Роль гликогена в организме

Каковы запасы?

Главным образом откладывается гликоген в печени и в мышцах. Общий запас этого полезного вещества составляет примерно 300-400 граммов. На печень приходится лишь треть.

Стоит отметить, что гликогеновый запас не является таким емким в калориях, как те же триглицериды (жиры). Но! Для питания всего организма переработаться в глюкозу может только гликоген. И лишь тот, который содержится не в мышцах, а в гепатоцитах. Это – функционально-активные эпителиальные клетки печени.

Увеличив синтез данного вещества, вполне можно довести концентрацию гликогена до 5-6 % от общей массы печени.

Что же относительно мышечных запасов? Молекулы гликогена перерабатываются в глюкозу только для локального потребления. В мышцах запасы копятся в меньших концентрациях. Содержание может составлять как максимум 1 % от их общей массы.

Кстати, еще в организме гликоген содержится в почках, в белых кровяных клетках (лейкоцитах) и в глиальных клетках мозга. Но там его совсем мало – сотые доли процента.

Где хранятся запасы

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

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

Потребность организма в гликогене

Гликоген, как запасной источник энергии, важно регулярно восстанавливать. Так, по крайней мере, утверждают ученые

Повышенная физическая активность может привести к тотальному истощению углеводных запасов в печени и мышцах, что в результате скажется на жизненной активности и работоспособности человека. В результате длительной безуглеводной диеты запасы гликогена в печени снижаются почти к нулю. Мышечные резервы истощаются во время интенсивных силовых тренировок.

Минимальная суточная доза гликогена составляет от 100 г и выше

Но эту цифру важно увеличить при:

• интенсивных физических нагрузках;
• усиленной умственной деятельности;
• после «голодных» диет.

Напротив, осторожно к пище, богатой углеводами, стоит отнестись лицам с дисфункцией печени, недостатком ферментов

Гликоген свойства. Гликоген

Гликоген представляет собой многоразветвленный полисахарид глюкозы, который служит в качестве формы хранения энергии у людей, животных, грибов и бактерий. Полисахаридная структура представляет собой основную форму хранения глюкозы в организме.
У людей, гликоген производится и хранится, в основном, в клетках печени и мышцах, гидратированных тремя или четырьмя частями воды.Гликоген функционирует как вторичное долговременное хранилище энергии, причем первичные запасы энергии являются жирами, содержащимися в жировой ткани. Мышечный гликоген превращается в глюкозу мышечными клетками, а гликоген печени превращается в глюкозу для использования по всему телу, включая центральную нервную систему.
Гликоген является аналогом крахмала, глюкозного полимера, который функционирует как хранилище энергии в растениях. Он имеет структуру, похожую на амилопектин (компонент крахмала), но более интенсивно разветвленную и компактную, чем крахмал. Оба являются белыми порошками в сухом состоянии. Гликоген встречается в виде гранул в цитозоле / цитоплазме во многих типах клеток и играет важную роль в цикле глюкозы. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но менее компактен, чем энергетические запасы триглицеридов (липидов).
В печени, гликоген может составлять от 5 до 6% от массы тела (100-120 г у взрослого человека). Только гликоген, хранящийся в печени, может быть доступен другим органам. В мышцах, гликоген находится в низкой концентрации (1-2% от массы мышц).
Количество гликогена, хранящегося в организме, особенно в мышцах, печени и красных кровяных клетках, в основном, зависит от тренировок, базового метаболизма и привычек в еде. Небольшое количество гликогена находится в почках и даже меньшее количество – в некоторых глиальных клетках мозга и лейкоцитов. Матка также хранит гликоген во время беременности, чтобы питать эмбрион.

викторина

1. Что лучше всего описывает функцию гликогена?A. Обеспечивает структурную поддержку мышечных клетокB. фактор транскрипции который регулирует дифференцировка клеток C. Хранит глюкозу в растенияхD. Буферы уровня глюкозы в крови и служит легко мобилизованным источником энергии

Ответ на вопрос № 1

D верно. Гликоген является основной формой хранения глюкозы у животных и человека. Гликоген синтезируется при высоком уровне глюкозы в крови и расщепляется при низком уровне глюкозы в крови, что делает его важным буфером уровня глюкозы в крови. Когда энергия требуется клеткой или организм Гликоген служит критическим источником энергии, обеспечивая глюкозу тканями по всему организму.

2. Что является основным гормон что стимулирует распад гликогена?A. глюкагонB. Щитовидная железаC. инсулинD. эстроген

Ответ на вопрос № 2

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

3. Каковы возможные судьбы глюкозо-1-фосфата, образующегося при гликогенолизе?A. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в гликолитический путьB. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в пентозофосфатный путьC. Преобразование в глюкозу с последующим выделением в кровотокD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 3

D верно. В мышечных клетках глюкозо-1-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат с помощью фосфоглюкомутазы, после чего он может вступать в гликолитический или пентозофосфатный путь. В клетках печени глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозу глюкозо-6-фосфатазой и выделяется в кровоток.

Гликоген и состав тела

Когда речь заходит о сжигании жира и наборе мышечной массы, углеводы пользуются дурной репутацией.»Если вы едите слишком много углеводов, то никогда не сможете улучшить состав тела» — утверждают многие.»Углеводы не помогают мышцам расти».
На первый взгляд — сплошные аргументы ПРОТИВ и никаких ЗА.
На самом деле — это просто очень популярные заблуждения.
Вполне возможно сжигать жир и набрать мышечную массу употребляя низкое количество углеводов. Но, вероятнее всего, прогрессировать вы будете намного быстрее, если придерживаться высокоуглеводной диеты. Естественно, нужно ориентироваться на гликемический индекс продуктов и отдавать предпочтение «медленным» углеводам (продуктам из правой части таблицы).

Набор мышечной массы

Для быстрого и эффективного роста мышц высокий уровень гликогена в организме необходим по двум причинам.

Позволяет тренироваться интенсивнее. Основным фактором роста мышц является прогрессия нагрузки — постоянное увеличение напряжения  в мышечных волокнах

Наиболее эффективный способ этого добиться — постепенно увеличивать вес, который вы поднимаете.
Для атлета, не принимающего стероиды, важно стать сильнее в тяжелых базовых упражнениях.
Если вы поддерживаете высокий уровень гликогена, то сможете быстрее набирать силу и, как следствие, мышечную массу.
Поэтому, по крайней мере, косвенно, углеводы помогают мышцам расти быстрее.

Улучшает восстановление. Для набора мышечной массы отдых и восстановление после нагрузок настолько же важны, как и сами тренировки.
Низкий уровень мышечного гликогена быстро приводит к перетренированности, а диеты с низким содержанием углеводов увеличивают уровень кортизола и снижают концентрацию тестостерона в крови у спортсменов.
К тому же снижается уровень инсулина. Этот гормон не только помогает транспортировать питательные вещества в клетки, но и обладает мощными антикатаболическими свойствами

Другими словами, инсулин снижает скорость разрушения мышечных белков, чем создает более анаболическую среду в организме, способствующую росту мышц.
Было бы преувеличением утверждать, что углеводы напрямую вызывают рост мышц. Но они помогают тренироваться интенсивнее и быстрее восстанавливаться после тяжелых нагрузок.

Потеря жира

Существуют всевозможные теории о том, почему низкоуглеводные диеты могут помочь быстрее сжечь жир:

• Поддерживают низкий уровень инсулина.
• Уменьшают тягу к пище и чувство голода.
• Уравновешивают и регулируют работу гормонов.

В настоящий момент все они опровергнуты. Все мы знаем, что если поддерживать дефицит калорий в организме, то вес будет теряться независимо от того, откуда поступает большая часть энергии — углеводов, белков или жиров.
Скорее всего вы знакомы с такой теорией, что для того, чтобы максимизировать потерю жира, необходимо сначала снизить уровень гликогена

Некоторые говорят, что это особенно важно, когда процент жира в организме достигает 15% у мужчин и 25% у женщин. На этой стадии вы сталкиваетесь с, так называемым, упрямым жиром.
Говорят, что когда достигнете этой точки, необходимо израсходовать гликогеновые запасы в мышцах, чтобы заставить тело сжигать жир.
Мало того, что это не так, это может даже замедлить прогресс.
Чтобы улучшить состав тела мы стремимся сбросить жир, но при этом сохранить или даже нарастить мышечную массу.
Если сократите потребление углеводов, вы будете плохо и вяло тренироваться, медленнее восстанавливаться. При этом станете слабее и будете терять мышечную массу

У кого потребность в гликогене выше?

Она отличается в зависимости от особенностей организма того или иного человека. Вот в каких случаях потребность в гликогене повышается:

• Если человек ведет активный образ жизни, занимается спортом или выполняет большое количество однообразных манипуляций. В последнем случае мышцы страдают от недостатка кровенаполнения.
• Если работа человека подразумевает активную умственную деятельность. Что такое гликоген? Энергия, которая и в клетках мозга содержится тоже. Чем интенсивнее мозговая деятельность, тем быстрее она расходуется. Запасы надо пополнять.
• Если человек ограничен в питании по тем или иным причинам. Диабетики, к примеру – им многое запрещено. Но в гликогене они также нуждаются. Однако организм его, как правило, недополучает, вследствие чего перерабатывает свои запасы.

Белки и инсулин

Инсулин стимулирует не только активный транспорт аминокислот в периферические клетки, но и непосредственно синтез белка. Поскольку эти два эффекта могут не зависеть друг от друга, гормон влияет, очевидно, не только на клеточную мембрану, но и на внутриклеточные процессы. Стимуляции синтеза белка предшествует возрастание активности мРНК. Поскольку гормон с трудом проходит сквозь мембраны клеток, в механизме его ядерного эффекта должен принимать участие второй посредник. Синтез белка под действием инсулина усиливается и вследствие возрастания количества поступающих в клетку аминокислот. С другой стороны, возрастание утилизации глюкозы замедляет распад белка. Ускорение синтеза и замедление распада белка под влиянием гормона приводят к увеличению белковых запасов в интрацеллюлярном секторе.

Все эти эффекты определяют важнейшую роль инсулина в регуляции процессов роста и развития.

Как пополнить гликоген

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

Что влияет на уровень гликогена

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

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

Для определения степени распределения употребленной пищи рекомендуется руководствоваться рядом факторов:

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

Синтезирование

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

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

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

Восполнение гликогена после тренировки

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

Этот феномен называют «белково-углеводным окном»

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

Гликоген в продуктах питания

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Опасность сложных углеводов

Несмотря на то, что продукты с полисахаридами позволят держать фигуру в норме, а организм в тонусе, избыточное их потребление также негативно может сказаться на здоровье. Нормой считается всего 3 грамма на килограмм веса употребления в сутки. Для тех, кто худеет, сложные углеводы должны присутствовать в рационе в еще меньшем количестве. Некоторые делают упор и вовсе на безуглеводных диетах, употребляя много белка. Однако увлекаться ими не стоит по причине возможного закисления организма и его отравления вплоть до потери сознания, а также, из-за нарушения обмена веществ. Некоторые специалисты считают, что лучше всего ограничить употребление в сутки до 130 граммов.

Если употреблять слишком большое количество продуктов, в которых содержатся сложные виды углеводов, то существует риск раздражения желудочно-кишечного тракта клетчаткой. А это вызывает боли в животе и вздутия. Не рекомендуется есть много сырых овощей людям с болезнями ЖКТ.

Чтобы питаться правильно без ущерба для здоровья и фигуры, нужно постоянно соблюдать баланс. Так, например, продукты с низким гликемическим индексом могут содержать большое количество калорий, что также опасно для фигуры. Но и низкокалорийные блюда с большим ГИ не принесут необходимой пользы организму.

Функции гликогена

Два источника резервов энергии играют свою роль в жизнедеятельности организма.

Запасы в печени

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

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

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

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

В мышечной ткани

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

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

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

Гликоген

Гликоген является одним из основных углеводов, типичным для человека и животных.

Определение

Гликоген – полисахарид, состоящий из большого количества (до n=30000) остатков глюкозы (рис. 1).

Эмпирическая формула гликогена – (С₆Н₁₀О₅)_n, где: С₆Н₁₀О₅ – остаток глюкозы, n — количество остатков глюкозы.

Где содержится в организме человека

В организме человека содержится около 450 г гликогена. Треть этого количества (то есть около150 г) накапливается в печени, остальные две трети (около 300 г) накапливается в мышцах (Я. Кольман, К.-Г. Рём, 2004), рис. 2.  Другими словами в печени содержится 5-6% от массы печени,  в мышцах — 2-3% от массы мышц. Содержание гликогена в других органах незначительно.  Гликоген печени служит прежде всего для поддержания уровня глюкозы в крови. Гликоген мышц служит резервом энергии и не участвует  регуляции уровня глюкозы в крови.

Рис. 2. Баланс гликогена в организме человека (Я. Кольман, К.-Г. Рём, 2004)

Синтез гликогена

Гликоген синтезируется в печени и мышцах из глюкозы, поступающей по кровеносным сосудам. Собственно, в печени гликоген представляет собой запасную, резервную форму глюкозы или депо глюкозы.

Свободная глюкоза не может накапливаться в печени и мышцах. Это связано с тем, что молекулы глюкозы имеют малые размеры и легко проходят через внешнюю оболочку клеток печени (гепатоцитов) и через сарколемму мышечных волокон (С.С. Михайлов, 2009). Синтез гликогена требует затрат энергии. Для присоединения к гликогену одного остатка глюкозы необходимо 41 кДж энергии. Синтез гликогена усиливает гормон инсулин.

О взаимосвязи гормонов и мышечной массы можно прочесть в моей книге «Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека»

Распад гликогена

В печени распад (лизис) гликогена называется гликогенолизом. Так как в гликоген печени  распадается на глюкозу, этот процесс  называется глюкогенезом. Он ускоряется гормонами глюкагоном, адреналином и норадреналином. При мышечной деятельности скорость мобилизации гликогена в печени зависит от интенсивности выполненной нагрузки. Так, например, при умеренной физической нагрузке скорость мобилизации гликогена возрастает в 2-3 раза, а при интенсивной – в 7-10 раз по сравнению с состоянием покоя.

Распад гликогена в печени происходит и во время отдыха. В результате этого образующаяся глюкоза способствует восстановлению запасов гликогена в сердечной мышце и скелетных мышцах (Н.И. Волков с соавт., 2000).

В мышцах гликоген обычно распадается при выполнении физической нагрузки. Распад гликогена стимулирует гормон адреналин. Если распад гликогена происходит в анаэробных условиях, этот процесс называется гликолизом.

Литература

1. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия.- М.: Мир, 2004.- 469 с.
2. Мак-Комас, А. Дж. Скелетные мышцы. – Киев: Олимпийская литература, 2001.- 407 с.
3. Михайлов, С. С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.

Влияние гликогена на вес тела

Ученые определили, что во взрослом организме может накопиться около 400 граммов гликогена. Но также ученые определили и то, что каждый грамм резервной глюкозы связывает примерно 4 грамма воды. Вот и получается, что 400 г полисахарида – это примерно 2 кг гликогенного водного раствора. Этим объясняется обильное потоотделение во время тренировок: организм расходует 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 расходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Один литр воды, как известно, – это 1 кг веса. 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.

Для по-настоящему эффективного похудения врачи советуют не только пересматривать рацион (отдавать предпочтение протеинам), но и усиливать физические нагрузки, которые ведут к быстрому израсходованию гликогена. Кстати, исследователи рассчитали, что 2-8 минут интенсивных кардиотренировок достаточно для использования запасов гликогена и потери лишнего веса. Но эта формула подходит исключительно лицам, не имеющим кардиологических проблем.

Гликоген биологическая роль. Мобилизация гликогена (гликогенолиз)

Резервы гликогена используются по-разному в зависимости от функциональных особенностей клетки.

Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Через 12-18 часов голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.

В мышцах количество гликогена снижается обычно только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной. Гликоген здесь используется для обеспечения глюкозой работы самих миоцитов. Таким образом, мышцы, как впрочем и остальные органы, используют гликоген только для собственных нужд.

Мобилизация (распад) гликогена или гликогенолиз активируется при недостатке свободной глюкозы в клетке, а значит и в крови (голодание, мышечная работа). При этом уровень глюкозы крови «целенаправленно» поддерживает только печень , в которой имеется глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая фосфатный эфир глюкозы. Образуемая в гепатоците свободная глюкоза выходит через плазматическую мембрану в кровь. 

В гликогенолизе непосредственно участвуют три фермента:

1. Фосфорилаза гликогена (кофермент пиридоксальфосфат) – расщепляет α-1,4-гликозидные связи с образованием глюкозо-1-фосфата. Фермент работает до тех пор, пока до точки ветвления (α1,6-связи) не останется 4 остатка глюкозы.

Роль фосфорилазы при мобилизации гликогена

2. α(1,4)-α(1,4)-Глюкантрансфераза – фермент, переносящий фрагмент из трех остатков глюкозы на другую цепь с образованием новой α1,4-гликозидной связи. При этом на прежнем месте остается один остаток глюкозы и «открытая» доступная α1,6-гликозидная связь.

3. Амило-α1,6-глюкозидаза , (» деветвящий » фермент) – гидролизует α1,6-гликозидную связь с высвобождением свободной (нефосфорилированной) глюкозы. В результате образуется цепь без ветвлений, вновь служащая субстратом для фосфорилазы.

Что такое гликоген?

Гликоген по своей химической структуре относится к группе сложных углеводов, основу которых составляет глюкоза, только в отличие от крахмала запасается он в тканях животных, в том числе человека. Основным местом, где гликоген запасается человеком является печень, но кроме того, он накапливается и в скелетных мышцах, обеспечивая энергию для их работы.

Главная роль, которую выполняет вещество — накопление энергии в виде химической связи. При поступлении в организм большого количества углеводов, которое нельзя реализовать в ближайшее время, избыток сахара при участии инсулина, доставляющего глюкозу в клетки, превращается в гликоген, запасающий впрок энергию.

Общая схема гомеостаза глюкозы

Обратная ситуация: когда углеводов не хватает, например, во время голодания или после большой физической активности, наоборот, происходит расщепление вещества и превращение его в глюкозу, которая легко усваивается организмом, давая при окислении дополнительную энергию.

Рекомендации специалистов говорят о минимальной суточной дозе в 100 мг гликогена, однако при активных физических и умственных нагрузках она может быть повышена.

Структура цитоплазмы

Цитоплазма — внутренняя среда клетки, объединяющая структурные компоненты. Состоит из органелл и цитозоля — «основного вещества» или матрикса (рис. 2). Жидкая фаза цитозоля — коллоидный раствор белковых, минеральных и других веществ. Твердая фаза представлена цитоплазматическим скелетом. Это система трубочек и нитей, постоянно меняющаяся структура, которая создается и разрушается в зависимости от процессов в клетке.

Рис. 2. Строение клетки

Основу цитоскелета составляют:

• Микротрубочки — полые трубки диаметром 20–30 нм, пронизывающие всю цитоплазму.
• Микрофиламенты — нити, образующие сплетения и пучки.
• Промежуточные филаменты — нитевидные образования.

Стенки микротрубочек образованы свернутыми нитями белка тубулина. Сбор белковых молекул для микротрубочек происходит в клеточном центре. Прочные белковые нити образуют опорную основу цитоплазмы. Они противодействуют растяжению и сжатию клетки, поддерживают определенное положение органелл в пространстве. Микротрубочки выполняют опорную и транспортную функцию, так как участвуют в переносе различных веществ.

Микрофиламенты состоят из молекул глобулярного белка актина. Это нити, присутствующие в цитоплазме всех эукариот. Микрофиламенты чаще располагаются вблизи плазматической мембраны, участвуют в изменении ее формы, появлении углублений и выростов

Это особенно важно для пино- и фагоцитоза

Промежуточные филаменты образованы белками, имеют средний диаметр 10 нм (больше диаметра микрофиламентов). Нитевидные структуры тоньше, чем микротрубочки в 2–2,5 раза. Промежуточные филаменты участвуют в создании цитоскелета и движении цитоплазмы.

Отличительные особенности гликогена и крахмала

Разница между гликогеном и крахмалом заключается, прежде всего, в особенностях химического строения каждого из веществ:

1. Гликоген. Его молекулы, в отличие от основного крахмального компонента амилопектина, отличаются более сильным разветвлением.
2. Между этими структурами есть различие в виде морфологической макромолекулы. Так, у амилопектина среднее расстояние между ветвлениями в средней части ММ составляет 8-9 глюкозных звеньев. А на внешней ее поверхности это расстояние равно 15-18 ГЗ. У гликогена эти показатели ниже. Так, в средней части расстояние между ветвлениями равно 3 глюкозным циклам, а на внешней бахроме – 6-7.
3. Гликоген легко растворяется в воде, не образуя при этом клейстера. Для амилопектина характерны полностью противоположные свойства.

И, наконец, гликоген является резервным элементом для представителей животного мира, и играет немаловажную роль в энергетическом обмене в организме животного. Этими свойствами крахмал не обладает. Его можно обнаружить только в растениях, которым свойственен фотосинтез.