Гликоген: энергетические резервы человека

Функции гликогена в организме человека

Обмен гликогена происходит в печени. Её основная функция – не превращение сахара в полезные нутриенты, а фильтрация и защита организма. Фактически, печень негативно реагирует на повышение сахара в крови, появление насыщенных жирных кислот и физические нагрузки.

Чрезмерное потребление сладкого (и жирного), в совокупности с интенсивными физическими нагрузками чревато не только дисфункцией поджелудочной железы и проблемами с печенью, но и серьёзными нарушениями обмена веществ со стороны печени.

Если создать ситуацию, при которой печень (способная переработать не более 100 грамм глюкозы за раз), будет хронически испытывать переизбыток сахара, то новые восстановленные клетки будут превращать сахар напрямую в жирные кислоты, минуя стадию гликогена.

Этот процесс называется «жировое перерождение печени». При полном жировом перерождении наступает гепатит. Но частичное перерождение считается нормой для многих тяжелоатлетов: такое изменение роли печени в синтезе гликогена приводит к замедлению обмена веществ и появлению избыточной жировой прослойки.

Кроме того, независимо от характера физических нагрузок и их наличия в целом, жировая дистрофия печени – это основа для формирования:

• метаболического синдрома;
• атеросклероза и его осложнений в виде инфаркта, инсульта, эмболий;
• сахарного диабета;
• артериальной гипертензии;
• ишемической болезни сердца.

Помимо изменений со стороны печени и сердечно-сосудистой системы, избыток гликогена обусловливает:

• сгущение крови и возможный последующий тромбоз;
• дисфункция на любом уровне желудочно-кишечного тракта;
• ожирение.

С другой стороны, не менее опасен и дефицит гликогена. Так как этот углевод является главным источником энергии, его недостаток может вызвать:

• ухудшение памяти, восприятия информации;
• постоянно плохое настроение, апатию, что ведет к формированию многообразных депрессивных синдромов;
• общая слабость, вялость, снижение трудоспособности, что сказывается на результатах любой ежедневной деятельности человека;
• снижение массы тела за счет потери мышечной массы;
• ослабление мышечного тонуса вплоть до развития атрофии.

Недостаток гликогена у спортсменов часто проявляется уменьшением кратности и длительности тренировок, снижением мотивации.

Таблица 1. Типы гликогенозов и их характеристика

Гликоген Тип гликогеноз а, название, синонимы	Фермент с нарушенной активностью	Структура гликогена	Основные органы, ткани и клетки, депонирующие гликоген	Некоторые биохимические показатели	Примечание
I тип. Болезнь Гирке, гепато-нефромегальный гликогеноз	Глюкозо-6-фосфатаза	Нормальная	Печень, почки, слизистая оболочка тонкой КИШКИ	Гиперлипемия, гиперлактацидемия, кетоз, гипогликемия; отрицательная реакция (по гликемии) на адреналин, глюкагон, галактозу	Описаны сочетанные формы с блоком или недостаточностью нескольких ферментов
II тип. Болезнь Помпе, генерализованный гликогеноз, cardiomegalia glycogenica	Кислая альфа-1,4-глюкозидаза	Нормальная	Печень, почки, селезенка, мышцы, нервная ткань, лейкоциты	Реакции (по гликемии) на адреналин, глюкагон, галактозу нормальные	То же
III тип. Болезнь Кори, болезнь Форбса, лимитдекстриноз, debrancher enzyme defect	Амило-1,6-глюкозидаза и (или) олиго-1,4-1,4-трансглюкозидаза	Короткие многочисленные внешние ветви (лимитдекстрин)	Печень, мышцы, лейкоциты, эритроциты	Натощак реакции на адреналин и глюкагон отрицательные, после нагрузки углеводами — слабо положительные с двумя или тремя пиками	Описаны 4 формы (А, В,
IV тип. Болезнь Андерсен, амилопектиноз, диффузный гликогеноз с циррозом печени, branching enzyme defect	альфаD-1,4-глюкан, 6-альфа-глюкозилтрансфераза	Длинные внешние и внутренние ветви с малым числом точек ветвления (амилопектин)	Печень, мышцы, лейкоциты	Умеренно выражены гиперлипемия, кетоз, гипогликемия; реакция на адреналин нормальная, на глюкагон — гипергликемическая
V тип. Болезнь Мак-Ардла, миофосфорилазная недостаточность	Фосфорилаза мышц	Нормальная	Мышцы	Гиполактацидемия после физ. нагрузки	Описаны сочетанные формы с блоком или недостаточностью нескольких ферментов
VI тип. Болезнь Герса, гепатофосфорилазная недостаточность	Фосфорилаза печени	Нормальная	Печень, лейкоциты	Умеренно выражены гиперлипемия, кетоз; реакции на глюкагон, адреналин нормальные
VII тип. Болезнь Томсона, гепатофосфоглюкомутазная недостаточность	Фосфоглюкомутаза	Нормальная	Печень и (или) мышцы	При ишемической нагрузке в мышцах не происходил гликогенолиз
VIII тип. Болезнь Таруи, миофосфофруктокиназная недостаточность	Фосфофруктокиназа	Нормальная	Мышцы, эритроциты	Отсутствие гиперлактацидемии после физ. нагрузки
IX тип. Болезнь Хага	Киназа фосфорилазы b	Нормальная	Печень

Продукты богатые гликогеном:

Сахар

Шоколад

Пряники

Мармелад

Соломка сладкая

Яблочное повидло

Соки фруктовые

Арбуз

Общая характеристика гликогена

Гликоген в простонародье называют животным крахмалом. Он представляет собой запасной углевод, который производится в организме животных и человека. Его химическая формула – (C6H10O5)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.

Это интересно!

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.

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.

Достаточное же количество гликогена в организме, даже в период острой нехватки свободных питательных веществ, сохранит энергичность, румянец на щеках, красоту кожи и блеск волос!

Мы собрали самые важные моменты о гликогене в этой иллюстрации и будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или блоге, с ссылкой на эту страницу:

Рейтинг:

2.8/10

Голосов: 5

Достоверность информации 2

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.

Влияние на сжигание жира

Если вы хотите сжечь жир с помощью тренировок, помните о том, что тело сперва расходует запасы гликогена, а лишь затем переходит к запасам жира. Именно на этом факте и строится рекомендация о том, что эффективная жиросжигающая тренировка должна проводиться не менее 40-45 минут при умеренном пульсе — сперва организм тратит гликоген, затем переходит на жир.

Практика показывает, что жир быстрее всего сгорает при кардиотренировках утром на пустой желудок или использовании интервального голодания. Поскольку в этих случаях уровень глюкозы в крови уже находится на минимальном уровне, с первых минут тренинга тратятся запасы гликогена из мышц (а затем и жира), а вовсе не энергия глюкозы из крови.

***

Гликоген является основной формой хранения энергии глюкозы в животных клетках (в растениях гликогена нет). В теле взрослого человека накапливается примерно 200-300 г гликогена, запасаемого преимущественно в печени и в мышцах

Гликоген тратится при силовых и кардиотренировках, а для роста мышц чрезвычайно важно правильно восполнять его запасы

1. Fundamentals of glycogen metabolism for coaches and athletes, source

Дата последнего обновления материала —  8 июня 2020

Биологическая роль гликогена в организме?

Как мы уже выше говорили, гликоген, это форма хранения излишек углеводов в организме, которые образованны из остатков глюкозы в гликогеновые гранулы.

Основная биологическая роль гликогена – восстановить уровень глюкозы до нормальных значений (эугликемию), то есть метабилизироваться в кровь при недостатке глюкозы, таким образом снабдить организм драгоценной энергией.

Для поддержания энергетических функций всего организма, используется гликоген запасённой исключительно в клетках печени (гепатоцитах), именно поэтому сделана в начале статьи оговорка, что мышечный гликоген имеет значение только в спорте, то есть при выполнении физических упражнений, только запасенные углеводы в печени превращаются в глюкозу, гликоген в мышечной массе не используются для поддержания уровня сахара в организме, он используются для выполнения упражнений.

Биологическая роль гликогена

Согласно научным данным (источник Артур К. Гайтон, Джон Э. Холл. Медицинская физиология / под ред. В. И. Кобрин), «печенночный» гликоген может составлять 5-6% от массы самой печении (порядка 100-200 грамм для взрослого человека), соответственно при увеличенном синтезе гликогена в печени.

Несмотря на то, что углеводы по своей природе является универсальным источником энергии, из которых организм получает глюкозу, жиры и белки так же могут быть использованы в качестве питательного источника, жирные кислоты расщепляются на триглицериды, а белки на аминокислоты, в первом случае процесс называется липолиз, во втором глюконеогенез, в условиях длительного голодания используются в основном заменимые аминокислоты для биосинтеза глюкозы.

Химическая формула гликогена

Еще одним интересным свойством для похудения обладает гликоген – связывание воды. Ученые определили, что на 1 грамм гликогена (резервной глюкозы) приходиться порядка 2,7 грамм воды. То есть данное свойство гликогена можно наглядно использовать в быстрых диетах для похудения, можно сказать паразитировать на нем, ведь от того, что вы похудели на резком отказе от сахара, уйдет не жир, а вода, связанная с гликогеном, только представьте если 1 грамм гликогена связывает 2,7 грамма воды, значит 400 грамм животного крахмала = 1 кг воды примерно, это свойство гликогена объясняет повышенную потливость во время интенсивных упражнений, и конечно резкий сброс веса при отказе от углеводов.

Когда спортсмен возвращается к своему привычному рациону питания, с обычным количеством углеводов, вес очень быстро возвращается, так как по факту экспресс безуглеводные диеты снизили вес не за счет сжигания жира, а за счет вывода жидкости.

Почему гликоген основной поставщик энергии для организма?

Первоначально белки, жиры и углеводы из нашей пищи расщепляются на более мелкие молекулы. Белки разделяются на аминокислоты, жиры — на триглицериды, а углеводы — на простой сахар, называемый глюкозой.

При определенных обстоятельствах, когда уровень глюкозы очень снижен (например, в период голодовки) организм может превращать глицерин (образующий при расщеплении жирных кислот) и белки в углеводы, то есть в глюкозу, процесс называется глюконеогенез, причем первые идут в расход аминокислоты, именно поэтому, отказ от еды не избавляет человека от жировых отложений, основная масса при голодовке уходит за счет разрушения мышц.

Глюконеогенез не основной путь снабжения человека глюкозой, точнее даже он малоэффективный в этом плане, так как количество сахара глюкозы очень мало на выходе, хватает лишь на поддержания жизненно важных функций, и именно поэтому гликоген является основным энергетическим поставщиком для органов и тканей организма.

Гликоген как поставщик энергии

Если в организме присутствует более 4 грамм циркулирующей по крови глюкозы, это может привезти к различным заболеваниям, которые вызваны повреждением кровеносных сосудов, в первую очередь инсульт, инфаркт, диабет, атеросклероз, так вот для предотвращения такого опасного для организма состояния излишки глюкозы аккумулируются в виде гранул гликогена в клетках печени и мышечной ткани, которые при необходимости (сниженном уровне сахара в крови) могут быть преобразованы обратно в глюкозу.

Виды углеводов

Углеводы — это полиатомные альдегидо- или кетоспирты, которые подразделяются в зависимости от количества мономеров на моно-, олиго- и полисахариды. Основные представители углеводов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные представители углеводов

Углеводы	Основные представители
Моносахариды	Гексозы (глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза), триозы, тетрозы, пентозы
Производные моносахаридов	Сахарные кислоты, дезоксисахара, аминосахара, сиаловые кислоты
Дисахариды	Мальтоза, лактоза, сахароза
Олигосахариды	Мальтодекстрин
Полисахариды: гомополисахариды гетерополисахариды	Крахмал, гликоген, целлюлоза Гликозаминогликаны

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.), олигосахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) и перевариваемые полисахариды (крахмал, гликоген) являются основными источниками энергии, а также выполняют пластическую функцию.

Неперевариваемые полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза и др.), или пищевые волокна, играют в питании важнейшую роль, участвуя в формировании каловых масс, регулируя моторную функцию кишечника, выступая в качестве сорбентов (см. табл. 2). Пектины (коллоидные полисахариды) и пропектины (комплексы пектинов с целлюлозой), камеди, слизи используются в диетотерапии в связи с их детоксицирующим эффектом. К пищевым волокнам относят и не являющийся углеводом лигнин.

Перевариваемые углеводы в тонкой кишке расщепляются до дисахаридов, а далее, путем пристеночного пищеварения, до моносахаридов.

Таблица 2. Роль неперевариваемых полисахаридов (пищевых волокон) в питании

	Основные эффекты
Прием пищи	увеличение объема пищи и периода ее приема; снижение энергетической плотности пищи; усиление чувства насыщения
Влияние на верхние отделы желудочно-кишечного тракта	торможение опорожнения желудка; стимуляция процессов желчеотделения
Влияние на тонкую кишку	связывание нутриентов, торможение абсорбции глюкозы, аминокислот и холестерина, токсических веществ; торможение гидролиза крахмала
Влияние на толстую кишку	нормализация состава кишечной микрофлоры; формирование каловых масс и повышение скорости их транзита

Метаболизм глюкозы

Всасывание моносахаров происходит путем облегченной диффузии и активного транспорта, что обеспечивает высокую их абсорбцию даже при низкой концентрации в кишечнике. Основным углеводным мономером является глюкоза, которая изначально по системе воротной вены доставляется в печень, а далее или метаболизируется в ней, или поступает в общий кровоток и доставляется в органы и ткани.

Метаболизм глюкозы в тканях начинается с образования глюкозо- 6-фосфата, который, в отличие от свободной глюкозы, не способен покидать клетку. Дальнейшие превращения этого соединения идут в следующих направлениях:

• расщепление вновь до глюкозы в печени, почках и эпителии кишечника, что позволяет поддерживать постоянный уровень сахара в крови;
• синтез депонируемой формы глюкозы — гликогена — в печени, мышцах и почках;
• окисление по основному (аэробному) пути катаболизма;
• окисление по пути гликолиза (анаэробного катаболизма), обеспечивающего энергией интенсивно работающие (мышечная ткань) или лишенные митохондрий (эритроциты) ткани и клетки;
• по пентозофосфатному пути превращений, происходящему под действием коферментной формы витамина B1, в ходе которого генерируются продукты, используемые в синтезе биологически значимых молекул (НАДФ∙Н2, нуклеиновых кислот).

Таким образом, метаболизм глюкозы может происходить по различным направлениям, использующим ее энергетический потенциал, пластические возможности или способность депонироваться.

Лечение

Специфического лечения нет. Патогенетическая терапия направлена на борьбу с ацидозом (см.), кетозом. В некоторых случаях эффективно применение глюкагона, анаболических и стероидных гормонов. Частые приемы пищи с высоким содержанием легко усвояемых углеводов необходимы при гипогликемическом синдроме. Имеются попытки введения больным недостающих энзимов.

При мышечных Г. улучшение отмечается после назначения фруктозы внутрь по 50,0—100,0 г в день, витаминов, АТФ. Делаются попытки хирургического лечения I и III типов Г. (портокавальная транспозиция сосудов, перевязка портальной вены и наложение анастомоза конец в бок — v. portae и v. cava inf.).

См. также Энзимопатии.

Истощение гликогена

→ Основная статья : Гликогенолиз

Линейная часть гликогена расщепляется ферментом гликогенфосфорилазой . Это пиридоксальфосфат- зависимый. Он катализирует связывание свободного фосфата с атомом C 1 глюкозы . Гликозидная связь между молекулами глюкозы расщепляется и образуется глюкозо-1-фосфат . Это может быть преобразовано в глюкозо-6-фосфат с помощью мутазы . Глюкозо-6-фосфат — нормальная форма глюкозы в клетке. Если бы производилась свободная глюкоза, гексокиназа IV , фермент, который также играет роль в гликолизе , должна была бы производить глюкозо-6-фосфат из АТФ с использованием фосфорильной группы . Кроме того, повышенная концентрация глюкозы в клетке вызывает уменьшение градиента концентрации между цитозолем и внеклеточным пространством , так что транспорт глюкозы в клетку снижается.

Схема распада гликогена

Гликогенфосфорилаза может расщеплять гликоген только до четвертой молекулы глюкозы до точки ветвления. Именно здесь вступает в игру 4-α-глюканотрансфераза (ферментативная активность фермента разветвления ): этот фермент переносит три из четырех молекул глюкозы перед точкой разветвления в другую цепь и добавляет их линейно. Оставшаяся альфа-1,6-гликозидно связанная молекула глюкозы теперь отделяется от другой ферментативной активности фермента разветвления , образуя свободную глюкозу. Когда гликоген расщепляется, образуется около 90% глюкозо-1-фосфата, поскольку в среднем только каждая десятая молекула глюкозы находится в точке разветвления.

В количественном отношении наибольшее количество гликогена содержится в мышцах. Но в нем отсутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза , который может отщеплять фосфатный остаток на 6-м атоме углерода глюкозы. Это происходит только в клетках печени , почек и энтероцитах . Это означает, что печень и почки могут эффективно использовать свои запасы гликогена для буферизации низкого уровня сахара в крови (например, ночью).

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

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

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

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

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

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

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

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

Клиническая значимость

Нарушения метаболизма гликогена

Наиболее распространенным заболеванием, при котором метаболизм гликогена становится ненормальным, является диабет, при котором из-за аномальных количеств инсулина гликоген печени может аномально накапливаться или истощаться. Восстановление нормального метаболизма глюкозы обычно нормализует метаболизм гликогена. При гипогликемии, вызванной чрезмерным уровнем инсулина, количества гликогена в печени высоки, но высокие уровни инсулина предотвращают гликогенолиз, необходимый для поддержания нормального уровня сахара в крови. Глюкагон является распространенным методом лечения этого типа гипогликемии. Различные врожденные ошибки метаболизма вызваны недостатками ферментов, необходимых для синтеза или расщепления гликогена. Они также называются заболеваниями, связанными с хранением гликогена.

Эффект истощения гликогена и выносливость

Спортсмены, бегающие на длинные дистанции, такие как марафонские бегуны, лыжники и велосипедисты, часто испытывают истощение гликогена, когда почти все запасы гликогена в организме спортсмена истощаются после длительных нагрузок без достаточного потребления углеводов. Истощение гликогена может быть предотвращено тремя возможными способами. Во-первых, во время упражнения углеводы с максимально возможной скоростью преобразования в глюкозу крови (высокий гликемический индекс) поступают непрерывно. Наилучший результат этой стратегии заменяет около 35% глюкозы, потребляемой при сердечных ритмах, выше примерно 80% от максимума. Во-вторых, благодаря адаптационным тренировкам на выносливость и специализированным схемам (например, тренировки с низкой степенью выносливости плюс диета), организм может определять мышечные волокна типа I для улучшения эффективности использования топлива и рабочей нагрузки для увеличения процента жирных кислот, используемых в качестве топлива, чтобы сберечь углеводы. В-третьих, при потреблении больших количеств углеводов после истощения запасов гликогена в результате физических упражнений или диеты, организм может увеличить емкость хранилищ внутримышечных гликогенов. Этот процесс известен как «углеводная нагрузка». В общем, гликемический индекс источника углеводов не имеет значения, поскольку чувствительность мышечного инсулина в результате временного истощения гликогена увеличивается. При недостатке гликогена, спортсмены часто испытывают сильную усталость, до такой степени, что им может быть трудно просто ходить. Что интересно, самые лучшие профессиональные велосипедисты в мире, как правило, заканчивают 4-5-ступенчатую гонку прямо на пределе истощения гликогена с использованием первых трех стратегий. Когда спортсмены употребляют углевод и кофеин после истощающих упражнений, их запасы гликогена, как правило, пополняются быстрее , однако минимальная доза кофеина, при которой наблюдается клинически значимое влияние на насыщение гликогена, не установлена.

Список использованной литературы:

Kreitzman SN, Coxon AY, Szaz KF (1992). «Glycogen storage: illusions of easy weight loss, excessive weight regain, and distortions in estimates of body composition» (PDF). The American Journal of Clinical Nutrition. 56 (1 Suppl): 292s–293s. PMID 1615908

Miwa I, Suzuki S (November 2002). «An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes». Annals of Clinical Biochemistry. 39 (Pt 6): 612–3. PMID 12564847. doi:10.1258/000456302760413432

Berg, Tymoczko & Stryer (2012). Biochemistry (7th, International ed.). W. H. Freeman. p. 338. ISBN 1429203145.

F. G. Young (1957). «Claude Bernard and the Discovery of Glycogen». British Medical Journal. 1 (5033 (Jun. 22, 1957)): 1431–7. JSTOR 25382898. doi:10.1136/bmj.1.5033.1431

Stryer, L. (1988) Biochemistry, 3rd ed., Freeman (p. 451)

McDonald, Lyle. The Ultimate Diet 2.0. Lyle McDonald, 2003

Beelen M, Burke LM, Gibala MJ, van Loon L JC (December 2010). «Nutritional strategies to promote postexercise recovery». International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 20 (6): 515–532. PMID 21116024. doi:10.1123/ijsnem.20.6.515