Синтез гликогена ускоряет гормон инсулин

Гликоген, вещество, синтез и расщепление

Гликоген, вещество, синтез и расщепление.

Гликоген – полисахарид со сложным строением, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) гликозидными связями, а в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями.

Гликоген, формула, молекула, строение, состав, вещество:

Гликоген – полисахарид со сложным строением, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) гликозидными связями, а в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями.

Гликоген представляет собой разветвленный биополимер, состоящий из линейных цепей глюкозных остатков с дальнейшими цепями, разветвляющимися каждый 8-12 остатков глюкоз или около того. Остатки глюкозы связаны линейно с помощью α-(1→4) глюкозидных связей от одной глюкозы к следующей. Ветви связаны с цепями, от которых они отделяются глюкозидными связями α-(1→6) между первой глюкозой новой ветви и глюкозой в цепочке стволовых клеток. Ядро биополимера состоит из гликогенинового белка.

Рис. 1. Строение гликогена (в центре — молекула гликогенина)

Гликоген – это многоразветвленный полисахарид глюкозы, который служит формой накопления энергии у животных , грибов и бактерий .

В клетках животных гликоген служит основным запасным углеводом и основной формой хранения глюкозы в организме.

Гликоген иногда называют животным крахмалом , так как его строение похоже на амилопектин – компонент растительного крахмала. Гликоген отличается от крахмала более разветвлённой и компактной структурой и не дает синего цвета при окраске йодом. Водные растворы гликогена окрашиваются йодом в фиолетово-коричневый, фиолетово-красный цвет.

Строение молекулы гликогена, структурная формула гликогена:

Гликоген содержит от 6 000 до 30 000 остатков глюкозы.

По внешнему виду гликоген представляет собой белое аморфное вещество без вкуса и запаха.

Гликоген растворяется в воде.

Гликоген в организме. Биологическая роль гликогена. Синтез и расщепление гликогена:

Гликоген функционирует как одна из двух форм долгосрочных энергетических резервов животного организма, причем другая форма – это триглицериды, которые хранятся в жировой ткани (т.е. жировые отложения).

Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. Гликогеновый запас, однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров).

Гликоген содержится во всех клетках и тканях организма животного в двух формах: стабильный гликоген, прочно связанный в комплексе с белками, и лабильный в виде гранул, прозрачных капель в цитоплазме в клетках многих типов.

У человека гликоген вырабатывается и хранится преимущественно в клетках печени (гепатоцитах) и скелетных мышцах. В клетках печени гликоген может составлять 5-6 % от массы органа, а печень взрослого человека весом 1,5 кг может хранить примерно 100-120 граммов гликогена. В скелетных мышцах гликоген находится в меньшей концентрации – 1-2 % от массы мышцы. В скелетных мышцах взрослого человека весом 70 кг хранится примерно 400 граммов гликогена. Количество гликогена, хранящегося в организме – особенно в мышцах и печени – в основном зависит от его физической подготовки, метаболизма и привычек питания. Однако только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоцитах), может быть переработан в глюкозу для питания всего организма . В организм человека гликоген из клеток печени поступает через кровь. В то время как в скелетных мышцах гликоген перерабатывается в глюкозу исключительно для локального потребления. Небольшие количества гликогена также присутствуют в других тканях и клетках организма, в том числе в почках, эритроцитах, лейкоцитах и глиальных клетках в головном мозге.

При недостатке в организме глюкозы гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь. И наоборот, излишки глюкозы запасаются в виде гликогена. Регуляция синтеза и распада гликогена осуществляется нервной системой и гормонами.

Гликоген печени служит прежде всего для поддержания более или менее постоянного уровня глюкозы в крови, а гликоген мышц, наоборот, не участвует в регуляции уровня глюкозы в крови. В связи с этим колебания уровня гликогена в печени варьируются в широких пределах. При длительном голодании (например, через 12-18 часов после приема пищи) уровень гликогена в печени падает до нуля. Содержание мышечного гликогена заметно снижается после продолжительной и напряженной физической работы.

Следует иметь в виду, что запасы гликогена в мышцах ограничены. Результатом недостатка гликогена может быть усталость и снижение выносливости.

Физические свойства гликогена:

Химические свойства гликогена. Химические реакции (уравнения) гликогена:

Основные химические реакции гликогена следующие:

1. 1. реакция гидролиза гликогена в кислой среде:

Важнейшее свойство гликогена – способность подвергаться гидролизу в водных растворах кислот.

Источник статьи: http://allbreakingnews.ru/glikogen-veshhestvo-sintez-i-rasshheplenie/

Осуществление гликогенеза – это основа здорового обмена веществ

В организме человека постоянно протекают различные процессы и химические реакции. На поддержание жизнедеятельности необходима энергия. Гликогенез – это такой процесс, благодаря которому происходит обеспечение каждой клетки, ткани и органа, необходимой энергией. В чем особенность процесса, как протекает, и к чему приводят нарушения – далее.

Что такое гликогенез

Гликогенез – комплекс биохимических превращений в организме, которые протекают в период усвоения потребленной пищи. На протяжении первых двух часов после приема пищи, поступившие питательные вещества усваиваются и проходят через ряд преобразований. На одном из этапов преобразования поглощенных веществ осуществляется и гликогенез.

По своей сути синтез гликогена – это процесс накопления небольшого энергетического потенциала, который мобилизуется в клетках в случае резкого увеличения нагрузки. Сначала расходуется запасенная в клетках мышц энергия, которая поддерживает функционирование этой ткани. После этого начинается расходование резерва из печени, который уже распределяет энергию не только в мышцы, но и по всему организму.

Биохимия гликогенеза

В организм регулярно поступает пища. В процессе переваривания поглощенных продуктов из пищеварительного тракта в кровь всасываются углеводы. Второй этап – расщепление углеводов под действием катализатора гексокиназы до глюкозо-6-фосфат. Уже молекулы этого полученного вещества принимают участие в первом этапе синтеза гликогена.

В отдельных случаях при потреблении «сложных» углеводов, цепочка биохимических реакций до получения глюкозо-6-фосфата, оказывается длиннее. В данном случае при попадании в кровь глюкозы происходит связывание ее молекул с эритроцитами. После этого путем гликолитических реакций глюкоза превращается в лактат. Затем в печени лактат преобразуется в исходное для гликогенеза вещество – глюкозо-6-фосфат.

После получения глюкозо-6-фосфата происходит его превращение в глюкозо-1-фосфат под влиянием фермента фосфоглюкометазы. Полученное вещество расщепляется до UPD-глюкозы, а она, в свою очередь, переносит глюкозные остатки для формирования молекул гликогена.

Что такое гликоген и зачем он нужен

Гликоген (C6H10O6)n – это полисахарид, получаемый организмом из глюкозы под воздействием особых ферментов и гормонов. По своему строению этот полисахарид животного происхождения напоминает молекулы растительного крахмала, но при этом отличается химическим составом. Гликоген накапливается непосредственно в клетках в кристаллической форме, непосредственно в цитоплазме. Основные запасы этого полисахарида в человеческом организме находятся в таких клетках:

• мышечные структуры;
• печень.

Синтез гликогена протекает главным образом в клетках печени. Там накапливается этот полисахарид и служит резервным источником энергии. В среднем печень может вмещать гликогена до 5-6% от общего объема органа. У взрослых это около 100 грамм, а у детей – до 50-60 грамм.

Гликоген в печени расходуется после того, как исчерпываются запасы этого полисахарида в мышечной ткани. Объем полисахарида в мышцах – не более 1%, при этом расходуется он локально, непосредственно в месте накопления. Мышечный гликоген служит для энергетического обеспечения процесса сокращения мышц.

Роль в спорте

Особое значение процесс синтеза гликогена имеет для людей, которые ведут активный образ жизни и занимаются спортом. Еще в 50-х годах прошлого века ученые стали изучать влияние кристаллического полисахарида на спортивные результаты. Это привело к тому, что сегодня уровень подготовленности спортсменов, достижений и количество рекордов в разы выше, чем ранее. Хороший запас гликогена обеспечивает следующие эффекты:

• повышает выносливость на тренировках;
• улучшает спортивные результаты;
• снижает утомляемость;
• ускоряет восстановление мышечной ткани после силовых нагрузок.

То есть спортсменам, желающим добиться высоких показателей на тренировках и в соревнованиях, следует особое внимание уделять углеводной пище. В результате дефицита глюкозы в организме, спортсмен не сможет выдерживать большие нагрузки. В долгосрочной перспективе это может привести к снижению производительности, повышенной утомляемости и в целом негативно сказаться на состоянии здоровья.

Спортсмены, которые вынуждены заниматься продолжительное время без перерывов, обязательно включают в свой рацион кроме углеводной пищи еще и соответствующие добавки.

Спортивные гейнеры – это порошки, которые на 80-90% состоят из углеводов. Они быстро усваиваются, принимаются непосредственно перед тренировками для того, чтобы обеспечить организм достаточным количеством глюкозы, необходимой для протекания гликогенеза.

Роль в похудении

Гликогенез играет не последнюю роль в похудении, так как незнание особенностей протекания этого процесса может привести к низким результатам в борьбе с лишним весом. Дело в том, что гликогенез – это процесс, который не может в полной мере обеспечить организм необходимой ему энергией. Более мощный энергетический резерв представляют триглицериды, то есть жировая ткань.

Но последовательность расходования энергии такова – изначально клетки потребляют гликоген, а лишь тогда, когда он заканчивается, организм приступает к расщеплению жиров. Вот как нужно использовать знания о гликогенезе.

Как стимулировать гликогенез

Чтобы не страдать от дефицита энергии и недостатка физической выносливости, важно поддерживать синтез необходимых полисахаридов. В норме у здорового человека гликогенез протекает самостоятельно даже в тех случаях, когда в организм поступает недостаточно углеводов. Но для людей, деятельность которых связана с повышенными физическими нагрузками, необходимо знать, как стимулировать процесс накопления энергии. Вот основные правила:

1. Необходимо поддерживать здоровый баланс жидкостей в организме. Проще говоря, необходимо пить больше воды. Без жидкости все биохимические реакции в организме протекают в разы медленнее.
2. Важно обогатить рацион продуктами, которые содержат простые и сложные углеводы.
3. Следует придерживаться здорового режима питания. Для того чтобы своевременно восполнять потраченные запасы энергии, необходимо выдерживать промежуток между приемами пищи не более 4 часов.
4. Крайне важно поддержание здоровья печени, отказ от вредных привычек и периодические осмотры у гепатолога. Так как частично образование полисахаридов происходит в клетках печени, проблемы с этим органом приводят к замедлению скорости протекания биохимических реакций.
5. Не менее важна регулярность в тренировках. Организм подстраивается под энергетические потребности и при постепенном и регулярном увеличении нагрузки он начинает накапливать больше энергии.
6. Важно не употреблять бесконтрольно различные спортивные препараты, так как они влияют на биохимические реакции и могут привести к серьезным изменениям в организме.
7. Нельзя забывать о полноценном отдыхе и стабильном режиме сна, особенно если приходится регулярно подвергаться изнуряющим физическим нагрузкам.

Расстройства углеводного обмена

Существуют редкие заболевания, которые приводят к появлению серьезных нарушений в процессе гликогенеза. Ученые и классификаторы выделили метаболические расстройства такого типа в отдельную группу. Гликогенозы – это комплексное название различных тяжелых расстройств в синтезе гликогена в печени. Все они связаны с наследственными факторами и являются результатом врожденных патологий. Согласно современной классификации выделяют такие заболевания:

1. Болезнь Гирке – гликогеноз первой степени, развивается в результате неспособности клеток организма к синтезу начального продукта реакций синтеза – глюкозо-6-фосфата.
2. Второй тип – болезнь Помпе. Это расстройство связано с дефектом мальтазы, сложно поддается диагностике и требует дорогостоящего лечения. Без своевременной диагностики и лечения болезнь Помпе дает высокий процент летальных исходов.
3. Третий тип – болезнь Форбса, характеризующаяся ферментной недостаточностью. При правильно выстроенной терапевтической тактике ребенок с этим расстройством восстановится после завершения пубертатного периода.
4. Четвертый тип – болезнь Андерсена, приводящая к генетически обусловленному циррозу печени. Причина – дефект фермента амило-трансглюкозилазы.
5. Пятый тип – болезнь Мак-Ардля. Это патология связана с чрезмерным накоплением гликогена в клетках мышечной ткани, из-за чего развиваются осложнения. Заболевание поддается лечению, но успешный исход зависит от того, насколько рано было диагностировано расстройство.
6. Шестой тип – болезнь Герса. Развивается в результате недостаточной выработки фермента фосфорилазы. Приводит к чрезмерному накоплению энергетических полисахаридов в печени, из-за чего нарушаются основные функции этого органа.
7. Седьмой тип – болезнь Таруи, развивающаяся в результате дефицита ферментов в мышечной ткани. Для диагностики используется методика биопсии. Эффективной терапии не существует – больным показана кетогенная диета и ограничение физической активности.
8. Восьмой тип – болезнь Хага. Патология развивается по причине недостатка фермента киназы фосфорилазы и характеризуется развитием выраженной гепатомегалии. Для поддержания хорошего самочувствия больным показана безуглеводная диета.

Для каждого типа расстройства используются отличающиеся диагностические мероприятия. Диагностика проводится не только при наличии симптомов непосредственно у новорожденного. Показано комплексное обследование тем детям, у которых в роду уже наблюдались случаи развития подобных расстройств.

Как можно увидеть, гликогенез – это важное звено цепочки обмена веществ, без которой невозможно полноценное функционирование всех органов и систем. Существуют различные способы стимуляции этих реакций, актуальные для здоровых людей. В случае если нарушения вызваны генетическими факторами, важно своевременно диагностировать проблему и строго придерживаться рекомендаций врача для ее устранения.

Источник статьи: http://zdravpechen.ru/prochee/glikogenez-eto.html