Гликогены: что это такое?

Чтобы эффективно функционировать в самых разных условиях, человеческому организму требуется энергетический резерв. Эту функцию выполняет в том числе и гликоген. Это соединение относится к сложным углеводам. Гликоген встречается только в организмах человека и животных.

Что такое гликоген

Гликоген представляет собой комплексный углевод. Он образуется из поступающей в организм с пищей глюкозы в процессе гликогенеза. С точки зрения химии это – коллоидальный полисахарид с разветвленной цепью, состоящей из остатков глюкозы.

С точки зрения структуры гликоген – это сотни связанных между собой особым образом молекул глюкозы. Иногда гликоген именуют «животным крахмалом», ведь он встречается исключительно в организмах живых существ.

Функция гликогена состоит в том, чтобы быть резервом глюкозы для организма.

Как происходит синтез этого углевода? В момент приема пищи углеводы (например, лактоза, сахароза, мальтоза, крахмал) расщепляются под воздействием особого фермента на небольшие молекулы. После этого в пределах тонкого кишечника сахароза и панкреатическая амилаза участвуют в гидролизе остатков углеводов до моносахаридов. Одна часть освобожденной глюкозы поступает в кровоток и направляется в печень. Другая часть переходит в клетки иных органов.

В мышечных клетках идет распад моносахарида глюкозы (гликолиз). В этом процессе обычно участвует кислород. Происходит синтез молекул АТФ, которые представляют собой источник универсальной энергии для любых живых организмов. Однако далеко не вся глюкоза, что вводится в организм с пищей, идет на синтез АТФ. Некоторая ее часть запасается в виде гликогена. В процессе гликогенеза происходит полимеризация – последовательное подсоединение мономеров глюкозы друг к другу. Под воздействием особых ферментов формируется разветвленная полисахаридная цепь.

Полученный гликоген хранится в цитоплазме некоторых клеток организма в виде гранул. Больше всего гликогена запасается в мышечной ткани и печени. При этом мышечный гликоген становится ценным источником глюкозы для самих мышц. А гликоген, который содержится в печени, позволяет поддерживать правильную концентрацию глюкозы в крови.

Печень представляет собой второй по размеру орган тела после кожи. Эта железа очень тяжелая – вес печени доходит у взрослого человека до полутора килограммов. Одна из важных функций этого органа – поддержание углеводного обмена. Будучи своего рода фильтром, печень участвует в поддержании нужного уровня глюкозы в крови. Она – своего рода буфер глюкозы. Печень с ее регуляторной функцией крайне необходима организму.

Некоторый запас гликогена содержится:

• в клетках сердца;
• в нервных клетках;
• в соединительной ткани;
• в эпителии;
• в слизистой оболочке матки;
• в тканях эмбрионального типа.

Для чего организму нужен гликоген

Гликоген – это энергетический резерв организма. Когда возникает острая необходимость, организм быстро может получить из гликогена глюкозу. Происходит это следующим образом. Гликоген распадается в промежутках между отдельными приемами пищи. Его распад также сильно ускоряется при серьезной физической нагрузке. Такой процесс идет посредством отщепления глюкозных остатков при воздействии на них специальных ферментов. В результате гликоген распадается на глюкозо-6-фосфат и свободную глюкозу. При этом затрат АТФ не происходит.

Одним из наиболее важных внутренних органов тела человека является печень: она выполняет ряд крайне важных функций, обеспечивающих жизнедеятельность. Одна из таких функций – поддержание нормального уровня сахара в крови. Правильный уровень нужен для работы головного мозга.

Запасы гликогена в печени нужны для покрытия потребностей в глюкозе по всему организму. А вот запасы гликогена в мышечной ткани могут быть использованы лишь локально. Иначе говоря: при выполнении приседаний тело потребляет гликоген только из мышц ног. Запасы гликогена в других мышцах при этом не расходуются.

Гликоген запасается не в мышечных волокнах непосредственно, а в окружающей эти волокна питательной жидкости. На размер гликогеновых депо влияют регулярные силовые нагрузки. При этом мышцы становятся более крупными и объемными.

Основной источник пополнения запасов гликогена – углеводы из продуктов питания. Чем ниже гликемический индекс того или иного углевода, тем медленнее от отдает энергию в кровь.

Если уровень сахара в крови понижается, в крови активизируется фосфорилаза. Тогда гликоген расщепляется. Глюкоза подается в кровь, обеспечивая организм энергией. В случае повышения уровня сахара (к примеру, после еды) клетки печени приступают к активному синтезу гликогена.

Значительные отклонения уровня глюкозы от нормальных значений опасны для здоровья.

Нарушения при синтезе гликогена

Нарушения в обмене гликогена считаются наследственными заболеваниями. Причинами сбоев становятся разные дефекты ферментов, которые непосредственным образом участвуют в настройке процессов образования гликогена и его расщепления.

В числе гликогеновых заболеваний выделяют гликогенозы и агликогенозы. Первый вид нарушений – очень редкая наследственная патология. Она обусловлена накоплением полисахаридов в клетках организма. Избыточное нахождение гликогена в печени, почках, легких, мышцах вызывается дефектами в структуре ферментов, участвующих в процессах распада гликогена.

При гликогенозе нередко наблюдаются характерные нарушения в развитии отдельных органов, задержка в формировании психомоторики, тяжелые состояния (вплоть до комы). Чтобы подтвердить диагноз и определить конкретный тип гликогеноза, осуществляют биопсию мышц и печени. Затем отобранный материал направляется на гистохимическое исследование. Таким способом можно определить содержание гликогена в тканях, узнать, какова активность ферментов, ответственных за его синтез и распад.

Не менее тяжким наследственным заболеванием является агликогеноз. Он вызывается отсутствием фермента, который может влиять на синтез гликогена. При такой патологии в тканях практически полностью отсутствует гликоген. Диагноз ставится на основании биопсии печени. Проявления агликогеноза:

• очень низкое содержание глюкозы в крови;
• гипогликемические судороги;
• крайне тяжелое состояние больного.

Влияние синтеза гликогена на здоровье

Гликоген – это энергетический резерв, который может быть очень быстро введен в действие. После приема пищи организм вбирает столько глюкозы, сколько ему требуется для того, чтобы обеспечить умственную деятельность и физическую активность. Остальной гликоген хранится в печени и мышечной ткани: он понадобится позже.

При занятиях спортом или при серьезной физической работе организм начинает потреблять накопленные запасы гликогена. Через несколько часов без приема пищи запасы гликогена подходят к концу. Но нервная система продолжает его требовать. Тогда возникает вялость, физические реакции становятся слабее. Человек теряет способность сосредоточиться.

Организм запускает синтез нужного ему гликогена. В кровоток попадает инсулин, который обеспечивает доставку в клетки глюкозы и способствует синтезу гликогена.  После физической активности организм восстанавливает запасы гликогена – для этого нужно всего лишь что-нибудь съесть. Если человек ограничивает себя в потреблении продуктов питания, содержащих глюкозу, в первую очередь страдает сердце. А если в организме глюкозы много, она начинает превращаться в жир. И организму требуется много времени, чтобы его сжечь. Об этом в первую очередь нужно помнить тем, кто страдает от избыточного веса.