Что это за зверь такой «гликоген»? Обычно о нем вскользь упоминается в связи с углеводами, однако мало кто решает углубиться в саму суть данного вещества.
Кость Широкая решила рассказать вам все самое важное и нужное о гликогене, чтобы больше не верили в миф о том, что «сжигание жиров начинается только после 20 минуты бега». Заинтриговали?
Итак, из этой статьи вы узнаете: что такое гликоген, строение и биологическую роль, его свойства, а также формулу и структуру строения, где и для чего содержится гликоген, как происходит синтез и распад вещества, как происходит обмен, а также, какие продукты являются источником гликогена.
Что это такое в биологии: биологическая роль
Нашему телу еда в первую очередь нужна как источник энергии, а уже потом, как источник удовольствия, антистрессовый щит или возможность «побаловать» себя. Как известно, энергию мы получаем из макронутриентов: , и .
Жиры дают 9 ккал, а белки и углеводы — 4 ккал. Но не смотря на большую энергетическую ценность жиров и важную роль незаменимых аминокислот из белков важнейшими «поставщиками» энергии в наш организм являются углеводы.
Почему? Ответ прост: жиры и белки являются «медленной» формой энергии, т.к. на их ферментацию требуется определенное время, а углеводы - относительно «быстрой» . Все углеводы (будь то конфета или хлеб с отрубями) в конце концов расщепляются до глюкозы , которая необходима для питания всех клеток организма.
Строение
Гликоген — это своеобразный «консервант» углеводов, другими словами, энергетические резервы организма — сохраненная про запас для последующих энергетических нужд глюкоза. Она хранится в связанном с водой состоянии. Т.е. гликоген — это «сироп» калорийностью 1-1.3 ккал/гр (при калорийности углеводов 4 ккал/г).
По сути, молекула гликогена состоит из остатков глюкозы, это запасное вещество на случай нехватки энергии в организме!
Структурная формула строения фрагмента макромолекулы гликогена (C6H10O5) выглядит схематично так:
К какому виду углеводов относится
Вообще, гликоген — это полисахарид, а значит, относится к классу «сложных» углеводов:
В каких продуктах содержится
В гликоген может пойти только углевод. Поэтому крайне важно держать в своем рационе планку углеводов не ниже 50 % от общей калорийности. Употребляя нормальный уровень углеводов (около 60% от суточного рациона) вы по максимуму сохраняете собственный гликоген и заставляете организм очень хорошо окислять углеводы.
Важно иметь в рационе хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.
Лучшими источниками гликогена являются: сахар, мед, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, арбуз, хурма, сладкая выпечка.
Осторожно к подобной пище стоит отнестись лицам с дисфункцией печени и недостатком ферментов.
Метаболизм
Как же происходит создание и процесс распад гликогена?
Синтез
Как организм запасает гликоген? Процесс образования гликогена (гликогенез) проходит по 2 сценариям. Первый — это процесс запаса гликогена. После углеводосодержащей еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток, чтобы впоследствии облегчить доставку глюкозы в клетки и помочь синтезу гликогена.
Благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы.
Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника осуществляется распад глюкозы на моносахариды. Значительная часть моносахаридов (самая простая форма сахара) поступает в печень и мышцы, где гликоген откладывается в «резерв» . Всего синтезируется 300-400 гр гликогена.
Т.е. само превращение глюкозы в гликоген (запасной углевод) происходит в печени, т.к. мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина.
Распад
Второй механизм под названием мобилизация (или распад) запускается в периоды голода или активной физической деятельности . По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности.
Когда организм истощает запас гликогена в клетках, то мозг подает сигналы о необходимости «дозаправки». Схема синтеза и мобилизации гликогена:
Кстати, при распаде гликогена происходит торможение его синтеза, и наоборот: при активном образовании гликогена его мобилизация тормозится. Гормоны, отвечающие за мобилизацию данного вещества, т.е., гормоны, стимулирующие распад гликогена — это адреналин и глюкагон.
Где содержится и каковы функции
Где накапливается гликоген для последующего использования:
В печени
Включения гликогена в клетках печениОсновные запасы гликогена находятся в печени и мышцах. Количество гликогена в печени может достигать у взрослого человека 150 — 200 гр. Клетки печени являются лидерами по накоплению гликогена: они могут на 8 % состоять из этого вещества.
Основная функция гликогена печени — поддержать уровень сахара в крови на постоянном, здоровом уровне .
Печень сама себе является одним из важнейших органов организма (если вообще стоит проводить «хит парад» среди органов, которые нам все необходимы), а хранение и использование гликогена делает ее функции еще ответственнее: качественное функционирование головного мозга возможно только благодаря нормальному уровню сахара в организме.
Если же уровень сахара в крови снижается, то возникает дефицит энергии, из-за которого в организме начинается сбой. Нехватка питания для мозга сказывается на центральной нервной системе, которая истощается. Тут то и происходит расщепление гликогена. Потом глюкоза поступает в кровь, благодаря чему организм получает необходимое количество энергии.
Запомним также, что в печени происходит не только синтез гликогена из глюкозы, но и обратный процесс - гидролиз гликогена до глюкозы. Этот процесс вызывается понижением концентрации сахара в крови в результате усвоения глюкозы различными тканями и органами.
В мышцах
Гликоген откладывается также в мышцах. Общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов. Как мы знаем, около 100-120 граммов вещества накапливается в клетках печени, а вот остальная часть (200-280 гр ) сохраняется в мышцах и составляет максимум 1 — 2% от общей массы этих тканей.
Хотя если говорить максимально точно, то следует отметить, что гликоген хранится не в мышечных волокнах, а в саркоплазме - питательной жидкости, окружающей мышцы.
Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания, а снижается только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной.
При работе мышц под влиянием специального фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное распад гликогена в мышцах, который используется для обеспечения глюкозой работы самих мышц (мышечных сокращений). Таким образом, мышцы используют гликоген только для собственных нужд.
Интенсивная мышечная деятельность замедляет всасывание углеводов, а легкая и непродолжительная работа усиливает всасывание глюкозы.
Гликоген печени и мышц используется для разных нужд, однако говорить о том, что какой-то из них важнее — абсолютнейший вздор и демонстрирует только вашу дикую неграмотность.
Применение при похудении
Важно знать, почему работают низкоуглеводные высокобелковые диеты. В организме взрослого может находиться около 400 граммов гликогена, а как мы помним, на каждый грамм резервной глюкозы приходится примерно 4 грамма воды.
Т.е. около 2 кг вашего веса — это масса гликогенного водного раствора. Кстати, поэтому мы активно потеем в процессе тренировок — организм расщепляет гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.
Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное израсходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость. В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.
Влияние на спорт
Для любых активных физических нагрузок (силовые упражнения в тренажерном зале, бокс, бег, аэробика, плавание и все, что заставляет вас потеть и напрягаться) организму нужно 100-150 граммов гликогена в каждый час активности . Потратив запасы гликогена, тело начинает разрушать сперва мышцы, затем жировую ткань.
Обратите внимание: если речь идет не о длительном полном голодании, запасы гликогена не истощаются полностью, потому что имеют жизненно важное значение. Без запасов в печени мозг может остаться без снабжения глюкозой, а это смертельно опасно, ведь мозг самый главный орган (а не попа, как некоторые думают).
Без запасов в мышцах сложно совершить интенсивную физическую работу, что в природе воспринимается как повышенный шанс быть съеденным/без потомства/замерзшим и т.д.
Тренировки истощают запасы гликогена, но не по схеме «первые 20 минут работаем на гликогене, потом переходим на жиры и худеем».
Для примера возьмем исследование, в котором тренированные атлеты выполняли 20 сетов упражнений на ноги (4 упражнения, 5 сетов каждого; каждый сет выполнялся до отказа и составлял 6-12 повторений; отдых был коротким; общее время тренировки составило 30 минут).
Кто знаком с силовыми тренировками, понимает, что было отнюдь не легко. До и после упражнения у них брали биопсию и смотрели содержание гликогена. Оказалось, что количество гликогена снизилось с 160 до 118 ммоль/кг, т. е. менее, чем на 30% .
Вот так походя мы развеяли еще один миф — вряд ли за тренировку вы успеете исчерпать все запасы гликогена, так что не стоит набрасываться на еду прямо в раздевалке среди потных кроссовок и посторонних тел, вы явно не помрете от «неминуемого» катаболизма.
Кстати, пополнять запасы гликогена стоит не в течении 30 минут после тренировки (увы, ), а в течении 24 часов.
Люди крайне преувеличивают скорость истощения гликогена (как и многие другие вещи) ! Любят сразу на тренировке закинуться «углями» после первого разминочного подхода с грифом пустым, а то ж «истощение мышечного гликогена и КАТАБОЛИЗМ». Прилег на час днем и усе, печеночного гликогена как не бывало.
Мы уж молчим про катастрофические энергозатраты от 20минутного черепашьего бега. Да и вообще, мышцы жрут чуть не 40 ккал на 1 кг, белок гниет, образует слизь в жкт и провоцирует рак, так, что аж 5 лишних кило на весах (не жира, ага), жиры вызывают ожирение, углеводы смертельно опасны (боюсь-боюсь) и вы точно помрете.
Странно только, что мы вообще ухитрились выжить в доисторические времена и не вымерли, хотя питались явно не амброзией и спортпитом.
Помните, пожалуйста, что природа умнее нас и давно все при помощи эволюции отрегулировала. Человек один из самых адаптированных и приспосабливаемых организмов, который способен существовать, размножаться, выживать. Так что без психозов, господа и дамы.
Однако тренироваться на пустой желудок более чем бессмысленно.»Что же делать?» подумаете вы. Ответ вы узнаете в статье , которая расскажет вам о последствиях голодных тренировок.
За какое время расходуется?
Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Через 48-60 часов полного голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.
Гликоген мышц расходует во время физической активности. И тут мы опять вернемся к мифу: «Чтобы сжечь жир, нужно бегать не менее 30 минут, поскольку только на 20-й минуте в организме истощаются запасы гликогена и в качестве топлива начинает использоваться подкожный жир», только с чисто математической стороны. Откуда это пошло? А пес его знает!
Действительно, организму проще использовать гликоген, чем окислять жир для энергии, поэтому в первую очередь расходуется он. Отсюда и миф: надо сначала израсходовать ВЕСЬ гликоген, и потом жир начнет гореть, а произойдет это примерно через 20 минут после начала аэробной тренировки. Почему 20? Понятия не имеем.
НО : никто не учитывает, что использовать весь гликоген не так-то просто и 20-ю минутами тут дело не ограничится.
Как мы знаем, общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов, а в некоторых источниках говорится о 500 граммах, что дает нам от 1200 до 2000 ккал ! Вы вообще представляете, сколько нужно бегать, чтобы истощить такую прорву калорий? Человек весом в 60 кг должен будет пробежать в среднем темпе от 22 до З5 километров. Ну как, готовы?
Истощила гликоген 🙂
Много-много-много раз я слышал от людей, приверженных фитнесу, что после сна гликогеновые депо истощены. Потому что сон это 8 часов голодания. На мой взгляд это херня и вот почему: гликогеновые депо, хранилище высокопотенциального и легкодоступного топлива - углеводов. Запасается его не так много, ориентировочно у взрослых людей от 400 до 800 грамм во всём теле или 1600-3200 ккал. Гликоген позволяет высвобождать химическую энергию с очень большой скоростью, т.е. это топливо, предназначенное для развития больших мощностей.
Причём расходуется гликоген как аэробно, так и анаэробно. Аэробно во время довольно интенсивных аэробных нагрузок, когда жиры уже не позволяют развивать заданные мощности. Анаэробно, когда развиваются пиковые усилия: это спринт и поднятие тяжестей. При этом при использовании гликогена анаэробно выделяется всего лишь 7% запасённой в нём химической энергии, остальная энергия остаётся в молекулах продуктов распада и становится на некоторое время недоступной для использования. Аэробно с соревновательными усилиями, если не кушать углеводы по ходу, гликогена обычно хватает примерно на два-три часа (бега, велосипеда, лыж и т.п.). С помощью спринтов можно остаться полностью закисленным и без гликогена буквально за 10 минут.
Ещё один интересный факт о кликогене, он хранится в сугубо связанном с водой состоянии. "Сироп" с калорийностью 1-1.3 ккал/г (при калорийности углеводов 4 ккал/г). Так что масса топлива при полностью заряженных гликогеновых депо может достигать 1.6-2 кг у небольших и нетренированных людей и до 3-4 кг у крупных людей или людей с хорошо тренированных.
В общем гликоген это краткосрочное хранилище энергии, которое позволяет развивать максимальные усилия в той или иной области деятельности, стратегический запас. А вот в случае невысокой скорости расходования энергии (мощности): покой, сон, сидячая работа, ходьба, очень медленный бег, энергия добывается преимущественно из жиров. Из жировых депо, да. И калорийность жирового топлива существенно выше: 7.7 ккал/г и хранится у обычных людей топлива столько, что хватит на многие дни, недели (И ДАЖЕ МЕСЯЦЫ) обеспечения жизнедеятельности. Жиры - основной источник топлива.
Итак, по какой причине во сне, когда требуется порядка 1 ккал на 1 килограмм массы тела в час, будет расходоваться гликоген, который может выделять энергию с темпом в 15-20 раз больше? Наоборот, если вы хорошо поужинали, скушали адекватное количество [преимущественно медленных] углеводов, во сне гликогеновые депо будут восполняться, если они по какой-то причине опустошены (например, после интенсивной беговой или силовой тренировок). И это действительно так, я тренируюсь по 2-3 раза в день и выбираю гликогеновые депо довольно глубоко, так что хорошо понимаю о чём говорю:)
Единственная причина, по которой может расходоваться гликоген во сне - необходимость поставлять глюкозу мозгу (ну если вы не ели после шести и легли спать сугубо-голодными или по какой-то дурости избегаете потребления углеводов в принципе). Ну так мозг потребляет ~20% основного обмена веществ. Это 0.2 ккал на 1 кг массы тела в час, или 14 ккал в час для 70 кг человека. Или 28 грамм углеводов за 8 часов соннного голодания. В сравнении даже с 400 граммами максимальной ёмкости - капля в море.
Ещё одно упражнение: сколько углеводов может уместиться крови у человека? Молярная масса глюкозы 180.2 г/моль. В норме после еды это 7.7 ммоль/литр максимум (натощак в норме 3.5-5.5). Примем средний объём крови в 5 литров. Тогда получается 5 л * 180.2 г/моль * 0.0077 моль/литр = 6.9 грамм сахара. Нижняя граница нормы натощак - половина этого.
Отсюда, кстати, следует причина, по которой "быстрые" углеводы легко пополняют хранилища энергии, преимущественно жировые. Если вы сожрали 50 грамм рафинированного сахара за несколько минут (что легко), усваивается он стремительно, тоже по порядку величины это 10 минут. А в покое вам нужен эквивалент 13-18 грамм в час. В кровь больше семи грамм не запихаешь. Куда девать остальное богатство? Куда-то, если повезёт, то пополянтся гликоеновые депо, но они не слишком быстро перезаряжаются. Да и далеко не всегда в них есть место... А вот жировые всегда рады принять излишек, места там полно, поджелудочная инсулин выбрасывает добросовестно (до поры до времени). И оттуда эти калории доставать уже совсем не легко, т.к. высокопотенциальные угли превратились в низкопотенциальный жир - топливо покоя.
И ещё одно соображение, в связи с тем, почему у людей от высокоинтенсивной тренировки и/или низкоуглеводных диет возникает иллюзия быстрой потери веса, особенно в начале. Многие говорят, что интенсивные упражнения "сушат". Дело опять же в том, что они действительно сушат, т.к. расходуется гликоген а, в месте с ним, выходит значительный объём воды. Но это не долгосрочная потеря веса, у неистощённого человека гликогеновые должны быть где-то на максимуме и в любом случае больше 2-3-4 кг ими не потерять. Так же имеет место иллюзия быстрого набора веса при отмене низкоуглеводной/низкокалорийной диеты, когда на фоне долгой нехватки углеводов возникает явление гиперкоменсации и тело может запасти до двух раз больше гликогена, чем в норме. Во сколько это может вылиться килограмм, см. выше.
А при похудении, конечно же, необходимо истощать жировые депо, в которых и хранятся основные десятки и даже сотни тысяч килокалорий. А, в силу высокой плотности содержания энергии (7700 ккал на килограмм) процесс этот безусловно небыстрый. И да, чудес не бывает. Чтобы облегчить жировые депо на 2 кг за месяц, нужно за этот месяц недоесть 15400 ккал или создать дефицит в 513 ккал в день. И ничего другого. Суммарная масса тела может изображать вообще странные финты, но, что касается жира, тут всё работает с математической точностью, в особнности конечно на достаточно долгом интервале времени. Никаких чудес нет. Масса и энергия сохраняются. И точка:)
И вот ещё один фитнесс-психоз, по поводу разоблачения "зоны жирожигания". Она действительно существует. При невысоких интенсивностях львиная доля энергетических потребностей прямо в процессе выполнения упражнения (ходьба, лёгкая трусца, прогулочный темп на велосипеде) обеспечивается за счёт жиров. Естественно килокалорий потратится немного, но это будут преимущественно калории из жиров. Высокоинтенсивная тренировка задействует углеводы и тем бОльшую их долю, чем интенсивнее работа. Естественно, калорий может тратиться в два, а то и в три раза больше за одно и то же время. НО. У нетренированных или плохо тренированных людей имеет место тенденция к полному подавлению окисления жиров уже на очень умеренных интенсивностях выполнения упражнения. Т.е. при выходе по пульсу за коридор пресловутой зоны жиросжигания.
Так-то в общем-то ничего плохого, но штука в том, что пустые гликогеновые депо и низкий уровень сахара в крови делают (нередко) человека маниаком, ищущим углеводов. Вспомним, что огромная масса современных людей плотно сидит на сладком, в особенности худеющая часть, можете быть уверены, что при углеводном голоде удежать дефицит калорий и не сорваться в зажор очень и очень тяжело. А вот потеря энергии из жировых депо, проходит довольно "незаметно" для мозга, он в жире не слишком заинтересован, так что потратить за час 300 ккал ходьбой или 700-750 ккал быстрым бегом, ещё неизвестно что лучше в смысле похудения. Пользоваться ли зоной жиросжигания или не пользоваться, это уже дело десятое, но как понятие она вполне оправдана. Ну и если уж поднимать интенсивность, то надо подкладывать в топку быстрые углеводы, так чтобы держать гликогеновые депо на максимуме, а уж что из жировых сгорит, то сгорит.
Но вообще основное жировое похудение конечно происходит в покое. На спорт мы получаем адекватное количество углеводов, на восстановление адекватное количество белков и незаменимых жиров, а на всё остальное медленные "пустые калории" поступают из жировых депо, если имеет место превышение общего расхода над общим приходом.
И вот ещё одна памятка: 1 кал = 4.187 Дж, 1 ккал/ч = 1.163 Вт.
И ещё, если велосипедист развивает целый час на педалях 250 Вт, то при типичном для такого уровня велосипедном КПД=23% он потратит за час 935 ккал. Это приблизительный уровень первого разряда по велоспорту.
Гликоген является сложным, комплексным углеводом, который в процессе гликогенеза образуется из глюкозы, поступающей в организм человека вместе с пищей. С химической точки зрения он определяется формулой C6H10O5 и представляет собой коллоидальный полисахарид, имеющий сильно разветвленную цепь из остатков глюкозы. В этой статье мы расскажем все про гликогены: что это такое, каковы их функции, где они запасаются. Также мы опишем, какие бывают отклонения в процессе их синтезирования.
и как они синтезируются?
Гликоген является необходимым организму резервом глюкозы. В организме человека он синтезируется следующим образом. Во время приема пищи углеводы (в том числе крахмал и дисахариды - лактоза, мальтоза и сахароза) под действием фермента (амилазы) расщепляются на мелкие молекулы. Затем в тонком кишечнике такие ферменты, как сахараза, панкреатическая амилаза и мальтаза осуществляют гидролиз углеводных остатков до моносахаридов, в том числе и глюкозы.
Одна часть высвобожденной глюкозы, поступив в кровоток, направляется в печень, а другая транспортируется в клетки других органов. Непосредственно в клетках, в том числе и в мышечных, происходит последующий распад моносахарида глюкозы, который называется гликолиз. В процессе гликолиза, происходящего с участием или без участия (аэробный и анаэробный) кислорода синтезируются молекулы АТФ, которые являются источником энергии во всех живых организмах. Но не вся глюкоза, попадающая с пищей в организм человека, расходуется на Часть ее запасается в форме гликогена. Процесс гликогенеза предполагает полимеризацию, то есть последовательное присоединение друг к другу мономеров глюкозы и формирование полисахаридной разветвленной цепи под воздействием специальных ферментов.
Где находится гликоген?
Хранится полученный гликоген в виде особых гранул в цитоплазме (цитозоле) многих клеток организма. Особенно велико содержание гликогена в печени и мышечной ткани.
Причем мышечный гликоген - это источник запаса глюкозы для самой мышечной клетки (в случае сильной нагрузки), а печеночный поддерживает нормальную концентрацию глюкозы в крови. Также запас этих сложных углеводов имеется в нервных клетках, клетках сердца, аорты, эпителиальных покровов, соединительной ткани, слизистой оболочки матки и эмбриональных тканей. Итак, мы рассмотрели, что понимается под термином "гликогены". Что это такое, теперь понятно. Далее поговорим про их функции.
Для чего необходимы организму гликогены?
В организме гликоген служит в качестве энергетического резерва. В случае острой необходимости организм сможет получить из него недостающую глюкозу. Как это происходит? Распад гликогена осуществляется в периодах между приемами пищи, а также значительно ускоряется во время серьезной физической работы. Этот процесс происходит путем отщепления глюкозных остатков под воздействием особых ферментов. В итоге гликоген распадается до свободной глюкозы и глюкозо-6-фосфата без затрат АТФ.
Зачем нужен гликоген в печени?
Печень является одним важнейших внутренних органов человеческого тела. Она выполняет множество разнообразных жизненно необходимых функций. В том числе обеспечивает необходимый для функционирования головного мозга. Главными механизмами, при помощи которых осуществляется поддержание глюкозы в нормальном диапазоне - от 80 до 120 мг/дл, являются липогенез с последующим распадом гликогена, глюконеогенез и трансформация других сахаров в глюкозу.
При понижении уровня сахара в крови происходит активизация фосфорилазы, и тогда гликоген печени расщепляется. Из цитоплазмы клеток исчезают его скопления, и глюкоза поступает в кровь, давая организму необходимую энергию. При повышении уровня сахара, к примеру после приема пищи, клетки печени начинают активно синтезировать гликоген и депонировать его. Глюконеогенез представляет собой процесс синтезирования печенью глюкозы из других веществ, в том числе и аминокислот. Регуляторная делает ее критически необходимым для нормальной жизнедеятельности органа. Отклонения - значительные повышения/понижения уровня глюкозы в крови - представляют для здоровья человека серьезную опасность.
Нарушение синтеза гликогена
Нарушения обмена гликогена представляют собой группу наследственных Их причинами являются различные дефекты ферментов, непосредственно участвующих в регуляции процессов образования или расщепления гликогенов. Среди гликогеновых заболеваний выделяют гликогенозы и агликогенозы. Первые представляют собой редкие наследственные патологии, обусловленные чрезмерным накоплением полисахарида C6H10O5 в клетках.
Синтез гликогена и его последующее избыточное нахождение в печени, легких, почках, скелетных и сердечной мышцах вызываются дефектами ферментов (например, глюкоза-6-фосфатазы), участвующих в распаде гликогена. Чаще всего при гликогенозе наблюдаются нарушения развития органов, задержка психомоторного развития, тяжелые гипогликемические состояния, вплоть до наступления комы. Для подтверждения диагноза и определения типа гликогеноза проводят и мышц, после чего отправляют полученный материал на гистохимическое исследование. В ходе него устанавливают содержание гликогена в тканях, а также активность ферментов, способствующих его синтезу и распаду.
Если в организме отсуствуют гликогены, что это значит?
Агликогенозы представляют собой тяжелое наследственное заболевание, вызванное отсутствием фермента, способного осуществлять синтез гликогена (гликогенсинтетазы). При наличии данной патологии в печени полностью отсутствует гликоген. Клинические проявления заболевания таковы: крайне низкое содержание глюкозы в крови, вследствие чего - постоянные гипогликемические судороги. Состояние больных определяется как крайне тяжелое. Наличие агликогеноза исследуют, осуществляя биопсию печени.
Гликоген – это «запасной» углевод в человеческом организме, принадлежащий к классу полисахаридов.
Иногда его ошибочно называют термином «глюкоген». Важно не путать оба названия, поскольку второй термин – это белковый гормон-антагонист инсулина, вырабатываемый в поджелудочной железе.
Что такое гликоген?
Практически с каждым приемом пищи организм получает , которые поступают в кровь в виде глюкозы. Но порой ее количество превышает потребности организма и тогда глюкозные излишки накапливаются в форме гликогена, который при надобности расщепляется и обогащает тело дополнительной энергией.
Где хранятся запасы
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.
Биохимические свойства
Полисахарид с формулой (C6H10O5)n химики называют гликогеном. Другое название этого вещества – животный . И хоть гликоген хранится в животных клетках, но это название является не совсем правильным. Открыл вещество французский физиолог Бернар. Почти 160 лет тому назад ученый впервые нашел в клетках печени «запасные» углеводы.
«Запасной» углевод хранится в цитоплазме клеток. Но если организм ощущает внезапный недостаток , гликоген высвобождается и попадает в кровь. Но, что интересно, трансформироваться в глюкозу, которая способна насытить «голодный» организм, способен только полисахарид, накопленный в печени (гепатоцид). Запасы гликогена в железе могут достигать 5 процентов от ее массы, и во взрослом организме составлять около 100-120 г. Своей максимальной концентрации гепатоциды достигают примерно через полтора часа после трапезы, насыщенной углеводам (кондитерские изделия, мучное, крахмалистая пища).
В составе мышц полисахарид занимает не больше 1-2 процентов от массы ткани. Но, учитывая общую площадь мускул, становится понятно, что гликогеновые «залежи» в мышцах превышают запасы вещества в печени. Также небольшие запасы углевода есть в почках, глиальных клетках мозга и в лейкоцитах (белых кровяных клетках). Таким образом, общие запасы гликогена во взрослом организме могут составить почти полкилограмма.
Интересно, что «запасной» сахарид найден в клетках некоторых растений, в грибах (дрожжевых) и бактериях.
Роль гликогена
В основном гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что эти два источника резервной энергии обладают разными функциями. Полисахарид из печени поставляет глюкозу для организма в целом. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. При чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. И дабы избежать гипогликемии гликоген, содержащийся в клетках печени, расщепляется и попадает в кровоток, выравнивая глюкозный показатель. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, поскольку изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.
Мышечные запасы необходимы для поддержания работы опорно-двигательной системы. Сердце также является мышцей, в которой есть запасы гликогена. Зная об этом, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или при анорексиии возникают проблемы с сердцем.
Но если излишки глюкозы могут отложиться в форме гликогена, тогда возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле жировой прослойкой?». Этому также есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической активности запасы животного крахмала не успевают тратиться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме – в виде липидов под кожей.
Помимо этого, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов, участвует в обменных процессах в организме.
Синтезирование
Гликоген – это стратегический запас энергии, который синтезируется в организме из углеводов.
Сначала тело использует полученные углеводы в стратегических целях, а остатки откладывает «на черный день». Дефицит энергии является причиной для расщепления гликогена к состоянию глюкозы.
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.
Гликогеноз и другие нарушения
Но в некоторых случаях расщепление гликогена не происходит. В результате гликоген накапливается в клетках всех органов и тканей. Обычно подобное нарушение наблюдают у людей с генетическими нарушениями (дисфункция ферментов, необходимых для расщепления вещества). Такое состояние называют термином гликогеноз и относят его к списку аутосомно-рецессивных патологий. На сегодня в медицине известны 12 типов этого заболевания, но пока достаточно изученной является только половина из них.
Но это не единственная патология, связанная с животным крахмалом. В число гликогеновых заболеваний также входит агликогеноз – нарушение, сопровождающееся полным отсутствием фермента, отвечающего за синтез гликогена. Симптомы болезни – ярко выраженные гипогликемии и судороги. Наличие агликогеноза определяют путем биопсии печени.
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:
Напротив, осторожно к пище, богатой гликогеном, стоит отнестись лицам с дисфункцией печени, недостатком ферментов. Кроме того, диета с высоким содержанием глюкозы предусматривает снижение употребления гликогена.
Пища для накопления гликогена
Как утверждают исследователи, для адекватного накопления гликогена примерно 65 процентов калорий организм должен получать из углеводных продуктов. В частности, для восстановления запасов животного крахмала важно ввести в рацион хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.
Лучшие источники гликогена: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка, соки из фруктов.
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 израсходование 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.
Дефицит и излишек: как определить
Организм, в котором, содержатся лишние порции гликогена, скорее всего, сообщит об этом сгущением крови и нарушениями работы печени. У людей с чрезмерными запасами этого полисахарида также случаются сбои в работе кишечника, увеличивается вес тела.
Но и нехватка гликогена не проходит для организма бесследно. Дефицит животного крахмала может послужить причиной эмоционально-психических нарушений. Возникают апатии, депрессивные состояния. Также заподозрить истощение энергетических резервов можно у людей с ослабленным иммунитетом, плохой памятью и после резкой потери мышечной массы.
Гликоген – важный резервный источник энергии для организма. Его недостаток – это не только снижение тонуса и упадок жизненных сил. Дефицит вещества скажется на качестве волос, кожи. И даже потеря блеска в глазах – это также результат нехватки гликогена. Если вы заметили у себя симптомы недостатка полисахарида, самое время подумать об усовершенствовании своего рациона.
Стойкость нашего организма к неблагоприятным условиям внешней среды объясняется его умением делать своевременные запасы питательных веществ. Одним из важных «запасных» веществ организма является гликоген – полисахарид, образуемый из остатков глюкозы .
При условии, что человек ежесуточно получает необходимую норму углеводов, то глюкоза, находящаяся в виде гликогена клеток, может быть оставлена про запас. Если же человек испытывает энергетический голод, в таком случае происходит активация гликогена, с его последующей трансформацией в глюкозу.
Продукты богатые гликогеном:
Общая характеристика гликогена
Гликоген в простонародье называют животным крахмалом . Он представляет собой запасной углевод, который производится в организме животных и человека. Его химическая формула - (C 6 H 10 O 5) n . Гликоген является соединением глюкозы, которая в виде мелких гранул откладывается в цитоплазме клеток мышц, печени, почек, а также в клетках мозга и белых кровяных тельцах. Таким образом, гликоген представляет собой энергетический резерв, способный восполнить недостаток глюкозы, в случае отсутствия полноценного питания организма.
Клетки печени (гепатоциты) являются лидерами по накоплению гликогена! Они могут на 8 процентов своего веса состоять из этого вещества. При этом клетки мышц и других органов, способны накапливать гликоген в количестве не более 1 – 1,5%. У взрослых общее количество гликогена печени может достигать 100-120 грамм!
Суточная потребность организма в гликогене
По рекомендации медиков, суточная норма гликогена не должна быть ниже 100 граммов в сутки. Хотя необходимо учесть, что гликоген состоит из молекул глюкозы, и расчет может осуществляться только на взаимозависимом основании.
Потребность в гликогене возрастает:
- В случае повышенных физических нагрузок, связанных с выполнением большого количества однообразных манипуляций. В результате этого, мышцы страдают от недостатка кровенаполнения, а также от нехватки глюкозы в крови.
- При выполнении работ, связанных с мозговой деятельностью. В данном случае, гликоген, содержащийся в клетках мозга, быстро преобразуется в энергию, необходимую для работы. Сами же клетки, отдав накопленное, требуют пополнения запасов.
- В случае ограниченного питания. В данном случае, организм, недополучая глюкозу из продуктов питания, начинает перерабатывать свои запасы.
Потребность в гликогене снижается:
- При употреблении большого количества глюкозы и глюкозоподобных соединений.
- При заболеваниях, связанных с повышенным употреблением глюкозы.
- При болезнях печени.
- При гликогенезах, вызванных нарушением ферментативной деятельности.
Усваиваемость гликогена
Гликоген относится к группе быстро усваиваемых углеводов, с отсрочкой к исполнению. Данная формулировка объясняется так: до тех пор, пока в организме достаточно прочих источников энергии, гликогеновые гранулы будут храниться в нетронутом виде. Но как только мозг подаст сигнал о недостатке энергетического обеспечения, гликоген под воздействием ферментов начинает преобразовываться в глюкозу.
Полезные свойства гликогена и его влияние на организм
Поскольку молекула гликогена представлена полисахаридом глюкозы, то его полезные свойства, а также влияние на организм соответствует свойствам глюкозы.
Гликоген является полноценным источником энергии для организма в период нехватки питательных веществ, необходим для полноценной умственной и физической деятельности.
Взаимодействие с эссенциальными элементами
Гликоген обладает способностью быстро преобразовываться в молекулы глюкозы. При этом он отлично контактирует с водой, кислородом, рибонуклеиновой (РНК), а также дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислотами.
Признаки нехватки гликогена в организме
- апатия;
- ухудшение памяти;
- снижение мышечной массы;
- слабый иммунитет;
- депрессивное настроение.
Признаки избытка гликогена
- сгущение крови;
- нарушения функций печени;
- проблемы с тонким кишечником;
- увеличение массы тела.
Гликоген для красоты и здоровья
Поскольку гликоген является внутренним источником энергии в организме, то его недостаток способен вызвать общее снижение энергетичности всего организма. Это отражается на деятельности волосяных фолликулов, клеток кожи, а также проявляется в потере блеска глаз.
