Гликоген печень: что это такое и как влияет на организм?

Содержание

что это такое и как влияет на организм?

Гликогены – это сложные, комплексные углеводы. Благодаря гликогенезу глюкоза, которая поступает в организм с пищей, и образует гликогены.

На вопрос: «Что такое гликоген?» можно ответить просто: это резерв глюкозы, без которого организм не сможет нормально работать.

Синтез и распад этих углеводов происходит таким образом: когда человек употребляет пищу благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (а также крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы. Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника (сахаразы, мальтозы, панкреатической амилазы) осуществляется распад глюкозы на моносахариды.

Распад и синтез продолжается таким образом, что в кроветворную систему попадает часть глюкозы, которая высвободилась, а другая часть попадает не в саму печень, а направляется точно к клеткам остальных органов. Цитоплазма этих клеток занимается хранением гликогена, который представляет собой особые гранулы. В этих клетках и происходит гликолиз. Что такое гликолиз? Это распад глюкозы.

Эти углеводы являются энергетическим резервом нашего организма. Если возникает острая необходимость, организм получает из гликогена то количество глюкозы, которое недостает. Как же происходит этот распад? Период между приемом пищи является тем временем, когда и происходит распад вещества. Если человек занимается тяжелой физической деятельностью, распад будет ускоряться.

Под действием особых ферментов глюкозные остатки отщепляются, и происходит распад вещества, во время которого не затрачивается АТФ.

Синтез гликогена может нарушаться. Такой сбой представляет собой заболевания, которые имеют наследственный характер. Синтез вещества и его пребывание в жизненно важных органах неумеренным количеством может быть следствием дефекта ферментов, которые регулируют распад углеводов.

Гликогеноз – это одно из генетических заболеваний, при котором нарушается развитие органов, задерживается психомоторное развитие. А также приводит к тяжелым состояниям, связанным с понижением уровня сахара в крови, вплоть до гипогликемической комы. Биопсия печени помогает установить правильный диагноз. Во время диагностики при наличии заболевания можно установить активность ферментов, которые регулируют распад и синтез вещества, а также его содержание в тканях.

Глюкоза просто необходима организму для того, чтобы на протяжении всего дня образовывать энергию. Углеводы, которые попадают в организм, являются источником глюкозы.

Часть глюкозы, которая не была израсходована организмом, превращается в крахмал. Он и является гликогеном, который откладывается в мышцах и печени. Отложенные запасы этого крахмала быстро могут расходоваться во время физической активности, болезнях или диетах.

Есть различие между печеночным и мышечным гликогеном. Мышечный является источников запаса глюкозы для клеток мышц. А печеночный участвует в регулировке нормальной концентрации сахара в крови. Синтез этого вещества происходит практически во всех тканях организма. Правильный синтез гликогена связан с пищей, богатой на углеводы.

Зачем он нужен в печени?

Печень – это важнейший внутренний орган человеческого организма. Под ее руководством происходит множество важнейших функций, без которых бы организм не смог полноценно работать.

Слаженное функционирование головного мозга возможно благодаря нормальному уровню сахара в организме. Это происходит под четким руководством печени, без нее это было бы невозможно. За счет липогенеза уровень сахара балансируется в пределах нормы.

Если же уровень сахара в крови снижается, фосфорилаза активизируется, вследствие чего происходит расщепление гликогена. Тогда его скопления просто исчезают из цитозол клеток различных органов. Происходит поступление глюкозы в кровь, благодаря чему организм получает то количество энергии, в котором он нуждается.

В случае же, если уровень сахара, наоборот, повышается, клетками печени осуществляется синтез и депонирование гликогена.

к оглавлению ↑

Как он влияет на вес тела?

Углеводный обмен в организме зависит от работы, которую осуществляет гликоген в печени. Поэтому для нормального функционирования всего организма уровень этого вещества должен быть в пределах нормы: не больше и не меньше. Крайности никогда не приносят пользы.

Углеводный обмен

Крахмал способен связывать воду. К примеру, на 10 грамм вещества приходится 40 грамм воды. Поэтому во время тренировок теряется не только сам гликоген, но вместе с ним и вода, которая по количеству превышает его в четыре раза. Также и во время быстрых диет, ограничивающих в течение нескольких дней калории, теряется вода. Поэтому быстрое похудение  –  это не что иное, как самообман.

к оглавлению ↑

Какие исследования показывают его количество?

Чтобы узнать, как функционирует гликоген в печени, следует провести цитохимическое обследование.  В мазке периферической крови крахмал находится в цитозеле нейтрофилов, лимфоцитов, а также тромбоцитах. В костном мозге его находят в мегакариоцитах, нейтрофилах и лимфоцитах.

Количество устанавливается, проводя PAS-реакцию или ШИК-реакцию. Во время обследования вещество становится вишнево-фиолетовым.

к оглавлению ↑

О чем говорит отсутствие гликогенов в организме?

Заболевание, которое характеризуется отсутствием гликогена, называется агликогенозом. Это заболевание возникает вследствие отсутствия фермента, который осуществляет синтез гликогена. Этот фермент имеет название «гликогенсинтетаза».

Течение болезни достаточно серьезное и отличается такое характерное клиническое проявление: частыми и сильными судорогами, которые связаны с крайне низкими показателями уровня глюкозы в крови. Биопсия печени помогает точно узнать информацию о наличии патологии.

к оглавлению ↑

Как восстановить гликоген?

Чтобы поддерживать высокий или хотя бы нормальный энергетический уровень в организме, крайне необходимо владеть знаниями по восстановлению уровня вещества.

Рассмотрим основные рекомендации:

  • Советы для людей, активно занимающихся спортом. Тяжелые и силовые упражнения способствуют использованию организмом гликогена из мышечных хранилищ. Достаточное количество энергии прямо пропорционально достаточному количеству гликогена в тканях мышц. Он восстанавливается во время занятий спортом либо после таких нагрузок.

    Для этого необходимо достаточное употребление углеводов и протеинов. Лучше это делать не позже часа после окончания тренировки. Именно в этот период организм хорошо усваивает питательные вещества, выращивает мышцы и восстанавливает запасы гликогена. Употреблять стоит углеводы с высоким содержанием сахара, к ним относятся: молоко, шоколад. А употребление углеводов в сочетании с кофеином, значительно увеличивает количество гликемина в организме.

    Также употребление спортивных напитков с содержанием простого сахара, которые имеют высокий гликемический индекс. Кроме того, продукты с высоким гликемическим индексом, должны быть постоянно в рационе спортсменов: арбуз, хлопья кукурузы, сладкие батончики из шоколада, белый хлеб…

  • Рацион питания. Люди, сидящие на диете, могут несознательно уменьшать уровень гликогена, если правила диеты заключаются в ограничении углеводов. Запасы гликогена настолько исчерпываются, что это приводит к усталости, упадку сил и болезням. Если такое произошло, то в течение нескольких дней необходимо сесть на углеводную диету, после чего перейти к нормальному, сбалансированному питанию.

    Также соки и спортивные напитки способствуют восстановлению нормального количества гликогена. Кроме того, необходимо постоянно следить за уровнем глюкозы в крови. У людей, страдающих гипогликемией, печень будет постоянно перерабатывать гликоген в сахар. А употребление сладостей и углеводов будет способствовать отложению вещества в печени.

Учитывая все вышесказанное, можно прийти к неопровержимому выводу, что гликоген в печени просто необходим для организма. Другими словами, это наш «энергетик». Как утверждают специалисты, просто опасно для здоровья садиться на радикальные диеты, полностью ограничивающие употребление углеводной пищи.

Если ваше питание будет правильным и сбалансированным, а физическая активность – умеренная и регулярная, уровень гликогена в организме будет в норме, что будет способствовать хорошей жизнедеятельности всего организма!

Рекомендуем прочитать:

загрузка…

Якутина Светлана

Эксперт проекта VseProPechen.ru

Статья помогла вам?

Дайте нам об этом знать — поставьте оценку

Загрузка…

что это такое и его роль в организме, в печени, в мышцах

Гликоген – полисахарид на основе глюкозы, выполняющий в организме функцию энергетического резерва. Соединение относится к сложным углеводам, встречается только в живых организмах и предназначено для восполнения затрат энергии при физических нагрузках.

Из статьи вы узнаете о функциях гликогена, особенностях его синтеза, роли, которую играет это вещество в спорте и диетическом питании.

Что это такое

Говоря простым языком, гликоген (в особенности для спортсмена) – это альтернатива жирным кислотам, которая используется в качестве запасающего вещества. Суть в том, что в мышечных клетках есть специальные энергетические структуры – «гликогеновые депо». В них хранится гликоген, который в случае необходимости быстро распадается на простейшую глюкозу и питает организм дополнительной энергией.

Фактически, гликоген – это основные батарейки, которые используются исключительно для совершения движений в стрессовых условиях.

Синтез и превращение

Прежде чем рассматривать пользу гликогена как сложного углевода, разберемся, почему вообще в организме возникает такая альтернатива – гликоген в мышцах или жировые ткани. Для этого рассмотрим структуру вещества. Гликоген – это соединение из сотен молекул глюкозы. Фактически это чистый сахар, который нейтрализован и не попадает в кровь, пока организм сам его не запросит (источник – Википедия).

Синтезируется гликоген в печени, которая перерабатывает поступающий сахар и жирные кислоты по своему усмотрению.

Жирная кислота

Что же такое жирная кислота, которая получается из углеводов? Фактически – это более сложная структура, в которой участвуют не только углеводы, но и транспортирующие белки. Последние связывают и уплотняют глюкозу до более трудно расщепляемого состояния.

Это позволяет в свою очередь увеличить энергетическую ценность жиров (с 300 до 700 ккал) и уменьшить вероятность случайного распада.

Все это делается исключительно для создания резерва энергии в случае серьезного дефицита калорий. Гликоген же накапливается в клетках, и распадается на глюкозу при малейшем стрессе. Но и синтез его значительно проще.

Содержание гликогена в организме человека

Сколько гликогена может содержать организм? Здесь все зависит от тренировки собственных энергетических систем. Изначально размер гликогенового депо нетренированного человека минимален, что обусловлено его двигательными потребностями.

В дальнейшем, через 3-4 месяца интенсивных высокообъемных тренировок, гликогеновое депо под воздействием пампинга, насыщения крови и принципа супервосстановления постепенно увеличивается.

При интенсивном и продолжительном тренинге запасы гликогена увеличиваются в организме в несколько раз.

Это, в свою очередь, приводит к таким результатам:

  • возрастает выносливость;
  • объём мышечной ткани увеличивается;
  • наблюдаются значительные колебания в весе во время тренировочного процесса

Гликоген не влияет напрямую на силовые показатели спортсмена. Кроме того, чтобы увеличивать размер гликогенового депо, нужны специальные тренировки. Так, например, пауэрлифтеры лишены серьезных запасов гликогена в виду и особенностей тренировочного процесса.

Функции гликогена в организме человека

Обмен гликогена происходит в печени. Её основная функция – не превращение сахара в полезные нутриенты, а фильтрация и защита организма. Фактически, печень негативно реагирует на повышение сахара в крови, появление насыщенных жирных кислот и физические нагрузки.

Все это физически разрушает клетки печени, которые, к счастью, регенерируют.

Чрезмерное потребление сладкого (и жирного), в совокупности с интенсивными физическими нагрузками чревато не только дисфункцией поджелудочной железы и проблемами с печенью, но и серьёзными нарушениями обмена веществ со стороны печени.

Организм всегда пытается адаптироваться к изменяющимся условиям с минимальной энергопотерей.

Если создать ситуацию, при которой печень (способная переработать не более 100 грамм глюкозы за раз), будет хронически испытывать переизбыток сахара, то новые восстановленные клетки будут превращать сахар напрямую в жирные кислоты, минуя стадию гликогена.

Этот процесс называется «жировое перерождение печени». При полном жировом перерождении наступает гепатит. Но частичное перерождение считается нормой для многих тяжелоатлетов: такое изменение роли печени в синтезе гликогена приводит к замедлению обмена веществ и появлению избыточной жировой прослойки.

Кроме того, независимо от характера физических нагрузок и их наличия в целом, жировая дистрофия печени – это основа для формирования:

  • метаболического синдрома;
  • атеросклероза и его осложнений в виде инфаркта, инсульта, эмболий;
  • сахарного диабета;
  • артериальной гипертензии;
  • ишемической болезни сердца.

Помимо изменений со стороны печени и сердечно-сосудистой системы, избыток гликогена обусловливает:

  • сгущение крови и возможный последующий тромбоз;
  • дисфункция на любом уровне желудочно-кишечного тракта;
  • ожирение.

С другой стороны, не менее опасен и дефицит гликогена. Так как этот углевод является главным источником энергии, его недостаток может вызвать:

  • ухудшение памяти, восприятия информации;
  • постоянно плохое настроение, апатию, что ведет к формированию многообразных депрессивных синдромов;
  • общая слабость, вялость, снижение трудоспособности, что сказывается на результатах любой ежедневной деятельности человека;
  • снижение массы тела за счет потери мышечной массы;
  • ослабление мышечного тонуса вплоть до развития атрофии.

Недостаток гликогена у спортсменов часто проявляется уменьшением кратности и длительности тренировок, снижением мотивации.

Гликогеновые запасы и спорт

Гликоген в организме выполняет задачу главного энергоносителя. Он накапливается в печени и мышцах, откуда напрямую попадает в кровеносную систему, обеспечивая нас необходимой энергией (источник – NCBI – Национальный центр биотехнологической информации).

Рассмотрим, как напрямую влияет гликоген на работу спортсмена:

  1. Гликоген быстро истощается благодаря нагрузкам. Фактически за одну интенсивную тренировку можно растратить до 80% всего гликогена.
  2. Это в свою очередь вызывает «углеводное окно», когда организм требует быстрых углеводов, для восстановления.
  3. Под воздействием наполнения мышц кровью, гликогеновое депо растягивается, увеличивается размер клеток, которые могут хранить его.
  4. Гликоген поступает в кровь только до тех пор, пока пульс не пересечет отметку в 80% от максимального ЧСС. В случае превышения этого порога, недостаток кислорода приводит к стремительному окислению жирных кислот. На этом принципе основана «сушка организма».
  5. Гликоген не влияет на силовые показатели – только на выносливость.

Интересный факт: в углеводное окно можно безболезненно употреблять любое количество сладкого и вредного, так как организм в первую очередь восстанавливает гликогеновое депо.

Взаимосвязь гликогена и спортивных результатов предельно проста. Чем больше повторений – больше истощения, больше гликогена в дальнейшем, а значит, больше повторений в итоге.

Гликоген и похудение

Увы, но накопление гликогена не способствует похудению. Тем не менее, не стоит бросать тренировки и переходить на диеты.

Рассмотрим ситуацию подробнее. Регулярные тренировки приводят к увеличению гликогенового депо.

Суммарно за год оно способно увеличится на 300-600%, что выражается в 7-12% повышения общего веса. Да, это те самые килограммы от которых стремятся бежать многие женщины.

Но с другой стороны, эти килограммы оседают не на боках, а остаются в мышечных тканях, что приводит к увеличению самих мышц. Например, ягодичных.

В свою очередь, наличие и опустошение гликогенового депо позволяет спортсмену корректировать свой вес в короткие сроки.

Например, если нужно похудеть на дополнительные 5-7 килограмм за несколько дней, истощение гликогенового депо серьезными аэробными нагрузками поможет быстро войти в весовую категорию.

Другая важная особенность расщепления и накопления гликогена – перераспределение функций печени. В частности, при увеличенном размере депо избыток калорий связывается в углеводные цепочки без превращения их в жирные кислоты. А что это значит? Все просто – тренированный спортсмен меньше склонен к набору жировой ткани. Так, даже у маститых бодибилдеров, вес которых в межсезонье касается отметок в 140-150 кг, процент жировой прослойки редко достигает 25-27% (источник – NCBI –

регуляция и этапы в организме человека

В правильном питании и распределении баланса нутриентов не последнюю роль играют именно углеводы. Люди, которым небезразлично собственное здоровье, знают, что сложные углеводы предпочтительнее простых. И что лучше употреблять еду для более длительного переваривания и подпитки энергией на протяжении дня. Но почему именно так? Чем различаются процессы усвоения медленных и быстрых углеводов? Почему сладости стоит употреблять только для закрытия белкового окна, а мед лучше есть исключительно на ночь? Чтобы ответить на эти вопросы, подробно рассмотрим обмен углеводов в организме человека.

Для чего нужны углеводы

Помимо поддержания оптимального веса, углеводы в организме человека выполняют огромный фронт работы, сбой в которой влечет не только возникновение ожирения, но и массу других проблем.

Основными задачами углеводов является выполнение следующих функций:

  1. Энергетическая – приблизительно 70% калорийности приходится на углеводы. Для того, чтобы реализовался процесс окисления 1 г углеводов организму требуется 4,1 ккал энергии.
  2. Строительная – принимают участие в построении клеточных компонентов.
  3. Резервная – создают депо в мышцах и печени в виде гликогена.
  4. Регуляторная – некоторые гормоны по своей природе являются гликопротеинами. Например, гормоны щитовидной железы и гипофиза – одна структурная часть таких веществ белковая, а другая – углеводная.
  5. Защитная – гетерополисахариды принимают участие в синтезе слизи, которая покрывает слизистые оболочки дыхательных путей, органов пищеварения, мочеполового тракта.
  6. Принимают участие в распознавании клеток.
  7. Входят в состав мембран эритроцитов.
  8. Являются одними из регуляторов свертываемости крови, так как являются частью протромбина и фибриногена, гепарина (источник – учебник “Биологическая химия”, Северин).

Для нас главными источниками углеводов являются те молекулы, которые мы получаем с продуктами питания: крахмал, сахароза и лактоза.

@ Evgeniya
adobe.stock.com

Этапы расщепления сахаридов

Прежде чем рассматривать особенности биохимических реакций в организме и влияние метаболизма углеводов на спортивные результаты, изучим процесс расщепления сахаридов с их дальнейшим превращением в тот самый гликоген, который так отчаянно добывают и тратят спортсмены во время подготовки к соревнованиям.

Этап 1 – предварительное расщепление слюной

В отличие от белков и жиров, углеводы начинают распадаться почти сразу после попадания в полость рта. Дело в том, что большая часть продуктов, поступающих в организм, имеет в своем составе сложные крахмалистые углеводы, которые под воздействием слюны, а именно фермента амилазы, входящей в ее состав, и механического фактора расщепляются на простейшие сахариды.

Этап 2 – влияние желудочной кислоты на дальнейшее расщепление

Здесь вступает в силу желудочная кислота. Она расщепляет сложные сахариды, которые не попали под воздействие слюны. В частности, под действием ферментов лактоза расщепляется до галактозы, которая в последствии превращается в глюкозу.

Этап 3 – всасывание глюкозы в кровь

На этом этапе практически вся ферментированная быстрая глюкоза напрямую всасывается в кровь, минуя процессы ферментации в печени. Уровень энергии резко повышается, а кровь становится более насыщенной.

Этап 4 – насыщение и инсулиновая реакция

Под воздействием глюкозы кровь густеет, что затрудняет её перемещение и транспортировку кислорода. Глюкоза замещает кислород, что вызывает предохранительную реакцию – уменьшение количества углеводов в крови.

В плазму поступает инсулин и глюкагон из поджелудочной железы.

Первый открывает транспортные клетки для перемещения в них сахара, что восстанавливает утраченный баланс веществ. Глюкагон в свою очередь уменьшает синтез глюкозы из гликогена (потребление внутренних источников энергии), а инсулин “дырявит” основные клетки организма и помещает туда глюкозу в виде гликогена или липидов.

Этап 5 – метаболизм углеводов в печени

На пути к полному перевариванию углеводы сталкиваются с главным защитником организма – клетками печени. Именно в этих клетках углеводы под воздействием специальных кислот связываются в простейшие цепочки – гликоген.

Этап 6 – гликоген или жир

Печень способна переработать только определенное количество моносахаридов, находящихся в крови. Возрастающий уровень инсулина заставляет её делать это в кратчайшие сроки. В случае, если печень не успевает перевести глюкозу в гликоген, наступает липидная реакция: вся свободная глюкоза путём её связывания кислотами превращается в простые жиры. Организм делает это с целью оставить запас, однако в виду нашего постоянного питания, “забывает” переварить, и глюкозные цепочки, превращаясь в пластические жировые ткани, транспортируются под кожу.

Этап 7 – вторичное расщепление

В случае, если печень справилась с сахарной нагрузкой и смогла превратить все углеводы в гликоген, последний под воздействием гормона инсулина успевает запастись в мышцах. Далее в условиях недостатка кислорода расщепляется назад до простейшей глюкозы, не возвращаясь в общий кровоток, а сохраняясь в мышцах. Таким образом, минуя печень, гликоген поставляет энергию для конкретных мышечных сокращений, повышая при этом выносливость (источник – “Википедия”).

Именно этот процесс зачастую называют «вторым дыханием». Когда у спортсмена большие запасы гликогена и простых висцеральных жиров, превращаться в чистую энергию они будут только в отсутствии кислорода. В свою очередь спирты, содержащиеся в жирных кислотах, простимулируют дополнительное расширение сосудов, что приведет к лучшей восприимчивости клеток к кислороду в условиях его дефицита.

Важно понимать, почему углеводы разделяются на простые и сложные. Все дело в их гликемическом индексе, который определяет скорость распада. Это, в свою очередь, запускает регуляцию обмена углеводов. Чем проще углевод, тем быстрее он попадет в печень и тем выше вероятность его превращения в жир.

Примерная таблица гликемического индекса с общим составом углеводов в продукте:

Наименование ГИ Кол-во углеводов
Семечки подсолнуха сухие 8 28.8
Арахис 20 8.8
Брокколи 20 2.2
Грибы 20 2.2
Салат листовой 20 2.4
Салат-латук 20 0.8
Помидоры 20 4.8
Баклажаны 20 5.2
Зеленый перец 20 5.4

Однако даже продукты с высоким гликемическим индексом не способны нарушить обмен и функции углеводов так, как это делает гликемическая нагрузка. Она определяет, насколько сильно печень загрузится глюкозой при употреблении этого продукта. При достижении определенного порога ГН (порядка 80-100), все калории, поступающие сверх нормы, будут автоматически конвертироваться в триглицериды.

Примерная таблица гликемической нагрузки с общей калорийностью:

Наименование ГН Калорийность
Семечки подсолнуха сухие 2.5 520
Арахис 2.0 552
Брокколи 0.2 24
Грибы 0.2 24
Салат листовой 0.2 26
Салат-латук 0.2 22
Помидоры 0.4 24
Баклажаны 0.5 24
Зеленый перец 0.5 25

Инсулиновая и глюкагоновая реакция

В процессе потребление любого углевода, будь то сахар или сложный крахмал, организм запускает сразу две реакции, интенсивность которых будет зависеть от ранее рассмотренных факторов и в первую очередь, от выброса инсулина.

Важно понимать, что инсулин всегда выбрасывается в кровь импульсами. А это значит, что один сладкий пирожок для организма так же опасен, как 5 сладких пирожков. Инсулин регулирует густоту крови. Это необходимо, чтобы все клетки получали достаточное количество энергии, не работая в гипер- или гипо- режиме. Но самое главное, от густоты крови зависит скорость её движения, нагрузка на сердечную мышцу и возможность транспортировки кислорода.

Выброс инсулина – это естественная реакция. Инсулин дырявит все клетки в организме, способные воспринимать дополнительную энергию, и запирает её в них. В случае, если печень справилась с нагрузкой, в клетки помещается гликоген, если печень не справилась, то в те же клетки попадают жирные кислоты.

Таким образом, регуляция углеводного обмена происходит исключительно благодаря выбросам инсулина. Если его недостаточно (не хронически, а одноразово), у человека может возникнуть сахарное похмелье – состояние, при котором организм требует дополнительной жидкости для увеличения объемов крови, и разжижения её всеми доступными средствами.

Вторым важным фактором на этом этапе обмена углеводов выступает глюкагон. Этот гормон определяет, нужно ли печени работать с внутренними источниками или с внешними.

Под воздействием глюкагона печень выпускает готовый гликоген (не распавшийся), который был получен из внутренних клеток, и начинает собирать из глюкозы новый гликоген.

Именно внутренний гликоген инсулин и распределяет по клеткам в первое время (источник – учебник “Спортивная биохимия”, Михайлов).

Последующее распределение энергии

Последующее распределение энергии углеводов происходит в зависимости от типа сложения, и тренированности организма:

  1. У нетренированного человека с медленным обменом веществ. Гликогеновые клетки при снижении уровня глюкагона возвращаются в печень, где перерабатываются в триглицериды.
  2. У спортсмена. Гликогеновые клетки под воздействием инсулина массово запираются в мышцах, давая запас энергии для следующих упражнений.
  3. У неспортсмена с быстрым обменом веществ. Гликоген возвращается в печень, транспортируясь назад до уровня глюкозы, после чего насыщает кровь до пограничного уровня. Этим он провоцирует состояние истощения, так как несмотря на достаточное питание энергетическими ресурсами, клетки не имеют соответствующего количества кислорода.

Итог

Энергетический обмен – процесс, в котором участвуют углеводы. Важно понимать, что даже в отсутствии прямых сахаров, организм все равно будет расщеплять ткани до простейшей глюкозы, что приведет к уменьшению мышечной ткани или жировой прослойки (в зависимости от типа стрессовой ситуации).

Оцените материал

Эксперт проекта. диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы;
дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем;
рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Редакция cross.expert

Распад гликогена — SportWiki энциклопедия

Распад гликогена (гликогенолиз) и болезни накопления гликогена (гликогенозы)[править | править код]

Рис. 26.1. Распад гликогена в печени (в норме)

Печень — основной источник запасов гликогена. При голодании секретируется глюкагон, который стимулирует распад гликогена печени до глюкозы. Глюкоза поступает в кровь и с током крови переносится к головному мозгу, где она выполняет роль источника энергии для этого органа. При распаде гликогена в печени превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу катализируется глюкозо-6-фосфатазой

Распад гликогена в норме[править | править код]

Рис. 26.2. Распад гликогена в мышцах (в норме)

Гликоген запасается в мышцах и печени. При голодании расходуется гликоген печени, а при повышенной физической нагрузке — гликоген мышц.

Гликогенозы[править | править код]

При гликогенозах наблюдаются нарушения запасания гликогена; 4 из 12 типов гликогенозов представлены на рис. 26.3— 26.6.

Мышцы используют запасенный гликоген исключительно для собственных нужд в качестве источника энергии. При интенсивных нагрузках в анаэробных условиях, например, при действии адреналина (реакции «спасайся или сражайся»). Особенно интенсивно анаэробный гликолиз протекает в белых мышцах. В мышцах нет глюкозо-6-фосфатазы.

Гликогеноз I типа (болезнь Гирке). Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Болезнь обусловлена недостаточностью глюкозо-6-фосфатазы в печени. Из-за этого печень не может регулировать уровень глюкозы в крови, и у новорожденных развивается тяжелая гипогликемия. Избыточный гликоген запасается в печени и почках. Из-за накопления глюкозо-6-фосфата развиваются гиперлактатемия, гиперлипидемия, гиперурикемия и подагра.

Гликогеноз II типа (болезнь Помпе). Гликогеноз II типа наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Причина болезни — недостаточность кислой а-(1—>4) глюкозидазы, фермента лизосом. Из-за накопления гликогена через 2—3 мес после рождения развивается кардиометалия. Кроме того, поражаются печень и мышцы, что приводит к общей мышечной слабости. Предполагается, что в лечении гликогеноза II типа будет эффективна ферментозаместительная терапия

Гликогеноз III типа (болезнь Кори) вызван недостаточностью деветвящего фермента, при которой и печени и других органах накапливается аномальная форма гликогена — остаточный декстрин. Это разветвленная молекула, в которой вместо полноценных ветвей в местах а-(1-6-связей расположены укороченные ветви-обрубки. Болезнь характеризуется гипогликемией и гепатомегалией

Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардла) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Она обусловлена недостаточностью мышечной фосфорилазы (миофосфорилазы). При гликогенозе V типа мышцы не могут расщеплять мышечный гликоген для получения энергии. При физических нагрузках такие больные страдают от быстрой усталости и мышечных спазмов, наблюдается миоглобинурия

  • Рис. 26.6. Гликогеноз I типа (болезнь Гирке).

  • Рис. 26.3. Гликогеноз II типа (болезнь Помпе).

  • Рис. 26.4. Гликогеноз III типа (болезнь Кори).

  • Рис. 26.5. Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардла).

Гликоген в печени: норма и отклонения

Печень – один из важных органов для жизнедеятельности. Главная ее задача – удаление токсинов из крови. Однако, на этом ее функции не заканчиваются. Клетки печени вырабатывают ферменты, необходимые для расщепления продуктов, поступающих вместе с пищей. Часть элементов накапливается в виде гликогена. Он является природным запасом полезной энергии для клеток. Хранится он в печени, мышцах.

Роль такого важного органа, как печень, в углеводном обмене незаменима

Что такое гликоген и какова его роль

Роль такого важного органа, как печень в углеводном обмене незаменима. Именно она перерабатывает жиры, углеводы, расщепляет токсины. Также она является основным поставщиком гликогена. Это сложный углевод, который состоит из молекул глюкозы. Образуется путем фильтрации и расщепления жиров и углеводов печенью. Является одной из форм накопления энергии в теле человека. Глюкоза – основное питательное вещество для клеток человеческого тела, а гликоген по сути – «хранилище» запаса этого элемента. Особенности обмена питательных веществ подразумевает постоянное нахождение в организме энергии.

Выяснив, что такое гликоген и как проходит биосинтез вещества, необходимо отметить его роль в жизни человека. Природный накопитель энергии начинает работать, когда в организме падает уровень глюкозы. Нормальным показателем считается 80-120 мг/дцл. Снижается уровень при повышенных нагрузках или длительном отсутствии поступлений извне – питания. Гликемическая функция запасов насыщать клетки организма глюкозой. Таким образом, вещество выполняет функцию источника быстрой энергии, которая необходима при повышенных физических нагрузках. Физиология человека такова, что организм сам защищает себя от критических ситуаций, высвобождая необходимые на данный момент ресурсы.

Синтез

Главным «производителем» гликогена является печень. Её клетки производят синтез вещества и хранение. Ведущая роль печени в фильтрации крови и белковом обмене обусловлена способностью вырабатывать ферменты, необходимые для распада элементов. Именно здесь происходит расщепление жиров на молекулы и дальнейшая переработка.

Синтез гликогена производится непосредственно клетками печени и развивается по двум сценариям.

Синтез гликогена производится непосредственно клетками печени и развивается по двум сценариям

Первый механизм – это накопление вещества путем расщепления углеводов. После поступления пищи, уровень глюкозы поднимается выше нормы. Начинается естественная выработка инсулина для упрощения доставки питательного вещества для клеток организма и способствованию выработки гликогена. Инсулин попадает в кровоток, где и оказывает свое воздействие. Фермент амелаза расщепляет сложные углеводы на мелкие молекулы. Затем происходит деление глюкозы на простой сахар – моносахариды. Из них образуется гликоген и откладывается в клетках печени, в мышцах. Процесс синтеза из глюкозы происходит после каждого поступления еды, которая содержит углеводы.

Второй сценарий запускается в условиях голодания или повышенных физических нагрузок. По мере необходимости происходит обратный синтез, распад в скелетных мышцах и печени, основные запасы глюкозы используются для передачи энергии клеткам. Когда резервы истощаются, мозг получает импульсы о необходимости пополнения. Выражается это вялостью, усталостью, чувством голода, невозможностью сконцентрироваться. Такие сигналы свидетельствуют о критическом показателе запасов энергии, которые рекомендуется пополнить в ближайшее время.

Накопление в организме

Как было сказано выше, основной запас гликогена находится в печени. Количество его составляет до 8 процентов от массы органа. Учитывая, что вес здоровой печени у мужчин 1,5 кг, а у женщин 1,2 кг, то накапливается порядка 100-150 грамм. В зависимости от индивидуальных особенностей организма, этот показатель может отклонятся в большую или меньшую стороны. Например, у спортсменов накапливается до 300-400 грамм. Это обусловлено частыми физическими нагрузками, на которые необходима дополнительная энергия. Во время тренировок вырабатывается нехватка гликогена, поэтому организм начинает увеличивать запасы. У людей с малоподвижным образом жизни показатель может быть значительно ниже. Им не требуется постоянное включение дополнительной энергии для подпитки клеток, поэтому организм не делает больших запасов. Избыток в еде жира и нехватка углеводов, могут спровоцировать сбой в синтезе гликогена.

Вторая часть биологического склада гликогена расположена в мышцах. Количество вещества напрямую зависит от мышечной массы, масса его 1-2% от чистого веса мускулатуры. Гликоген снабжает энергией ту мышцу, где он накоплен. Мышечные накопления узкопрофильные, они не участвуют в регуляции сахара в крови организма. Увеличивается количество вещества от обильного питания, богатого углеводами. Снижается только после интенсивной или длительной физической нагрузки. За получение глюкозы отвечает фермент фосфорилаза, который вырабатывается при начале мышечных сокращений.

Методы определения в организме

По мере накопления, гликоген откладывается в клетках печени. У каждого организма показатель максимального содержания индивидуален. Определение точного количества производится с помощью биохимического анализа тканей.

Перенасыщение углеводами приводит к образованию жировых включений в клетках печени. Если организм не может запасать быструю энергию – глюкозу, он откладывает медленную – жиры.

Рассмотрев клетки печени под микроскопом, можно увидеть содержание жировых включений. Окрашивание жиров с помощью реагентов, позволяет выделить их при среднем и большом увеличении. Это даст возможность различить частицы гликогена. Определение общего количества запасенной глюкозы происходит с помощью специального опыта.

Симптомы при отклонениях от нормы

Отклонения бывают двух видов – переизбыток вещества и дефицит. Оба не приносят ничего хорошего. При дефиците компонента происходит насыщение печени жирами. Избыточное количество жировых клеток на тканях печени приводит к структурным изменениям. В этом случае источником энергии служат не углеводы, а использование жиров. При такой патологии наблюдается следующая симптоматика:

Дефицит гликогена приводит к сонливости

  • Повышенное выделение пота на ладонях.
  • Частая головная боль.
  • Повышенная утомляемость.
  • Сонливость, заторможенная реакция.
  • Постоянное чувство голода.

Нормализовать состояние поможет увеличение приема углеводов и сахара.

Избыток влечет за собой повышенную выработку инсулина и ожирение тела. Возникнуть патология может при обильном количестве углеводов в диете. При отсутствии борьбы с ней, есть риск развития сахарного диабета закрытого типа. Для приведения в норму показателя гликогена, необходимо снизить потребление сахара и углеводов. Из-за наличия проблем с синтезом этого фермента, роль печени в важном обмене белков может быть нарушена, что ведет к более серьезным последствиям для здоровья.

Диета и методы регулирования гормонами

Главенствующая роль печени в процессе обмена углеводов подкреплена выработкой и хранением дополнительной энергии. В гликоген перерабатываются только углеводы, поэтому крайне важно в рационе соблюдать их необходимое количество. Их доля должна составлять половину от общей калорийности принятой за день пищи. Богаты углеводами хлебобулочные изделия, злаки, каши, фрукты, сахар, шоколад. Люди, страдающие заболеваниями печени, должны составлять свою диету с особой осторожностью.

При выраженных патологиях выработки гликогена для нормализации могут использовать гормон инсулин. Он помогает поддерживать нормальное количество глюкозы в крови. Рекомендации к применению назначаются лечащим врачом после прохождения комплексного обследования. Это необходимо для выяснения причины, по которой выработка гликогена была нарушена.

Видео

Гликоген, что это такое?

где содержится, каковы функции и структурная формула, как проходит синтез и распад (мобилизация), какова биологическая роль и свойства в печени и мышцах?

Что это за зверь такой «гликоген»? Обычно о нем вскользь упоминается в связи с углеводами, однако мало кто решает углубиться в саму суть данного вещества.

Кость Широкая решила рассказать вам все самое важное и нужное о гликогене, чтобы больше не верили в миф о том, что «сжигание жиров начинается только после 20 минуты бега». Заинтриговали?

Итак, из этой статьи вы узнаете: что такое гликоген, строение и биологическую роль, его свойства, а также формулу и структуру строения, где и для чего содержится гликоген, как происходит синтез и распад вещества, как происходит обмен, а также, какие продукты являются источником гликогена.

Содержание статьи

Что это такое в биологии: биологическая роль

Нашему телу еда в первую очередь нужна как источник энергии, а уже потом, как источник удовольствия, антистрессовый щит или возможность «побаловать» себя. Как известно, энергию мы получаем из макронутриентов: жиров, белков и углеводов.

Жиры дают 9 ккал, а белки и углеводы — 4 ккал. Но не смотря на большую энергетическую ценность жиров и важную роль незаменимых аминокислот из белков важнейшими «поставщиками» энергии в наш организм являются углеводы.

Почему? Ответ прост: жиры и белки являются «медленной» формой энергии, т.к. на их ферментацию требуется определенное время, а углеводы — относительно «быстрой». Все углеводы (будь то конфета или хлеб с отрубями) в конце концов расщепляются до глюкозы, которая необходима для питания всех клеток организма.

Схема расщепления углеводов

Строение

Гликоген — это своеобразный «консервант» углеводов, другими словами, энергетические резервы организма — сохраненная про запас для последующих энергетических нужд глюкоза. Она хранится в связанном с водой состоянии. Т.е. гликоген — это «сироп» калорийностью 1-1.3 ккал/гр (при калорийности углеводов 4 ккал/г).

По сути, молекула гликогена состоит из остатков глюкозы, это запасное вещество на случай нехватки энергии в организме!

Структурная формула строения фрагмента макромолекулы гликогена (C6h20O5) выглядит схематично так:

К какому виду углеводов относится

Вообще, гликоген — это полисахарид, а значит, относится к классу «сложных» углеводов:

В каких продуктах содержится

В гликоген может пойти только углевод. Поэтому крайне важно держать в своем рационе планку углеводов не ниже 50 % от общей калорийности. Употребляя нормальный уровень углеводов (около 60% от суточного рациона) вы по максимуму сохраняете собственный гликоген и заставляете организм очень хорошо окислять углеводы.

Важно иметь в рационе хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.

Лучшими источниками гликогена являются: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка.

Осторожно к подобной пище стоит отнестись лицам с дисфункцией печени и недостатком ферментов.

Метаболизм

Как же происходит создание и процесс распад гликогена?

Синтез

Как организм запасает гликоген? Процесс образования гликогена (гликогенез) проходит по 2 сценариям. Первый — это процесс запаса гликогена. После углеводосодержащей еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток, чтобы впоследствии облегчить доставку глюкозы в клетки и помочь синтезу гликогена.

Благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы.

Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника осуществляется распад глюкозы на моносахариды. Значительная часть моносахаридов (самая простая форма сахара) поступает в печень и мышцы, где гликоген откладывается в «резерв». Всего синтезируется 300-400 гр гликогена.

Т.е. само превращение глюкозы в гликоген (запасной углевод) происходит в печени, т.к. мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина.

Распад

Второй механизм под названием мобилизация (или распад) запускается в периоды голода или активной физической деятельности. По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности.

Когда организм истощает запас гликогена в клетках, то мозг подает сигналы о необходимости «дозаправки». Схема синтеза и мобилизации гликогена:

Кстати, при распаде гликогена происходит торможение его синтеза, и наоборот: при активном образовании гликогена его мобилизация тормозится. Гормоны, отвечающие за мобилизацию данного вещества, т.е., гормоны, стимулирующие распад гликогена — это адреналин и глюкагон.

Где содержится и каковы функции

Где накапливается гликоген для последующего использования:

В печени

Включения гликогена в клетках печени

Основные запасы гликогена находятся в печени и мышцах. Количество гликогена в печени может достигать у взрослого человека 150 — 200 гр. Клетки печени являются лидерами по накоплению гликогена: они могут на 8 % состоять из этого вещества.

Основная функция гликогена печени — поддержать уровень сахара в крови на постоянном, здоровом уровне.

Печень сама себе является одним из важнейших органов организма (если вообще стоит проводить «хит парад» среди органов, которые нам все необходимы), а хранение и использование гликогена делает ее функции еще ответственнее: качественное функционирование головного мозга возможно только благодаря нормальному уровню сахара в организме.

Если же уровень сахара в крови снижается, то возникает дефицит энергии, из-за которого в организме начинается сбой. Нехватка питания для мозга сказывается на центральной нервной системе, которая истощается. Тут то и происходит расщепление гликогена. Потом глюкоза поступает в кровь, благодаря чему организм получает необходимое количество энергии.

Запомним также, что в печени происходит не только синтез гликогена из глюкозы, но и обратный процесс — гидролиз гликогена до глюкозы. Этот процесс вызывается понижением концентрации сахара в крови в результате усвоения глюкозы различными тканями и органами.

В мышцах

Гликоген откладывается также в мышцах. Общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов. Как мы знаем, около 100-120 граммов вещества накапливается в клетках печени, а вот остальная часть (200-280 гр) сохраняется в мышцах и составляет максимум 1 — 2% от общей массы этих тканей.

Хотя если говорить максимально точно, то следует отметить, что гликоген хранится не в мышечных волокнах, а в саркоплазме — питательной жидкости, окружающей мышцы.

Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания, а снижается только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной.

При работе мышц под влиянием специального фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное распад гликогена в мышцах, который используется для обеспечения глюкозой работы самих мышц (мышечных сокращений). Таким образом, мышцы используют гликоген только для собственных нужд.

Интенсивная мышечная деятельность замедляет всасывание углеводов, а легкая и непродолжительная работа усиливает всасывание глюкозы.

Гликоген печени и мышц используется для разных нужд, однако говорить о том, что какой-то из них важнее — абсолютнейший вздор и демонстрирует только вашу дикую неграмотность.

Все, что написано на данном скрине, полная ересь. Если вы боитесь фруктов и думаете, что они прямиком запасаются в жир, то никому не говорите этой чуши и срочно читайте статью Фруктоза: можно ли есть фрукты и худеть?

Применение при похудении

Важно знать, почему работают низкоуглеводные высокобелковые диеты. В организме взрослого может находиться около 400 граммов гликогена, а как мы помним, на каждый грамм резервной глюкозы приходится примерно 4 грамма воды.

Т.е. около 2 кг вашего веса — это масса гликогенного водного раствора. Кстати, поэтому мы активно потеем в процессе тренировок — организм расщепляет гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.

Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное израсходование гликогена, а с ним – жидкости из организма.

Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость.

В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.

Влияние на спорт

Подробный ответ на этот и следующий вопросы вы найдете в данной статье Через сколько минут тренировки начнет гореть жир?

За какое время расходуется?

[Всего голосов: 5    Средний: 5/5]

Данная статья проверена дипломированным диетологом, который имеет степень бакалавра в области питания и диетологии, Веремеевым Д.Г.

Статьи предназначены только для ознакомительных и образовательных целей и не заменяет профессиональные медицинские консультации, диагностику или лечение. Всегда консультируйтесь со своим врачом по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть о состоянии здоровья.

Гликоген печени — Большая химическая энциклопедия

Кортизон — это гормон, вырабатываемый корой надпочечников. Как и в случае с другими кортикоидными стероидами надпочечников, введение кортизона приводит к увеличению отложения гликогена в печени. Он может устранить признаки ревматоидного артрита, но не проверяет основное заболевание. Он используется при различных заболеваниях глаз и является противоаллергическим и антифибропластическим средством. [Стр.113]

Стальманс, В., Кадфау, Дж., Вера, С., и Боллен, М., 1997. Новое понимание регулядона метаболизма гликогена в печени под действием глюкозы. Труды Биохимического общества 25 19-25. [Pg.774]

Несмотря на то, что ацетатные звенья, например, полученные в результате окисления жирных кислот, нельзя использовать для чистого синтеза углеводов у животных, меченый углерод из «C-меченного ацетата» может быть обнаружен во вновь синтезированной глюкозе (например, , в гликогене печени) в исследованиях с использованием индикаторов на животных. Объясните, как это может быть. Какие атомы углерода в глюкозе, по вашему мнению, будут в первую очередь помечены «повторно меченным ацетатом»… [Pg.800]

Hultman, E. Nilsson, L.H. (1971). Гликоген печени у человека. Эффект от различных диет и мышечных упражнений. Мышечный метаболизм во время упражнений (Пемоу, Б. Салтм, Б., ред.), Стр. 143-151, Plenum Press, Нью-Йорк. [Pg.277]

Nilsson, L.H. Hultman, E. (1973). Гликоген печени у человека. Эффект от полного голодания или диеты с низким содержанием углеводов с последующим возобновлением питания углеводами. Сканд. J. Clin. Лаборатория. Вкладывать деньги. 32, 325-330. [Pg.278]

Metab 12,5 F (повышение уровня глюкозы в крови снижает гликоген в печени)… [Стр.54]

Рисунок 18-3. Биосинтез гликогена. Механизм разветвления был выявлен при добавлении «C-меченной глюкозы в рацион живого животного и исследовании гликогена в печени с дальнейшими интервалами».

McGarry JD et al. От глюкозы с пищей к гликогену печени — полный круг. Annu RevNutr 1987 7 51. [Pg.152]

Глюкоза также образуется из гликогена печени путем гликогенолиза (Глава 18).[Стр.159]

Полностью отрицательные результаты по образованию гликогена печени были получены при подаче натриевых солей капроновой или каприловой кислоты61 60, а также после введения этиловых эфиров капроновой, каприловой, каприновой, миристиновой или олеиновые кислоты или метиллаурат.81 Капроновая кислота оказалась неэффективной в качестве D-глюкозообразователя у флоризинизированных собак.89 … [Pg.151]

Влияние обработки щелочью на молекулярную массу (сравните со случаем компонентов крахмала) при обработке 5% -ным раствором гликогена печени кролика в 2 н. гидроксиде натрия в течение 90 минут при 100 ° С уменьшалась константа седиментации (Sits X 1013) с 86 до 57 (то есть на 34 %).237 … [Pg.388]

Воздействие 19, 32 или 51 мг / л на срок до 96 ч. Зависимое от дозы и времени увеличение концентрации глюкозы в крови и молочной кислоты. Гликоген в печени снизился на всех уровнях никеля и мышечном гликогене. снижение на двух более высоких уровнях высокие концентрации никеля были связаны с повышенным числом эритроцитов, гемоглобином и гематокритом. Никель накапливается в крови, печени, мышцах и особенно в почках 41 … [Pg.495]

Молодь 65 000 LC50 (96 ч) гликоген печени снижает BCF до 22 у цельной рыбы 60… [Pg.694]

Bengeri, K.V. и H.S. Патил. 1986. Дыхание, гликоген в печени и биоаккумуляция у Labeo mhita, подвергшихся воздействию цинка. Indian Jour. Комп. Anim. Physiol. 4 79-84. [Pg.727]


Структура и функции гликогена

Гликоген, полисахарид, является основной формой хранения глюкозы в клетках человека и животных для будущего использования. Он присутствует в цитозоле в виде гранул во многих типах клеток. Это разветвленный полисахарид глюкозы, который остается в качестве хранилища энергии у людей, грибов, животных и бактерий.Он хранится в клетках печени, мышц и скелета.

Структура гликогена:

Гликоген может быть организован в сферическую форму, в которой цепи глюкозы структурированы вокруг основного белка гликогена с молекулярной массой 38000, и это выглядит как ветки дерева, происходящие из центральной точки.

Разветвленный полимер глюкозы называется гликогеном. Остатки глюкозы линейно связаны α-1, 4 гликозидными связями и почти 8-10 остатками, цепь глюкозы ответвляется через α-1,6 гликозидные связи.Спиральная структура полимера образована α-гликозидными связями.

Гранулы в цитоплазме образуются путем гидратации гликогена 3-4 частями воды, диаметр которых составляет 10-40 нм. В основе гликогена гранула находится белок гликоген, в котором участвует в синтезе гликогена. Это аналог крахмала, который является важной формой хранения глюкозы в большинстве растений, также у крахмала мало ответвлений, и он будет менее компактным по сравнению с гликогеном.

Функции гликогена:

У людей и животных гликоген содержится в основном в клетках печени и мышц.Он синтезируется из глюкозы при высоком уровне сахара в крови и служит готовым источником глюкозы для тканей по всему телу, когда уровень сахара в крови снижается.

Мышечные клетки:

Гликоген составляет только 1-2% мышц по весу. Хотя, учитывая большую мышечную массу в теле, общее количество гликогена в мышцах будет больше, чем в печени. Гликоген, присутствующий в мышцах, поступает только в саму мышечную клетку.Фермент глюкозо-6-фосфат не будет экспрессироваться мышечными клетками, которые потребуются для высвобождения глюкозы в кровоток.

Мышцы получают энергию во время любого упражнения или стресса, испытываемого телом. Это происходит за счет расщепления в мышечных волокнах фосфата глюкозы-1, вырабатываемого из гликогена, и превращения его в фосфат глюкозы-6.

Клетки печени:

В клетках печени гликоген составляет до 6-10% от веса печени.Если принятая пища не переваривается, уровень глюкозы в крови увеличивается, и инсулин высвобождается из поджелудочной железы, способствуя поглощению глюкозы клетками печени. Ферменты, участвующие в синтезе гликогена, активируются инсулином.

Когда уровни инсулина и глюкозы высоки, цепи гликогена удлиняются за счет добавления молекул глюкозы, и этот процесс называется гликогенезом. Синтез гликогена прекращается при снижении уровня глюкозы и инсулина.Если уровень сахара в крови падает ниже определенного уровня, глюкагон, высвобождаемый поджелудочной железой, заставляет клетки печени расщеплять гликоген. Происходит процесс гликогенеза, и глюкоза попадает в кровоток.

Следовательно, гликоген будет служить основным щитом уровня глюкозы в крови, накапливая глюкозу во время высокого уровня сахара в крови и высвобождая ее, когда уровень сахара низкий. Простого расщепления гликогена для снабжения глюкозой будет недостаточно для удовлетворения энергетических потребностей организма, поэтому, помимо глюкагона, кортизол, адреналин и норэпинефрин также будут стимулировать расщепление гликогена.

Другие ткани:

Гликоген в меньших количествах можно найти в других тканях, таких как почки, лейкоциты и эритроциты, а также в мышцах и клетках печени. Чтобы обеспечить потребности эмбриона в энергии, гликоген будет использоваться для хранения глюкозы в матке. Гликоген после распада попадет в гликолитический или пентозофосфатный путь или будет выпущен в кровоток.

Бактерии и грибы:

Микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, обладают некоторыми механизмами для хранения энергии, необходимой для работы с ограниченными ресурсами окружающей среды; здесь гликоген представляет собой основной источник для хранения энергии.Ограничения питательных веществ, такие как низкий уровень фосфора, углерода, серы или азота, могут стимулировать образование гликогена в дрожжах. Бактерии синтезируют гликоген в ответ на легкодоступные углеродные источники энергии с ограничением других необходимых питательных веществ. Спороношение дрожжей и рост бактерий связаны с накоплением гликогена.

Метаболизм гликогена:

Гемостаз гликогена, который является строго регулируемым процессом, позволяет организму выделять или хранить глюкозу в зависимости от его энергетических потребностей.Этапы метаболизма гликогена — это гликогенез или синтез гликогена и гликогенолиз или распад гликогена.

Гликогенез или синтез гликогена:

Гликогенез требует энергии, которую обеспечивает трифосфат уридина (UTP). глюкокиназа или гексокиназа сначала фосфорилируют свободную глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата, который затем превращается в глюкозо-1-фосфат фосфоглюкомутазой. Фосфат глюкозы-1 UTP катализирует активацию глюкозы, при которой фосфат глюкозы-1 и UTP реагируют с образованием глюкозы UDP.

Белок, гликоген, катализирует присоединение UDP-глюкозы в процессе синтеза гликогена. Гликогенин содержит остаток тирозина в каждой субъединице, который будет служить точкой присоединения для глюкозы. Затем дополнительные молекулы глюкозы будут добавлены к восстанавливающему концу предыдущей молекулы глюкозы, чтобы сформировать цепочку из почти восьми молекул глюкозы. При добавлении глюкозы через α-1,4 гликозидные связи гликогенсинтаза расширяется.

Разветвление, катализируемое трансглюкозидазами 1-4 — 1-6 амилоидов, называется ферментом разветвления гликогена.Фрагмент из 6-7 молекул глюкозы передается от фермента разветвления гликогена от конца цепи к C6 молекулы глюкозы, которая расположена дальше внутри молекулы глюкозы и образует α-1,6 гликозидные связи.

Гликогенолиз или распад гликогена:

Глюкоза будет отделяться от гликогена через гликогенфосфорилазу, которая устраняет одну молекулу глюкозы из невосстанавливающего конца, давая глюкозо-1 фосфат. Распад гликогена, в результате которого образуется глюкозо-1-фосфат, преобразуется в глюкозо-6-фосфаты, и для этого процесса требуется фермент фосфоглюкомутаза.

Фосфоглюкомутаза будет переносить фосфатную группу из фосфорилированного серинового остатка в активном центре на C глюкозо-1 фосфата, и она будет присоединена к серину внутри фосфоглюкомутазы, а затем высвобождаются глюкозо-6 фосфаты.

Гликогенфосфорилаза не сможет отсекать глюкозу от точек ветвления, поэтому для расщепления разветвлений потребуется 1-6 глюкозидаза, фермент разветвления гликогена (GDE) или 4-α-глюканотрансфераза, которые будут иметь активность глюкозидазы и глюкозилтрансферазы.Почти четыре остатка от точки ветвления, гликогенфосфорилаза не сможет удалить остатки глюкозы.

GDE отрежет последние три остатка разветвления и присоединит их к C glu молекулы глюкозы на конце другой ветви, а затем удалит последний отложение глюкозы, связанное с α-1-6, из точки ветвления.

Гликоген и диета:

Пища принимается, и выполняемые действия могут повлиять на производство гликогена и на то, как будет функционировать организм.При низкоуглеводной диете основной источник синтеза глюкозы, то есть углеводов, будет внезапно ограничен.

Во время перехода на низкоуглеводную диету запасы гликогена будут сильно истощены, что приведет к появлению симптомов умственной тупости и усталости. Затем, когда организм начинает приспосабливаться и обновлять запасы гликогена, оно возвращается к нормальной стадии. Любые усилия по снижению веса могут в некоторой степени вызвать этот эффект.

При переходе на низкоуглеводную диету тело значительно теряет вес, который выйдет на плато и может даже увеличиться через некоторое время.Это в основном из-за гликогена, который будет состоять в основном из воды, которая в 3-4 раза превышает вес самой глюкозы.

Быстрое истощение запасов гликогена в начале диеты вызывает быструю потерю веса воды. Затем, когда запасы гликогена обновляются, вес воды возвращается, что останавливает потерю веса. Следует иметь в виду, что это вызвано временным увеличением веса воды, а не жира, и потеря жира может продолжаться, несмотря на этот краткосрочный эффект плато.

Во время упражнений в организме происходит истощение гликогена, и большая часть гликогена выводится из мышц. Таким образом, при выполнении упражнений люди могут использовать углеводную нагрузку, что означает потребление большого количества углеводов, чтобы увеличить емкость для хранения гликогена. Гликоген отличается от гормона глюкагона и также играет важную роль в метаболизме углеводов и контроле уровня глюкозы в крови.

Как используется гликоген:

В любой момент в крови будет почти 4 грамма глюкозы.Когда уровень снижается из-за отсутствия еды или во время упражнений, когда глюкоза сжигается, уровень инсулина падает. Во время этого фермент, называемый гликогенфосфорилаза, расщепляет гликоген отдельно, чтобы поставлять глюкозу в организм, когда это необходимо.

В течение следующих 8-12 часов глюкоза, полученная из гликогена печени, будет основным источником энергии для организма. Из всех органов тела мозг будет использовать более половины глюкозы в крови во время бездействия и почти 20% в течение среднего дня.

PYGL — Гликогенфосфорилаза, печеночная форма — Овен овец (овца)

PYGL

Овен овец (овца)

Оценка за аннотацию:

Оценка за аннотацию: 3 из 5

Оценка аннотации обеспечивает эвристический критерий содержания аннотации записи или протеома UniProtKB. Эту оценку нельзя использовать в качестве меры точности аннотации, поскольку мы не можем определить «правильную аннотацию» для любого данного белка.

Еще …

— Экспериментальные доказательства на уровне стенограммы и

Это указывает на тип доказательств, подтверждающих существование белка. Обратите внимание, что свидетельство «существования белка» не дает информации о точности или правильности отображаемых последовательностей.

Подробнее …

Выберите раздел слева для просмотра содержимого.

В этом разделе представлена ​​вся полезная информация о белке, в основном биологическая.

Подробнее …

Функция i

Фосфорилаза — важный аллостерический фермент в метаболизме углеводов. Ферменты из разных источников различаются своими регуляторными механизмами и природными субстратами. Однако все известные фосфорилазы обладают общими каталитическими и структурными свойствами (по сходству).

В этом подразделе раздела Функция описывается каталитическая активность фермента, т. е. химическая реакция, которую фермент катализирует.

Подробнее …

Каталитическая активность i

В этом подразделе раздела «Функции» представлена ​​информация о кофакторах.Кофактор — это любое небелковое вещество, необходимое для того, чтобы белок был каталитически активным. Некоторые кофакторы неорганические, такие как атомы металлов цинка, железа и меди в различных степенях окисления. Другие, например большинство витаминов, являются органическими.

Подробнее …

Кофактор i

В этом подразделе раздела Функция описаны механизмы регуляции ферментов, переносчиков или факторов транскрипции микробов, а также описаны компоненты, которые регулируют (путем активации или ингибирования) реакцию.

Подробнее …

Регулирование активности i

Активность фосфорилазы контролируется как аллостерическими средствами (через нековалентное связывание метаболитов) и ковалентной модификацией. Таким образом, АМФ аллостерически активирует, тогда как АТФ, АДФ и глюкозо-6-фосфат аллостерически ингибируют фосфорилазу В (по сходству).

Сайты
Функциональный ключ Позиция (я) Описание Действия Графический вид Длина

Этот подраздел Function описывается взаимодействие между одной аминокислотой и другим химическим веществом. Приоритет отдается аннотации физиологических лигандов.

Подробнее …

Сайт привязки i

76 AMP 1

В этом подразделе описаны интересные отдельные аминокислотные сайты в последовательности, которые не определены ни в каком другом подразделе.Этот подраздел может отображаться в разных разделах («Функция», «PTM / Обработка», «Патология и биотехнологии») в зависимости от его содержания.

Подробнее …

Сайт i

109 Участвует в объединении подразделений 1
Сайт i 143 Участвует в объединении подразделений 1
Участок i 156 Может участвовать в аллостерическом контроле 1

Gene Ontology (GO) предоставляет набор иерархически контролируемого словаря, разделенного на 3 категории:

Подробнее .. .

GO — Молекулярная функция i

GO — Биологический процесс i

Ключевые слова UniProtKB представляют собой контролируемый словарь с иерархической структурой.Ключевые слова обобщают содержимое записи UniProtKB и упрощают поиск интересующих белков.

Подробнее …

Ключевые слова i

Базы данных семей / групп белков

Углеводно-активные ферменты

Подробнее … CAZy i

GT35, Семейство гликозилтрансфераз 35

В этом разделе представлена ​​информация о белках и названиях генов и синонимах, а также об организме, являющемся источником последовательности белка.

Подробнее …

Имена и таксономия i

Этот подраздел раздела Имена и таксономия содержит исчерпывающий список всех названий белок, от широко используемого до устаревшего, чтобы однозначно идентифицировать белок.

Подробнее…

Названия белков i

Рекомендуемое название:

Гликогенфосфорилаза, печеночная форма (EC: 2.4.1.1)

В этом подразделе раздела Имена и таксономия указываются названия гена. (ы), которые кодируют белковые последовательности, описанные в записи. Существует четыре различных токена: «Имя», «Синонимы», «Упорядоченные имена локусов» и «Имена ORF».

Подробнее …

Имена генов i

Имя: PYGL

В этом подразделе раздела Имена и таксономия представлена ​​информация об именах организм, являющийся источником последовательности белка.

Подробнее…

Организм i

Овцы (Овцы)

В этом подразделе раздела Имена и таксономия показан уникальный идентификатор, присвоенный NCBI организм-источник белка. Это называется таксономическим идентификатором или taxid.

Подробнее…

Таксономический идентификатор i

9940 [NCBI]

Этот подраздел раздела Имена и таксономия содержит происхождение таксономической иерархической классификации источника. организм. В нем перечислены узлы в том виде, в каком они появляются сверху вниз в таксономическом дереве, с более общей группировкой, указанной первой.

Подробнее…

Таксономическая линия i

клеточных организмов ›Eukaryota› Opisthokonta ›Metazoa› Eumetazoa ›Bilateria› Deuterostomia ›Chordata› Craniata ›Vertebrata› Gnathostomata ›Teleostomi Euteleostomi› Darcoiportephatra Амниота ›Млекопитающие› Theria ›Eutheria› Boreoeutheria ›Laurasiatheria› Artiodactyla ›Ruminantia› Pecora ›Bovidae› Caprinae ›Ovis

Этот подраздел Имена и таксономия присутствует для записей, которые являются частью протеом , то есть набора белков, которые, как предполагается, экспрессируются организмами, чьи геномы полностью секвенированы.

Подробнее …

Протеомы i

  • UP000002356

    UniProt proteome может состоять из нескольких компонентов.

    Название компонента относится к геномному компоненту, кодирующему набор белков.

    Подробнее …

    Компонент i : не размещен

В этом разделе описаны посттрансляционные модификации (PTM) и / или события обработки.

Подробнее…

PTM / Processing i

Обработка молекул
Функциональный ключ Позиция (я) Описание Действия Графическое представление Длина

В этом подразделе раздела PTM / Processing указано, что метионин инициатора отщепляется от зрелого белка. .

Подробнее …

Инициатор метионин i

Удалено

Собранная вручную информация, полученная из экспериментально охарактеризованного белка.

Дополнительно …

Ручное утверждение, выведенное из сходства последовательностей с i

PPT — Glycogen PowerPoint Presentation, free download

  • Glycogen

  • Glyciver ~ Muscleogen • • ~ 1% 245 г • Внеклеточная глюкоза • 0,1% 10 г Взрослый — мужчина 70 кг Его печень 1,8 кг Его мышечная масса 35 кг Объем крови 10 л

  • Гликоген • Мышцы: • Субстрат глюкозы для гликолиз мышц • Печень: • Запас глюкозы, • Экспорт гексозы • Уровень сахара в крови • Гликогеноз • Дефф.Ферментов • Мышечная слабость ¢ N

  • Уровень гликогена в печени

  • Когда пища, содержащая углеводы, съедается и переваривается, • повышается уровень глюкозы в крови • поджелудочная железа выделяет инсулин. • Глюкоза из воротной вены попадает в клетки печени (гепатоциты). • Инсулин действует на гепатоциты, стимулируя действие нескольких ферментов, включая гликогенсинтазу. • Молекулы глюкозы добавляются к цепочкам гликогена до тех пор, пока инсулин и глюкоза остаются в изобилии.В этом постпрандиальном или «сытом» состоянии печень забирает из крови больше глюкозы, чем выделяет. •.

  • После того, как еда была переварена и уровень глюкозы начал падать до , секреция инсулина снижается, и синтез гликогена прекращается. • Примерно через четыре часа после того, как гликоген начинает расщепляться и снова превращаться в глюкозу.

  • Метаболизм гликогена

  • Синтез гликогена • Мышца • Гексокиназа • Печень • Глюкокиназа • Фосфоглюкомутаза • Глюкозо-1,6-P кофактор • Гликозин

    • Гликоген

    000 гликозил-праймер Синтез гликогена

  • Синтез гликогена гликогенин

  • Синтез гликогена

  • Гликогенолиз

    гликогенолиз

  • 9045 Гликогенолиз

    9045 Гликогенолиз Гликоген

    9045 Эффект эпинефрина X Stimulus R cAMP 40X ATP Цент.Нервная система. Инакт. Протеинкиназа A Активная протеинкиназа A 10X Фосфорилаза коры надпочечников Kinaseb Phosphorylase Kinase a 100X Гликогенфосфорилазаb Гликогенфосфорилаза 1000X Эпинефрин X Glykogen Glukose 1 P 10000X

    3 Glukose 1 P 10000X

    3

  • 84 90CC2

  • Протеинкиназные реакции • Серин-треонинкиназа / цАМФ-зависимая протеинкиназа

  • Теин, коффеин цАМФ-АМР PKA PKA Фосфорилаза-киназа b Фосфорилаза-киназа 9000 Фосфорилаза-киназа 9482 9000 Фосфорилаза-киназа

    Фосфорилаза-киназа PPP Гликогенолиз Гликогенез Глюкоза-1-P

  • ГЛИКОГЕН-СИНТАЗА ТАКЖЕ ФОСФОРИЛИРУЕТСЯ

  • Гликоген-синтаза • Гликоген-синтаза 4-идентичная субфосфорилированная гликоген-синтаза • Гликоген-синтаза-субфосфорин • идентичный гликоген-синтазыфосфорин • гликоген-синтазофосфорин • идентичный

  • Гликогенсинтаза • 6 различных протеинкиназ • Фофорилаза киназа (Ca2 + / кальмодулин деп.) • Ca2 + / кальмодулин деп.• GSK-3: • GSK-4 • GSK-5 • Глюкоза-6-P: аллостерический активатор киназы гликоген-синтазы • Инсулин / мышцы: • дефосфорилирование / активация гликоген-синтазеба

  • Болезнь фон Гирке Глюкоза 6-фосфатаза: печень и почки. Вот еще одна печень с бледной выпуклой поверхностью. На этот раз печень заполнена гликогеном при болезни фон Гирке, болезни накопления гликогена у детей. Сильно увеличенная печень, тяжелая гипогликемия, лактоацидоз, кетоз, гиперурикемия, гиперлипемия

  • БОЛЕЗНЬ ПОМПЕ Когда маннозо-6-фосфатные метки добавляются к молекулам фермента кислой мальтазы, молекулы прилипают к рецепторам (участкам стыковки) на мышечных клетках и уносятся глубже в клетки, где они нужны.Без маннозо-6-фосфатных меток молекулы фермента кислой мальтазы (1,4-D-глюкозидазы) не могут попасть в мышечные клетки из кровотока. ЛЕЧЕНИЕ ФЕРМЕНТАМИ ПРЕИМУЩЕСТВА МЛАДЕНЦЕВ С БОЛЕЗНЬЮ ПОМПЕ Младенцы с нарушением метаболизма мышц, известным как болезнь Помпе или дефицит кислой мальтазы, обычно не выживают в младенчестве, потому что им не хватает жизненно важного фермента, который обычно расщепляет гликоген в клетках сердца и скелетных мышц. Сердечная недостаточность в младенчестве; печень, сердце, мышца

  • Болезнь Форбе, гликогеноз III типа • также называемая болезнью Кори или гликогенозом III типа, редкое наследственное заболевание, при котором метаболическое расщепление гликогена на простую сахарную глюкозу является неполным, что позволяет промежуточным соединениям образовываться. накапливаются в клетках печени.У больных отсутствует фермент амило-1,6-глюкозидаза, один из нескольких ферментов, участвующих в распаде гликогена. У детей с этим заболеванием увеличена печень (которая обычно…

  • Болезнь Андерсена • также называемая гликогенозом типа Iv, чрезвычайно редкое наследственное нарушение обмена веществ, вызванное отсутствием фермента амило-1: 4,1: 6-трансглюкозидазы (разветвление) энзим), который является важным медиатором синтеза гликогена. Аномальная форма гликогена, амилопектин, вырабатывается и накапливается в тканях организма, особенно в печени и сердце.Пораженные дети выглядят нормальными при рождении, но не развиваются, а позже теряют… Цирроз печени, смерть обычно до 24 месяцев

  • Болезнь Макардла Окрашивание фосфорилазой: отсутствует Мышечные волокна окрашиваются в желтый цвет Дефицит миофосфорилазы: болезнь Макардла окрашивается в большей степени, чем тип фосфорилазы: нормальный I

  • Гликоген-синтаза — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

    Гликоген-синтаза ( UDP-глюкозо-гликоген-глюкозилтрансфераза ) — это фермент, участвующий в превращении глюкозы в гликоген.Он берет короткие полимеры глюкозы и превращает их в длинные полимеры гликогена.

    Это фермент гликозилтрансфераза (EC 2.4.1.11), который катализирует реакцию UDP-глюкозы и (1,4-α-D-глюкозил) n с образованием UDP и (1,4-α-D-глюкозил) п + 1 .

    Другими словами, этот фермент превращает избыточные остатки глюкозы один за другим в полимерную цепь для хранения в виде гликогена. Концентрация гликогенсинтазы наиболее высока в кровотоке через 30–60 минут [2] после интенсивных упражнений.Это ключевой фермент гликогенеза.

    Структура

    Было проведено много исследований деградации гликогена путем изучения структуры и функции гликогенфосфорилазы, ключевого регуляторного фермента деградации гликогена. [3] С другой стороны, гораздо меньше известно о структуре гликогенсинтазы, ключевого регулирующего фермента синтеза гликогена. Однако кристаллическая структура гликогенсинтазы из Agrobacterium tumefaciens была определена на уровне 2.3 Разрешение. [4] В своей асимметричной форме гликогенсинтаза находится в виде димера, мономеры которого состоят из двух доменов, складывающихся по Россманну. Это структурное свойство, среди прочего, присуще родственным ферментам, таким как гликогенфосфорилаза и другие гликозилтрансферазы суперсемейства GT-B. [5] Тем не менее, более поздняя характеристика кристаллической структуры гликогенсинтазы Saccharomyces cerevisiae (дрожжи) показывает, что димеры могут фактически взаимодействовать с образованием тетрамера.В частности, межсубъединичные взаимодействия опосредуются парами спиралей α15 / 16, формируя аллостерические сайты между субъединицами в одной комбинации димеров и активные сайты между субъединицами в другой комбинации димеров. Поскольку структура эукариотической гликогенсинтазы высоко консервативна среди видов, гликогенсинтаза, вероятно, также образует тетрамер у людей. [6]

    Гликоген-синтазу можно разделить на два основных семейства белков. Первое семейство (GT3), которое происходит от млекопитающих и дрожжей, имеет вес около 80 кДа, использует UDP-глюкозу в качестве донора сахара и регулируется фосфорилированием и связыванием лиганда. [7] Второе семейство (GT5), которое происходит от бактерий и растений, имеет вес примерно 50 кДа, использует АДФ-глюкозу в качестве донора сахара и не регулируется. [8]

    Механизм

    Хотя каталитические механизмы, используемые гликогенсинтазой, не очень хорошо известны, структурное сходство с гликогенфосфорилазой на каталитическом сайте и сайте связывания субстрата позволяет предположить, что механизм синтеза подобен гликогенсинтазе и гликогенфосфорилазе. [4]

    Функция

    Гликогенсинтаза катализирует превращение глюкозильной (Glc) части уридиндифосфат глюкозы (UDP-Glc) в глюкозу, которая включается в гликоген через α (1 → 4) гликозидную связь.Однако, поскольку гликогенсинтаза требует олигосахаридного праймера в качестве акцептора глюкозы, она полагается на гликогенин, чтобы инициировать синтез гликогена de novo . [6]

    В недавнем исследовании трансгенных мышей сверхэкспрессия гликогенсинтазы [9] и сверхэкспрессия фосфатазы [10] оба привели к избыточным уровням хранения гликогена. Это свидетельствует о том, что гликогенсинтаза играет важную биологическую роль в регулировании уровней гликогена / глюкозы и активируется дефосфорилированием.

    Изоферменты

    У человека есть два паралогичных изофермента гликогенсинтазы:

    изофермент распределение тканей ген
    гликогенсинтаза 1, содержащая элементы углерода мышцы и другие ткани GYS1 [11]
    гликогенсинтаза 2 печень GYS2 [12]

    Экспрессия фермента печени ограничена печенью, тогда как мышечный фермент экспрессируется широко.Гликоген печени служит хранилищем для поддержания уровня глюкозы в крови во время голодания, тогда как на синтез гликогена в мышцах приходится избавляться до 90% проглоченной глюкозы. Роль мышечного гликогена заключается в обеспечении энергии во время всплесков активности. [13]

    Между тем, мышечный изофермент играет важную роль в клеточном ответе на долгосрочную адаптацию к гипоксии. Примечательно, что гипоксия вызывает экспрессию только мышечного изофермента, но не изофермента печени.Однако активация гликогенсинтазы, специфичная для мышц, может привести к чрезмерному накоплению гликогена, что приведет к повреждению сердца и центральной нервной системы в результате ишемического поражения. [14]

    Постановление

    Реакция сильно регулируется аллостерическими эффекторами, такими как глюкозо-6-фосфат, реакциями фосфорилирования и косвенно запускается гормоном инсулином, который секретируется поджелудочной железой. Фосфорилирование гликогенсинтазы снижает ее активность.Фермент также расщепляет сложноэфирную связь между положением C1 глюкозы и пирофосфатом самого UDP.

    Контроль гликогенсинтазы — ключевой шаг в регулировании метаболизма гликогена и хранения глюкозы. Гликогенсинтаза напрямую регулируется киназой гликогенсинтазы 3 (GSK-3), AMPK, протеинкиназой A (PKA) и казеинкиназой 2 (CK2). Каждая из этих протеинкиназ приводит к фосфорилированию и каталитически неактивной гликогенсинтазе. Сайты фосфорилирования гликогенсинтазы суммированы ниже.

    Для ферментов семейства GT3 эти регуляторные киназы инактивируют гликогенсинтазу, фосфорилируя ее по N-концу 25-го остатка и C-концу 120-го остатка. [4] Гликогенсинтаза также регулируется протеинфосфатазой 1 (PP1), которая активирует гликогенсинтазу посредством дефосфорилирования. [20] PP1 нацелен на осадок гликогена с помощью четырех нацеленных субъединиц, G M , G L , PTG и R6. Эти регуляторные ферменты регулируются сигнальными путями инсулина и глюкагона.

    Клиническая значимость

    Мутации в гене GYS1 связаны с болезнью накопления гликогена типа 0. [21] У людей дефекты в жестком контроле поглощения и использования глюкозы также связаны с диабетом и гипергликемией. Пациенты с диабетом 2 типа обычно демонстрируют низкий уровень накопления гликогена из-за нарушений индуцированного инсулином синтеза гликогена и подавления гликогенолиза. Инсулин стимулирует гликогенсинтазу, ингибируя киназы гликогенсинтазы и / и активируя протеинфосфатазу 1 (PP1) среди других механизмов. [20]

    Модельные организмы

    Модельные организмы были использованы в исследовании функции GYS2. Линия условно нокаутных мышей, названная Gys2 tm1a (KOMP) Wtsi [27] [28] , была создана в рамках программы International Knockout Mouse Consortium — проекта высокопроизводительного мутагенеза по созданию и распространению животных. модели болезни заинтересованным ученым — в Институте Сэнгера Wellcome Trust. [29] [30] [31] Самцы и самки животных прошли стандартизованный фенотипический скрининг для определения эффектов делеции. [25] [32] Было проведено двадцать шесть тестов, и было сообщено о двух значимых фенотипах. Взрослые гомозиготные мутанты мужского пола демонстрировали нарушение толерантности к глюкозе, тогда как самки имели значительное снижение уровней циркулирующей глюкозы, как было определено клиническими химическими исследованиями. [25]

    Список литературы

    1. ↑ PDB: 1RZU; Buschazzio A, Ugalde JE, Guerin ME, Shepard W., Ugalde RA, Alzari PM (август 2004 г.). «Кристаллическая структура гликогенсинтазы: гомологичные ферменты катализируют синтез и распад гликогена». EMBO J . 23 (16): 3196–3205. DOI: 10.1038 / sj.emboj.7600324. PMC 514502. PMID 15272305. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка) ; визуализируется с использованием PyMOL.
    2. Jentjens R, Jeukendrup A (2003). «Детерминанты посттренировочного синтеза гликогена во время краткосрочного восстановления». Sports Med . 33 (2): 117–44. DOI: 10.2165 / 00007256-200333020-00004. PMID 12617691.
    3. Бухбиндер Дж. Л., Рат В. Л., Флеттерик Р. Дж. (2001). «Структурные отношения между регулируемыми и нерегулируемыми фосфорилазами». Анну Рев Биофиз Биомол Структура . 30 (1): 191–209. DOI: 10.1146 / annurev.biophys.30.1.191. PMID 11340058. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    4. 4.0 4,1 4,2 Buschiazzo A, Ugalde JE, Guerin ME, Shepard W, Ugalde RA, Alzari PM (2004). «Кристаллическая структура гликогенсинтазы: гомологичные ферменты катализируют синтез и распад гликогена». EMBO J . 23 (16): 3195–205. DOI: 10.1038 / sj.emboj.7600324. PMC 514502. PMID 15272305. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    5. Coutinho PM, Deleury E, Davies GJ, Henrissat B (2003).«Развивающаяся иерархическая семейная классификация гликозилтрансфераз». J. Mol. Биол . 328 (2): 307–17. DOI: 10.1016 / S0022-2836 (03) 00307-3. PMID 12691742. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    6. 6,0 6,1 Palm, округ Колумбия; Rohwer, JM; Хофмейр, Дж. Х (январь 2013 г.). «Регулирование гликогенсинтазы в скелетных мышцах млекопитающих — единый взгляд на аллостерическую и ковалентную регуляцию». Журнал FEBS . 280 (1): 2–27. DOI: 10.1111 / febs.12059. PMID 23134486.
    7. Roach PJ (2002). «Гликоген и его метаболизм». Курр Мол Мед . 2 (2): 101–20. DOI: 10,2174 / 1566524024605761. PMID 11949930.
    8. Болл SG, Морелл МК (2003).«От бактериального гликогена до крахмала: понимание биогенеза крахмальных гранул растений». Анну Рев Завод Биол . 54 (1): 207–33. DOI: 10.1146 / annurev.arplant.54.031902.134927. PMID 14502990.
    9. Азпиазу I, Манчестер Дж., Скурат А.В., Роуч П.Дж., Лоуренс Дж.С. младший (2000). «Контроль синтеза гликогена осуществляется транспортом глюкозы и гликогенсинтазой в волокнах скелетных мышц». Am J Physiol Endocrinol Metab . 278 (2): E234–43. PMID 10662707. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    10. Aschenbach WG, Suzuki Y, Breeden K, Prats C, Hirshman MF, Dufresne SD, Sakamoto K, Vilardo PG, Steele M, Kim JH, Jing SL, Goodyear LJ, DePaoli-Roach AA (2001). «Мышечно-специфическая протеинфосфатаза PP1G / R (GL) (G (M)) необходима для активации гликогенсинтазы при физической нагрузке». Дж. Биол. Хим. . 276 (43): 39959–67. DOI: 10.1074 / jbc.M105518200. PMID 11522787. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    11. Browner MF, Nakano K, Bang AG, Fletterick RJ (март 1989). «Последовательность кДНК мышечной гликогенсинтазы человека: отрицательно заряженный белок с асимметричным распределением заряда». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (5): 1443–7. DOI: 10.1073 / pnas.86.5.1443. PMC 286712. PMID 2493642. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    12. Westphal SA, Nuttall FQ (февраль 1992 г.). «Сравнительная характеристика гликогенсинтазы печени человека и крысы». Архив биохимии и биофизики . 292 (2): 479–86. DOI: 10.1016 / 0003-9861 (92)

      -S. PMID 1731614.

    13. Коллберг Г., Тулиниус М., Гилджам Т., Остман-Смит И., Форсандер Г., Джоторп П., Олдфорс А., Холм Е. (октябрь 2007 г.). «Кардиомиопатия и непереносимость физических упражнений при болезни накопления гликогена в мышцах 0». Медицинский журнал Новой Англии . 357 (15): 1507–14. DOI: 10.1056 / NEJMoa066691. PMID 17928598. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    14. Пескадор, N; Villar, D; Cifuentes, D; Гарсия-Роча, М; Ортис-Бараона, А; Васкес, S; Ордоньес, А; Куэвас, Y; Саез-Моралес, Д; Гарсия-Бермехо, ML; Ландазури, Миссури; Guinovart, J; дель Песо, Л. (12 марта 2010 г.).«Гипоксия способствует накоплению гликогена за счет индукции гликогенсинтазы 1, опосредованной гипоксическим фактором (HIF)». PLOS ONE . 5 (3): e9644. DOI: 10.1371 / journal.pone.0009644. PMC 2837373. PMID 20300197.
    15. 15,0 15,1 Хуанг Т.С., Кребс Э.Г. (апрель 1977 г.). «Аминокислотная последовательность сайта фосфорилирования в гликоген синтетазе скелетных мышц». Biochem. Биофиз. Res. Коммуна . 75 (3): 643–50. DOI: 10.1016 / 0006-291X (77) 91521-2. PMID 405007.
    16. 16.0 16.1 Proud CG, Rylatt DB, Yeaman SJ, Cohen P (август 1977). «Аминокислотные последовательности в двух сайтах на гликоген синтетазе, фосфорилированные циклической AMP-зависимой протеинкиназой, и их дефосфорилирование протеинфосфатазой-III». FEBS Lett . 80 (2): 435–42. DOI: 10.1016 / 0014-5793 (77) 80493-6. PMID 196939. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    17. Рилатт ДБ, Коэн П. (февраль 1979 г.). «Аминокислотная последовательность на участке гликогенсинтазы скелетных мышц кролика, фосфорилированном эндогенной активностью киназы-2 гликогенсинтазы». FEBS Lett . 98 (1): 71–5. DOI: 10.1016 / 0014-5793 (79) 80154-4.PMID 107044.
    18. Embi N, Паркер П.Дж., Коэн П. (апрель 1981 г.). «Повторное исследование фосфорилирования гликогенсинтазы скелетных мышц кролика с помощью циклической АМФ-зависимой протеинкиназы. Идентификация третьего сайта фосфорилирования как серин-7». Eur. J. Biochem . 115 (2): 405–13. DOI: 10.1111 / j.1432-1033.1981.tb05252.x. PMID 6263629. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    19. 19,0 19,1 19,2 19,3 Rylatt DB, Aitken A, Bilham T., Condon GD, Embi N, Cohen P (июнь 1980 г.). «Гликогенсинтаза из скелетных мышц кролика. Аминокислотная последовательность в сайтах, фосфорилированных киназой-3 гликогенсинтазы, и удлинение N-концевой последовательности, содержащей сайт, фосфорилированный киназой фосфорилазы». Eur. J. Biochem . 107 (2): 529–37. DOI: 10.1111 / j.1432-1033.1980.tb06060.x. PMID 6772446. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    20. 20,0 20,1 Saltiel AR (2001). «Новые перспективы в молекулярном патогенезе и лечении диабета 2 типа». Ячейка . 104 (4): 517–29. DOI: 10.1016 / S0092-8674 (01) 00239-2. PMID 11239409.
    21. Орхо М., Босхард Н.Ю., Буист Н.Р., Гитцельманн Р., Эйнсли-Грин А., Блюмель П., Ганнон М.С., Наттолл FQ, Groop LC (август 1998 г.).«Мутации в гене гликогенсинтазы печени у детей с гипогликемией из-за болезни накопления гликогена типа 0». Журнал клинических исследований . 102 (3): 507–15. DOI: 10,1172 / JCI2890. PMC 508911. PMID 9691087. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    22. «Данные клинической химии для Gys2». Wellcome Trust Институт Сэнгера.
    23. « Данные по инфекции Salmonella для Gys2». Wellcome Trust Институт Сэнгера.
    24. « Данные по заражению Citrobacter для Gys2». Wellcome Trust Институт Сэнгера.
    25. 25,0 25,1 25,2 Гердин А.К. (2010).»Программа генетики Sanger Mouse: характеристика мышей с высокой пропускной способностью». Acta Ophthalmologica . 88 (S248). DOI: 10.1111 / j.1755-3768.2010.4142.x.
    26. ↑ Портал ресурсов мыши, Институт Сэнгера Wellcome Trust.
    27. «Международный консорциум нокаут-мышей».
    28. «Информатика генома мышей».
    29. Skarnes, W. C .; Rosen, B .; West, A. P .; Koutsourakis, M .; Бушелл, Вт .; Iyer, V .; Mujica, A.O .; Thomas, M .; Harrow, J .; Cox, T .; Джексон, Д .; Severin, J .; Biggs, P .; Fu, J .; Нефедов, М .; Де Йонг, П. Дж .; Стюарт, А. Ф .; Брэдли, А. (2011). «Ресурс условного нокаута для полногеномного исследования функции генов мыши». Природа . 474 (7351): 337–342. DOI: 10,1038 / природа10163.PMC 3572410. PMID 21677750.
    30. Долгин Э. (июнь 2011 г.). «Библиотека мыши настроена на нокаут». Природа . 474 (7351): 262–3. DOI: 10.1038 / 474262a. PMID 21677718.
    31. Коллинз Ф.С., Россант Дж., Вурст В. (январь 2007 г.). «Мышь по всем причинам». Ячейка . 128 (1): 9–13.DOI: 10.1016 / j.cell.2006.12.018. PMID 17218247. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
    32. ван дер Вейден Л., Уайт Дж. К., Адамс Д. Д., Логан Д. В. (2011). «Набор инструментов генетики мышей: раскрытие функции и механизма». Биология генома . 12 (6): 224. DOI: 10.1186 / GB-2011-12-6-224. PMC 3218837. PMID 21722353. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)

    Внешние ссылки

    Гликоген

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

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

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

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

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

    Основным местом ежедневного потребления глюкозы (75%) является мозг через аэробные пути. Остальная часть утилизируется эритроцитами, скелетными и сердечными мышцами. Организм получает глюкозу либо непосредственно с пищей, либо из аминокислот и лактата посредством глюконеогенеза. Глюкоза, полученная из этих двух основных источников, либо остается растворимой в жидкостях организма, либо хранится в полимерной форме, гликогене.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *