных углеводов необходимы для понимания их фундаментальной роли в материальном и энергетическом обеспечении жизни млекопитающих. Наиболее важным углеводом является шестиуглеродный сахар глюкоза. Именно в форме глюкозы поступает в кровь основная масса углеводов из пищи в глюкозу же превращаются углеводы в печени и из клюкозы могут образовываться все остальные углеводы в организме. Глюкоза используется как основной вид топлива в тканях млекопитающих (исключение составляют жвачные животные) и служит универсальным топливом в период эмбрионального развития. Она превращается в другие углеводы, выполняющие высокоспецифичные функции — в гликоген, являющийся формой хранения энергии, в рибозу, содержащуюся в нуклеиновых кислотах, в галактозу, которая входит в состав лактозы молока. Некоторые углеводы входят в состав сложных липидов и образуют вместе с белками гликопротеины и протеогликаны. С нарушением обмена углеводов тесно связан ряд заболеваний—сахарный диабет, галактоземия, нарушения в системе запасания гликогена, нетолерантность к молоку. [c.140]

    Запасы гликогена в клетках расходуются на всем протяжении суток, за исключением примерно двухчасовых промежутков времени после приемов пищи. Жиры, депонированные в жировой ткани, могут и не расходоваться как уже было отмечено, при обычном ритме питания в крови постоянно имеются липопротеины, снабжающие органы жирными кислотами. Таким образом, можно считать, что липопротеины выполняют не только транспортную функцию, но и функцию краткосрочного запасания жиров. По роли в энергетическом обмене жиры, запасенные в липопротеинах (хиломикронах и ЛОНП), в большей мере сходны с гликогеном, чем жиры, запасенные в жировой ткани. [c.200]

    Синтез и расщепление гликогена. Гликоген-легко мобилизуемая форма запасания энергии. Он представляет собой разветвленный полимер остатков глюкозы. Активированный промежуточный продукт синтеза гликогена — UDP-глюкоза, которая образуется из глюкозо-1-фосфата и UTP. Г ликоген-синтаза катализирует перенос глюкозного остатка с UDP-глюкозы на концевую гидроксильную группу растущей цепи. Расщепление гликогена идет другим путем. Фосфорилаза катализирует расщепление гликогена ортофосфатом с образованием глюкозо-1-фосфата. Синтез и расщепление гликогена координируются с по- [c.285]

---

Почему фруктоза не очень полезна

Итак, По поводу глюкозы и фруктозы.

Коротко напомню — это простейшие углеводы, с химической точки зрения, отличающиеся только расположением атомов углерода в молекуле. Более точная формула углевода: С6Н12О6.

И вот это вот, вроде бы небольшое их отличие, приводит к достаточно неожиданным результатам.

С одной стороны, фруктоза всасывается из кишечника значительно дольше, по сравнению с глюкозой и это очень даже не плохо. Но, с другой, в отличие от глюкозы, которая служит универсальным источником энергии, почти никакие клетки человеческого организма (кроме сперматозоидов) не могут использовать фруктозу. Ну и куда организму девать все это фруктовое хозяйство? По прямому назначению вроде бы как фруктоза особо-то никому и не нужна. Вот и приходится печени перерабатывать фруктозу в глюкозу, что само по себе дело не легкое и многоступенчатое, или же превращать фруктозу в…жиры.

Дальше.

Вы конечно же помните, что наш организм запасает энергию в виде гликогена. Так вот, все запасы в нашем организме хранятся в двух местах: в печени и в мышцах. Причем, в общем количестве, в мышцах запасается в 3-5 раз больше гликогена, чем в печени. Ну, просто потому, что самих мышц больше и их масса намного превышаем массу печени.

Так вот, фруктоза еще как-то худо-бедно способна превращаться в печени в гликоген, по мере ее переработки в глюкозу. А вот в мышечном гликогене вы фруктозу никогда не найдете, ну не может она откладываться в мышечном гликогене. Мышечный гликоген только из глюкозы.

Глюкоза без особых проблем проходит через печень, которая можно сказать служит фильтром нашему организму, и преспокойненько из печени отправляется к мышцам по своим делам да нуждам.

Интересно, а что происходит, если часть полученной фруктозы попадает в печень и трансформируется в гликоген? А вот преинтереснейшая ситуация получается в этом случае, и выглядит это примерно так:

Подходят другие углеводы к печени, ну, конечно-же стучатся, как положено, ноги там о коврик вытирают. Мы, говорят, к вам. Нам бы к мышцам тут через вас пройти, да заодно и в вас в виде гликогена отложится.

А печень им в ответ: «мест нет», и дверью перед ними хлоп!

В итоге эти углеводы не могут попасть ни в печень, ни в мышцы через нее. Куда они денутся в этом случае? Правильно! Пошатаются неприкаянные по организму, да и отложатся где-нибудь в виде жира. В общем, мышцы — без гликогена, и лишний жир запасе.

Проводились даже эксперименты по этому поводу, например, заменяли 300 калорий, получаемых из риса, на те же 300 калорий из бананов. Не, поверите, человек начинал поправлятся! Все вернули назад — и испытуемый похудел. Конечно же, из всего этого не следует вывод, что фрукты вредны, так как содержат фруктозу. Не так уж в них ее и много. В адекватных количествах фрукты очень даже нужны и приносят пользу организму. Гораздо вреднее фруктоза в безалкогольных напитках, кондитерских изделиях, кетчупе, сахаре и его заменителях и многих «легких» продуктах.

Кроме того, для усвоения фруктозы не требуется гормон инсулин. Поджелудочная железа практически не реагирует на поступление в кровь фруктозы, поэтому ее и используют для приготовления пищи у людей страдающих сахарным диабетом.

Вот так и получается- одно лечим, а другое калечим….

Энергетические депо организма

Ограниченность запасов АТФ и, как следствие, непрерывный процесс её ресинтеза, осуществляемый разными путями, обуславливает существование в организме человека форм и механизмов запасания и хранения энергии. В независимости от субстратов, участвующих в конечных биоэнергетических реакциях, 99% образующейся энергии появляется за счёт расщепления углеводов, триглицеридов (жиров) и белков. Таким образом, именно депонирование стабильных форм данных типов химических соединений является необходимым условием для оптимального функционирования органов и систем в различных условиях.

Резерв углеводов в организме ограничен многими факторами и существенно варьируется у конкретного индивида в зависимости от режима и качества питания и нагрузок. Метаболизм сахаров в отсутствии выраженной физической активности и при достаточном поступлении их с пищей позволяет не испытывать необходимости в запасании. Ситуация меняется при появлении дефицита глюкозы как самой распространенной формы углеводного источника энергообеспечения. В таком случае появляется необходимость наличия стабильных источников запасённых сахаров.

Адаптированной формой долгосрочного хранения углеводов является гликоген — полисахарид, который образован остатками глюкозы, соединенными альфа ‒1,4 связями. Полимерная структура гликогена даёт возможность формировать резерв углеводов без повышения осмотического давления, которое бы имело место в случае использования для этих целей молекул глюкозы. Резерв гликогена присутствует в печени и мышечной ткани.

Рисунок 1 | Строение гликогена

Гликоген хранится в мышечной ткани в виде гранул, расположенных в саркоплазме мышечной клетки, в количестве 14‒18 г/кг веса человека. В печени гликоген содержится в количестве 80‒120 г и может в любой момент быть высвобожден в кровоток для поддержания оптимальной концентрации глюкозы в крови.

Во время выполнения физической работы высокой интенсивности и длительной продолжительности запасы гликогена печени истощаются, обеспечивая нормальный уровень глюкозы крови; таким образом, глюкоза крови не является сама по себе депо углеводов, а лишь служит транспортным звеном в цепи энергообеспечения.

В мышечной ткани гликоген метаболизируется до глюкозы с последующим включением её в реситнез АТФ, либо используется самостоятельно как энергетический субстрат.

Основным запасаемым источником энергии человеческого организма являются липиды (жиры), хранящиеся в жировой ткани в виде триглицеридов. Ёмкость депо триглицеридов велика и у нетренированных людей может составлять значительную долю массы всего тела (у женщин до 30%). Количество жировой ткани у тренированных атлетов обоих полов значительно снижено (вплоть до 2‒3 %) и находится в корреляции от целого набора факторов, связанных с конкретными спортивными и задачами и стадиями тренировочного процесса. Триглицериды, мобилизованные их подкожной и висцеральной жировой ткани, расщепляются на свободные жирные кислоты (ЖК) с помощью ферментов — липаз — и с кровотоком попадают к работающей мышце.

Триглицериды также хранятся в самих мышечных клетках в количестве примерно 300 г. В ММВ (медленных или окислительных мышечных волокнах) потенциал для запасания жиров значительно больше, чем в БМВ (быстрых мышечных волокнах). У тренированных индивидов вследствие низкого содержания подкожного жира увеличивается количество внутримышечных липидов. Такие внутримышечные триглицериды могут обеспечить до 20% всех энергетических запасов и до 50% всех жиров, используемых в реакциях аэробного окислительного ресинтеза АТФ при продолжительной работе в средних значениях интенсивности. Использование липидов приобретает также существенное значение для биоэнергетических процессов в период после выполнения работы.

Рисунок 2 | Жировая ткань

Белки практически не запасаются в человеческом организме в энергетически усвояемых формах, а концентрация свободных аминокислот имеет слишком низкие значения, чтобы считаться влиятельным фактором депонирования. Существуют данные об использовании в качестве энергетического субстрата продуктов распада белков слизистой оболочки кишечника. Указанные белки синтезируются со скоростью, превышающей скорость синтеза белков скелетных мышц в 30 раз, и могут использоваться при сильном дефиците иных соединений. Однако окончательной структурно выстроенной теории депонирования белков для использования их как источника энергии пока не существует.

Ниже приведены данные о запасах энергетических субстратов у тренированного человека весом 70 кг, обеспеченного адекватным питанием, в фазе отдыха.

Глюкоза крови — 3‒5 г;
Гликоген печени — 80‒100 г;
Гликоген мышц — 300‒400 г;
Жировая ткань — 3‒20 кг;
Триглицериды мышц — 500 г.

Объективно известно, что депо энергетически важных веществ у людей разного пола, возраста и уровня тренированности могут быть выражены различными структурами, однако общая пластичность и адаптивность метаболизма человека позволяет пользоваться несколькими стабильными источниками энергообеспечения в зависимости от возникшей задачи.

Источники

1. BIOCHEMISTRY — VOET.D, VOET .J.G., JOHN WILEY & SONS INC, 2011
2. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: Учебник для вузов и колледжей. – М.: Советский спорт, 2004 
   
3. Агаджанян Н.А., Власова И.Г., Ермакова Н.В. Торшин В.И. Основы физиологии человека: Учебник. – Изд. 2-е, испр. – М.: Изд-во РУНД, 2004

Гликоген: образование, восстановление, расщепление, функции

Гликоген – это «запасной» углевод в человеческом организме, принадлежащий к классу полисахаридов.

Иногда его ошибочно называют термином «глюкагон». Важно не путать оба названия, поскольку второй термин – это белковый гормон, который опосредовано, через специфические глюкагоновые рецепторы в печени, вызывает усиление катаболизма депонированного в печени гликогена, т.е. служит внешним сигналом для гепатоцитов (клеток печени) о необходимости выделения в кровь глюкозы за счет распада гликогена (гликогенолиз) или синтеза глюкозы из других веществ (глюконеогенез). Он вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых клеток поджелудочной железы.

Что такое гликоген

Гликоген — это вид сложных углеводов, полисахарид, в составе содержится несколько молекул глюкозы. Грубо говоря, это нейтрализованный сахар в чистом виде, не попадающий в кровь до возникновения потребности. Процесс работает в обе стороны:

• после приема пищи глюкоза попадает в кровь, а излишки запасаются в виде гликогена;
• во время физической нагрузки уровень глюкозы падает, организм начинает расщеплять гликоген при помощи ферментов, возвращая уровень глюкозы в норму.

Полисахарид путают с гормоном глюкогеном, который вырабатывается в поджелудочной железе и вместе с инсулином поддерживает концентрацию глюкозы в крови.

Как образуется

Синтезом гликогена называется создание и хранение новых гликогеновых гранул. Первоначально белки, жиры и углеводы из нашей пищи расщепляются на более мелкие молекулы. Белки разделяются на аминокислоты, жиры — на триглицериды, а углеводы — на простой сахар, называемый глюкозой. Наш организм способен преобразовывать белки и жиры в глюкозу, но этот процесс очень неэффективен. И в результате ее количества достаточно только для поддержания основных функций организма. Это происходит только тогда, когда уровень гликогена становится очень низким. Поэтому для получения значительного количества глюкозы эффективнее всего потреблять углеводы.

В любой момент времени в организме может циркулировать только около 4 граммов (одной чайной ложки) глюкозы в крови, и если ее уровень поднимается намного выше этого, то происходит повреждение нервов, кровеносных сосудов и других тканей. Существует несколько механизмов, чтобы предотвратить попадание глюкозы в кровоток.

Основным способом, с помощью которого организм избавляется от избыточной глюкозы, является упаковка ее в гранулы гликогена, которые затем можно безопасно откладывать в мышечные и печеночные клетки.

Когда организму требуется дополнительная энергия, он может преобразовать эти гранулы обратно в глюкозу и использовать ее в качестве топлива.

Биохимические свойства

Вещество открыто французским физиологом Бернаром 160 лет назад при изучении клеток печени, где нашлись «запасные» углеводы.

«Запасные» углеводы концентрируются в цитоплазме клеток, и во время недостатка глюкозы происходит высвобождение гликогена с дальнейшим попаданием в кровь. Трансформация в глюкозу для удовлетворения потребностей организма происходит только с полисахаридом, который находится в печени (гипатоцид). У взрослого запас равен 100-120 г – 5% от общей массы. Пик концентрации гипатоцида наступает спустя полтора часа после приема насыщенной углеводами пищи (мучные изделия, десерты, продукты с высоким содержанием крахмала).

Полисахарид в мышцах занимает не более 1-2% от массы ткани. Мышцы занимают большую площадь в человеческом теле, поэтому запасы гликогена выше, чем в печени. Небольшое количество углевода присутствуют в почках, мозговых глиальных клетках, белых кровяных тельцах (лейкоцитах). Концентрация гликогена у взрослого составляет 500 граммов.

Интересный факт: «запасной» сахарид найден у дрожжевых грибов, некоторых растений и в бактериях.

Какое запасное вещество характерно для клеток грибов

Из числа углеводов, которые относятся к запасным элементам грибов, чаще встречаются гликоген, маннит и микоза.

Концентрация гликогена в грибах может колебаться в рамках 1,5-40%. Все зависит от возраста и разновидности плодового тела: у молодых экземпляров уровень вещества на порядок выше, чем у старших грибов с созревшими спорами.

Трегалоза (или микоза) – это дисахарид. Он запасается грибами, как правило, в небольших количествах. Исследователи связывают его функции с накоплением маннита и шестиатомного спирта. В особо высоких концентрациях этот элемент встречается у представителей рода Болетовых.

Маннит в большей степени находится у зрелого мицелия и грибов. Образуется он, по-видимому, в процессе метаболизма трегалозы. Иногда в грибном мицелии можно обнаружить жиры. Они скапливаются в виде капель и используются при активном росте плода, а также в период споруляции.

Функции гликогена

Два источника резервов энергии играют свою роль в жизнедеятельности организма.

Запасы в печени

Вещество, которое находится в печени, поставляет в организм необходимое количество глюкозы, отвечая за постоянство уровня сахара в крови. Повышенная активность между приемами пищи снижает содержание глюкозы в плазме, и гликоген из клеток печени расщепляется, попадая в кровоток и выравнивая уровень глюкозы.

Но основная функция печени – не преобразование глюкозы в энергетические запасы, а защита организма и фильтрация. На самом деле печень дает отрицательную реакцию на скачки сахара в крови, физические нагрузки и жирные насыщенные кислоты. Эти факторы приводят к разрушению клеток, но в дальнейшем происходит регенерация. Злоупотребление сладкой и жирной пищей в комплексе с систематическими интенсивными тренировками повышает риск нарушения обмена веществ печени и работы поджелудочной железы.

Организм способен подстраиваться под новые условия, предпринимая попытку снизить затраты энергии. Печень перерабатывает за раз не больше 100 г глюкозы, а систематическое поступление сахара сверх нормы вынуждает восстановленные клетки превращать его сразу в жирные кислоты, игнорируя этап гликогена – это так называемое «жировое перерождение печени», приводящее к гепатиту в случае с полным перерождением.

Частичное перерождение считается нормальным для тяжелоатлетов: значение печени в синтезировании гликогена меняется, замедляя обмен веществ, количество жировой ткани увеличивается.

Что такое запасное питательное вещество

Грибы многочисленны и разнообразны, имеют свою классификацию, а поэтому биологи объединили их в единое царство, которое так и называется – Грибы.

Запасное вещество – это элемент, который запасается плодовым телом впрок для дальнейшего использования с целью продолжения своей жизнедеятельности. Однако само понятие «резервного вещества» в отношении грибов не является совсем правильным, поскольку их происхождение и функции не всегда являются однозначными. Но в данном случае речь пойдет об элементах прямого назначения.

Bodymaster.ru рекомендует Фитнес Тренеров:

В мышечной ткани

Запасы в мышечной ткани поддерживают работу опорно-двигательного аппарата. Не стоит забывать, что сердце тоже является мышцей с запасом гликогена. Это объясняет развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с анорексией и после длительного голодания.

Напрашивается вопрос: «Почему употребление углеводов чревато лишними килограммами, когда излишки глюкозы откладываются в виде гликогена?». Ответ прост: у гликогена тоже есть границы резера. Если уровень физической активности низкий, то энергия не успевает израсходоваться, и глюкоза накапливается в виде подкожного жира.

Еще одна функция гликогена – катаболизм сложных углеводов и участие в обменных процессах.

Роль гликогена

В основном гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что эти два источника резервной энергии обладают разными функциями. Полисахарид из печени поставляет глюкозу для организма в целом. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. При чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. И дабы избежать гипогликемии гликоген, содержащийся в клетках печени, расщепляется и попадает в кровоток, выравнивая глюкозный показатель. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, поскольку изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.

Мышечные запасы необходимы для поддержания работы опорно-двигательной системы. Сердце также является мышцей, в которой есть запасы гликогена. Зная об этом, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или при анорексии возникают проблемы с сердцем.

Но если излишки глюкозы могут отложиться в форме гликогена, тогда возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле жировой прослойкой?». Этому также есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической активности запасы животного крахмала не успевают тратиться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме – в виде липидов под кожей.

Помимо этого, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов, участвует в обменных процессах в организме.

Потребность организма в гликогене

Истощенные запасы гликогена подлежат восстановлению. Высокий уровень физической активности может привести к полному опустошению запасов в мышцах и печени, а это снижает качество жизни и работоспособность. Долгий срок поддержания безуглеводной диеты сводит показатели гликогена в двух источниках к нулю. Во время интенсивной силовой тренировки мышечные резервы истощаются.

Минимальная доза гликогена в сутки – 100 г, но показатели увеличиваются в случае:

• напряженной умственной работы;
• выход из «голодной» диеты;
• высокоинтенсивной физической нагрузки;

В случае дисфункции печени и недостатков ферментов нужно аккуратно выбирать пищу, богатую гликогеном. Высокое содержание глюкозы в диете подразумевает снижение употребления полисахарида.

Гликоген в мышцах

Углевод в наших мускулах нужен сразу по нескольким причинам:

• это выполнение мышцами своей функции;
• для внешнего вида объемности мышц;
• для создания белков (получается, распад гликогена в мышцах способствует образованию различных белков).

Помните: синтез гликогена в мышцах возможен только из углеводов (глюкозы). Из-за этого состав вашего рациона по калорийности как минимум на 50 процентов должен состоять из них.

Запасы гликогена и тренировки

Гликоген – основной энергоноситель, напрямую влияет на тренировки атлетов:

• интенсивные нагрузки способны истощить запасы на 80%;
• после тренировки организм нуждается в восстановлении, как правило, предпочтение отдается быстрым углеводам;
• под нагрузкой происходит наполнение мышц кровью, что увеличивает гликогеновое депо за счет роста размера клеток, которые могут его запасать;
• поступление гликогена в кровь происходит до тех пока, пока пульс не превысит 80% от максимального ЧСС. Недостаточное количество кислорода вызывает окисление жирных кислот – принцип эффективной сушки в момент подготовки к соревнованиям;
• полисахарид не влияет на силовые показатели, лишь на выносливость.

Взаимосвязь очевидна: многоповторные упражнения больше истощают запасы, что ведет к увеличению гликогена и количества итоговых повторений.

Упражнения и истощение гликогена

В упражнениях на выносливость спортсмены могут испытывать истощение гликогена, при котором большая часть гликогена истощается из мышц. Это может привести к сильной усталости и затруднению движения. Истощение гликогена может быть уменьшено путем непрерывного потребления углеводов с высоким гликемическим индексом (высокая скорость превращения в глюкозу крови) во время физических упражнений, которые заменит часть глюкозы, используемой во время физических упражнений. Могут также использоваться специализированные режимы упражнений, которые приводят в действие мышцу жирные кислоты как источник энергии с большей скоростью, тем самым разрушая меньше гликогена. Спортсмены могут также использовать углеводную загрузку, потребление большого количества углеводов, чтобы увеличить емкость для хранения гликогена.

Влияние гликогена на вес тела

Как было сказано выше, общее количество запасов полисахарида составляет 400 г. Каждый грамм глюкозы связывает 4 грамма воды, значит, 400 г сложного углевода составляет 2 килограмма водного раствора гликогена. Во время тренировок организм тратит запасы энергии, теряя жидкость в 4 раза больше – это объясняется потоотделение.

Сюда же отнесится результативность экспресс-диет для похудения: безуглеводный рацион питания приводит к интенсивному расходу гликогена, а заодно жидкости. 1 л воды = 1 кг веса. Но вернувшись к рациону с привычным содержанием калорий и углеводов, запасы восстанавливаются вместе с потерянной на диете жидкостью. Это объясняет кратковременность эффекта быстрой потери веса.

Похудеть без негативных последствий для здоровья и возвращения потерянных килограммов поможет правильный подсчет суточной потребности в калориях и физические нагрузки, способствующие расходу гликогена.

Дефицит и излишек — как определить?

Избыток гликогена сопровождается сгущением крови, сбоем работы печени и кишечника, набором лишнего веса.

Дефицит полисахарида приводят к расстройствам психоэмоционального состояния – развивается депрессия, апатия. Снижается концентрация внимания, иммунитет, наблюдается потеря мышечной массы.

Недостаток энергии в организме снижает жизненный тонус, сказывается на качестве и красоте кожи и волос. Пропадает мотивация тренироваться и в принципе выходить из дома. Как только вы заметили подобные симптомы, необходимо позаботиться о восполнении гликогена в организме с помощью читмила или корректировки плана питания.

Какое количество гликогена находится в мышцах

Из 400 г гликогена 280-300 г запасается в мышцах и расходуется во время тренировок. Под воздействием физической нагрузки усталость возникает из-за истощения запасов. В связи с этим за полтора-два часа до начала тренинга рекомендуется употребить продукты с большим содержанием углеводов с целью пополнения резервов.

Гликогеновое депо человека изначально минимальное и обусловлено только двигательными потребностями. Запасы увеличиваются уже спустя 3-4 месяца систематических интенсивных тренировок с высоким объемом нагрузки благодаря насыщению мышц кровью и принципу суперкомпенсации. Это приводит к:

• увеличению выносливости;
• росту мышечной массы;
• изменению веса в процессе тренировки.

Специфика гликогена заключается в невозможности влияния на силовые показатели, а для увеличения гликогенового депо необходимы многоповторные тренировки. Если рассматривать с точки зрения паурлифтинга, то представители этого вида спорта не обладают серьезными запасами полисахарида ввиду специфики тренировок.

Когда вы ощущаете бодрость на тренировках, хорошее настроение, а мышцы выглядят наполненными и объемными – это верные признаки достаточного запаса энергии из углеводов в мышечных тканях.

Зависимость жиросжигания от гликогена

Час силовой или кардио нагрузки требует 100-150 г гликогена. Как только запасы заканчиваются, начинается разрушение мышечного волокна, а затем жировой ткани, чтобы организм получил энергию.

Для избавления от лишних килограммов и жировых отложений в проблемных местах во время сушки оптимальным временем тренинга будет длительный интервал между последним приемом пищи – натощак с утра, когда запасы гликогена истощены. Для сохранения мышечной массы во время «голодной» тренировки рекомендуется употребить порцию BCAA.

Как гликоген влияет на наращивание мышечной массы

Положительный результат в увеличении количества мышечной массы тесно связан с достаточным объемом гликогена на физические нагрузки и на восстановление запасов после. Это обязательное условие и в случае пренебрежения можно забыть о достижении поставленной цели.

Тем не менее, не следует устраивать углеводную загрузку незадолго до похода в тренажерный зал. Интервалы между едой и силовыми тренировками следует постепенно увеличивать – это учит организм разумно распоряжаться запасами энергии. На этом принципе построена система интервального голодания, которая позволяет набирать качественную массу без лишнего жира.

Где хранятся запасы

Содержание:

• Что такое гликоген?
• Где хранятся запасы
• Биохимические свойства
• Роль гликогена
• Синтезирование
• Гликогеноз и другие нарушения
• Потребность организма в гликогене
• Пища для накопления гликогена
• Влияние гликогена на вес тела
• Дефицит и излишек: как определить

Запасы гликогена в форме мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Также этот полисахарид есть в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителия, мозга, в эмбриональных тканях и в слизистой оболочке матки. В теле здорового взрослого человека обычно есть около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм преимущественно использует гликоген из мышц. Поэтому культуристы примерно за 2 часа до тренировки должны дополнительно насытить себя высокоуглеводной пищей, дабы восстановить запасы вещества.

Как пополнить гликоген

Запасы глюкозы из печени и мышц являются конечным продуктом расщепления сложных углеводов, которые распадаются до простых веществ. Глюкоза, поступающая в кровь, преобразуется в гликоген. На уровень образования полисахарида влияют несколько показателей.

Что влияет на уровень гликогена

Гликогеновое депо можно увеличить с помощью тренировок, но на количество гликогена влияет и регуляция инсулина и глюкагона, происходящая при употреблении конкретного вида пищи:

• быстрые углеводы оперативно насыщают организм, а излишки превращаются в жировые отложения;
• медленные углеводы преобразуются в энергию, пропуская цепочки гликогена.

Для определения степени распределения употребленной пищи рекомендуется руководствоваться рядом факторов:

• Гликемический индекс продуктов – высокий показатель провоцирует скачок сахара, который организм пытается сразу запасти в виде жира. Низкие показатели плавно повышают глюкозу, полностью расщепляя ее. Лишь средний диапазон (30 – 60) приводит к преобразованию сахара в гликоген.
• Гликемическая нагрузка – низкий показатель дает больше возможностей конвертации углеводов в гликоген.
• Вид углеводов – важна легкость расщепления углеводного соединения до простых моносахаридов. Мальтодекстрин имеет высокий гликемический индекс, но шанс переработки в гликоген велик. Сложный углевод минует пищеварение и попадает сразу в печень, обеспечивая успешность превращения в гликоген.
• Порция углеводов – когда питание сбалансировано по КБЖУ в контексте диеты и одного приема пищи, то риск набрать лишний вес сведен к минимуму.

Синтезирование

Для синтезирования энергетических запасов организм первоначально расходует углеводы в стратегических целях, а остатки сохраняет для экстренных случаев. Дефицит полисахарида приводит к расщеплению до уровня глюкозы.

Регулируется синтез гликогена гормонами и нервной системой. Запускает механизм расходования запасов из мышц гормон адреналин, из печени – глюкагон (в случае голода вырабатывается в поджелудочной железе). «Запасным» углеводом руководит инсулин. Весь процесс проходит в несколько этапов только во время приема пищи.

Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, в частности в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активизирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). За синтезирование «запасного» углевода отвечает гормон инсулин. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время приема пищи.

Восполнение гликогена после тренировки

После тренировки глюкоза легче усваивается и проникает в клетки, увеличивается активность гликогенсинтазы, которая является основным ферментом продвижения и хранения гликогена. Вывод: съеденные через 15-30 минут после тренировки углеводы ускорят восстановление гликогена. Если отсрочить прием на два часа, то скорость синтеза упадет до 50%. Добавление к приему белка в том числе способствует ускорению процессов восстановления.

Этот феномен называют «белково-углеводным окном». Важно: ускорить синтез белка после тренинга можно при условии, что физическая нагрузка была проведена после продолжительного отсутствия белка в употребленной пище (5 часов вместе с тренировкой) или натощак. Другие случаи никак не повлияют на процесс.

Гликоген в продуктах питания

Ученые утверждают, что для полноценного накопления гликогена необходимо получать 60% калорий из углеводов.

Макроэлемент отличается неоднородной возможностью преобразования в гликоген и жирные полиненасыщенные кислоты. Итоговый результат зависит от количества выделенной глюкозы при расщеплении пищи. В таблице указано процентное соотношение, в каких продуктах выше шанс конвертации поступающей энергии в гликоген.

Как увеличить уровень гликогена?

Одного большого высокоуглеводного приема пищи недостаточно. Гликогеновые гранулы постоянно разрушаются и восстанавливаются, поэтому необходимо поддерживать относительно высокое ежедневное потребление углеводов. Что значит высокое?

Если хотите стать сильнее и нарастить мышечную массу, необходимо съедать от 3 до 6 граммов углеводов на килограмм массы тела в день. Если хотите сбросить жир, то потребление углеводов будет в значительной степени зависеть от расчета количества белков и жиров. Для большинства людей это примерно 2-3 грамма углеводов на килограмм массы тела. Если тренируетесь на выносливость, то вам понадобится значительно больше, чем среднестатистическому человеку — от 8 до 10 граммов на килограмм массы тела.

В исследовании, проведенным Аскером Джекендрупом в Университете Бирмингема установили, насколько астрономически высокие потребности в углеводах могут быть во время тренировок на выносливость у триатлонистов (Ironman). Они пришли к выводу, что когда интенсивно тренируетесь более 2 или 3 часов за раз, нужно стараться потреблять около 90 граммов углеводов в час. Это 1 большая булочка каждые 30 минут. Вы, скорее всего, не тренируетесь так интенсивно, поэтому вам понадобится намного меньше углеводов. Когда хотите максимизировать гликогеновые запасы, нужно съедать как можно больше углеводов после того, как рассчитаете достаточное количество белков и жиров.

Гликогеноз и другие нарушения

В некоторых случаях распада гликогена не происходит, вещество накапливается в тканях и клетках всех органов. Феномен встречается при генетических нарушениях – дисфункция ферментов, расщепляющих вещества. Патология называется гликогенезом, относится к аутосомно-рецессивным расстройствам. Клиническая картина описывает 12 типов заболевания, но половина из них остается слабо изучеными.

В число гликогеновых заболеваний входит агликогенез – отсутствие фермента, который отвечает за синтез гликогена. Симптоматика: судороги, гипогликемия. Диагностируется с помощью биопсии печени.

Запасы гликогена из мышц и печени крайне важны для спортсменов, увеличение гликогенового депо – это необходимость и профилактика ожирения. Тренировка энергетических систем помогает в достижении спортивных результатов и поставленных целей, увеличивая запасы суточной энергии. Вы забудете об усталости и будете оставаться в тонусе долгое время. Подходите к тренировкам и питанию с умом!

Структура гликогена

Гликоген является разветвленным полимером глюкозы. Глюкозные остатки линейно связаны α-1,4-гликозидными связями, и приблизительно каждые десять остатков цепь остатков глюкозы разветвляется через α-1,6-гликозидные связи. Α-гликозидные связи приводят к спиральной структуре полимера. Гликоген гидратируется тремя-четырьмя частями воды и образует гранулы в цитоплазма это 10-40 нм в диаметре. Белок гликогенин, который участвует в синтезе гликогена, находится в ядре каждой гранулы гликогена. Гликоген является аналогом крахмала, который является основной формой хранения глюкозы в большинстве растений, но крахмал имеет меньше ветвей и менее компактен, чем гликоген.

Ссылки

• Eicke, S., Seung, D., Egli, B., Devers, E.A., и Streb, S. (2017) «Повышение способности растений хранить углеводы путем создания пула, подобного гликогеноподобному полимеру, в цитозоль «. Метаболическая инженерия. 40: 23-32.
• Харгривз М. и Рихтер Е.А. (1988) «Регулирование скелетная мышца гликогенолиз во время тренировки ». Канадский журнал спортивных наук. 13 (4): 197-203.
• Ivy, J.L. (1991). «Синтез мышечного гликогена до и после тренировки». Спортивная медицина. 11 (1): 6-19.

Энергетические запасы и вес тела

В посте про энергетический баланс мы обсудили две переменные (поступление и траты энергии) из уравнения энергетического баланса:

Поступление энергии = траты энергии + изменения в энергетических запасах

Теперь давайте разберемся с последней частью формулы ‑ с тем, как и какие изменения происходят в энергетических запасах организма, и начнем говорить о том, как это может влиять на вес тела.

---

Энергетические запасы

Что может тратить и накапливать организм в качестве энергетических запасов? Для простоты описания рассмотрим самые крупные компоненты обмена: углеводы, белки и жиры (есть еще много разных «разменных» форм для хранения и переноса энергии, но углубляться в биохимию в данном разговоре нет смысла).

Углеводы в организме хранятся в виде гликогена (такой животный аналог крахмала, способ хранить глюкозу в связанном виде), который запасается в печени и в мышцах (в других клетках тоже может присутствовать, но в незначительных количествах, так что запасами это называть не приходится).

Гликоген печени используется для поддержания постоянного уровня сахара в крови, его запасы составляют 100-120 г. Гликоген мышц используется только для физической работы, запасы мышечного гликогена обычно составляют 250-350 г (у тренированных спортсменов могут быть несколько больше, потому что мышц больше, и они способны лучше запасать углеводы).

Итого, суммарно в организме хранится примерно 350-450 г углеводов (или около 1400-1800 ккал).

На любой диете (а не только на безуглеводной) эти запасы снижаются, потому что в дефиците калорий у организма нет возможности поддерживать гликогеновые депо полностью заполненными. Если интересно, это одна из причин, по которой на дефиците калорий появляются проблемы с ростом мышц: на фоне снижения содержания гликогена в мышечных клетках процессы биосинтеза белка в них тормозятся и баланс анаболизма/катаболизма становится нейтральным или отрицательным.

Зато это помогает худеть (если так можно сказать про физиологический механизм, цель которого сохранять жизнь в условиях дефицита питания), т. к. пониженные запасы гликогена снижают уровень инсулина, что хорошо для мобилизации жиров и использования их в качестве источника энергии. Но если вы будучи на диете начинаете думать про инсулин, чтобы похудеть побыстрее — это значит, что вы недогружены основной работой и вам скучно, займитесь лучше чем-то полезным, сходите на тренировку, например.

Если речь идет не о длительном полном голодании, запасы гликогена не истощаются полностью, потому что имеют жизненно важное значение. Без запасов в печени мозг может остаться без снабжения глюкозой, а это смертельно опасно, т. к. мозг все-таки самый главный орган (по крайней мере, по мнению мозга). Без запасов в мышцах сложно совершить какую-то интенсивную работу, что в дикой природе коррелирует с повышенными рисками быть съеденным, в лучшем случае — остаться голодным, что тоже не вариант.

Тренировки тоже истощают запасы гликогена, но, конечно же, не по схеме «первые 40 минут работаем на гликогене, потом переходим на жиры и худеееееем, читая почту с мобилочки на дорожке для ходьбы, по недоразумению названной беговой». Для примера возьмем исследование , в котором тренированные атлеты выполняли 20 сетов упражнений на ноги (4 упражнения, 5 сетов каждого; каждый сет выполнялся до отказа и составлял 6-12 повторений; отдых был достаточно коротким, длился в 2 раза дольше, чем выполнение работы; общее время тренировки составило 30 минут). Кто знаком с силовыми тренировками может догадаться, что это была мягко говоря не легкая прогулка. До и после упражнения у них брали биопсию и смотрели содержание гликогена, снижение оказалось с 160 до 118 ммоль/кг, т. е. менее, чем на 30%.

Таким образом,

#гликоген, #метаболизм, #регуляция веса, #энергетический баланс

Статья доступна только членам клуба.

Подробнее о клубе можно узнать здесь.

Роль гликогена в диете и упражнениях

Когда вашему организму нужна энергия, оно может использовать запасы гликогена. Молекулы глюкозы в пище, которую вы едите, в основном хранятся в печени и мышцах. Из этих мест хранения ваше тело может быстро мобилизовать гликоген, когда ему нужно топливо.

То, что вы едите, как часто вы едите, и уровень вашей активности — все это влияет на то, как ваше тело хранит и использует гликоген. Низкоуглеводные и кетогенные диеты, а также интенсивные упражнения истощают запасы гликогена, заставляя организм сжигать жир для получения энергии.

Производство и хранение гликогена

Большинство углеводов, которые мы едим, превращаются в глюкозу, наш основной источник энергии. Когда организму не нужно топливо, молекулы глюкозы соединяются в цепочки от восьми до 12 единиц глюкозы, которые образуют молекулу гликогена.

Главный пусковой механизм этого процесса — инсулин:

• Когда вы едите пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови в ответ повышается.
• Повышение уровня глюкозы сигнализирует поджелудочной железе о выработке инсулина — гормона, который помогает организму забирать глюкозу из крови для получения энергии.
• Инсулин заставляет клетки печени производить фермент, называемый гликогенсинтазой, который связывает цепи глюкозы вместе.
• Пока глюкоза и инсулин остаются в изобилии, молекулы гликогена могут доставляться в печень, мышцы и даже жировые клетки для хранения.

Гликоген составляет около 6% от общего веса печени. В мышцах накапливается гораздо меньше (всего от 1% до 2%), поэтому у нас быстро заканчивается энергия во время напряженных упражнений.

Количество гликогена, хранящегося в этих клетках, может варьироваться в зависимости от того, насколько вы активны, сколько энергии сжигаете в состоянии покоя и от типа пищи, которую вы едите.Гликоген, хранящийся в мышцах, в основном используется самими мышцами, в то время как гликоген, хранящийся в печени, распределяется по всему телу — в основном в головной и спинной мозг.

Гликоген не следует путать с гормоном глюкагоном, который также важен для метаболизма углеводов и контроля уровня глюкозы в крови.

Как ваше тело использует гликоген

В любой момент времени в вашей крови содержится около 4 граммов глюкозы. Когда уровень начинает снижаться — либо из-за того, что вы не ели, либо из-за того, что вы сжигаете глюкозу во время тренировки, — уровень инсулина также падает.

Когда это происходит, фермент гликогенфосфорилаза начинает расщеплять гликоген, чтобы обеспечить организм глюкозой. В течение следующих 8–12 часов глюкоза, полученная из гликогена печени, становится основным источником энергии для организма.

Ваш мозг потребляет более половины глюкозы в крови в периоды бездействия. В течение обычного дня потребность вашего мозга в глюкозе составляет около 20% потребностей вашего тела в энергии.

Гликоген и диета

То, что вы едите и сколько перемещаетесь, также влияет на выработку гликогена.Последствия особенно остры, если вы придерживаетесь низкоуглеводной диеты, когда основной источник синтеза глюкозы — углеводы — внезапно ограничивается.

Усталость и психическая вялость

При первом переходе на низкоуглеводную диету запасы гликогена в вашем организме могут быть сильно истощены, и вы можете испытывать такие симптомы, как усталость и умственная вялость. Как только ваше тело приспосабливается и начинает обновлять запасы гликогена, эти симптомы должны начать исчезать.

Вес воды

Кроме того, любая потеря веса может иметь такой же эффект на запасы гликогена.Вначале может наблюдаться резкое похудание. Через некоторое время ваш вес может стабилизироваться и, возможно, даже увеличиться.

Это частично связано с составом гликогена, который в основном состоит из воды. Фактически, вода в этих молекулах составляет в три-четыре раза больше самой глюкозы.

Таким образом, быстрое истощение гликогена в начале диеты вызывает потерю веса воды. Со временем запасы гликогена обновляются, и вес воды начинает возвращаться.Когда это происходит, потеря веса может остановиться или выйти на плато.

Улучшение, полученное вначале, происходит от потери воды, а не от потери жира, и носит временный характер. Потеря жира может продолжаться, несмотря на краткосрочный эффект плато.

Гликоген и упражнения

Организм может хранить около 2000 калорий глюкозы в виде гликогена. Для спортсменов на выносливость, которые сжигают столько калорий за пару часов, количество накопленной глюкозы может стать препятствием. Когда у этих спортсменов заканчивается гликоген, их работоспособность почти сразу же начинает ухудшаться — состояние, обычно описываемое как «удар в стену».»

Если вы занимаетесь напряженными физическими упражнениями, есть несколько стратегий, которые используют спортсмены на выносливость, чтобы избежать снижения производительности, которые могут оказаться полезными:

• Углеводы : Некоторые спортсмены потребляют чрезмерное количество углеводов перед соревнованиями на выносливость. Хотя дополнительные углеводы обеспечат достаточное количество топлива, этот метод в значительной степени утратил популярность, поскольку также может привести к избыточному весу воды и проблемам с пищеварением.
• Потребление гелей глюкозы : Энергетические гели, содержащие гликоген, можно употреблять до или по мере необходимости во время соревнований на выносливость для повышения уровня глюкозы в крови.
• Соблюдение низкоуглеводной кетогенной диеты : соблюдение диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов может привести ваше тело в кетоадаптационное состояние. В этом состоянии ваше тело начинает получать доступ к накопленному жиру для получения энергии и меньше полагается на глюкозу в качестве источника топлива.

Гликоген — определение, структура, функция и примеры

Определение гликогена

Гликоген — это большой разветвленный полисахарид, который является основной формой хранения глюкозы у животных и людей. Гликоген является важным резервуаром энергии; когда организму требуется энергия, гликоген расщепляется на глюкозу, которая затем попадает в гликолитический или пентозофосфатный путь или попадает в кровоток.Гликоген также является важной формой хранения глюкозы в грибах и бактериях.

Структура гликогена

Гликоген — это разветвленный полимер глюкозы. Остатки глюкозы линейно связаны α-1,4-гликозидными связями, и примерно через каждые десять остатков цепь остатков глюкозы разветвляется через α-1,6-гликозидные связи. Α-гликозидные связи образуют спиральную полимерную структуру. Гликоген гидратируется с помощью трех-четырех частей воды и образует в цитоплазме гранулы диаметром 10-40 нм.Белок гликогенин, который участвует в синтезе гликогена, находится в ядре каждой гранулы гликогена. Гликоген является аналогом крахмала, который является основной формой хранения глюкозы в большинстве растений, но крахмал имеет меньше ответвлений и менее компактен, чем гликоген.

На этих рисунках показана структура гликогена. Зеленые кружки представляют связи α-1,6 в точках ветвления, а красные кружки представляют невосстанавливающие концы цепи.

Функция гликогена

У животных и людей гликоген находится в основном в мышечных клетках и клетках печени.Гликоген синтезируется из глюкозы, когда уровень глюкозы в крови высок, и служит готовым источником глюкозы для тканей по всему телу, когда уровень глюкозы в крови снижается.

Клетки печени

Гликоген составляет 6-10% от веса печени. Когда пища попадает в организм, уровень глюкозы в крови повышается, а инсулин, выделяемый поджелудочной железой, способствует усвоению глюкозы клетками печени. Инсулин также активирует ферменты, участвующие в синтезе гликогена, такие как гликогенсинтаза. Хотя уровни глюкозы и инсулина достаточно высоки, цепи гликогена удлиняются за счет добавления молекул глюкозы, этот процесс называется гликонеогенезом.По мере снижения уровня глюкозы и инсулина синтез гликогена прекращается. Когда уровень глюкозы в крови падает ниже определенного уровня, глюкагон, выделяемый поджелудочной железой, подает сигнал клеткам печени о расщеплении гликогена. Гликоген расщепляется посредством гликогенолиза на глюкозо-1-фосфат, который превращается в глюкозу и попадает в кровоток. Таким образом, гликоген служит основным буфером уровней глюкозы в крови, сохраняя глюкозу, когда ее уровень высокий, и высвобождая глюкозу, когда уровень низкий. Распад гликогена в печени имеет решающее значение для поставки глюкозы для удовлетворения энергетических потребностей организма.Помимо глюкагона, расщепление гликогена также стимулируют кортизол, адреналин и норадреналин.

Мышечные клетки

В отличие от клеток печени, гликоген составляет всего 1-2% от веса мышц. Однако, учитывая большую мышечную массу в теле, общее количество гликогена, хранящегося в мышцах, больше, чем в печени. Мышцы также отличаются от печени тем, что гликоген в мышцах поставляет глюкозу только мышечным клеткам. Мышечные клетки не экспрессируют фермент глюкозо-6-фосфатазу, который необходим для выброса глюкозы в кровоток.Глюкозо-1-фосфат, образующийся при расщеплении гликогена в мышечных волокнах, превращается в глюкозо-6-фосфат и обеспечивает мышцы энергией во время тренировки или в ответ на стресс, например, в реакции «бей или беги».

Другие ткани

Помимо печени и мышц, гликоген в меньших количествах обнаружен в других тканях, включая эритроциты, лейкоциты, клетки почек и некоторые глиальные клетки. Кроме того, гликоген используется для хранения глюкозы в матке, чтобы обеспечить энергетические потребности эмбриона.

Грибы и бактерии

Микроорганизмы обладают механизмами для хранения энергии, чтобы справиться в случае ограниченных ресурсов окружающей среды, а гликоген представляет собой основную форму хранения энергии. Ограничение питательных веществ (низкий уровень углерода, фосфора, азота или серы) может стимулировать образование гликогена в дрожжах, в то время как бактерии синтезируют гликоген в ответ на легкодоступные источники углеродной энергии с ограничением других питательных веществ. Рост бактерий и спорообразование дрожжей также были связаны с накоплением гликогена.

Гомеостаз гликогена — это строго регулируемый процесс, который позволяет организму накапливать или выделять глюкозу в зависимости от его энергетических потребностей. Основными этапами метаболизма глюкозы являются гликогенез, или синтез гликогена, и гликогенолиз, или распад гликогена.

Гликогенез

Для синтеза гликогена требуется энергия, которую обеспечивает уридинтрифосфат (UTP). Гексокиназы или глюкокиназа сначала фосфорилируют свободную глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата, который фосфоглюкомутазой превращается в глюкозо-1-фосфат.Затем UTP-глюкозо-1-фосфат уридилилтрансфераза катализирует активацию глюкозы, при которой UTP и глюкозо-1-фосфат реагируют с образованием UDP-глюкозы. При синтезе гликогена de novo белок гликогенин катализирует присоединение UDP-глюкозы к самому себе. Гликогенин представляет собой гомодимер, содержащий остаток тирозина в каждой субъединице, который служит якорем или точкой присоединения глюкозы. Затем к восстанавливающему концу предыдущей молекулы глюкозы добавляются дополнительные молекулы глюкозы, чтобы сформировать цепочку из примерно восьми молекул глюкозы.Затем гликогенсинтаза удлиняет цепь, добавляя глюкозу через α-1,4-гликозидные связи.

Разветвление катализируется амило- (1,4–1,6) -трансглюкозидазой, также называемой ферментом разветвления гликогена. Фермент разветвления гликогена переносит фрагмент из шести-семи молекул глюкозы от конца цепи к C6 молекулы глюкозы, расположенной дальше внутри молекулы гликогена, образуя α-1,6 гликозидные связи.

Гликогенолиз

Глюкоза удаляется из гликогена с помощью гликогенфосфорилазы, которая фосфоролитически удаляет одну молекулу глюкозы с невосстанавливающего конца, давая глюкозо-1-фосфат.Глюкозо-1-фосфат, образующийся при расщеплении гликогена, превращается в глюкозо-6-фосфат, процесс, для которого требуется фермент фосфоглюкомутаза. Фосфоглюкомутаза переносит фосфатную группу с фосфорилированного серинового остатка в активном центре на C6 глюкозо-1-фосфата, продуцируя глюкозо-1,6-бисфосфат. Затем глюкозо-C1-фосфат присоединяется к серину активного центра в фосфоглюкомутазе, и высвобождается глюкозо-6-фосфат.

Гликогенфосфорилаза не способна расщеплять глюкозу по точкам ветвления; для разветвления требуется амило-1,6-глюкозидаза, 4-α-глюканотрансфераза или фермент, разветвляющий гликоген (GDE), который обладает активностью глюкотрансферазы и глюкозидазы.Примерно через четыре остатка от точки ветвления гликогенфосфорилаза не может удалить остатки глюкозы. GDE отщепляет последние три остатка разветвления и присоединяет их к C4 молекулы глюкозы на конце другой ветви, затем удаляет последний α-1,6-связанный остаток глюкозы из точки разветвления. GDE не удаляет α-1,6-связанную глюкозу из точки разветвления фосфорилитически, что означает, что высвобождается свободная глюкоза. Эта свободная глюкоза теоретически могла бы высвобождаться из мышц в кровоток без действия глюкозо-6-фосфатазы; однако эта свободная глюкоза быстро фосфорилируется гексокиназой, предотвращая ее попадание в кровоток.

Глюкозо-6-фосфат, образующийся в результате распада гликогена, может превращаться в глюкозу под действием глюкозо-6-фосфатазы и попадать в кровоток. Это происходит в печени, кишечнике и почках, но не в мышцах, где этот фермент отсутствует. В мышцах глюкозо-6-фосфат вступает в гликолитический путь и обеспечивает клетку энергией. Глюкозо-6-фосфат также может вступать в пентозофосфатный путь, что приводит к выработке НАДФН и пяти углеродных сахаров.

Упражнения и истощение гликогена

При упражнениях на выносливость спортсмены могут испытывать истощение гликогена, при котором большая часть гликогена истощается из мышц.Это может привести к сильной усталости и затруднениям при движении. Истощение запасов гликогена можно уменьшить, постоянно потребляя углеводы с высоким гликемическим индексом (высокая скорость превращения в глюкозу в крови) во время упражнений, которые заменят часть глюкозы, потребляемой во время упражнений. Также можно использовать специальные режимы упражнений, которые заставляют мышцы использовать жирные кислоты в качестве источника энергии с большей скоростью, тем самым разрушая меньше гликогена. Спортсмены также могут использовать углеводную загрузку, потребление большого количества углеводов, чтобы увеличить способность к хранению гликогена.

Примеры болезней накопления гликогена

Есть две основные категории болезней накопления гликогена: болезни, возникающие в результате дефектного гомеостаза гликогена в печени, и болезни, возникающие в результате дефектного гомеостаза гликогена в мышцах. Заболевания, вызванные недостаточным хранением гликогена в печени, обычно вызывают гепатомегалию (увеличение печени), гипогликемию и цирроз (рубцевание печени). Заболевания, вызванные недостаточным хранением гликогена в мышцах, обычно вызывают миопатии и нарушение обмена веществ.Примеры болезней накопления гликогена включают болезнь Помпе, болезнь Макардла и болезнь Андерсена.

Болезнь Помпе

Болезнь Помпе вызывается мутациями в гене GAA , который кодирует лизосомальную кислотную α-глюкозидазу, также называемую кислой мальтазой, и поражает скелетные и сердечные мышцы. Кислая мальтаза участвует в распаде гликогена, а мутации, вызывающие заболевание, приводят к пагубному накоплению гликогена в клетке. Существует три типа болезни Помпе: взрослая форма, ювенильная форма и младенческая форма, которые становятся все более тяжелыми.Инфантильная форма приводит к смерти в возрасте от одного до двух лет, если ее не лечить.

Болезнь Макардла

Болезнь Макардла вызывается мутациями в гене PYGM , который кодирует миофосфорилазу, изоформу гликогенфосфорилазы, присутствующую в мышцах. Симптомы часто наблюдаются у детей, но болезнь может быть диагностирована только в зрелом возрасте. Симптомы включают мышечную боль и усталость, и заболевание может быть опасным для жизни, если не лечить должным образом.

Болезнь Андерсена

Болезнь Андерсена вызывается мутацией в гене GBE1 , который кодирует фермент ветвления гликогена, и поражает мышцы и печень.Симптомы обычно наблюдаются в возрасте нескольких месяцев и включают задержку роста, увеличение печени и цирроз. Осложнения болезни могут быть опасными для жизни.

Тест

1. Что лучше всего описывает функцию гликогена?
A. Обеспечивает структурную поддержку мышечным клеткам
B. Фактор транскрипции, регулирующий дифференцировку клеток
C. Хранит глюкозу в растениях
D. Буферизует уровни глюкозы в крови и служит легко мобилизуемым источником энергии

Ответ на вопрос № 1

D правильный.Гликоген — это основная форма хранения глюкозы у животных и людей. Гликоген синтезируется при высоком уровне глюкозы в крови и расщепляется при низком уровне глюкозы в крови, что делает его важным буфером уровней глюкозы в крови. Когда клетке или организму требуется энергия, гликоген служит важным источником энергии, обеспечивая глюкозой ткани по всему телу.

2. Какой главный гормон стимулирует распад гликогена?
А. Глюкагон
Б. Щитовидная железа
C. Инсулин
D. Эстроген

Ответ на вопрос № 2

A правильный. Глюкагон, который вырабатывается в ответ на низкий уровень сахара в крови, стимулирует расщепление гликогена. Инсулин, вырабатываемый в ответ на высокий уровень сахара в крови, стимулирует усвоение глюкозы и синтез гликогена.

3. Какова возможная судьба глюкозо-1-фосфата, образующегося при гликогенолизе?
A. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в гликолитический путь
B. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в пентозофосфатный путь
C. Превращение в глюкозу с последующим высвобождением в кровоток
D. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 3

D правильный. В мышечных клетках глюкозо-1-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат фосфоглюкомутазой, после чего он может попасть в гликолитический или пентозофосфатный пути. В клетках печени глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозу глюкозо-6-фосфатазой и попадает в кровоток.

Ссылки

• Eicke, S., Seung, D., Egli, B., Devers, EA, and Streb, S. (2017) «Повышение способности растений хранить углеводы путем создания пула гликогеноподобных полимеров. в цитозоле ». Метаболическая инженерия. 40: 23-32.
• Харгривз, М. и Рихтер, Э.А. (1988) «Регулирование гликогенолиза скелетных мышц во время упражнений». Канадский журнал спортивных наук. 13 (4): 197-203.
,
• Айви, Дж. Л. (1991). «Синтез мышечного гликогена до и после тренировки. Спортивная медицина. 11 (1): 6-19.

Все, что вам нужно знать о гликогене

«Гликоген — это золото». Это слова Иньиго Сан-Миллана, доктора философии из 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. (Хотите по-настоящему улучшить свою физическую форму в этом сезоне? Посмотрите книгу Селены, Bike Your Butt Off! )

Что такое гликоген

Shutterstock

Накопленная глюкоза и углеводы, обнаруженные в мышцах, печени и головном мозге.

Когда это нужно

Shutterstock

Всегда. Даже когда ты спишь. (Когда вы просыпаетесь, гликоген в вашей печени истощен примерно на 50 процентов).Однако во время низкоинтенсивных занятий вы сжигаете в основном жир. Чем больше вы катаетесь, тем больше ваше тело переключается на гликоген.

Как долго ваш гликоген сохраняет последний

Shutterstock

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 1:45 — два часа. Повторяющиеся высокоинтенсивные усилия могут быстрее истощить ваши запасы.

Сколько у вас есть

Shutterstock

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.

СВЯЗАННЫЙ: Сколько вы действительно знаете о калориях?

Когда вы попадаете в пустой …

Shutterstock

Ты чокнутый.Это означает замедление пути вниз. Ваше тело также становится катаболическим, поскольку мышечная ткань расщепляет белок и аминокислоты, чтобы произвести 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 увеличить) запасы гликогена

Shutterstock

Придерживайтесь диеты, богатой углеводами.Эта сумма, конечно, зависит от того, насколько вы активны. Используйте эту таблицу в качестве руководства. (Каждый грамм углеводов обеспечивает четыре калории энергии.)

Уровень упражнений	Рекомендуемая суточная норма углеводов
Низкий (<1 часа в день)	от 1,5 до 2,5 граммов на фунт массы тела (г / фунт)
Умеренная (около 1 часа в день)	2,3–3,2 г / фунт
Активный (от 1 до 3 часов в день)	2.5-4,5 г / фунт
Высокая активность (более 4–5 часов в день)	3,5-5,5 г / фунт

Пока вы катаетесь, принимайте углеводы, чтобы ваш бак был наполнен. Старайтесь получать от 30 до 60 граммов в час во время длительных поездок. Если вы собираетесь быть на улице более четырех часов, особенно если вы много тренируетесь и / или едете на самом деле долго, стремитесь к 80 граммам углеводов в час

Съешьте богатый углеводами коктейль для восстановления или перекус в течение 30 минут после окончания забега и / или тяжелой поездки.Именно тогда ваше тело готово пополнить запасы гликогена. Включите немного белка, который помогает ускорить накопление гликогена и восстановление мышечных волокон.

СВЯЗАННЫЙ: 15 диетологов, специализирующихся на углеводах, хотят, чтобы вы ели больше из

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.

Вот еще несколько советов по выбору лучших блюд:

Взаимодействие с другими людьми Взаимодействие с другими людьми 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.

Гликоген | Encyclopedia.com

гликоген В 1840-х и 50-х годах Клод Бернар применил свой великий научный ум к проблеме «сахаров» в организме, в частности к тому, как печень, по-видимому, может вырабатывать сахара и «впрыскивать их в кровь … регулируемым образом », когда он кормил животное только белком. В 1855 году он ввел термин «матьер гликоген» — материал для производства сахара.Он удалил печень, промыл ее водой и обнаружил, что при последующей промывке все еще оставался сахар. Он пришел к выводу, что сахарообразующее вещество хранится в печени и не растворяется в воде. В конце концов ему удалось выделить «эмульсионный материал печени», он обнаружил, что он похож на крахмал, и перечислил его свойства в отчете, столь полном, что он актуален и по сей день. Пройдет более 70 лет, прежде чем станет очевидным медицинское значение хранения гликогена, когда станет известно о дефектном хранении гликогена в печени, почках и сердце.Еще 70 лет спустя, и несколько связанных заболеваний хорошо изучены, в основном как дефицит ферментов, в то время как преднамеренное увеличение запасов гликогена в мышцах перед марафонским бегом является общеизвестным.

Гликоген — это форма, в которой углеводы хранятся в организме. Каждая молекула гликогена образована связью в разветвленных цепях многих тысяч молекул глюкозы. Таким образом, гликоген представляет собой природный полимер, полисахарид , который имеет структуру, аналогичную крахмалу, который содержится в растениях.

Большинство тканей тела способны хранить небольшое количество гликогена, но основными местами хранения гликогена являются печень и скелетные мышцы. В обоих случаях гликоген производится из глюкозы в клетках, в которых он хранится, а процесс синтеза стимулируется гормоном инсулином. Когда гликоген накапливается в клетках мышц и печени, он удерживает вместе с собой воду (примерно 3 г воды на каждый грамм гликогена), поэтому изменения содержания гликогена могут вызвать довольно заметные изменения в общей массе тела.Например, в первые несколько дней голодания гликоген используется печенью для поддержания уровня сахара в крови и метаболизма мышц, а соответствующая вода выводится из организма с мочой, составляя большую часть потери 1-2 кг. веса.

Есть важные различия между основными функциями гликогена печени и мышц. Основная роль гликогена в печени заключается в обеспечении резервного запаса глюкозы, чтобы концентрация глюкозы в крови могла поддерживаться на адекватном уровне для снабжения мозга (который не использует другие виды топлива) в периоды голодания или при увеличении использования глюкозы. во время физической работы и упражнений.Таким образом, после еды часть потребленных углеводов откладывается в виде гликогена в печени, а во время голодания (даже ночью) этот гликоген расщепляется, и глюкоза попадает в кровь. У здорового взрослого человека запасы гликогена в печени обычно составляют от 50 до 100 г и содержат достаточно глюкозы, чтобы удовлетворить потребности мозга в течение 24 часов.

Основная роль мышечного гликогена — обеспечивать топливо для собственного сокращения мышц во время упражнений. Фактически, мышечный гликоген не может быть расщеплен до глюкозы и поэтому не может напрямую повышать концентрацию глюкозы в крови.Однако в некоторых случаях, когда их метаболизм частично анаэробный , скелетные мышцы производят молочную кислоту из гликогена. Когда эта молочная кислота попадает в кровь, она поглощается печенью, где превращается в глюкозу; таким образом, его можно косвенно использовать для повышения уровня глюкозы в крови. Основным стимулом, вызывающим распад мышечного гликогена, является сокращение мышц. Таким образом, начало тренировки сопровождается началом распада гликогена. Степень, в которой мышцы продолжают использовать запасы гликогена, зависит от интенсивности упражнения.При упражнениях с низкой интенсивностью (таких как медленная ходьба, езда на велосипеде или плавание) мышцы не используют много гликогена, поскольку они могут забирать жир из крови в качестве источника энергии для сокращения. Однако при более интенсивных упражнениях (бег трусцой, быстрая ходьба в гору, бег) мышцам необходимо использовать гликоген или глюкозу из крови, чтобы поддерживать более высокий уровень расхода энергии (см. Рисунок). У хорошо питающегося человека в мышцах будет достаточно гликогена, чтобы позволить ему тренироваться в течение 1-2 часов примерно на две трети от их максимальной способности к аэробным упражнениям.Однако, если люди придерживаются диеты с очень высоким содержанием углеводов, особенно в течение как минимум трех дней после первого истощения уровня гликогена в мышцах, можно удвоить это нормальное содержание гликогена, обеспечивая более длительный период упражнений, прежде чем он израсходуется. Это известно как углеводная загрузка , или суперкомпенсация гликогена, и часто используется бегунами на длинные дистанции, особенно марафонцами, перед важной гонкой.

I. A. Macdonald

См. Также уровень сахара в крови; упражнение; обмен веществ; мышца.

Как организм снижает концентрацию глюкозы в крови после еды

Помогает учащемуся понять различные процессы, которые контролирует инсулин в здоровом организме

Хотя этот курс был в первую очередь создан для медицинских работников, чтобы помочь уменьшить озабоченность по поводу назначения и управления инсулином, мы надеемся, что он представляет интерес для людей с диабетом, которые не имеют постоянного доступа к медицинскому работнику и хотят узнать больше о том, как действует инсулин.

Имея это в виду, в этой статье, как и в других на протяжении всего курса, есть краткий раздел вверху под названием «Основные знания» , в котором резюмируются ключевые вещи, которые вам необходимо знать.

Следующий раздел «Более подробно» содержит более подробные сведения и расширяет пояснения (он предназначен для специалистов в области здравоохранения, но может быть слишком техническим по своей природе для некоторых из вас). Пожалуйста, не позволяйте этому помешать вам продолжить курс!

Основные знания

Как производится глюкоза? Глюкоза производится путем расщепления углеводов, главным образом в тонком кишечнике, когда мы едим пищу, содержащую углеводы (например, макароны или хлеб).Эта глюкоза попадает в кровоток. При голодании уровень глюкозы в крови обычно составляет около 4,5-5,5 ммоль / л, но он может повышаться до 7 ммоль / л или выше во время еды, но нормализуется в течение 2 часов после еды. Как наш организм справляется с этим? Глюкоза не может проникать через клеточные мембраны без использования транспортных белков, и инсулин необходим для облегчения удаления глюкозы из кровотока, чтобы она попала в клетки. Когда глюкоза в избытке, организм откладывает ее в форме гликогена в процессе, стимулируемом инсулин.Гликоген — это большая сильно разветвленная структура, состоящая из множества связанных вместе молекул глюкозы. При необходимости гликоген может быть легко и быстро снова расщеплен с образованием глюкозы. Гликоген в основном хранится в печени (где он составляет до 10% веса печени и может быть возвращен в кровоток) и мышцах (где он может быть преобразован обратно в глюкозу, но используется только мышцами). Таким образом, избыток глюкозы удаляется из кровотока и сохраняется.

---

Более глубоко

Поглощение глюкозы тканями

Глюкоза не может проникать через клеточные мембраны без использования транспортных белков.В основном мы рассмотрим белок-переносчик глюкозы GLUT 4. Взгляните на диаграммы ниже. На левой диаграмме инсулин отсутствует, поэтому Glut 4 остается внутри клетки, а глюкоза забирается из кровотока в небольших количествах с использованием Glut 1 или 3. На правой диаграмме инсулин подает сигнал клетке для перемещения Glut 4. к клеточной мембране. Теперь большие количества глюкозы могут поступать в клетку через транспортеры Glut 4, а низкие уровни — через Glut 1 или 3. Инсулин играет ключевую роль в этом процессе. _{Рисунок: инсулин стимулирует транслокацию Glut 4 к мембране} GLUT 1 и 3 обеспечивают базальное поглощение глюкозы, что означает, что клетка всегда имеет способность поглощать низкие уровни глюкозы. Однако GLUT 4 чувствителен к инсулину (мышечные или жировые клетки). Это означает, что, когда мы едим, глюкоза активирует инсулин, и связывание инсулина с рецептором инсулина приводит к перемещению GLUT 4 от внутриклеточных гранул к клеточной мембране, что позволяет клеткам поглощать большое количество глюкозы.Таким образом, глюкоза удаляется из кровотока и попадает в клетки. _{Рисунок: хранение глюкозы в виде гликогена}

Хранение глюкозы в виде гликогена

Когда глюкоза находится в избытке, организм откладывает ее в форме гликогена в процессе, стимулируемом инсулином. Гликоген — это большая сильно разветвленная структура, состоящая из множества связанных вместе молекул глюкозы. При необходимости гликоген может быть легко и быстро снова расщеплен с образованием глюкозы. Гликоген в основном хранится в печени (где он составляет до 10% веса печени и может быть возвращен в кровоток) и мышцах (где он может быть преобразован обратно в глюкозу, но используется только мышцами).Таким образом, избыток глюкозы удаляется из кровотока и сохраняется. _{Рисунок: метаболизм глюкозы с образованием АТФ путем гликолиза (расщепление углеводов на предшественники, входящие в цикл Кребса) и диаграмма цикла Кребса}

Метаболизм глюкозы для производства АТФ путем гликолиза и цикл Кребса

Глюкоза входит в клетки, где она подвергается фосфорилированию с образованием глюкозо-6-фосфата. Изменение формы, в которой находится глюкоза, означает, что глюкоза не может транспортироваться обратно за пределы клетки, и клетки чувствуют, что концентрация глюкозы выше вне клетки, чем внутри.Поэтому они продолжают транспортировать глюкозу в клетки, что приводит к снижению концентрации глюкозы в кровотоке. Оказавшись внутри цитоплазмы клетки, глюкоза попадает в путь гликолиза. Это многоступенчатый путь, который приводит к образованию 2 АТФ и частично контролируется инсулином и глюкагоном. Генерация АТФ очень важна для организма, так как это основная валюта энергии для клеток. Конечным продуктом пути гликолиза является ацетил-коА. Затем эта молекула может вступить в цикл Кребса в митохондриях, который производит 36 АТФ, что делает ее генератором энергии клетки в большинстве случаев.Таким образом, организм метаболизирует глюкозу для выработки энергии.

© Саутгемптонский университет

Что такое болезнь накопления гликогена?

Гликоген и болезни накопления гликогена

Гликоген — это форма накопления глюкозы (сахара) в организме. Это сложный материал, состоящий из отдельных молекул глюкозы, связанных вместе в длинные цепи с множеством ответвлений от цепей (как дерево). Гликоген в основном хранится в клетках печени и мышц, но почки и кишечник также хранят некоторое ограниченное количество гликогена.

Метаболизм — это процесс, с помощью которого наш организм расщепляет пищу, которую мы едим, и превращает ее в энергию. Кратко рассмотрим метаболизм: простая форма сахара, называемая глюкозой, является основным источником энергии для нашего организма. После еды у нас в крови слишком много глюкозы, поэтому наш организм накапливает лишнюю глюкозу в форме гликогена (так же, как мы кладем лишние деньги в банк). Когда нашему телу требуется больше энергии, определенные ферменты превращают гликоген обратно в глюкозу и забирают его из печени и мышц (точно так же, как мы забираем деньги из банка).

Справочник по заболеваниям накопления гликогена

Болезнь накопления гликогена (GSD)
Основная проблема всех болезней накопления гликогена — это использование и накопление гликогена. Иногда GSD также называют гликогенозами, потому что они вызваны затруднениями в метаболизме гликогена.

Все болезни накопления гликогена считаются наследственными нарушениями обмена веществ. Нарушение обмена веществ — это заболевание, нарушающее обмен веществ. Таким образом, человеку с нарушением обмена веществ трудно расщеплять определенные продукты и создавать энергию.Болезнь обмена веществ чаще всего вызывается отсутствием или дефицитом фермента (или белка). Фермент может помочь организму преобразовать пищу в энергию. В организме много ферментов, и каждый из них действует как машина на конвейере. Когда один из ферментов не работает должным образом, процесс расщепления определенных продуктов может идти медленнее или полностью прекращаться.

У человека с болезнью накопления гликогена (GSD) отсутствует или дефицит одного из ферментов, ответственных за производство или расщепление гликогена в организме.Это называется дефицитом ферментов. Дефицит фермента вызывает либо аномальную концентрацию гликогена в тканях (слишком много или слишком мало), либо неправильно или ненормально сформированный гликоген (неправильная форма). В зависимости от типа GSD у человека дефицит ферментов может иметь значение во всех частях тела или только в некоторых частях тела, таких как печень или мышцы. Обычно формы GSD описываются той частью тела, которая испытывает проблемы из-за дефицита ферментов. Чаще всего это следующие категории: только печень, только мышцы или и печень, и мышцы.Другие системы, которые могут быть задействованы, включают клетки крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты), сердце и почки среди других.

Все типы GSD приводят к тому, что организм либо не может вырабатывать достаточное количество глюкозы, либо не может использовать глюкозу в качестве формы энергии. Определение типа GSD у человека (диагноз) зависит от индивидуальных симптомов. Обычно врач проводит медицинский осмотр и анализ крови и мочи. Иногда требуется биопсия мышцы и / или печени, чтобы измерить количество определенного фермента в этой части тела.

Существует около одиннадцати известных типов GSD, которые классифицируются по номеру, названию дефектного фермента или имени врача, который первым описал состояние. Например, болезнь накопления гликогена типа Ia, вызванная дефектом фермента глюкозо-6-фосфатазы, первоначально была известна как «болезнь фон Гирке» (по имени Эдгара фон Гирке, доктора, который ее обнаружил), но также упоминается как «болезнь фон Гирке». Болезнь накопления гликогена при дефиците глюкозо-6-фосфатазы ».

GSD — это генетические нарушения.Это означает, что они вызваны изменением части генетической информации человека. Наша генетическая информация хранится в генах. Гены служат руководством для нашего тела. Они говорят нашему телу, как расти и функционировать. Они также определяют наши физические особенности, такие как цвет волос и глаз. В каждой клетке нашего тела содержится около 30 000 генов. Мы получаем по два набора каждого гена, один от нашей матери и один от отца. Вот почему мы кажемся комбинацией наших родителей.Наши родители не могут контролировать, какие гены они передают нам. Гены, которые мы унаследовали от родителей, возникают случайно.

Если есть изменение в генетической информации, содержащейся в одном из этих генов, наш организм не может прочитать его инструкции. Следовательно, это может повлиять на работу нашего тела. Это похоже на отсутствие страницы в инструкции по сборке прибора. Без этой страницы мы не смогли бы правильно собрать прибор, и он не смог бы работать.Почти все формы GSD возникают, когда ребенок наследует неправильную генетическую инструкцию как от матери, так и от отца (аутосомно-рецессивное наследование). Некоторые формы GSD вызываются генетическим изменением, которое передается от матери к сыну (пол или наследование, сцепленное с Х-хромосомой).

Хранение глюкозы в виде гликогена

Хранение глюкозы в виде гликогена

Печень выделяет глюкозу в кровоток как важный механизм для поддержания постоянного уровня глюкозы в крови.Печень, мышцы и другие ткани также хранят глюкозу в виде гликогена, высокомолекулярного разветвленного полимера глюкозы. Синтез гликогена начинается с глюкозо-1-фосфата, который может быть синтезирован из глюкозо-6-фосфата под действием фосфоглюкомутазы (изомеразы). Глюкозо-1-фосфат также является продуктом расщепления гликогена фосфорилазой:

K _eq реакции фосфорилазы лежит в направлении разрушения. В общем, биохимический путь нельзя эффективно использовать как в синтетическом, так и в катаболическом направлении.Это ограничение подразумевает, что должен быть еще один этап синтеза гликогена, который включает в себя добавление дополнительной энергии в реакцию. Дополнительная энергия поступает за счет образования промежуточного UDP-глюкозы. Это то же соединение, что и при метаболизме галактозы. Он образуется вместе с неорганическим пирофосфатом из глюкозо-1-фосфата и UTP. Затем неорганический пирофосфат гидролизуется до двух фосфат-ионов; этот шаг нарушает равновесие реакции в направлении синтеза UDP-глюкозы (см. рисунок 1).

Рисунок 1

Гликогенсинтаза переносит глюкозу UDP-глюкозы на невосстанавливающий конец (тот, который содержит свободный углерод-4 глюкозы) уже существующей молекулы гликогена (другой фермент запускает молекулу гликогена), образуя связь A, 1-4 и освобождение UDP (см. рисунок 2). Эта реакция является экзэргонической, хотя и не такой сильной, как синтез UDP-глюкозы.

Рисунок 2

Подводя итог, можно сказать, что синтез гликогена из глюкозо-1-фосфата требует потребления одной высокоэнергетической фосфатной связи и высвобождает пирофосфат (преобразованный в фосфаты) и UDP.Всего реакция:

Гликогенфосфорилаза расщепляет гликоген с образованием глюкозо-1-фосфата в следующей реакции:

Эта реакция не требует донора энергии. Обратите внимание, что распад гликогена сохраняет фосфат глюкозо-1-фосфата, который использовался для синтеза, без необходимости отдельной стадии фосфорилирования. Сумма двух предыдущих реакций просто:

Поскольку 38 АТФ образуются в результате окислительного метаболизма одной молекулы глюкозы, эти минимальные затраты энергии вполне оправдывают преимущества сохранения глюкозы в виде гликогена.

Гликогенсинтаза и фосфорилаза взаимно контролируются гормонально-индуцированным фосфорилированием белков. Одна из самых основных физиологических реакций у животных — это реакция на опасность. Симптомы, вероятно, знакомы каждому, кому приходилось выступать с публичной речью: учащенное сердцебиение, сухость во рту и дрожь в мышцах. Они вызываются гормоном адреналином (адреналином), который способствует быстрому высвобождению глюкозы из гликогена, тем самым обеспечивая быстрый запас энергии для «бегства или борьбы».”

Адреналин действует через циклический AMP (cAMP) , молекулу «второго мессенджера».

Циклический усилитель

Рецептор адреналина вызывает синтез циклического АМФ, который является активатором фермента , протеинкиназы C (см. Рисунок 3). Протеинкиназы переносят фосфат от АТФ к гидроксильной группе в боковой цепи серина, треонина или тирозина. Протеинкиназа C представляет собой серин-специфичную киназу. Протеинкиназа C представляет собой тетрамер, состоящий из двух регуляторных (R) субъединиц и двух каталитических (C) субъединиц.Когда с ним связан цАМФ, субъединица R отделяется от субъединиц C. Субъединицы C теперь каталитически активны.

Рисунок 3

Протеинкиназа C фосфорилирует непосредственно гликогенсинтазу, а также другую протеинкиназу, -синтазу / фосфорилазу-киназу . Фосфорилирование по-разному влияет на два фермента.

Фосфорилирование гликогенсинтазы либо протеинкиназой C, либо киназой синтазы / фосфорилазы превращает ее из более активной формы I (независимо от глюкозо-6-фосфата) в форму D (в зависимости от глюкозы-6 -фосфат).Снижается синтез гликогена; хотя, если глюкозо-6-фосфат присутствует в больших количествах, фермент все еще может производить гликоген.

Фосфорилирование гликогенфосфорилазы киназой синтазы / фосфорилазы имеет противоположный эффект. Нефосфорилированная форма фермента, фосфорилаза b , менее активна, чем фосфорилированная форма, фосфорилаза a (см. Фигуру 4). (Подумайте о , для , активный , чтобы запомнить направление регулирования.