Odstavek 31. izmenjava glikogena

Avtorica besedila - Anisimova Elena Sergeevna.
Vse pravice pridržane. Ne morete prodati besedila.
Prsni listi se ne utesnjujejo.

Pripombe lahko pošljete po pošti: [email protected]
https://vk.com/bch_5

PARAGRAF št. 31. Glej str. 28–30.
Izmenjava glikogena. "

Poznajte formule glukoze, glukoze-6-fosfata in glukoze-1-fosfata, sposoben je povezati ostanke glukoze z 1,4 in 1,6 vezmi (fragment molekule glikogena).

31. 1. Struktura molekule glikogena.

Opredelitev. - Glikogen je polimer, ki ga sestavljajo ostanki glukoze, povezani z -1,4 glikozidnimi vezmi v linearnih odsekih in -1,6 glikozidne vezi na vejnih točkah. Glikogen najdemo v mišicah in jetrih. Ko jemo mišice in jetra, se glikogen v prebavilih prebavi do glukoze - glejte št. 30.
Struktura molekule glikogena - prvi glukozni ostanek je vezan na poseben majhen protein, imenovan glikogenin in deluje kot "seme" za sintezo molekule glikogena (v smislu, da se sinteza glikogena začne z dodatkom glukoze glikogeninu).
Na prvi ostanek glukoze je vezano več ostankov; -1,4-vezi, ki tvorijo prvo "vejo" glikogena.
Nekateri ostanki glukoze prve veje; -1,6-glikozidne vezi pritrjujejo ostanke glukoze, kar povzroča nove veje molekule glikogena.
V molekuli glikogena je približno 12 koncentričnih plasti.
Zunanji ostanki glukoze se lahko odcepijo iz molekule glikogena in se spremenijo v glukozo.

31. 2. S e c e p l e n i e g l in kogen

v jetrih in mišicah, imenovanih likoza glikogena ali GLYCOGEN / LYSOM (ne smemo zamenjati z glikolizo - razgradnjo glukoze).
Med glikogenolizo se odstranjujejo najbolj oddaljeni ostanki glukoze, "s koncev vej" (torej več vej in 1,6 vezi, hitreje lahko razgradite glikogen).
V mišičnih celicah se ostanki glukoze cepijo za uporabo v samih celicah mišic,
in v jetrih - za sproščanje glukoze v kri z njenim pomanjkanjem, torej s hipoglikemijo, ki se pojavi med lakoto, stresom, povečano porabo glukoze.
Toda rezerve jetrnega glikogena zadostujejo telesu le za 12 ur - po tem naj bi glukoza nastajala z glukoneogenezo, za katero so mišične beljakovine surovine - str. 33.

31. 2. 2. Ureditev razgradnje glikogena (s fosforolizo - glej spodaj).

Razpad glikogena (kot glukoneogeneza) je nujen in se pojavi med lakoto pod delovanjem lakote hormona glukagona
in pod stresom pod vplivom stresnih hormonov GCS in kateholaminov adrenalina in norepinefrina.
Med sitostjo in mirovanjem razpad glikogena ni potreben in ne pride, saj ga zavira hormon počitka in sitosti, inzulin. Ob pomanjkanju inzulina ali njegovega delovanja pri diabetes mellitusu razpad ne inhibira insulina, kar vodi v pospešitev razgradnje glikogena in prispeva k hiperglikemiji.

Uravnavanje razgradnje glikogena poteka s spremembo aktivnosti in / ali koncentracije njegovih ključnih encimov: glikogena / fosforilaze in hekso-6-fosfataze (glejte spodaj):
inzulin moti delo encimov za cepitev glikogena, glukagon in kortikosteroidi s CA spodbujajo (kortikosteroidi inducirajo glukozo-6-fosfatazo, glukagon in kateholamini pa aktivirajo glikogen / fosforilazo s pomočjo drugih posrednikov - cAMP in kalcijevih ionov).

31. 2. 3. Metode glikogenolize.

Obstajata dva načina glikogenolize -
1 - (v jetrih), če se med cepitvijo vežejo molekule glukoze, se cepitev imenuje hidroliza (glikolitična) in katalizira encim; -amilaza, ki odcepi eno molekulo glukoze;
2 - (v jetrih in mišicah), če se med cepitvijo vežejo molekule fosforjeve kisline (H3PO4), se cepitev imenuje fosforoliza ali fosforolitična in katalizira encim, imenovan glikogen fosforilaza.

31. 2. 4. Fosforoliza glikogena (opis)

Fosforilaza odstrani en ostanek glukoze, tako da nanjo pritrdi fosfat (na prvem mestu),
zaradi česar proizvodi fosforilaze postanejo glukoza-1-fosfat
in molekula glikogena, skrajšana za en ostanek glukoze (n-1).
Po tem se naslednji molekuli glukoze odstranijo iz molekule glikogena s pomočjo fosforilaze, enega za drugim, dokler se ne pojavi 1,6-vez.
1,6 vez se cepi s tako imenovanim encimom proti razvejevanju, po katerem se 1,4-vezava še naprej cepi s fosforilazo.

31. 2. 5. Reakcija in fosforescenca (tri):

1. reakcija fosforolize:

glikogen (n) + fosforjeva kislina (H3PO4) = glikogen (n-1) in glukoza-1-fosfat.
Eden od ostankov glukoze se je odcepil, vanj smo dodali fosfat (brez porabe ATP!),
v molekuli glikogena pa je en ostanek manj glukoze (n-1).

2. reakcija fosforolize:

prenos fosfata s 1. položaja glukoza-1-fosfata v 6. položaj, zaradi česar se glukoza-1-fosfat pretvori v glukozo-6-fosfat. Reakcija je reverzibilna (med sintezo glikogena se zgodi obratno), encim se imenuje fosfoglukomutaza. Preostale reakcije pri izmenjavi glikogena so nepovratne.
Reakcijska shema: glukoza-1-fosfat; glukoza-6-fosfat.

3. reakcija fosforolize:

fosfat se cepi s šestega mesta (s hidrolizo), zaradi česar nastaneta fosforjeva kislina in glukoza, ki lahko vstopi v krvni obtok, da nahrani možgane in eritrocite, poveča koncentracijo glukoze v krvi.
To je glavna vrednost glikogenolize v jetrih - biti eden od virov glukoze za telo..
Reakcijska shema: glukoza-6-fosfat + H2O = glukoza + fosforjeva kislina.
Če želite poimenovati encim za to reakcijo, morate dodati glukozo-6-fosfat: glukozo-6-fosfatazo.
Encimi, ki katalizirajo cepitev fosfatov (s hidrolizo, defosforilacijo), imenujemo fosfataze.
Mišice nimajo encima glukoza-6-fosfataze, zato se glukoza-6-fosfat ne pretvori v glukozo,
zato mišični glikogen ni rezerva glukoze za ostala tkiva.
Glukoza-6-fosfat, ki nastane v mišicah, vstopi v reakcije glikolize in se spremeni v laktat (v anaerobnih pogojih trdo delujoče mišice) - str. 32.
Fosforilaza in glukoza-6-fosfataza - ključni encimi fosforolize.

31.3.Sintesglikogena.
31. 3. 1. Pomen. -

Potrebno je, da ima telo v gladi ali stresu rezervo glukoze za možgane in eritrocite, kar bo preprečilo "lačen omedlevico" in podprlo delovanje.

31. 3. 2. Regulacija sinteze glikogena.

Zato med stresom in lakoto ne pride do sinteze glikogena (lakota in stresni hormoni zmanjšujejo sintezo glikogena), v mirovanju in sitosti pa pride do sinteze glikogena pod vplivom inzulina.
Uravnavanje sinteze glikogena poteka s spreminjanjem aktivnosti in / ali koncentracije njegovih ključnih encimov: hekokinaze in glikogena / sintaze (glejte spodaj):
Insulin spodbuja delo encimov za sintezo glikogena, glukagon in GCS z zaviranjem CA (GCS potlačuje hekokinazo, glukagon in kateholamini pa inaktivirajo glikogen / sintazo z uporabo drugih mediatorjev - cAMP in kalcijevih ionov).
Sinteza glikogena je eden od procesov, ki uporabljajo glukozo, zato njen potek pomaga zmanjšati koncentracijo glukoze v krvi.

31. 3. 3. Reakcije sinteze glikogena (štiri):
1. reakcija sinteze glikogena:

enako kot pri glikolizi in PPP (točki 32 in 35): dodajanje fosfata glukozi (fosforilacija), ki ga pretvori v glukozo-6-fosfat. Izvor ATP je fosfat, encimi, ki katalizirajo to vrsto reakcije (prenos fosfata iz ATP v substrat), se imenujejo kinaze; kinaza, ki katalizira fosforilacijo glukoze in drugih heksoz na 6. mestu, se imenuje hekokinaza.
Shema: glukoza + ATP; glukoza-6-fosfat + ADP.

2. reakcija sinteze glikogena:

prenosa fosfata iz 6. položaja v prvo, zaradi česar se glukoza-6-fosfat pretvori v glukozo-1-fosfat. Ta reakcija je reverzibilna, v nasprotni smeri pa poteka z razpadom glikogena (glej zgoraj). Encim je fosfoglukomutaza. Preostali učinki sinteze glikogena so nepovratni.
Glukoza 6-fosfat; glukoza-1-fosfat.

3. reakcija sinteze glikogena:

Tvorba UDP-glukoze iz glukoze-1-fosfata kot posledica pritrditve na UMP fosfat (str. 70). Izvor UMP je UTP, zato se UTP imenuje makroerg presnove ogljikovih hidratov. Stroški UTP so enaki stroškom ATP. Delitev UTP na UMP je enakovredna zapravljanju dveh ATP. Tako med sintezo glikogena porabimo 3 molekule ATP za dodajanje vsake molekule glukoze (tretja je v prvi reakciji).
Glukoza-1-fosfat + UTP; glukoza-1-fosfat-UMP (= UDP-glukoza) + FFn

4. reakcija sinteze glikogena:

Glukoza se odcepi iz UDP in prenese v rastočo verigo molekule glikogena, nanjo pa pritrdi 1,4-glikozidna vez.
UDP-glukoza + glikogen z n-številom ostankov glukoze;
; UDP + glikogen z (n + 1) količino ostankov glukoze.

31. 4. Glikogenoze in aglikogeneze.

Obstajajo ljudje z nizko aktivnostjo encimov, ki sodelujejo pri razgradnji glikogena
(glikogen / fosforilaza in glukoza-6-fosfataza; druga še vedno deluje v GNG, str. 33) - zaradi tega se glikogen ne razgradi (s fosforolizo), nabira se v jetrih - ta akumulacija se imenuje GLIKOGENOZA.

Z glikogenozo zaradi razpada glikogena ni mogoče tvoriti glukoze, zato imajo ljudje z glikogenozo zmanjšano sposobnost prenašanja običajnih prekinitev obrokov, zato morajo jesti pogosteje kot običajni ljudje (jedo ogljikohidratno) hrano. Daljša prekinitev vnosa hrane lahko takšne ljudi privede do zmanjšanja koncentracije glukoze v krvi (hipoglikemija), pojava šibkosti, omedlevice. Kopičenje glikogena vodi tudi v povečana jetra.
Glikogenoza je primer presnovnega bloka: počasna reakcijska hitrost zaradi nizke aktivnosti encima (zaradi mutacije gena). Primer primarne encimopatije.
Pomanjkanje glukoza-6-fosfataze je hujše, saj se v tem primeru glukoza ne tvori v GNG. Vse upanje na redne obroke.

Obstajajo ljudje z zmanjšano aktivnostjo encima sinteze glikogena glikogen / sintaza zaradi mutacije gena, ki ga kodira. Glikogena ne sintetizirajo (ali ga ne zadoščajo), zato ga med lakoto ne moremo razgraditi..
To pomanjkanje glikogena se imenuje A-GLYCOGENOSIS (predpona "a-" pomeni odsotnost).
Z aglikogenozo je življenjski slog enak kot pri glikogenozi - jesti morate redno, saj v primeru lakote ni rezerve glukoze (glikogena). Morda GNG pomaga.

Kakšna je funkcija glikogena v jetrih??

Jetra so vitalni notranji organ, saj proizvajajo žolč, čistijo strupe in strupe, so odgovorni za proizvodnjo vitaminov, podpirajo hematopoetski sistem, oskrbujejo telo z glicerinom in hranili, nevtralizira strupene žolčne pigmente in še veliko več..

Druga zelo pomembna funkcija jeter je glikogenogeneza. Glikogen je kompleksen ogljikov hidrat. Je nekakšna telesna rezerva. Glikogen je shranjen v jetrih. Mimogrede, tega elementa ne zamenjujte s celulozo, insulinom, fruktozo, saharozo in glukozo - vse to so popolnoma različni pojmi in elementi..

Glikogen je sestavljen iz molekul glukoze, povezanih v verigi. Snov se odlaga ne le v jetrih, temveč tudi v mišičnem tkivu, čeprav v majhni količini. Podrobneje razmislimo, kako pride do proizvodnje in izmenjave glikogena, zakaj je potreben in v katerih primerih je pretvorba glukoze v glikogen motena.

Sinteza in pretvorba glikogena v jetrih

Oglejmo si podrobneje, kako poteka sinteza in razpad glikogena v jetrih. Upoštevajte, da se sinteza in pretvorba glikogena v človeškem telesu nekoliko razlikujeta od sinteze in pretvorbe pri živalih, vključno z dvoživkami.

Zakaj je glikogen v telesu sploh potreben in zakaj se človek ne more prehvaliti s samo sladkorjem, torej glukozo? To vprašanje je naenkrat zanimalo številne ugledne znanstvenike. Že v 20. stoletju so zdravniki odkrili, da je glikogen zapleten ogljikov hidrat, ki ga sestavlja ogromno število molekul glukoze. Pravzaprav lahko glikogen imenujemo koncentriran sladkor, ki se nevtralizira in ne vstopi v krvni obtok, dokler snovi snovi ne potrebuje..

Pojavi se sinteza glikogena v jetrih, prav tako pa tudi njegova nadaljnja presnova. Jetra sama predelajo glukozo in maščobne kisline. Mimogrede, maščobne kisline so zelo zapletene strukture, ki vsebujejo tako ogljikove hidrate kot transportne beljakovine..

Telo s pomočjo sladkorjev in maščobnih kislin ustvari glikogensko depo, ki se nabira v celicah jetrnega in mišičnega tkiva. Med stresom in intenzivnimi fizičnimi napori se glikogen sprosti v krvni obtok, da telo nasiči z energijo.

Depo glikogena ali bolje rečeno njegov volumen se pri športnikih znatno poveča, saj med treningom porabijo veliko energije. Več vključkov glikogena v človeških jetrnih celicah omogoča:

  1. Povečajte vzdržljivost.
  2. Vzdrževajte raven sladkorja v krvi.
  3. Povečanje obsega mišičnega tkiva (posredno).

Če človek zaužije veliko preprostih ogljikovih hidratov (sladkarij), potem jetra občutijo presežek sladkorja. Posledično se razvije maščobna degeneracija jeter in celo avtoimunski hepatitis..

Kaj vpliva na raven glikogena?

Kaj določa koncentracijo glikogena v jetrih in iz katerih razlogov se lahko posplošitev nekega elementa zmanjša ali, nasprotno, poveča? Razmislimo o vsem po vrstnem redu. Preučevali so histologijo jeter in odziv organa na telesno aktivnost, dolgotrajno na tešče in odvečne ogljikove hidrate, so zdravniki prišli do zaključka, da je raven glikogena neposredno odvisna od telesne aktivnosti osebe..

Poskusimo oblikovati naslednjo situacijo. Imamo dve osebi - Vasya in Kolya. Vasya je športnik, ki trenira 3-5 krat na teden, anaerobni treningi so redno prisotni v njegovem življenju. Kolya je običajna oseba, ki dela v pisarni in ne igra športa. Seveda Vasya potrebuje veliko več energije, zato bo velikost njegovega glikogenskega skladišča večja.

Tudi presnovni procesi v jetrih in biosinteza glikogena bodo odvisni od hrane, ki jo človek zaužije. Poleg tega je korelacija enaka tako za odrasle kot za otroka. Ravni glikogena so odvisne od:

  • Glikemični indeks zaužite hrane. Višji kot je, več telo shranjuje maščobe..
  • Glikemična obremenitev. O tem smo govorili zgoraj.
  • Vrsta ogljikovih hidratov. Preprosti ogljikovi hidrati hitro povišajo raven sladkorja v krvi in ​​pospešijo skladiščenje maščob, medtem ko kompleksni ogljikovi hidrati (žita) nasprotno pomagajo ohranjati normalno raven sladkorja čez dan in ne sintetizirajo velikih količin maščobnih kislin.
  • Količina pojetih ogljikovih hidratov.

Po mnenju strokovnjakov za prehrano čisti sladkor in sladkarije gredo v maščobno plast skoraj takoj in v celoti, zapleteni ogljikovi hidrati pa se sploh ne morejo spremeniti v maščobne kisline in glikogen..

Kršitev sinteze in razpad glikogena v jetrih

Sinteza glikogena se lahko poveča ali zmanjša. Hkrati se lahko rezerve elementa v mišičnem tkivu in jetrih napolnijo oz. Zakaj se to zgodi in za katere bolezni pride do kršitve presnovnih procesov?

Glavni provokator bolezni je diabetes mellitus. Obstajata dve vrsti diabetesa mellitus - inzulinsko odvisna in neinzulinsko odvisna. Natančni vzroki diabetesa mellitusa tipa 1 niso znani, drugi tip pa se domnevno razvije zaradi prenajedanja, premalo vadbe, hormonskih motenj, nalezljivih bolezni, pankreatitisa.

Pri diabetes mellitusu začne inzulin slabo razgraditi in izkoriščati glukozo, pospešuje glukoneogenezo, zavira prehod glukoze v maščobo, poveča aktivnost glukoze-6-fosfataze.

Tako s sladkorno boleznijo telo ne more v zadostni meri porabiti glukoze in napolniti glikogensko depo, zaradi česar se raven krvnega sladkorja dvigne. Najvišja dovoljena raven 5,5 mmol / l, od 6 do 6,6 mmol / l je preddiabetes, vse, kar je višje, pa je diabetes mellitus. Če ne ukrepate, potem oseba pade v hiperglikemično komo..

V takih primerih je indicirana hospitalizacija, zdravila se dajejo intravensko v intenzivni negi za normalizacijo presnove ogljikovih hidratov in kislinsko-baznega ravnovesja. Po izhodu iz kome mora bolnik opraviti obsežno diagnozo, opraviti krvni test za glicirani hemoglobin itd. Glavno priporočilo za diabetes je stabilizacija prehrane, zdravljenje z insulinom in hipoglikemične tablete..

Motena sinteza in razpad glikogena v jetrih lahko izzove tudi:

  1. Pomanjkanje vadbe v kombinaciji z velikim vnosom preprostih ogljikovih hidratov in maščob.
  2. Patologija hepatobiliarnega sistema. Z njimi glikogen preneha pravilno tvoriti, sladkor se lahko takoj pretvori v maščobne kisline. Tudi pri boleznih, povezanih z zdravjem jeter, se poveča aktivnost jetrnih transaminaz. Kršitev sinteze glikogena se lahko izvede z biliarno cirozo jeter, odpovedjo jeter, fibrozo, virusnim, avtoimunskim, drognim ali alkoholnim hepatitisom, maščobno hepatozo, holangitisom in celo akutno obliko holecistitisa.
  3. Hipoksična stanja.
  4. Hipovitaminoza B1.
  5. Glikogenoza. S to patologijo jetra resno prizadenejo. Glikogenoza je posplošen koncept sindromov, pri katerih je delovanje encimov moteno, zaradi česar telesu uspe sintetizirati in razgraditi glikogen..
  6. Motnje fosforilacije glukoze v črevesni steni.

Če začne telo slabše izločati glikogen, morate opraviti diferencialno diagnozo. Da lahko zdravnik posploši osnovni vzrok motenj, je treba najprej pregledati jetra. Priporočljivo je narediti ultrazvok jeter, opraviti biokemični krvni test, PCR in ELISA za markerje hepatitisa, narediti test krvnega sladkorja. Biopsija se opravi po potrebi.

Glikogen

Vsebina

Glikogen v telesu [uredi | uredi kodo]

Glikogen je kompleksen ogljikov hidrat, sestavljen iz molekul glukoze, povezanih v verige. Po obroku začne velika količina glukoze vstopati v krvni obtok in človeško telo shrani presežek te glukoze v obliki glikogena. Ko raven glukoze v krvi začne upadati (na primer pri vadbi), telo uporablja encime za razgradnjo glikogena, tako da raven glukoze ostane normalna in organi (vključno z mišicami med vadbo) dobijo dovolj glukoze, da proizvede energijo.

Glikogen se odlaga predvsem v jetrih in mišicah. Skupna zaloga glikogena v jetrih in mišicah odraslega človeka je 300-400 g ("Human Physiology" AS Solodkov, EB Sologub). V bodybuildingu je pomemben le glikogen, ki ga najdemo v mišičnem tkivu..

Med izvajanjem vaj za moč (bodybuilding, powerlifting) nastopi splošna utrujenost zaradi izčrpavanja zalog glikogena, zato je priporočljivo, da zaužijete hrano, bogato z ogljikovimi hidrati 2 uri pred treningom, da napolnite zaloge glikogena.

Biokemija in fiziologija [uredi | uredi kodo]

S kemijskega vidika je glikogen (C6H10O5) n polisaharid, ki ga tvorijo ostanki glukoze, povezani z vezmi α-1 → 4 (α-1 → 6 na vejah); glavni hranilni ogljikov hidrat pri ljudeh in živalih. Glikogen (ki ga včasih imenujemo tudi živalski škrob, čeprav je izraz netočen) je glavna oblika shranjevanja glukoze v živalskih celicah. V obliki granul v citoplazmi se odlaga v številnih vrstah celic (predvsem v jetrih in mišicah). Glikogen tvori rezervo energije, ki jo je mogoče hitro aktivirati, da nadomestimo nenadno pomanjkanje glukoze. Zaloge glikogena pa niso tako veliko kalorij na gram kot trigliceridi (maščobe). Samo glikogen, ki je shranjen v jetrnih celicah (hepatociti), se lahko pretvori v glukozo in tako nahrani celotno telo. Vsebnost glikogena v jetrih s povečanjem njegove sinteze je lahko 5-6% mase jeter. [1] Skupna masa glikogena v jetrih lahko pri odraslih doseže 100-120 gramov. V mišicah se glikogen predela v glukozo izključno za lokalno porabo in se nabira v veliko nižjih koncentracijah (največ 1% celotne mišične mase), hkrati pa lahko njegova celotna mišična dobava preseže zalogo, nakopičeno v hepatocitih. Majhne količine glikogena najdemo v ledvicah, še manj pa v določenih vrstah možganskih celic (glial) in belih krvnih celic.

Kot hranilni ogljikov hidrat je glikogen prisoten tudi v glivičnih celicah.

Presnova glikogena [uredi | uredi kodo]

S pomanjkanjem glukoze v telesu se glikogen razgradi po encimih v glukozo, ki vstopi v krvni obtok. Uravnavanje sinteze in razpada glikogena izvaja živčni sistem in hormoni. Dedne okvare encimov, ki sodelujejo pri sintezi ali cepitvi glikogena, vodijo k razvoju redkih patoloških sindromov - glikogenoze.

Ureditev razgradnje glikogena [uredi | uredi kodo]

Razpad glikogena v mišicah sproži adrenalin, ki se veže na njegov receptor in aktivira adenlat ciklazo. Adenylat ciklaza začne sintetizirati ciklični AMP. Ciklični AMP sproži kaskad reakcij, ki na koncu privedejo do aktivacije fosforilaze. Glikogen fosforilaza katalizira razpad glikogena. V jetrih razpad glikogena spodbuja glukagon. Ta hormon izločajo a-celice trebušne slinavke med postom..

Uravnavanje sinteze glikogena [uredi | uredi kodo]

Sinteza glikogena se začne, ko se inzulin veže na svoj receptor. V tem primeru pride do avtofosforilacije ostankov tirozina v insulinskem receptorju. Začne se kaskada reakcij, v kateri se izmenično aktivirajo naslednji signalni proteini: substrat-1 insulinskega receptorja, fosfoinozitol-3-kinaza, fosfoinozitol-odvisna kinaza-1, protein kinaza AKT. Na koncu je zavirana glikogen sintaza kinaza-3. Med postom je glikogen sintetaza kinaza-3 aktivna in inaktivirana le kratek čas po obroku kot odgovor na inzulinski signal. Zavira glikogensko sintazo s fosforilacijo in ji preprečuje sintezo glikogena. Med obrokom inzulin aktivira kasko reakcij, zaradi česar kinaza-3 glikogen sintaza inhibira in aktivira beljakovinsko fosfatazo-1. Protein fosfataza-1 dephosforilira glikogen sintazo in slednja začne sintetizirati glikogen iz glukoze.

Protein tirozin fosfataza in njeni inhibitorji

Ko je obrok končan, beljakovinska tirozin fosfataza blokira delovanje inzulina. Desfosforilira ostanke tirozina v insulinskem receptorju in receptor postane neaktiven. Pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa II je aktivnost proteinske tirozin fosfataze pretirano povečana, kar vodi v blokado insulinskega signala, celice pa so imunske na inzulin. V teku so raziskave za razvoj zaviralcev proteinske fosfataze, ki bodo omogočili razvoj novih načinov zdravljenja sladkorne bolezni tipa II..

Obnavljanje zalog glikogena [uredi | uredi kodo]

Večina tujih strokovnjakov [2] [3] [4] [5] [6] se osredotoča na potrebo po zamenjavi glikogena kot glavnega vira energije za zagotovitev mišične aktivnosti. Ponavljajoče obremenitve, omenjene v teh delih, lahko povzročijo globoko izčrpavanje zalog glikogena v mišicah in jetrih in negativno vplivajo na uspešnost športnikov. Hrana z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov poveča skladiščenje glikogena, mišični energijski potencial in izboljša splošno učinkovitost. Po opažanjih V. Shadgana naj bi večina kalorij na dan (60-70%) prišla iz ogljikovih hidratov, ki zagotavljajo kruh, žitarice, žitarice, zelenjavo in sadje.

Osnove presnove glikogena

Urednica: Veronica Rees

Vir: NCBI

Med intenzivno vadbo in daljšim fizičnim naporom se mišični glikogen razgradi, da se sprostijo molekule glukoze. Potem te molekule zaradi anaerobnih in aerobnih procesov oksidirajo mišične celice, da tvorijo molekule adenozin trifosfata (ATP), ki so potrebne za krčenje mišic. Hitrost, s katero se mišični glikogen razgradi, je odvisna predvsem od intenzivnosti telesne aktivnosti.

RDA za sedeče odrasle moške in ženske je približno 130 g. Ta vrednost je odvisna od trajanja in intenzivnosti vadbe. Na primer, v dneh nizke telesne aktivnosti mišično tkivo potrebuje bistveno manj ogljikovih hidratov za obnovo mišic in glikogena kot pri težjih treningih. Zaradi tega se trenutne smernice o vnosu ogljikovih hidratov za športnike razlikujejo glede na dnevno vadbo. Vendar pa športniki pogosto ne zaužijejo dovolj ogljikovih hidratov..

Glikogen se skladišči v citosolu celic, zavzemajo 2% volumna srčnih celic, 1-2% volumna mišičnih celic skeleta in 5-6% volumna jetrnih celic. Niti kratkotrajno na tešče niti dolgotrajno sedenje ne vplivata na zaloge glikogena v mišicah, čeprav se lahko glikogen v srčni mišici med postom poveča, saj se aminokisline in glicerol pretvorijo v glukozo in shranijo kot glikogen, da srcu zagotovijo dovolj energije..

Za pripravo telesa na nadaljnje treninge in tekmovanja je pomembno, da se zaloge glikogena v mišicah in jetrih napolnijo. Ta članek povzema prehranske, vadbene in obnovitvene smernice za športnike in tiste, ki so vključeni v redno telesno aktivnost. Med intenzivno vadbo sta glukoza v krvi in ​​mišični glikogen glavni "gorivi", ki se oksidirata, da tvorita ATP.

Poleg človeških mišičnih in jetrnih celic se glikogen v majhnih količinah nabira v možganskih celicah, srčnih celicah, celicah gladkih mišic, ledvičnih celicah, eritrocitih in levkocitih ter celo v maščobnih celicah. V normalnih pogojih je glukoza edino gorivo, ki ga možgani uporabljajo za izdelavo ATP; v mirovanju možgani presnovijo približno 60% glukoze v krvi.

Ker možgani potrebujejo glukozo, je med počitkom in vadbo nujno vzdrževati evglikemijo (normalno koncentracijo glukoze v krvi). Da bi zagotovili zadostno zalogo glukoze v možganih, jetra sproščajo glukozo v krvni obtok.

Uporaba mišičnega glikogena med vadbo zmanjša absorpcijo glukoze iz krvnega obtoka in tako pomaga ohranjati raven glukoze v krvi brez porabe ogljikovih hidratov. Ustrezen vnos ogljikovih hidratov med vadbo pomaga vzdrževati zaloge glikogena v jetrih in poročajo, da ohranjajo glikogen v mišičnih celicah tipa II (hitro trzanje).

V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je postalo očitno, da so ogljikovi hidrati pomembni za mišični trening, da je raven glukoze v krvi povezana z utrujenostjo in da povečan vnos ogljikovih hidratov pred tekmovanjem ter uživanje pasti med tekmovanjem preprečujeta šibkost in utrujenost. Kljub tem opazovanjem in veliko zgodnejšemu odkritju glikogena leta 1858 povezava med prehransko vsebnostjo ogljikovih hidratov, mišičnim glikogenom in telesno aktivnostjo ni bila potrjena do 60. let..

Skupna vsebnost glikogena v telesu je približno 600 g, ta številka pa se razlikuje glede na telesno težo, prehrano, telesno pripravljenost in vadbo. Med intenzivno in dolgotrajno vadbo je lahko vsebnost glikogena v mišičnih celicah občutno nižja, vendar ne pade manj kot 10% začetnih podatkov.

Vloga glikogena

Mišični glikogen ni samo vir energije, ampak je tudi regulator signalnih poti, ki sodelujejo pri prilagajanju treninga in vplivajo na celično osmolalnost. Merjenje zalog glikogena v mišicah je mogoče s tehniko mišične biopsije.

Dejavniki, ki vplivajo na zaloge glikogena

Zaloge glikogena v jetrih in mišicah se zmanjšujejo s fizičnim naporom: daljša in intenzivnejša je aktivnost, hitrejše in splošno zmanjšanje zalog glikogena. Prehrana bogata z ogljikovimi hidrati vodi v postopno superkompenzacijo zalog mišičnega glikogena.

Slika 1. Presnova glikogena v mirovanju in med vadbo

Zmanjšanje zalog glikogena v mišicah, ki se pojavi med vadbo, je glavno gonilo za poznejšo glikogenezo. Obnovitev mišičnega glikogena po vadbi poteka v dveh fazah.

Na prvi stopnji je sinteza glikogena hitra - 12-30 mmol / g mase / h, - inzulina ni potrebna in traja 30-40 minut, če je izčrpavanje glikogena pomembno. Druga faza je odvisna od insulina in poteka počasneje z evglikemijo - 2-3 mmol / g mase / uro - hitrost se lahko poveča z dodatnim uživanjem ogljikovih hidratov.

Med številnimi vajami se sproščanje inzulina zaduši, adrenalin pa izloča nadledvične žleze. Hitrost razgradnje glikogena (glikogenoliza) je odvisna od intenzivnosti vadbe.

Merjenje koncentracije glikogena

Pri treniranih in dobro hranjenih športnikih je koncentracija glikogena v mišicah približno 150 mmol / kg telesne teže po vsaj 8-12 urah počitka. Pri dobro treniranih, spočitih športnikih lahko po nekaj dneh na dieti z visoko ogljikovimi hidrati doseže raven 200 mmol / kg telesne teže, po dolgotrajni intenzivni vadbi pa lahko mišični glikogen pade na 1,0 g / kg telesne teže / uro), če dopolnitev beljakovin ne izboljša glikogeneze.

Starost in spol

Zdi se, da moški in ženske po vadbi obnavljajo mišični glikogen z enako hitrostjo, pod pogojem, da zaužijejo dovolj ogljikovih hidratov. Pri starejših odraslih redna vadba poveča raven GLUT-4 in glikogena v skeletnih mišicah, vendar se glikogen v mirovanju ne poveča na ravni, ki jih opazimo pri mlajših odraslih. Doering in drugi so poročali, da je stopnja okrevanja mišic pri športnikih, starejših od 55 let, celo počasnejša.

Prehrana

Živila, bogata s hranilnimi snovmi in veliko ogljikovih hidratov, vključujejo zrna - žita, riž, testenine, kruh itd. - večina sadja, nekaj zelenjave, zlasti škrobnata zelenjava, kot so krompir, fižol in grah, ter mlečni izdelki... Sadje in mlečni izdelki vsebujejo preproste sladkorje in so prav tako bogati z bistvenimi hranili. Sadje je dober vir prehranskih vlaknin, vitaminov, mineralov in vode, mleko pa dober vir kalcija, vitamina D in kalija.

Zaključek

Prehrana z veliko ogljikovimi hidrati ostaja znanstveno utemeljeno priporočilo za športnike, ki telovadijo vsak dan. Superkompenzacija glikogena je posledica počitka, manj vadbe ali manj vadbe in manjšega vnosa ogljikovih hidratov.

Po naporni vadbi so hranljiva, bogata z ogljikovimi hidrati živila, kot so krompir, testenine, zrna, zelenjava in sadje, pomembni viri ogljikovih hidratov, ki jih lahko hitro prebavijo in jih mišice in jetra porabijo za obnovo glikogena. Uživanje visokih glikemičnih ogljikovih hidratov kmalu po vadbi lahko poveča in vzdržuje hitrost sinteze glikogena.

Za tiste, ki se ukvarjajo z redno vadbo, je potrebno vsak dan obnoviti zaloge glikogena v mišicah in jetrih. Če zaloge glikogena v mišicah dosežejo kritično nizke ravni, se moč hitro izčrpa.

Dodatno: o razliki med vitko telesno maso in mišično maso si lahko preberete v tem članku..

Glikogen in njegova vloga v človeškem telesu

Glikogeni so zapleteni, zapleteni ogljikovi hidrati. Zahvaljujoč glikogenezi je glukoza, ki s hrano vstopi v telo in tvori glikogene.

Na vprašanje: "Kaj je glikogen?" lahko odgovorite preprosto: to je rezerva glukoze, brez katere telo ne more normalno delovati.

Sinteza in razpad teh ogljikovih hidratov se zgodi na tak način: ko človek poje hrano zahvaljujoč encimu (amilaza), se ogljikovi hidrati (pa tudi škrob, fruktoza, maltoza, saharoza) razgradijo na manjše molekule. Potem se pod vplivom encimov tankega črevesa (sukraze, maltoze, pankreatične amilaze) glukoza razgradi na monosaharide.

Razpad in sinteza se nadaljuje tako, da del sproščene glukoze vstopi v hematopoetski sistem, drugi del pa ne vstopi v jetra sama, ampak se usmeri točno v celice drugih organov. Citoplazma teh celic sodeluje pri skladiščenju glikogena, ki je posebna granula. V teh celicah pride do glikolize. Kaj je glikoliza? To je razpad glukoze.

Ti ogljikovi hidrati so energetska rezerva našega telesa. Če obstaja nujna potreba, telo dobi iz glikogena toliko glukoze, ki jo primanjkuje. Kako poteka ta razpad? Čas med obroki je čas, ko se snov razgradi. Če se človek ukvarja z naporno telesno aktivnostjo, se bo razpad pospešil.

Pod delovanjem posebnih encimov se ostanki glukoze cepijo in snov razpade, med katero ATP ne uživamo.

Sinteza glikogena je lahko oslabljena. Takšen neuspeh je bolezen, ki je dedna. Sinteza snovi in ​​njena prisotnost v vitalnih organih v nezmerni količini sta lahko posledica napake v encimih, ki uravnavajo razgradnjo ogljikovih hidratov.

Glikogenoza je ena od genetskih bolezni, pri kateri je razvoj organov moten, psihomotorni razvoj je zakasnjen. In vodi tudi do resnih stanj, povezanih z znižanjem ravni krvnega sladkorja, do hipoglikemične kome. Biopsija jeter lahko pomaga postaviti pravilno diagnozo. Med diagnozo ob prisotnosti bolezni je mogoče ugotoviti aktivnost encimov, ki uravnavajo razpad in sintezo snovi, pa tudi njeno vsebnost v tkivih..

Glukoza je telesu preprosto potrebna, da lahko čez dan ustvarja energijo. Ogljikovi hidrati, ki vstopajo v telo, so vir glukoze.

Nekaj ​​glukoze, ki je telo ni porabilo, se spremeni v škrob. Je glikogen, ki se odlaga v mišicah in jetrih. Zakasnjene zaloge tega škroba se lahko med fizično aktivnostjo, boleznijo ali dieto hitro izčrpajo..

Obstaja razlika med jetrnim in mišičnim glikogenom. Mišice so vir skladiščenja glukoze za mišične celice. In jetra sodelujejo pri uravnavanju normalne koncentracije sladkorja v krvi. Sinteza te snovi se pojavlja v skoraj vseh tkivih telesa. Pravilna sinteza glikogena je povezana s hrano, bogato z ogljikovimi hidrati.

Zakaj je potrebna v jetrih?

Jetra so najpomembnejši notranji organ človeškega telesa. Pod njenim vodstvom potekajo številne pomembne funkcije, brez katerih telo ne bi moglo v celoti delovati.

Nemoteno delovanje možganov je možno zaradi normalne ravni sladkorja v telesu. To se zgodi pod jasnim vodstvom jeter, brez tega ne bi bilo mogoče. Zaradi lipogeneze se raven sladkorja uravnoteži v mejah normale.

Če se raven sladkorja v krvi zmanjša, se aktivira fosforilaza, zaradi česar pride do razpada glikogena. Potem njegove akumulacije preprosto izginejo iz citosola celic različnih organov. Prihaja do pretoka glukoze v kri, zaradi česar telo prejme količino energije, ki jo potrebuje.

Če se raven sladkorja, nasprotno, dvigne, jetrne celice sintetizirajo in skladiščijo glikogen.

Kako vpliva na telesno težo?

Presnova ogljikovih hidratov v telesu je odvisna od dela, ki ga glikogen opravlja v jetrih. Zato mora biti za normalno delovanje celotnega organizma raven te snovi v mejah normale: ne več in nič manj. Skrajni primeri nikoli ne koristijo.

Škrob je spojen z vodo. Na primer, 10 gramov snovi ima 40 gramov vode. Zato se med treningom izgubi ne samo sam glikogen, ampak tudi voda, ki je štirikrat večja. Prav tako se voda izgubi med hitrimi dietami, ki za nekaj dni omejujejo kalorije. Zato hitro hujšanje ni nič drugega kot samoprevara..

Kakšne študije kažejo njegovo količino?

Da bi ugotovili, kako glikogen deluje v jetrih, je treba opraviti citokemični pregled. V razmazu periferne krvi je škrob v citoselu nevtrofilcev, limfocitov in tudi trombocitov. V kostnem mozgu ga najdemo v megakariocitih, nevtrofilih in limfocitih..

Količina se določi z izvedbo reakcije PAS ali PAS. Med pregledom se snov spremeni v češnjevo vijolično.

Kaj kaže na odsotnost glikogena v telesu??

Bolezen, za katero je značilno pomanjkanje glikogena, se imenuje aglikogenoza. Ta bolezen se pojavi zaradi odsotnosti encima, ki sintetizira glikogen. Ta encim imenujemo "glikogen sintetaza".

Potek bolezni je precej resen in ima tako značilno klinično manifestacijo: pogosti in hudi napadi, ki so povezani z izjemno nizko raven glukoze v krvi. Biopsija jeter pomaga natančno ugotoviti informacije o prisotnosti patologije.

Kako obnoviti glikogen?

Da bi ohranili visoko ali vsaj normalno raven energije v telesu, je nujno potrebno znanje, kako obnoviti raven snovi..

Upoštevajmo glavna priporočila:

Nasveti za ljudi, ki se aktivno ukvarjajo s športom. Težka in močna vadba telo spodbuja k uporabi glikogena iz mišičnih zalog. Ustrezna energija je neposredno sorazmerna z zadostnim številom glikogena v mišičnem tkivu. Okreva med športom ali po takih obremenitvah.

Za to je potreben zadosten vnos ogljikovih hidratov in beljakovin. Bolje je, da to storite najpozneje eno uro po koncu vadbe. V tem obdobju telo dobro absorbira hranila, raste mišice in obnavlja zaloge glikogena. Vredno je jesti ogljikove hidrate z visoko vsebnostjo sladkorja, med njimi so: mleko, čokolada. In uporaba ogljikovih hidratov v kombinaciji s kofeinom znatno poveča količino glicerina v telesu..

Prav tako uporaba športnih pijač s preprosto vsebnostjo sladkorja, ki imajo visok glikemični indeks. Poleg tega naj bodo v prehrani športnikov nenehno nenehna hrana z visokim glikemičnim indeksom: lubenica, koruzni kosmiči, palice sladke čokolade, beli kruh...

Dieta. Dieteri lahko nezavedno znižajo raven glikogena, če bodo prehranske smernice omejile ogljikove hidrate. Zaloge glikogena so tako izčrpane, da vodi v utrujenost, pomanjkanje energije in bolezni. Če se to zgodi, morate nekaj dni iti na dieto z ogljikovimi hidrati in nadaljevati z normalno, uravnoteženo prehrano..

Sokovi in ​​športne pijače prav tako pomagajo obnoviti normalno raven glikogena. Poleg tega morate stalno spremljati raven glukoze v krvi. Pri ljudeh s hipoglikemijo bodo jetra nenehno pretvarjala glikogen v sladkor. In uporaba sladkarij in ogljikovih hidratov bo prispevala k odlaganju snovi v jetrih..

Če upoštevamo vse zgoraj navedeno, lahko pridemo do nespornega zaključka, da je glikogen v jetrih preprosto potreben telesu. Z drugimi besedami, to je naša "energična". Po mnenju strokovnjakov je preprosto nevarno za zdravje, da bi šli na radikalne diete, ki popolnoma omejujejo uporabo ogljikohidratnih živil..

Če je vaša prehrana pravilna in uravnotežena, telesna aktivnost pa zmerna in redna, bo raven glikogena v telesu normalna, kar bo prispevalo k dobremu delovanju celotnega telesa.!

Glikogen je glavno gorivo za mišice. Kako povečati njegovo vsebnost v telesu?

Glikogen je ena glavnih oblik shranjevanja energije v telesu in glavno gorivo za mišice. Kje se nabira glikogen in kako povečati njegovo vsebnost v mišicah?

Kaj je glikogen?

Glikogen je zaloga ogljikovih hidratov, nakopičenih v mišicah in jetrih, ki jih lahko uporabimo kot presnovno potrebo. Glikogen je v svoji strukturi sestavljen iz več sto molekul glukoze, povezanih skupaj, zato velja za zapleten ogljikov hidrat. Snov se včasih imenuje "živalski škrob", ker je po zgradbi podoben navadnemu škrobu.

Spomnimo se, da je shranjevanje glukoze v čisti obliki nesprejemljivo za metabolizem - njegova visoka vsebnost v celicah ustvarja močno hipertonično okolje, kar vodi v pritok vode in razvoj sladkorne bolezni. Nasprotno, glikogen je v vodi netopen in odpravlja neželene reakcije¹. Snov se sintetizira v jetrih (tam se predelajo ogljikovi hidrati) in se kopiči v mišicah.

Če se raven glukoze v krvi zmanjša (na primer po nekaj urah po jedi ali med aktivno fizično aktivnostjo), telo začne proizvajati posebne encime. Kot rezultat tega procesa se akumulirani glikogen v mišicah začne razgrajevati v molekule glukoze in tako postane vir hitre energije.

Glikogen in glikemični indeks hrane

Pojesti ogljikovi hidrati se med prebavo razgradijo na glukozo, nato pa ta vstopi v krvni obtok. Upoštevajte, da maščob in beljakovin ni mogoče pretvoriti v glukozo (in v glikogen). Zgoraj omenjeno glukozo telo uporablja tako za trenutne potrebe po energiji (na primer med fizičnim treningom) kot za ustvarjanje rezervnih energijskih zalog - torej zalog maščob.

Poleg tega je kakovost predelave ogljikovih hidratov v glikogen neposredno odvisna od glikemičnega indeksa hrane. Kljub temu, da preprosti ogljikovi hidrati čim hitreje zvišajo raven glukoze v krvi, se njihov pomemben delež pretvori v maščobo. V nasprotju s tem se energija zapletenih ogljikovih hidratov, ki jih telo dobiva postopoma, bolj v celoti pretvori v glikogen, ki ga vsebujejo mišice..

Kje se nabira glikogen??

V telesu se glikogen kopiči predvsem v jetrih (približno 100-120 g) in v mišičnem tkivu (od 200 do 600 g) ¹. Menijo, da iz nje izvira približno 1% celotne mišične teže. Upoštevajte, da je količina mišične mase neposredno povezana z vsebnostjo glikogena v telesu - nešportna oseba lahko ima rezerve 200-300 g, mišični športnik - do 600 g.

Prav tako je treba omeniti, da se zaloge glikogena v jetrih uporabljajo za energetske potrebe po glukozi v telesu, medtem ko so zaloge mišičnega glikogena na voljo izključno za lokalno porabo. Z drugimi besedami, če delate počepe, lahko vaše telo uporablja glikogen izključno iz mišic nog, ne iz bicepsa ali tricepsa..

Delovanje glikogena v mišicah

Z vidika biologije se glikogen kopiči ne v samih mišičnih vlaknih, temveč v sarkoplazmi - hranilni tekočini, ki jih obdaja. Fitseven je že napisal, da je rast mišic v veliki meri povezana s povečanjem volumna te posebne hranilne tekočine - mišice v svoji strukturi so podobne gobici, ki absorbira sarkoplazmo in se poveča v velikosti.

Redni treningi moči vplivajo pozitivno na velikost glikogenskih zalog in količino sarkoplazme, zaradi česar so mišice vizualno večje in bolj voluminozne. V tem primeru je število mišičnih vlaken določeno predvsem glede na vrsto telesa in se praktično ne spremeni v času človeka, ne glede na trening - samo sposobnost telesa, da kopiči več sprememb glikogena..

Jetrni glikogen

Jetra so glavni filtrirni organ. Vključno s predelavo ogljikovih hidratov iz hrane - vendar pa so jetra sposobna predelati največ 100 g glukoze naenkrat. V primeru kroničnega presežka hitrih ogljikovih hidratov v prehrani se ta številka zviša. Zaradi tega lahko jetrne celice sladkor pretvorijo v maščobne kisline. V tem primeru je faza glikogena izključena in začne se maščobna degeneracija jeter..

Vplivi glikogena na mišice: biokemija

Za uspešen trening za pridobivanje mišic sta potrebna dva pogoja - prvič, pred treningom mora biti v mišicah dovolj zalog glikogena, in drugič, uspešna obnova glikogenskih zalog na koncu. Z vajami za moč brez zalog glikogena v upanju, da se "izsušijo", telo najprej prisiliš, da kuri mišice.

Za rast mišic niso pomembne toliko beljakovine, kot prisotnost velike količine ogljikovih hidratov v prehrani. Zlasti je potreben ustrezen vnos ogljikovih hidratov takoj po treningu med "oknom z ogljikovimi hidrati", da se obnovijo zaloge glikogena in ustavijo katabolični procesi. Nasprotno pa na dieti brez ogljikovih hidratov ne morete ustvariti mišic..

Kako povečati zaloge glikogena?

Zaloge glikogena v mišicah se dopolnjujejo bodisi z ogljikovimi hidrati iz hrane bodisi z uporabo športnega pridobivalca (mešanice beljakovin in ogljikovih hidratov v obliki maltodekstrina). Kot smo že omenili, se v procesu prebave zapleteni ogljikovi hidrati razgradijo na preproste; najprej vstopijo v krvni obtok v obliki glukoze, nato pa jih telo predela v glikogen.

Nižji je glikemični indeks določenega ogljikovega hidrata, počasneje sprošča energijo v krvni obtok in višji je njegov delež pretvorbe v glikogenske zaloge in ne v podkožno maščobno tkivo. To pravilo je še posebej pomembno zvečer - na žalost bodo preprosti ogljikovi hidrati, ki jih pojemo na večerji, šli predvsem v trebušno maščobo..

Kaj povečuje vsebnost glikogena v mišicah:

  • Redni treningi moči
  • Uživanje nizko glikemičnih ogljikovih hidratov
  • Jemanje dobička po treningu
  • Oživljajoča masaža mišic

Učinki glikogena na izgorevanje maščob

Če želite kuriti maščobo z vadbo, ne pozabite, da vaše telo najprej porabi zaloge glikogena in se nato premakne v maščobne zaloge. Na tem dejstvu temelji priporočilo, da je treba vsaj 40-45 minut izvajati učinkovito vadbo maščob z zmernim srčnim utripom - najprej telo porabi glikogen, nato preide na maščobe.

Praksa kaže, da se maščoba najhitreje opeče, ko kardio delate zjutraj na prazen želodec ali uporabljamo občasno postenje. Ker je v teh primerih raven glukoze v krvi že na minimalni ravni, se že od prvih minut treninga porabijo zaloge glikogena iz mišic (in nato maščobe) in sploh ne energije glukoze iz krvi.

Glikogen je glavna oblika shranjevanja energije glukoze v živalskih celicah (glikogena v rastlinah ni). Telo odrasle osebe nabira približno 200-300 g glikogena, ki je shranjen predvsem v jetrih in mišicah. Med močjo in kardio treningom se glikogen izgublja, pravilno dopolnjevanje pa je nujno za rast mišic.

  1. Osnove presnove glikogena za trenerje in športnike, vir

Glikogen

Glikogen je večrazvejani polisaharid glukoze, ki služi kot oblika shranjevanja energije pri ljudeh, živalih, glivah in bakterijah. Polisaharidna struktura je glavna oblika shranjevanja glukoze v telesu. Pri ljudeh se glikogen proizvaja in hrani predvsem v jetrnih in mišičnih celicah, hidriran s tremi ali štirimi deli vode. 1) Glikogen deluje kot sekundarno dolgoročno shranjevanje energije, pri čemer se skladišča primarne energije nahajajo v maščobi. Mišični glikogen se v mišičnih celicah pretvori v glukozo, jetrni glikogen pa se pretvori v glukozo za uporabo po telesu, vključno s centralnim živčnim sistemom. Glikogen je analogen škrobu, polimeru glukoze, ki deluje kot hranilnik energije v rastlinah. Ima strukturo, podobno amilopektinu (sestavina škroba), vendar je bolj razvejen in kompakten kot škrob. Oba sta bela praška, ko sta suha. Glikogen se pojavlja kot zrnca v citosolu / citoplazmi pri številnih vrstah celic in ima pomembno vlogo v ciklu glukoze. Glikogen zagotavlja zalogo energije, ki jo je mogoče hitro aktivirati, da zadovolji nenadno potrebo po glukozi, vendar je manj kompaktna kot zaloge energije trigliceridov (lipidov). V jetrih lahko glikogen predstavlja 5 do 6% telesne teže (100-120 g pri odrasli osebi). Do drugih organov lahko dostopajo le do glikogena, shranjenega v jetrih. V mišicah najdemo glikogen v nizki koncentraciji (1-2% mišične mase). Količina glikogena, shranjenega v telesu, zlasti v mišicah, jetrih in rdečih krvnih celicah 2), je odvisna predvsem od vadbe, bazalnega metabolizma in prehranjevalnih navad. Majhna količina glikogena najdemo v ledvicah, še manj pa v nekaterih glialnih celicah možganov in levkociti. Maternica hrani tudi glikogen v nosečnosti, da hrani zarodek.

Struktura

Glikogen je razvejan biopolimer, sestavljen iz linearnih verig ostankov glukoze z nadaljnjimi verigami, ki se razvejajo vsakih 8–12 glukoze ali tako naprej. Glukoza je linearno povezana z α (1 → 4) glikozidnimi vezmi od ene do druge glukoze. Veje so povezane z verigami, iz katerih so ločene z glikozidnimi vezmi α (1 → 6) med prvo glukozo nove veje in glukozo v verigi matičnih celic 3). Zaradi sinteze glikogena vsaka zrnca glikogena vsebujejo glikogeninski protein. Glikogen v mišičnih, jetrnih in maščobnih celicah je shranjen v hidrirani obliki, sestavljen iz treh ali štirih delov vode na del glikogena, vezanega na 0,45 milimola kalija na gram glikogena.

Funkcije

Jetra

Ko se hrana, ki vsebuje ogljikove hidrate ali beljakovine, poje in prebavi, se raven glukoze v krvi dvigne in inzulin izloča trebušna slinavka. Krvna glukoza iz portalne vene vstopi v jetrne celice (hepatociti). Inzulin deluje na hepatocite, da spodbudi delovanje več encimov, vključno z glikogen sintazo. Molekule glukoze se dodajo v verige glikogena, dokler tako inzulin kot glukoza ostaneta v izobilju. V tem postprandialnem ali "polnem" stanju jetra odvzamejo več glukoze iz krvi, kot jo sprostijo. Ko se hrana prebavi in ​​začne raven glukoze upadati, se izločanje insulina zmanjša in sinteza glikogena ustavi. Ko je potreben za energijo, se glikogen razgradi in pretvori nazaj v glukozo. Glikogen fosforilaza je glavni encim za razgradnjo glikogena. Naslednjih 8–12 ur je glukoza, pridobljena iz jetrnega glikogena, glavni vir glukoze v krvi, ki jo preostalo telo uporablja za gorivo. Glukagon, še en hormon, ki ga proizvaja trebušna slinavka, na več načinov služi kot proti signal za inzulin. Kot odgovor na nižje vrednosti normalnega insulina (ko raven glukoze v krvi začne padati pod normalno mejo) se glukagon izloča v vedno večjih količinah in spodbuja tako glikogenolizo (razpad glikogena) kot glukoneogenezo (proizvodnjo glukoze iz drugih virov).

Mišica

Zdi se, da glikogen v mišicah deluje kot neposreden rezervni vir razpoložljive glukoze za mišične celice. Druge celice, ki vsebujejo majhne količine, ga uporabljajo tudi lokalno. Ker mišičnim celicam primanjkuje glukoza-6-fosfataze, ki je potrebna za sprejem glukoze v krvni obtok, je glikogen, ki ga shranjujejo, na voljo izključno za notranjo uporabo in se ne distribuira drugim celicam. To je v nasprotju z jetrnimi celicami, ki na zahtevo zlahka razgradijo svoj shranjeni glikogen v glukozo in ga pošljejo skozi krvni obtok kot gorivo za druge organe..

Zgodovina

Glikogen je odkril Claude Bernard. Njegovi poskusi so pokazali, da jetra vsebujejo snov, ki lahko vodi do zmanjšanja sladkorja s "encimom" v jetrih. Do leta 1857 je opisal sproščanje snovi, ki jo je imenoval "la matière glycogène" ali "snov, ki tvori sladkor." Kmalu po odkritju glikogena v jetrih je A. Sanson odkril, da mišično tkivo vsebuje tudi glikogen. Empirično formulo za glikogen (C6H10O5) n je leta 1858 določil Kekulé. 4)

Presnova

Sinteza

Sinteza glikogena je v nasprotju z njenim uničenjem endergonska - zahteva vnos energije. Energija za sintezo glikogena prihaja iz uridin trifosfata (UTP), ki reagira z 1-fosfatom glukoze, da tvori UDP-glukozo, v reakciji, ki jo katalizira UTP-glukoza 1-fosfat uridil-transferaza. Glikogen se iz monomerov UDP-glukoze sintetizira predvsem z beljakovinskim glikogeninom, ki ima dve tirozinski sidri za reducirajoči konec glikogena, saj je glikogenin homodimer. Potem ko se v ostanke tirozina doda približno osem molekul glukoze, encim glikogen sintaza postopoma podaljša verigo glikogena z uporabo UDP-glukoze z dodajanjem glukoze, povezane z α (1 → 4). Encim glikogen katalizira prenos končnega fragmenta šestih ali sedmih glukoznih ostankov z ne reducirajočega konca na C-6 hidroksilno skupino ostanka glukoze globlje v notranjost molekule glikogena. Razvejani encim lahko deluje samo na vejo z vsaj 11 ostanki in encim se lahko prenese v isto glukozno verigo ali sosednje verige glukoze.

Glikogenoliza

Glikogen se cepi z nereducirajočih koncev verige z encimom glikogen fosforilaza, da nastane glukoz-1-fosfatni monomeri. In vivo fosforliza poteka v smeri razgradnje glikogena, saj je razmerje med fosfatom in glukozo-1-fosfatom običajno večje od 100. 5) Nato se glukoza-1-fosfat s fosfoglukomtazo pretvori v glukozo 6-fosfat (G6P). Za odstranitev vej α (1-6) v razvejanem glikogu je potreben poseben fermentacijski encim, ki verigo pretvori v linearni polimer. Tako dobljeni monomeri G6P imajo tri možne usode: G6P lahko nadaljuje po poti glikolize in se uporablja kot gorivo. G6P lahko preide pentozno fosfatno pot preko encima glukoza-6-fosfat dehidrogenaza, da nastane NADPH in 5-ogljikov sladkor. V jetrih in ledvicah lahko G6P defosforiliramo nazaj v glukozo s pomočjo encima glukoza-6-fosfataza. To je zadnji korak na poti glukoneogeneze.

Klinični pomen

Motnje presnove glikogena

Najpogostejša motnja, pri kateri presnova glikogena postane nenormalna, je sladkorna bolezen, pri kateri lahko nenormalne količine inzulina povzročijo, da se jetrni glikogen nabere nenormalno ali izčrpa. Obnovitev normalne presnove glukoze običajno normalizira presnovo glikogena. Pri hipoglikemiji, ki jo povzročajo previsoke ravni inzulina, so količine glikogena v jetrih visoke, vendar visoke ravni inzulina preprečujejo glikogenolizo, potrebno za vzdrževanje normalne ravni krvnega sladkorja. Glukagon je običajno zdravljenje te vrste hipoglikemije. Različne prirojene napake v presnovi povzročajo pomanjkanje encimov, potrebnih za sintezo ali razgradnjo glikogena. Imenujejo jih tudi bolezni shranjevanja glikogena..

Učinek in vzdržljivost izčrpavanja glikogena

Športniki na dolge razdalje, na primer tekači maratoni, smučarji in kolesarji, pogosto izčrpavajo glikogen, ko so po dolgotrajni vadbi skoraj vsi športnikovi zaloge glikogena izčrpani brez ustreznega vnosa ogljikovih hidratov. Izčrpavanje glikogena je mogoče preprečiti na tri možne načine. Prvič, med vadbo se ogljikovi hidrati z najvišjo možno hitrostjo pretvorbe v glukozo v krvi (visok glikemični indeks) nenehno oskrbujejo. Najboljši rezultat te strategije nadomešča približno 35% glukoze, porabljene pri srčnem utripu, nad približno 80% najvišje vrednosti. Drugič, s prilagodljivim treningom vzdržljivosti in specializiranimi režimi (kot so treningi z nizko vzdržljivostjo in prehrano) se telo lahko usmeri v mišična vlakna tipa I, da izboljša učinkovitost porabe goriva in delovno obremenitev, da poveča odstotek maščobnih kislin, ki se uporabljajo kot gorivo. za ohranjanje ogljikovih hidratov. Tretjič, telo lahko z zaužitjem velikih količin ogljikovih hidratov po izčrpavanju zalog glikogena kot posledica vadbe ali prehrane poveča sposobnost skladiščenja intramuskularnega glikogena. Ta postopek je znan kot nalaganje ogljikovih hidratov. Glikemični indeks vira ogljikovih hidratov na splošno ni pomemben, saj se občutljivost mišičnega insulina poveča zaradi začasnega izčrpavanja glikogena. 6) S pomanjkanjem glikogena športniki pogosto doživijo izjemno utrujenost, do te mere, da jim je težko samo hoditi. Zanimivo je, da nekateri najboljši profesionalni kolesarji na svetu ponavadi končajo dirko v 4-5 korakih prav na meji izčrpavanja glikogena s pomočjo prvih treh strategij. Ko športniki po izčrpavanju uživajo ogljikove hidrate in kofein, se njihove zaloge glikogena hitreje obnavljajo 7), vendar minimalni odmerek kofeina, ki ima klinično pomemben vpliv na nasičenost z glikogenom, ni bil določen..