В организме человека гликоген. Особенности гликогена и метаболизм

В организме человека гликоген. Особенности гликогена и метаболизм

Гликоген в организме человека выступает в качестве энергетического резерва, который готов восполнить нехватку глюкозы в любой момент. Но лишь при условии, что он запасен в печени. Если обобщить, то можно сказать, что речь идет о чистом сахаре, который не попадает в кровь без необходимости. Работает он так:

• после приема еды, глюкоза попадает в кровь, а остатки преобразуются в гликоген;
• во время физической нагрузки, концентрация глюкозы снижается и в дело вступает гормон, который восстанавливает баланс.

Но не стоит путать гликоген и глюкоген, который производится в поджелудочной железе и вместе с инсулином контролирует уровень глюкозы.

Если говорить о местах скопления вещества, то он концентрируется в печени и мышцах. Средний объем – 300 г, в зависимости от физического состояния человека.

Гликогеногенез – путь синтеза глюкогена и глюкозы, который протекает с затратой энергетических ресурсов. Происходит это после приема пищи, в момент пищеварения, занимает около двух часов. Другое название процесса – метаболизм гликогена и часто он протекает вместе с расщеплением гормона. Происходит это под контролем нервной системы и других гормонов. Но при нарушениях, возникают отклонения и опасные синдромы, например, гликогенозы.

Функции и свойства

Основное свойство гликогена – трансформация в глюкозу для удовлетворения потребностей организма под воздействием полисахарида гипатоцида. Если говорить о функциях, то они весьма разнообразны, так как содержится гормон в двух резервах.

Гликоген, который хранится в печени, передает в организм достаточный объем глюкозы и обеспечивает нормальные показатели сахара. При активной деятельности и физической нагрузке, уровень глюкозы снижается, поэтому гормон расщепляется на молекулы и выравнивает показатели.

Функции гликогена в мышцах – поддержание работы опорно-двигательного аппарата. Причем не стоит забывать, что сердце – это тоже мышца, поэтому при анорексии или при длительном голодании может развиться целый ряд сердечно-сосудистых патологий.  Но не стоит думать, что нужно злоупотреблять жирной, сладкой пищей. Так как у гликогена тоже есть лимиты накопления. А при недостаточной активности в комбинации с перееданием, излишки глюкозы будут превращаться в жир, а не энергетический запас.

Еще одна важная функция гликогена в организме – участие в метаболических процессах и катаболизм сложных углеводов.

 Потребности организма

При использовании запасов гликогена, их необходимо обязательно пополнять. Ведь это чревато снижением умственной деятельности и ухудшением качества жизни. Часто к полному истощению запасов приводит длительная без углеводная диета или интенсивные тренировки, занятия спортом.

Минимальная потребность в сутки – 100 г, но затраты могут увеличиваться во время:

• выхода из строгой диеты;
• напряженной работы или стресса;
• повышенной физической активности.

Уровень гликогена можно определить даже по внешним признакам, хотя лучше проходить профилактические осмотры и сдавать анализы. Так как любое отклонение от нормы ведет к ряду нарушений. Например, при излишках вещества развивается:

• сгущение крови;
• болезни печени и кишечника;
• ожирение.

При нехватке гликогена нарушается психоэмоциональное состояние и наблюдается депрессия, апатия, снижение иммунитета, рассеянное внимание и анорексия. Кроме того, ухудшается состояние кожи и волос, снижается тонус мышц.

Поэтому, при наличии подобных симптомов и нарушений, стоит сразу обратиться в больницу. Обычно достаточно коррекции питания и изменения образа жизни для полного восстановления уровня гликогена.

Анализ крови на гликоген. Что такое гликоген?

Гликоген — это накапливаемый в мышцах и печени резерв углеводов, который может быть использован по мере метаболической потребности. По своей структуре гликоген представляет сотни связанных между собой молекул глюкозы, поэтому он считается сложным углеводом . Вещество иногда называют «животным крахмалом», поскольку по структуре оно похоже на обычный крахмал.

Напомним, что хранение глюкозы в чистом виде неприемлемо для метаболизма — ее высокое содержание в клетках создает высоко гипертоническую среду, приводя к притоку воды и развитию диабета . Напротив, гликоген не растворим в воде и исключает нежелательные реакции¹. Синтезируется вещество в печени (именно там перерабатываются углеводы), а накапливается в мышцах.

В случае, если уровень глюкозы в крови снижается (например, по прошествии нескольких часов после принятия пищи или при активных физических нагрузках), тело начинает вырабатывать специальные ферменты. В результате этого процесса чего накопленный в мышцах гликоген начинает расщепляться до молекул глюкозы, становясь источником быстрой энергии.

Гликоген и гликемический индекс еды

Употребленные в пищу углеводы в процессе пищеварения расщепляются до глюкозы, после чего она поступает в кровь. Отметим, что жиры и белки конвертироваться в глюкозу (и в гликоген) не могут. Вышеупомянутая глюкоза используется телом как для текущих энергетических нужд (например, при физических тренировках), так и для создания резервных запасов энергии — то есть, жировых запасов.

При этом качество переработки углеводов в гликоген напрямую зависит от гликемического индекса пищи. Несмотря на то, что простые углеводы максимально быстро повышают уровень глюкозы в крови, значительная их часть конвертируется в жир. В противоположность этому, энергия сложных углеводов, получаемся организмом постепенно, более полно конвертируется в гликоген, содержащийся в мышцах.

Источник: https://zdorovecheloveka.com/novosti/v-organizme-cheloveka-glikogen-chto-takoe-glikogen

Ресинтез гликогена. Выводы

• Потребление различных углеводных продуктов питания обеспечивает адекватное восстановление мышечного и печеночного гликогена между тренировками.
• Высококачественные, богатые питательными веществами углеводы, такие как картофель, паста, хлеб, овощи и фрукты, обеспечивают концентрированное количество простых (моно - и дисахариды, мальтодекстрины) и сложных (крахмалы и волокна) углеводов наряду с множеством микроэлементов, таких как витамины, минералы и другие питательные соединения.
• Окисление глюкозы может широко варьироваться изо дня в день, поэтому потребление углеводов и энергии также должно варьироваться—выше в дни тяжелой тренировки, ниже в дни более легкой тренировки. В зависимости от интенсивности и продолжительности тренировок потребление углеводов может варьироваться от 3 до 10 г/кг веса тела в день (1,4–4,5 г/фунт веса тела в день).
• Потребление углеводов с высоким ГИ вскоре после физической нагрузки может максимизировать и поддерживать скорость синтеза гликогена, чтобы помочь ускорить восстановление гликогена в дни, которые планируется более, чем одна тренировка.
• Когда требуется быстрый ресинтез гликогена, потребление 0,5-0,6 г/кг высокогликемических углеводов каждые 30 минут в течение 2-4 часов (или до следующего полного приема пищи) будет поддерживать высокие темпы синтеза мышечного гликогена.
• Когда для восстановления гликогена доступны 24 часа и более, частота потребления углеводов менее важна, чем общее количество потребляемых углеводов и энергии.

Гликоген биохимия. Что такое гликогеновые болезни?

Гликогеновые болезни – это наследственные заболевания, обусловленные недостаточностью каких-либо ферментов, отвечающих за метаболизм гликогена. Могут быть нарушены обе стороны обмена: как синтез гликогена, так и его распад. Средняя частота встречаемости составляет 1:40000.

Гликогенозы

Синдром гликогеноза возникает в результате дефекта фермента синтеза или мобилизации гликогена, что приводит к накоплению или изменению структуры гликогена в разных тканях, чаще в печени и мышцах. Следует отметить, что при гликогенозах количество гликогена не всегда изменено, изменения могут быть только в структуре его молекулы.

Всего известно 12 типов гликогенозов. По патогенетическому признаку гликогенозы делят:

• печеночные – 0, I, III, IV, VI, VIII, IX, Х, ХI типов,
• мышечные – V и VII типов,
• смешанные – II типа.

Печеночные гликогенозы

Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке  (частота 1 : 50000-100000 новорожденных) обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы . Из-за того, что этот фермент есть только в печени и почках, преимущественно страдают эти органы, и болезнь носит еще одно название – гепаторенальный гликогеноз. Даже у новорожденных детей наблюдаются гепатомегалия и нефромегалия, обусловленные накоплением гликогена не только в цитоплазме, но и в ядрах клеток. Кроме этого, активируется синтез липидов с возникновением стеатоза печени. Так как фермент необходим для дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата с последующим выходом глюкозы в кровь, у больных отмечается гипогликемия и, как следствие, ацетонемия, метаболический ацидоз, ацетонурия.

Гликогеноз III типа или болезнь Форбса-Кори или лимит-декстриноз – это аутосомно-рецессивный дефект амило-α1,6-глюкозидазы, "деветвящего" фермента, гидролизующего α1,6-гликозидную связь. Болезнь имеет более доброкачественное течение, и частота ее составляет примерно 25% от всех гликогенозов. Для больных характерна гепатомегалия, умеренная задержка физического развития, в подростковом возрасте возможна небольшая миопатия.

При гликогенозе IV типа (болезнь Андерсена , 1% всех гликогенозов), связанного с дефектом ветвящего фермента, образуется гликоген с малым количеством ветвлений, что резко уменьшает скорость гликогенолиза.

Гликогеноз VI типа (болезнь Херса , 25% всех гликогенозов), связан с дефицитом печеночной фосфорилазы гликогена. При этом отсутствует мобилизация гликогена, развивается гепатомегалия и гипогликемия.

Мышечные гликогенозы

Для этой группы гликогенозов характерны изменения ферментов мышечной ткани. Это приводит к нарушению энергообеспечения мышц при физической нагрузке, к болям в мышцах, судорогам.

Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля ) – отсутствие мышечной фосфорилазы . При тяжелой мышечной нагрузке возникают судороги, миоглобинурия, хотя легкая работа не вызывает каких-либо проблем.

Схематичное расположение дефектных ферментов при различных гликогенозах

Смешанные гликогенозы

Эти заболевания касаются и печени, и мышц, и других органов.

Гликогеноз II типа (болезнь Помпе , 10% всех гликогенозов) – поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за отсутствия  лизосомальной (кислой) α-1,4-глюкозидазы , поэтому данная болезнь относится к лизосомным болезням накопления . Происходит накопление гликогена в лизосомах и в цитоплазме. Заболевание составляет почти 10% всех гликогенозов и является наиболее злокачественным. Больные при отсутствии лечения умирают в раннем возрасте из-за кардиомегалии и тяжелой сердечной недостаточности.

Агликогенозы

Агликогенозы – состояния, связанные с отсутствием гликогена. В качестве примера агликогеноза можно привести наследственный аутосомно-рецессивный дефицит гликоген-синтазы . Симптомами является резкая гипогликемия натощак, особенно утром, появляется рвота, судороги, потеря сознания. В результате гипогликемии наблюдается задержка психомоторного развития, умственная отсталость. Болезнь несмертельна при адекватном лечении (частое кормление), хотя и опасна.