Какую функцию выполняет гликоген: какую функцию выполняет глюкоза и гликоген помогите пожалуйста

Функции углеводов – основные в организме человека и клетке в таблице

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 290.

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 290.

Углеводы или сахара – одни из важнейших органических веществ в природе. Функция углеводов в организме человека связана с процессом метаболизма – гликолизом, в результате которого высвобождается энергия.

Строение

Молекула углевода состоит из нескольких карбонильных (=С=O) и гидроксильных (-ОН) групп. В зависимости от строения различают три группы углеводов:

• моносахариды;
• олигосахариды;
• полисахариды.

Моносахариды – простейшие сахара, состоящие всего из одной молекулы. Моносахариды включают несколько групп, различающихся количеством атомов углерода в молекуле – структурной единице. Моносахариды, содержащие три атома углерода, называются триозами, пять – пентозами, шесть – гексозами и так далее. Наиболее значимыми для живых организмов являются пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот, и гексозы, из которых состоят полисахариды.

Пример гексозы – глюкоза.

Рис. 1. Глюкоза.

Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:

• дисахариды – диозы;
• трисахариды – триозы;
• тетрасахариды – тетраозы;
• пентасахариды;
• гексасахариды и т.д.

Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).

В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:

• гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
• гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.

Рис. 2. Гомоолигосахариды и гетероолигосахариды.

Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:

• целлюлоза;
• гликоген;
• крахмал;
• хитин.

Рис. 3. Полисахарид.

В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.

Формула углеводов – C_n(H₂O)_m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.

Функции

Основная функция углеводов в клетке – превращение в энергию. АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии – включает моносахарид рибозу. АТФ формируется в результате гликолиза – окисления и распада глюкозы на пируват (пировиноградную кислоту). Гликолиз проходит в несколько этапов. Углеводы полностью окисляются до углекислого газа и воды, при этом высвобождается энергия.

В таблице перечислены основные функции углеводов.

Функция	Описание
Структурная	Полисахариды являются материалом для опорных структур. Благодаря целлюлозе, входящей в клеточную стенку, растения приобретают жёсткость. Хитин входит в состав клеток грибов и придаёт жёсткость экзоскелету членистоногих
Энергетическая	Углеводы – главный источник энергии. При расщеплении грамма углеводов выделяется 17,6 кДж энергии
Защитная	Образуют шипы и колючки растений
Запасающая	Запасаются в виде зёрен крахмала у растений и гранул гликогена у животных. При недостатке энергии крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы
Осмотическая	Регулируют осмотическое давление
Рецепторная	Входят в состав клеточных рецепторов

Некоторые углеводы образуют с липидами и белками сложные структуры – гликолипиды и гликопротеины. Они входят в состав клеточных мембран. Антитела, плазма крови, рецепторные белки – гликопротеины.

Что мы узнали?

Сахара – сложные органические соединения, необходимые всем живым организмам. Они состоят из одной или нескольких молекул, содержащих несколько карбонильных и гидроксильных групп. Углеводы выполняют важные биологические функции. Углеводы являются источником энергии, входят в состав клеточных стенок растений и грибов, составляют экзоскелет членистоногих. Они накапливаются в виде крахмала и гликогена, участвуют в передаче сигналов, регулируют осмотическое давление.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Валерия Энгиноева

  9/10

• Татьяна Барабашева

  7/10

• Юлия Дмитриева

  10/10

• Ксения Офутеян

  7/10

Оценка доклада

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 290.

---

А какая ваша оценка?

Можно, но немного: Алкоголь и диабет 1 типа

« MiniMed Care Blog | Март 15, 2022 |

Советы

Алкоголь — это часть жизни и социальный конструкт во многих обществах. Бокал вина — отличный способ расслабиться и снять напряжение после долгого дня. Общение в компании друзей за ужином с кружкой пива — что может быть лучше? Но можно ли употреблять алкоголь, если у вас диабет 1 типа?

Можем вас успокоить: даже при диабете 1 типа вы можете выпить бокал вина или рюмку виски. Однако, отправляясь в местный бар в пятницу вечером, нужно помнить о некоторых моментах.

Алкоголь, печень и уровень глюкозы в крови

Приблизительно 80 % алкоголя метаболизируется в печени¹. Это означает, что, когда мы выпиваем, печень усиленно фильтрует алкоголь из кровотока и расщепляет его. Это важно для понимания влияния алкоголя на уровень глюкозы в крови.

Почему печень? Печень выполняет две важные функции, связанные с уровнем глюкозы в крови. Первая из них — выработка глюкозы из белков или жиров (глюконеогенез, т. е. образование глюкозы, поступающей в кровь). Глюконеогенез способствует стабилизации уровня глюкозы, когда организм не получил достаточного количества пищи¹. Вторая функция — преобразование части избыточного количества глюкозы, содержащейся в крови и поступившей с пищей (самая простая форма сахара, необходимая для получения энергии), в гликоген.

Гликоген представляет собой более сложную форму глюкозы, которую печень может быстро преобразовать обратно в глюкозу. Эти процессы выполняются в организме круглосуточно, за счет чего поддерживается уровень глюкозы в крови.

При расщеплении печенью алкоголя выделяются биохимические вещества, «отходы» или побочные продукты. Такие побочные продукты отрицательно влияют на естественный процесс глюконеогенеза. Например, примерно 6 единиц алкоголя (~ 48 г или 60 мл чистого спирта) могут ухудшить глюконеогенез примерно на 45 % ¹. Кроме того, алкоголь препятствует преобразованию гликогена в глюкозу, происходящему в печени. В конечном итоге каждый из этих процессов приводит к снижению уровня глюкозы в крови¹.

Алкоголь, корректировка уровня глюкозы в крови и диабет 1 типа

Что же сказанное выше означает для человека с диабетом 1 типа?

Когда мы пьем алкоголь, уровень глюкозы в крови может быстро снизиться. Для человека с диабетом 1 типа это означает увеличение риска развития гипогликемии (состояние, при котором уровень глюкозы в крови становится слишком низким).

Однако так происходит далеко не всегда. Например, стакан вина или кружка пива во время еды не сильно повлияют на уровень глюкозы в крови, так как вместе в алкоголем в организм поступит умеренное количество пищи¹. Чем больше алкоголя пьет человек, тем выше становится риск снижения уровня глюкозы в крови ².

Люди с диабетом 1 типа также должны знать, что важное значение имеет время между последним приемом пищи и первой порцией алкоголя. В статье с обзором различных исследований утверждается, что риск гипогликемии увеличивается при потреблении 1 литра (или примерно 2 пинт) пива через несколько часов после еды¹. Когда вечеринка в разгаре и вы выпиваете все больше алкоголя, риск развития гипогликемии возрастает

1. Усложняет ситуацию и то, что гипогликемия может возникнуть не только во время употребления алкоголя, но и в срок до 12 часов после него ^{1, 2}. В той же статье сообщается, что низкий уровень глюкозы в крови может быть зарегистрирован и на следующий день даже после приема пищи ¹.

Из-за воздействия алкоголя у человека с диабетом 1 типа может развиться не только гипогликемия, но и гипергликемия (высокий уровень глюкозы в крови)1. Это происходит, когда мы пьем алкоголь с добавками и коктейли с высоким содержанием сахара.

Жизнь с диабетом 1 типа и безопасное потребление алкоголя

В рекомендациях Американской диабетической ассоциации от 2019 года утверждается, что людям с диабетом 1 типа нужно употреблять алкоголь в умеренных количествах³. Умеренное количество — это не более одной порции алкоголя в день для женщин и не более двух — для мужчин. Поэтому рекомендуем вам брать с собой привычное лекарство от гипогликемии, чтобы при необходимости быстро поднять уровень глюкозы в крови. Владея этой информацией и имея необходимые лекарства под рукой, вы не растеряетесь, если во время вечеринки почувствуете себя плохо.

Несколько советов о том, как пить алкоголь безопасно: ²

• Проверьте уровень глюкозы в крови до, во время и после употребления алкоголя.
• Перед тем, как выйти из дома, плотно поужинайте; ужин должен включать углеводы.
• Возьмите с собой перекус, например сухофрукты, темный шоколад или цельнозерновые крекеры с арахисовым маслом, чтобы быстро поднять уровень глюкозы в крови в случае гипогликемии.
• Не допускайте обезвоживания и чередуйте алкоголь с водой.
• Не забывайте, что танцы — это физическая нагрузка, которая может еще сильнее снизить уровень глюкозы в крови.
• Проверьте уровень глюкозы в крови перед сном и съешьте что-нибудь, если он низкий.
• Старайтесь выбирать добавки без сахара, чтобы предотвратить повышение уровня глюкозы в крови (гипергликемию).
• После пробуждения позавтракайте, даже если вам не хочется есть.
• Перед вечеринкой постарайтесь узнать о типах алкогольных напитков, которые будут подаваться, и решите, что будете пить, исходя из количества спирта и способа подачи.

Бонус-совет

• Используйте технологии: рассмотрите использование временной базальной скорости (ВБС) или временного целевого уровня глюкозы, имеющихся в вашей инсулиновой помпе или в системе непрерывного мониторинга уровня глюкозы. Это особенно полезно, если уровень глюкозы у вас часто снижается после употребления алкоголя. Узнайте у ваших врачей, занимающихся лечением диабета, о том, какую пользу могут вам принести технологии.

Заключение

Научившись жить с диабетом 1 типа, вы не будете чувствовать, что жизнь проходит мимо. Желание выпить бокальчик не должно стать проблемой. Проконсультируйтесь с вашими врачами, занимающимися лечением диабета, о том, как иногда можно позволять себе алкоголь без вреда для здоровья. И выпейте этот бокал вина!

1. White ND. Alcohol use in young adults with type 1 diabetes mellitus. Am J Lifestyle Med. 2017;11(6):433-435.
2. Diabetes.org.uk. Type 1 diabetes and drinking. https://www.diabetes.org.uk/. 2021 Available at: https://www.diabetes.org.uk/guide-to-diabetes/young-adults/type-1-drinking. (Accessed January 2022).
3. American Diabetes Association. Lifestyle management: Standards of medical care in diabetes. Diab Care. 2019;42(Suppl 1): S46-S60.

гликоген

Гликоген представляет собой полисахарид глюкозы (Glc), который функционирует как основное краткосрочное хранилище энергии в клетках животных. Он вырабатывается преимущественно печенью и мышцами, но также может вырабатываться мозгом, маткой и влагалищем. ^[1] Гликоген является аналогом крахмала, менее разветвленным полимером глюкозы в растениях и обычно упоминается как животный крахмал , имеющий структуру, сходную с амилопектином. Гликоген находится в виде гранул в цитозоле многих типов клеток и играет важную роль в цикле глюкозы. Гликоген образует энергетический резерв, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапно возникшей потребности в глюкозе, но он менее компактен, чем энергетический запас триглицеридов (жиров). В гепатоцитах печени гликоген может составлять до 8% сырой массы (100–120 г у взрослого человека) вскоре после еды. ^{[ citation required ]} Только гликоген, хранящийся в печени, может стать доступным для других органов. В мышцах гликоген содержится в значительно меньшей концентрации (1% от мышечной массы), но общее количество превышает таковое в печени. Небольшое количество гликогена находится в почках и еще меньшее количество в некоторых глиальных клетках головного мозга и белых кровяных тельцах. Матка также хранит гликоген во время беременности, чтобы питать эмбрион.

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое 1 Строение и биохимия 2 Функция и регуляция гликогена печени 3 В мышечных и других клетках 4 Задолженность по гликогену и упражнения на выносливость 5 Нарушения метаболизма гликогена 6 Синтез 7 Поломка 8 Каталожные номера 9 См. также

Структура и биохимия

Гликоген представляет собой сильно разветвленный полимер, который лучше всего описывается как дендример, состоящий примерно из 60 000 остатков глюкозы, и имеет молекулярную массу от 10 ⁶ и 10 ⁷ дальтонов (~ 4,8 миллиона). ^{[ нужна ссылка ]} Большинство звеньев Glc связаны α-1,4 гликозидными связями, примерно 1 из 12 остатков Glc также образует -1,6 гликозидную связь со вторым Glc, что приводит к созданию ответвления . Гликоген не имеет восстанавливающего конца: остаток глюкозы на «восстанавливающем конце» не свободен, а ковалентно связан с белком, называемым гликогенином, в виде бета-связи с поверхностным остатком тирозина. Гликогенин представляет собой гликозилтрансферазу и встречается в виде димера в ядре гликогена. Гранулы гликогена содержат как гликоген, так и ферменты синтеза гликогена (гликогенез) и деградации (гликогенолиз). Ферменты располагаются между внешними ветвями молекул гликогена и действуют на невосстанавливающие концы. Следовательно, множество нередуцирующих концевых ветвей гликогена способствуют его быстрому синтезу и катаболизму.

Функция и регуляция гликогена печени

Когда углеводная пища съедена и переварена, уровень глюкозы в крови повышается, и поджелудочная железа выделяет инсулин. Глюкоза из воротной вены поступает в клетки печени (гепатоциты). Инсулин воздействует на гепатоциты, стимулируя действие нескольких ферментов, в том числе гликогенсинтазы. Молекулы глюкозы присоединяются к цепям гликогена до тех пор, пока и инсулин, и глюкоза остаются в изобилии. В этом постпрандиальном или «насыщенном» состоянии печень поглощает из крови больше глюкозы, чем выделяет.

После переваривания пищи и снижения уровня глюкозы секреция инсулина снижается, а синтез гликогена прекращается. Примерно через четыре часа после еды ^{[ citation need ]} гликоген начинает расщепляться, чтобы снова превратиться в глюкозу. Гликогенфосфорилаза является основным ферментом расщепления гликогена. В течение следующих 8-12 часов глюкоза, полученная из гликогена печени, будет основным источником глюкозы в крови, которая будет использоваться остальными частями тела в качестве топлива.

Глюкагон – это еще один гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, который во многих отношениях служит контрсигналом для инсулина. Когда уровень сахара в крови начинает падать ниже нормы, увеличивается секреция глюкагона. Он стимулирует расщепление гликогена на глюкозу даже при аномально высоком уровне инсулина.

В мышечных и других клетках

Гликоген мышечных клеток функционирует как непосредственный резервный источник доступной глюкозы для мышечных клеток. Другие ячейки, которые содержат небольшие количества, также используют его локально. Мышечные клетки не способны передавать глюкозу в кровь, поэтому гликоген, который они хранят внутри, предназначен для внутреннего использования и не передается другим клеткам, в отличие от клеток печени.

Долг гликогена и упражнения на выносливость

Из-за того, что организм не может удерживать более 2000 ккал гликогена, ^{[ цитирование необходимо ]} спортсменов, занимающихся бегом на длинные дистанции, таких как марафонцы, лыжники и велосипедисты, имеют гликогеновый долг, при котором почти все запасы гликогена спортсмена истощаются после длительных периодов нагрузки без достаточного потребления энергии. Это явление называется «ударом о стену» или «столкновением». У марафонцев это обычно происходит на дистанции 20 миль (32 км) марафона, когда на милю тратится около 100 ккал.0005 [ необходима ссылка ] в зависимости от размера бегуна и трассы. Однако это может быть отложено углеводной загрузкой перед заданием.

При дефиците гликогена спортсмены часто испытывают сильную усталость до такой степени, что им трудно двигаться.

Нарушения метаболизма гликогена

Наиболее распространенным заболеванием, при котором нарушается метаболизм гликогена, является диабет, при котором из-за аномального количества инсулина гликоген в печени может накапливаться или истощаться. Восстановление нормального метаболизма глюкозы обычно нормализует и обмен гликогена.

При гипогликемии, вызванной избытком инсулина, уровни гликогена в печени высоки, но высокий уровень инсулина предотвращает гликогенолиз, необходимый для поддержания нормального уровня сахара в крови. Глюкагон является распространенным средством лечения этого типа гипогликемии.

Различные врожденные нарушения метаболизма вызваны недостатком ферментов, необходимых для синтеза или распада гликогена. Все вместе они называются болезнями накопления гликогена.

Синтез

Основная статья: Гликогенез

Синтез гликогена отличается от распада гликогена. В отличие от распада, синтез является эндергоническим, что означает, что гликоген не синтезируется без затрат энергии. Энергия для синтеза гликогена исходит от УТФ, который реагирует с глюкозо-1-фосфатом с образованием УДФ-глюкозы в реакции, катализируемой УДФ-глюкозедифосфорилазой. Гликоген синтезируется из мономеров УДФ-глюкозы с помощью фермента гликогенсинтазы, который постепенно удлиняет цепь гликогена. Поскольку гликогенсинтаза может только удлинять существующую цепь, белок гликогенин необходим для инициации синтеза гликогена.

Поломка

Основная статья: Гликогенолиз

Гликоген отщепляется от невосстанавливающих концов цепи ферментом гликогенфосфорилазой с образованием мономеров глюкозо-1-фосфата, который затем превращается в глюкозо-6-фосфат. Для удаления альфа-(1-6) ответвлений в разветвленном гликогене и преобразования цепи в линейный полимер необходим специальный деветвящий фермент. Произведенные мономеры G6P имеют три возможных судьбы: 9 Анатомия и физиология. Саладин, Кеннет С. Макгроу-Хилл, 2007 г.

См. также

• Пептидогликан

Структура и функция гликогена

| Главная | | Биохимия |

Глава:

Биохимия: Метаболизм гликогена

Основные запасы гликогена находятся в скелетных мышцах и печени, хотя большинство других клеток хранят небольшое количество гликогена для собственного использования.

СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ ГЛИКОГЕНА

Основные склады гликоген содержится в скелетных мышцах и печени, хотя большинство других клеток хранить небольшое количество гликогена для собственного использования. Функция мышц гликоген должен служить запасным топливом для синтеза аденозина трифосфата (АТФ) во время мышечного сокращения. Гликоген печени поддерживать концентрацию глюкозы в крови, особенно на ранних стадиях поста (рис. 11.2;). [Примечание: гликоген печени может поддерживать уровень глюкозы в крови в течение 10–18 часов.]

Рисунок 11.2  Функции мышечного и печеночного гликогена. Р = фосфат; Pi = неорганический фосфат.

 

A. Количество гликогена в печени и мышцах

Приблизительно 400 г гликогена составляют 1-2% сырой массы покоящихся мышц и примерно 100 г гликогена составляют до 10% сырого веса упитанной взрослой печени. Что ограничивает производство гликогена на этих уровнях, неясно. Однако, при некоторых заболеваниях накопления гликогена ([GSDs] см. рис. 11.8) количество гликогена в печени и/или мышцах может быть значительно выше. [Примечание: в тела, мышечная масса больше, чем масса печени. Следовательно, большая часть тела гликоген находится в мышцах.]

 

B. Структура гликогена

Гликоген – это полисахарид с разветвленной цепью, полученный исключительно из α-D-глюкозы. Главная гликозидная связь представляет собой связь α (1 → 4). После в среднем восьми-десяти глюкозил остатков имеется ветвь, содержащая связь α(1→6) (рис. 11.3). А одна молекула гликогена может иметь молекулярную массу до 108 Да. Эти полимеры глюкозы существуют в дискретных цитоплазматических гранулах, которые также содержат большинство ферментов, необходимых для синтеза и деградации гликогена.

Рисунок 11.3  Разветвленная структура гликогена, показывающая α (1 → 4) и α (1 → 6) гликозидные связи.

 

C. Колебание запасов гликогена

Запасы гликогена в печени увеличиваются во время сытого состояния и истощаются во время голодания. мышцы гликоген не зависит от коротких периодов голодания (несколько дней) и только умеренно снижается при длительном голодании (недели). Мышечный гликоген является синтезируется для пополнения мышечных запасов после того, как они были истощены после физическая нагрузка.