Роль гликогена в организме человека: Гликоген: для чего он нужен?. Что такое гликоген? | by Efim Klinovsky

Гликоген: для чего он нужен?. Что такое гликоген? | by Efim Klinovsky

Что такое гликоген?

Гликоген — это одна из основных форм запасной энергии в организме человека. Структура представляет собой сотни связанных между собой молекул глюкозы.

В случае снижения уровня глюкозы в крови, тело начинает вырабатывать специальные ферменты, в результате чего, накопленный гликоген в мышцах начинает расщепляться на молекулы глюкозы, становясь источником энергии.

Важность углеводов для организма.

В процессе пищеварения, углеводы расщепляются в глюкозу, после чего она поступает в кровь.

Жиры и белки в глюкозу конвертироваться не могут!

Далее глюкоза используется телом для текущих энергозатрат, либо откладывается в резервные запасы — жир. При этом, организм сначала связывает глюкозу в молекулы гликогена и заполняет ими гликогеновые депо, как только они переполняются, тело преобразует избыток в жир.

Где накапливается гликоген?

Гликоген накапливается преимущественно в печени (~100–120г) и в мышечных тканях (~1% от общего веса мышц).

Суммарно запасов гликогена в теле ~200–300г, однако, чем больше мышечной массы, тем больше накоплений (вплоть до 500г).

Гликоген в печени служит источником энергии для всего тела, а запасы гликогена в мышцах доступны исключительно для локального использования (у каждой группы мышц свой запас).

Функции гликогена в мышцах.

Биологически, гликоген накапливается не в мышечных волокнах, а в окружающей их жидкости — саркоплазме. Мышечная структура схожа с губкой, которая впитывает в себя саркоплазму и увеличивается в размерах.

Регулярные силовые тренировки увеличивают размер гликогеновых депо и количество саркоплазмы, визуально мышцы становятся больше и объемнее.

Число мышечных волокон задается прежде всего генетическим типом телосложения и практически не меняется в течение жизни.

Влияние гликогена на мышцы: Биохимия.

Для набора мышечной массы требуется два условия: 1.Достаточное количество запасов гликогена в мышцах ДО тренировки. 2.Успешное восстановление гликогеновых депо ПОСЛЕ тренировки. Выполняя силовые упражнения без запасов гликогена в надежде «просушиться», прежде всего тело сжигает мышечные ткани.

Важно! Для роста мышц не так важно употребление белка и аминокислот BCAA, как наличие достаточного количества правильных углеводов в рационе, в особенности, достаточное потребление быстрых углеводов по окончании тренировки.

Организм не сможет нарастить мышцы, находясь на безуглеводной диете.

Как повысить запасы гликогена?

Пополнить можно углеводами из продуктов питания, либо с помощью спортивного гейнера (смесь белков и углеводов). Чем ниже гликемический индекс (ГИ — скорость усваивания организмом углеводов и повышения сахара в крови), тем медленнее углеводы отдают свою энергию в кровь и тем выше вероятность конвертации в гликогеновые депо.

Влияние гликогена на сжигание жира.

Для эффективного избавления от подкожного жира нужно помнить, что первым делом тело расходует запасы гликогена, а лишь затем переходит к запасам жира. Эффективнее всего для сжигания жира будет тренировка на пустой желудок, тренировка должна быть не менее 40 минут с поддержанием умеренного пульса (кратковременный отдых, только для восстановления дыхания).

Лучше всего взять в привычку бег на дистанцию не менее двух миль на пустой желудок.

Роль гликогена в организме человека (развернуто)

Основной функцией гликогена в организме человека является хранение энергии. Запасы этого вещества откладываются в печени и мышцах. После приема пищи организм забирает столько глюкозы, поступившей в кровь из сложных углеводов, сколько ему необходимо для обеспечения двигательной и умственной активности. Излишек глюкозы преобразуется в гликоген и тут же откладывается как бы «про запас». Но когда человек начинает активную деятельность, организм тратит эти самые запасы энергии, причем достаточно логично: весь запас гликогена не может быть использован, так как организм запланировал потратить его на восстановление после нагрузки. Поэтому, если не пополнить запасы энергии, то нервная система начинает активно сигнализировать об этом, что становится причиной раздражительности и рассеянности.

Организм может синтезировать гликоген двумя способами: сразу после еды и в моменты активной умственной (физической) деятельности или голода. Но в каждом из случаев, мозг обязательно получит сигнал о том, что организм нуждается в энергии.

Печень является не только самой тяжелой железой во всем организме, но и вторым по величине органом человеческого тела. Она берет на себя множество функций, в число которых входит также углеводный обмен. Ее можно считать самым настоящим фильтром, через который проходит кровь из желудочно-кишечного тракта. И одной из важнейших задач печени – поддержание нормального уровня глюкозы в крови.

В мышцах гликоген необходим для хранения энергетических запасов. Именно поэтому спортивное питание строится так, чтобы мышцы до отказа были наполнены гликогеном, ведь перед тренировкой необходимо полное их восстановление. Синтез гликогена проходит замечательно, если рацион человека сбалансирован. Причем, большую роль при этом играет дробное питание, в результате которого усвоение веществ происходит быстрее. Так, питание 5 раз в день маленькими порциями — залог усиленного темпа синтеза гликогена.

ФУНКЦИИ ГЛИКОГЕНА... - Professional Massage by Valerii Vorona

ФУНКЦИИ ГЛИКОГЕНА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Гликоген является одной из главных форм, отвечающих за запасы энергии в нашем теле. Гликоген – это несколько сотен соединенных молекул глюкозы, потому его называют сложным углеводом.

Также этот элемент называют еще животным крахмалом, потому что найти его можно строго в живом организме. Когда в теле понижается глюкозный уровень, к примеру, во время мощных физических активностей или спустя несколько часов после еды, наш организм начинает продуцировать особые ферменты, под действием которых собравшийся в мышцах гликоген расщепляется до глюкозы, представляя собой таким образом источником моментальной энергии.

Любой углевод, который поступает к нам в организм, будь то фрукт, зерновая культура или какая-то сладость, во время пищеварения превращается в глюкозу и сахар. После этого превращения углевод попадает к нам в кровь. Отметим, что белок и жир не умеют превращаться в глюкозу.

Получившаяся глюкоза применяется нашим организмом как топливо для удовлетворения энергетических затрат и также для того, чтобы создать энергетический резерв. Добавим, что в первую очередь наше тело превращает глюкозу в гликоген, а после того, как гликогеновый резерв создан, глюкоза начинает превращаться в жировые отложения.

СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОГЕНА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Сколько гликогена может содержать организм? Здесь все зависит от тренировки собственных энергетических систем. Изначально размер гликогенового депо нетренированного человека минимален, что обусловлено его двигательными потребностями.

При интенсивном и продолжительном тренинге запасы гликогена увеличиваются в организме в несколько раз.

Что в свою очередь приводит к таким результатам:

- возрастает выносливость;
- объём мышечной ткани увеличивается;
- наблюдаются значительные колебания в весе во время тренировочного процесса

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.

Все это физически разрушает клетки печени, которые, к счастью, регенерируют. 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.

ГЛИКОГЕНОВЫЕ ЗАПАСЫ И СПОРТ

Гликоген в организме выполняет задачу главного энергоносителя. Он накапливается в печени и мышцах, откуда напрямую попадает в кровеносную систему, обеспечивая нас необходимой энергией.

Рассмотрим, как напрямую влияет гликоген на работу спортсмена:

1. Гликоген быстро истощается благодаря нагрузкам. Фактически за одну интенсивную тренировку можно растратить до 80% всего гликогена.

2. Это в свою очередь вызывает «углеводное окно», когда организм требует быстрых углеводов, для восстановления.

3. Под воздействием наполнения мышц кровью, гликогеновое депо растягивается, увеличивается размер клеток, которые могут хранить его.

4. Гликоген поступает в кровь только до тех пор, пока пульс не пересечет отметку в 80% от максимального ЧСС. В случае превышения этого порога, недостаток кислорода приводит к стремительному окислению жирных кислот. На этом принципе основана «сушка организма».

5. Гликоген не влияет на силовые показатели – только на выносливость.

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮЩИЕ НА УРОВЕНЬ ГЛИКОГЕНА

Важно понимать, что не только тренировки влияют на количество гликогена в печени. Этому способствует и основная регуляция гормонов инсулина и глюкагона, которая происходит благодаря потреблению определенного типа пищи. Так, быстрые углеводы при общем насыщении организма скорее всего превратятся в жировую ткань, а медленные углеводы полностью превратятся в энергию, минуя гликогеновые цепочки.

Так как же правильно определить, как распределится съеденная пища? Для этого необходимо учитывать следующие факторы:

1. Гликемический индекс. Высокие показатели способствуют росту сахара в крови, который нужно в срочном порядке законсервировать в жиры. Низкие показатели,стимулируют постепенное повышение глюкозы в крови, что способствует полному её расщеплению. И только средние показатели (от 30 до 60) способствуют превращению сахара в гликоген.

2. Гликемическая нагрузка. Зависимость обратно пропорциональная. Чем ниже нагрузка, тем больше шансов превращения углеводов в гликоген.

3.Тип самого углевода. Всё зависит от того, насколько просто углеводное соединение расщепляется на простые моносахариды. Так, например мальтодекстрин с большей вероятностью превратится в гликоген, хотя имеет высокий гликемический индекс. Этот полисахарид попадает напрямую в печень, минуя пищеварительный процесс, и в этом случае его проще расщепить на гликоген, чем превратить в глюкозу и снова пересобрать молекулу.

4. Количество углеводов. Если правильно дозировать количество углеводов в один прием пищи, то даже питаясь шоколадками и кексами вам удастся избежать жирового отложения.

КАК ПОВЫСИТЬ ЗАПАСЫ ГЛИКОГЕНА?

Запасы гликогена в мышцах пополняются либо углеводами из продуктов питания, либо употреблением спортивного гейнера (смеси протеина и углеводов). Как мы уже упоминали выше, в процессе пищеварения сложные углеводы расщепляются до простых; сперва они попадают в кровь в виде глюкозы, а затем переработаются организмом до гликогена.

Чем ниже гликемический индекс конкретного углевода, тем медленнее он отдает свою энергию в кровь и тем выше его процент конвертации именно в гликогеновые депо, а не в подкожную жировую клетчатку. Особенную важность это правило имеет в вечернее время — к сожалению, простые углеводы, съеденные за ужином, пойдут прежде всего в жир на животе.

ВЛИЯНИЕ ГЛИКОГЕНА 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 при тренировках через 3-4 часа после последнего приема пищи — поскольку в этом случае уровень глюкозы в крови уже находится на минимальном уровне, с первых минут тренинга тратятся запасы гликогена из мышц (а затем и жира).

Для спортсменов наращивание гликогеновых запасов — не только необходимость, но и профилактика ожирения. Сложные углеводы могут храниться в мышцах сколь угодно долго, не окисляясь и не распадаясь. При этом любая нагрузка приводит к их растрате и регуляции общего состояния организма.

что это такое и его роль в организме, в печени, в мышцах

Гликоген – полисахарид на основе глюкозы, выполняющий в организме функцию энергетического резерва. Соединение относится к сложным углеводам, встречается только в живых организмах и предназначено для восполнения затрат энергии при физических нагрузках.

Из статьи вы узнаете о функциях гликогена, особенностях его синтеза, роли, которую играет это вещество в спорте и диетическом питании.

Что это такое

Говоря простым языком, гликоген (в особенности для спортсмена) – это альтернатива жирным кислотам, которая используется в качестве запасающего вещества. Суть в том, что в мышечных клетках есть специальные энергетические структуры – «гликогеновые депо». В них хранится гликоген, который в случае необходимости быстро распадается на простейшую глюкозу и питает организм дополнительной энергией.

Фактически, гликоген – это основные батарейки, которые используются исключительно для совершения движений в стрессовых условиях.

Синтез и превращение

Прежде чем рассматривать пользу гликогена как сложного углевода, разберемся, почему вообще в организме возникает такая альтернатива – гликоген в мышцах или жировые ткани. Для этого рассмотрим структуру вещества. Гликоген – это соединение из сотен молекул глюкозы. Фактически это чистый сахар, который нейтрализован и не попадает в кровь, пока организм сам его не запросит (источник – Википедия).

Синтезируется гликоген в печени, которая перерабатывает поступающий сахар и жирные кислоты по своему усмотрению.

Жирная кислота

Что же такое жирная кислота, которая получается из углеводов? Фактически – это более сложная структура, в которой участвуют не только углеводы, но и транспортирующие белки. Последние связывают и уплотняют глюкозу до более трудно расщепляемого состояния.

Это позволяет в свою очередь увеличить энергетическую ценность жиров (с 300 до 700 ккал) и уменьшить вероятность случайного распада.

Все это делается исключительно для создания резерва энергии в случае серьезного дефицита калорий. Гликоген же накапливается в клетках, и распадается на глюкозу при малейшем стрессе. Но и синтез его значительно проще.

Содержание гликогена в организме человека

Сколько гликогена может содержать организм? Здесь все зависит от тренировки собственных энергетических систем. Изначально размер гликогенового депо нетренированного человека минимален, что обусловлено его двигательными потребностями.

В дальнейшем, через 3-4 месяца интенсивных высокообъемных тренировок, гликогеновое депо под воздействием пампинга, насыщения крови и принципа супервосстановления постепенно увеличивается.

При интенсивном и продолжительном тренинге запасы гликогена увеличиваются в организме в несколько раз.

Это, в свою очередь, приводит к таким результатам:

  • возрастает выносливость;
  • объём мышечной ткани увеличивается;
  • наблюдаются значительные колебания в весе во время тренировочного процесса

Гликоген не влияет напрямую на силовые показатели спортсмена. Кроме того, чтобы увеличивать размер гликогенового депо, нужны специальные тренировки. Так, например, пауэрлифтеры лишены серьезных запасов гликогена в виду и особенностей тренировочного процесса.

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.

Все это физически разрушает клетки печени, которые, к счастью, регенерируют.

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.

Организм всегда пытается адаптироваться к изменяющимся условиям с минимальной энергопотерей.

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.

Гликогеновые запасы и спорт

Гликоген в организме выполняет задачу главного энергоносителя. Он накапливается в печени и мышцах, откуда напрямую попадает в кровеносную систему, обеспечивая нас необходимой энергией (источник – NCBI – Национальный центр биотехнологической информации).

Рассмотрим, как напрямую влияет гликоген на работу спортсмена:

  1. Гликоген быстро истощается благодаря нагрузкам. Фактически за одну интенсивную тренировку можно растратить до 80% всего гликогена.
  2. Это в свою очередь вызывает «углеводное окно», когда организм требует быстрых углеводов, для восстановления.
  3. Под воздействием наполнения мышц кровью, гликогеновое депо растягивается, увеличивается размер клеток, которые могут хранить его.
  4. Гликоген поступает в кровь только до тех пор, пока пульс не пересечет отметку в 80% от максимального ЧСС. В случае превышения этого порога, недостаток кислорода приводит к стремительному окислению жирных кислот. На этом принципе основана «сушка организма».
  5. Гликоген не влияет на силовые показатели – только на выносливость.

Интересный факт: в углеводное окно можно безболезненно употреблять любое количество сладкого и вредного, так как организм в первую очередь восстанавливает гликогеновое депо.

Взаимосвязь гликогена и спортивных результатов предельно проста. Чем больше повторений – больше истощения, больше гликогена в дальнейшем, а значит, больше повторений в итоге.

Гликоген и похудение

Увы, но накопление гликогена не способствует похудению. Тем не менее, не стоит бросать тренировки и переходить на диеты.

Рассмотрим ситуацию подробнее. Регулярные тренировки приводят к увеличению гликогенового депо.

Суммарно за год оно способно увеличится на 300-600%, что выражается в 7-12% повышения общего веса. Да, это те самые килограммы от которых стремятся бежать многие женщины.

Но с другой стороны, эти килограммы оседают не на боках, а остаются в мышечных тканях, что приводит к увеличению самих мышц. Например, ягодичных.

В свою очередь, наличие и опустошение гликогенового депо позволяет спортсмену корректировать свой вес в короткие сроки.

Например, если нужно похудеть на дополнительные 5-7 килограмм за несколько дней, истощение гликогенового депо серьезными аэробными нагрузками поможет быстро войти в весовую категорию.

Другая важная особенность расщепления и накопления гликогена – перераспределение функций печени. В частности, при увеличенном размере депо избыток калорий связывается в углеводные цепочки без превращения их в жирные кислоты. А что это значит? Все просто – тренированный спортсмен меньше склонен к набору жировой ткани. Так, даже у маститых бодибилдеров, вес которых в межсезонье касается отметок в 140-150 кг, процент жировой прослойки редко достигает 25-27% (источник – NCBI – Национальный центр биотехнологической информации).

Факторы, влияющие на уровень гликогена

Важно понимать, что не только тренировки влияют на количество гликогена в печени. Этому способствует и основная регуляция гормонов инсулина и глюкагона, которая происходит благодаря потреблению определенного типа пищи.

Так, быстрые углеводы при общем насыщении организма скорее всего превратятся в жировую ткань, а медленные углеводы полностью превратятся в энергию, минуя гликогеновые цепочки.

Так как же правильно определить, как распределится съеденная пища?

Для этого необходимо учитывать следующие факторы:

  1. Гликемический индекс. Высокие показатели способствуют росту сахара в крови, который нужно в срочном порядке законсервировать в жиры. Низкие показатели,стимулируют постепенное повышение глюкозы в крови, что способствует полному её расщеплению. И только средние показатели (от 30 до 60) способствуют превращению сахара в гликоген.
  2. Гликемическая нагрузка. Зависимость обратно пропорциональная. Чем ниже нагрузка, тем больше шансов превращения углеводов в гликоген.
  3. Тип самого углевода. Всё зависит от того, насколько просто углеводное соединение расщепляется на простые моносахариды. Так, например мальтодекстрин с большей вероятностью превратится в гликоген, хотя имеет высокий гликемический индекс. Этот полисахарид попадает напрямую в печень, минуя пищеварительный процесс, и в этом случае его проще расщепить на гликоген, чем превратить в глюкозу и снова пересобрать молекулу.
  4. Количество углеводов. Если правильно дозировать количество углеводов в один прием пищи, то даже питаясь шоколадками и кексами вам удастся избежать жирового отложения.

Таблица вероятности превращения углеводов в гликоген

Итак, углеводы неравноценны по своей способности превращения в гликоген или в жирные полинасыщенные кислоты. Во что превратится поступающая глюкоза, зависит только от того, в каком количестве она выделится при расщеплении продукта. Так, например, очень медленные углеводы с большой вероятностью вообще не превратятся ни в жирные кислоты, ни в гликоген. В то же время, чистый сахар уйдет в жировую прослойку практически целиком.

Примечание редакции: приведённый ниже список продуктов нельзя рассматривать как истину в последней инстанции. Метаболические процессы зависят от индивидуальных особенностей конкретно взятого человека. Мы указываем лишь процентную вероятность, что этот продукт будет более полезным или более вредным для вас.

Наименование Гликемический индекс Процент вероятности полного сжигания Процент вероятности превращения в жир Процент вероятности превращения в гликоген
Финики сушёные 204 3.7% 62.4% <10%
Финики свежие 202 2. 5% 58.5% <10%
Семечки подсолнуха сухие 8 85% 28.8% 7%
Арахис 20 65% 8.8% 7%
Брокколи 20 65% 2.2% 7%
Грибы 20 65% 2.2% 7%
Салат листовой 20 65% 2.4% 7%
Салат-латук 20 65% 0.8% 7%
Помидоры 20 65% 4.8% 7%
Баклажаны 20 65% 5.2% 7%
Зеленый перец 20 65% 5.4% 7%
Капуста белокочанная 20 65% 4.6% 7%
Чеснок 20 65% 5.2% 7%
Лук репчатый 20 65% 8.2% 7%
Абрикосы свежие 20 65% 8. 0% 7%
Фруктоза 20 65% 88.8% 7%
Сливы 22 65% 8.5% 7%
Перловка 22 65% 24% 7%
Грейпфруты 22 65% 5.5% 7%
Вишня 22 65% 22.4% 7%
Шоколад черный (60% какао) 22 65% 52.5% 7%
Орехи грецкие 25 37% 28.4% 27%
Молоко снятое 26 37% 4.6% 27%
Сосиски 28 37% 0.8% 27%
Виноград 40 37% 25.0% 27%
Горошек зеленый свежий 40 37% 22.8% 27%
Сок апельсиновый свежеотжатый без сахара 40 37% 28% 27%
Молоко 2. 5 % 40 37% 4.64% 27%
Яблоки 40 37% 8.0% 27%
Сок яблочный без сахара 40 37% 8.2% 27%
Мамалыга (каша из кукурузной муки) 40 37% 22.2% 27%
Фасоль белая 40 37% 22.5% 27%
Хлеб зерновой пшеничный, хлеб ржаной 40 37% 44.8% 27%
Персики 40 37% 8.5% 27%
Мармелад ягодный без сахара, джем без сахара 40 37% 65% 27%
Молоко соевое 40 37% 2.6% 27%
Молоко цельное 42 37% 4.6% 27%
Клубника 42 37% 5.4% 27%
Фасоль цветная отварная 42 37% 22. 5% 27%
Груши консервированные 44 37% 28.2% 27%
Груши 44 37% 8.5% 27%
Зерна ржаные. пророщенные 44 37% 56.2% 27%
Йогурт натуральный 4.2% жирности 45 37% 4.5% 27%
Йогурт обезжиренный 45 37% 4.5% 27%
Хлеб с отрубями 45 37% 22.4% 27%
Сок ананасовый. без сахара 45 37% 25.6% 27%
Курага 45 37% 55% 27%
Морковь сырая 45 37% 6.2% 27%
Апельсины 45 37% 8.2% 27%
Инжир 45 37% 22.2% 27%
Овсяная каша молочная 48 37% 24. 2% 27%
Горошек зеленый. консервированный 48 31% 5.5% 42%
Сок виноградный без сахара 48 31% 24.8% 42%
Спагетти из муки грубого помола 48 31% 58.4% 42%
Сок грейпфрута без сахара 48 31% 8.0% 42%
Щербет 50 31% 84% 42%
Киви 50 31% 4.0% 42%
Хлеб, блины из гречневой муки 50 31% 44.2% 42%
Картофель сладкий (батат) 50 31% 24.5% 42%
Тортеллини с сыром 50 31% 24.8% 42%
Гречка рассыпчатая 50 31% 40.5% 42%
Спагетти. макароны 50 31% 58. 4% 42%
Рис белый рассыпчатый 50 31% 24.8% 42%
Пицца с помидорами и сыром 50 31% 28.4% 42%
Булочки для гамбургеров 52 31% 54.6% 42%
Твикс 52 31% 54% 42%
Йогурт сладкий 52 31% 8.5% 42%
Мороженое пломбир 52 31% 20.8% 42%
Оладьи из пшеничной муки 52 31% 40% 42%
Отруби 52 31% 24.5% 42%
Бисквит 54 31% 54.2% 42%
Изюм 54 31% 55% 42%
Печенье песочное 54 31% 65.8% 42%
Свекла 54 31% 8. 8% 42%
Макароны с сыром 54 31% 24.8% 42%
Зерна пшеничные. пророщенные 54 31% 28.2% 42%
Пиво 2.8% алкоголя 220 20% 4.4% <10%
Манная крупа 55 12% 56.6% <10%
Овсяная каша, быстрорастворимая 55 12% 55% <10%
Печенье сдобное 55 12% 65. 8% <10%
Сок апельсиновый (готовый) 55 12% 22.8% <10%
Салат фруктовый со сливками взбитыми с сахаром 55 12% 55.2% <10%
Кускус 55 12% 64% <10%
Печенье овсяное 55 12% 62% <10%
Манго 55 12% 22. 5% <10%
Ананас 55 12% 22.5% <10%
Хлеб черный 55 12% 40.6% <10%
бананы 55 12% 22% <10%
Дыня 55 12% 8.2% <10%
Картофель. вареный «в мундире» 55 12% 40.4% <10%
Рис дикий отварной 56 12% 22.44% <10%
Круассан 56 12% 40.6% <10%
Мука пшеничная 58 12% 58.8% <10%
Папайя 58 12% 8.2% <10%
Кукуруза консервированная 58 12% 22.2% <10%
Мармелад, джем с сахаром 60 12% 60% <10%
Шоколад молочный 60 12% 52. 5% <10%
Крахмал картофельный, кукурузный 60 12% 68.2% <10%
Рис белый, обработанный паром 60 12% 68.4% <10%
Сахар (сахароза) 60 12% 88.8% <10%
Пельмени, равиоли 60 12% 22% <10%
Кока-кола, фанта, спрайт 60 12% 42% <10%
Марс, сникерс (батончики) 60 12% 28% <10%
Картофель вареный 60 12% 25.6% <10%
Кукуруза вареная 60 12% 22.2% <10%
Бублик пшеничный 62 12% 58.5% <10%
Пшено 62 12% 55.5% <10%
Сухари молотые для панировки 64 12% 62. 5% <10%
Вафли несладкие 65 12% 80.2% <10%
Тыква 65 12% 4.4% <10%
Арбуз 65 12% 8.8% <10%
Пончики 65 12% 48.8% <10%
Кабачки 65 12% 4.8% <10%
Мюсли с орехами и изюмом 80 12% 55.4% <10%
Картофельные чипсы 80 12% 48.5% <10%
Крекеры 80 12% 55.2% <10%
Рисовая каша быстрого приготовления 80 12% 65.2% <10%
Мед 80 12% 80.4% <10%
Картофельное пюре 80 12% 24.4% <10%
Джем 82 12% 58% <10%
Абрикосы консервированные 82 12% 22% <10%
Картофельное пюре быстрого приготовления 84 12% 45% <10%
Картофель печеный 85 12% 22. 5% <10%
Хлеб белый 85 12% 48.5% <10%
Поп корн 85 12% 62% <10%
Кукурузные хлопья 85 12% 68.5% <10%
Булочки французские 85 12% 54% <10%
Рисовая мука 85 12% 82.5% <10%
Морковь отварная 85 12% 28% <10%
тост из белого хлеба 200 7% 55% <10%

Итог

Гликоген в мышцах и печени особенно важен для атлетов, практикующих кроссфит. Механизмы накопления гликогена предполагают стабильное увеличение базового веса. Тренировка энергетических систем поможет не только достичь высоких спортивных результатов, но и увеличит общий запас дневной энергии. Вы будете меньше уставать и лучше себя чувствовать.

Для спортсмена наращивание гликогеновых запасов – не только необходимость, но и профилактика ожирения. Сложные углеводы могут храниться в мышцах сколь угодно долго, не окисляясь и не распадаясь. При этом любая нагрузка приводит к их растрате и регуляции общего состояния организма.

И напоследок один интересный факт: именно распад гликогена ведет к тому, что большая часть глюкозы попадает через кровь напрямую в ЦНС, стимулируя выброс эндорфинов и улучшая мозговую деятельность.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен!

Оцените материал

Эксперт проекта. диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы; дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем; рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Редакция cross.expert

Гликоген — что это и где запасается? Функции для работы мышц

Гликоген — это накапливаемый в мышцах (и в печени) резерв углеводов, используемый в качестве первичного источника энергии при физических тренировках. Источником гликогена являются употребляемые с пищей (или со спортивными напитками) углеводы.

По сути, чем больше человек занимается спортом, тем эффективнее его организм запасает углеводы в мышцах в виде гликогена — тогда как при малоподвижном образе жизни они отправляются в жир. Кроме этого, сжигание жира также достигается после опустошения гликогеновых депо.

// Гликоген — что это?

Гликоген — это тип углеводов, накапливаемый в организме человека. Вещество иногда называют «животным крахмалом», поскольку по своей структуре гликоген похож на обычный крахмал и состоит из сотен и тысяч связанных между собой молекул глюкозы.

Источником для гликогена являются углеводы из продуктов питания. Напомним, что в чистом виде организм не может хранить глюкозу — ее высокое содержание в клетках создает гипертоническую среду, приводя к притоку воды и развитию сахарного диабета. В свою очередь, гликоген не растворим в воде.

После того, как уровень глюкозы в крови снижается (например, через несколько часов после приема пищи или при физических тренировках), организм начинает расщеплять накопленный в мышах гликоген до глюкозы, становясь источником для быстрой энергии.

// Функции гликогена:

  • продукт пищеварения углеводов
  • главное топливо для работы мышц
  • источник быстрой энергии для организма

// Читать дальше:

Гликоген и гликемический индекс еды

В процессе пищеварения углеводы из продуктов питания расщепляются до глюкозы (жиры и белки в нее конвертироваться не могут) — после чего она попадает в кровь. Глюкоза может быть использована телом либо для текущих нужд метаболизма, либо быть преобразованной в гликоген — или в жир.

Чем ниже гликемический индекс пищи, тем лучше содержащиеся в ней углеводы конвертируются в гликоген. Несмотря на то, что простые углеводы максимально быстро повышают уровень глюкозы в крови, значительная их часть конвертируется в жировые запасы.

В свою очередь, энергия сложных углеводов, получаемся организмом постепенно, более полно конвертируется в гликоген, содержащийся в мышцах. Именно поэтому диета для набора сухой массы подразумевает употребление углеводов с низким и средним ГИ.

// Читать дальше:

Где накапливается гликоген?

В организме гликоген накапливается преимущественно в печени (порядка 100-120 г) и в мышечной ткани (от 200 до 600 г)¹. Считается, что примерно 1% от общего веса мышц приходится именно на это вещество. Неспортивный человек может иметь запасы гликогена в 200-300 г, мускулистый спортсмен — до 600 г.

Также важно, что если запасы гликогена в печени используются для покрытия энергетических потребностей в глюкозе по всему телу, тогда как запасы гликогена в мышцах доступны исключительно для локального потребления. Говоря простыми словами, во время приседаний тело использует депо мышц ног, а не бицепса.

Функции гликогена в мышцах

Говоря более точно, гликоген накапливается не в самих мышечных волокнах, а в саркоплазме — окружающей их питательной жидкости. Рост мускулатуры связан с увеличением объема именно этой питательной жидкости — по своей структуре мышцы похожи на губку, впитывающей саркоплазму для увеличения размера.

Регулярные силовые тренировки положительно влияют на размер гликогеновых депо и количество саркоплазмы, делая мышцы визуально более большими и объемными. При этом число мышечных волокон задается прежде всего типом телосложения и практически не меняется в течение жизни человека вне зависимости от тренировок — меняется лишь способность организма накапливать больше гликогена.

// Читать дальше:

Гликоген в печени

Печень — это главный фильтрующий орган организма. В том числе, он перерабатывает поступающие с пищей углеводы — однако за раз печень способна переработать не более 100 г глюкозы. В случае хронического избытка быстрых углеводов в питании, эта цифра повышается.

В результате клетки печени могут превращать сахар в жирные кислоты. В этом случае исключается стадия гликогена, и начинается жировое перерождение печени.

Влияние на мышцы — биохимия

Успешная тренировка для набора мускулатуры требует двух условий — во-первых, наличия достаточного содержания запасов гликогена в мышцах до тренировки, а, во-вторых, успешное восстановление гликогеновых депо по ее окончанию.

Выполняя силовые упражнения без запасов гликогена (или без подпитки аминокислотами BCAA) в надежде «просушиться», вы вынуждаете тело сжигать мышцы. Для роста мышц важно не столько употребление белка, сколько наличие в рационе существенного количества углеводов.

В особенности, достаточное потребление углеводов сразу по окончанию тренировки в период “углеводного окна” — это нужно для восполнения запасов гликогена и остановки катаболических процессов. В противоположность этому, на безуглеводной диете нарастить мышцы нельзя.

// Читать дальше:

Как повысить запасы гликогена?

Запасы гликогена в мышцах пополняются либо углеводами из продуктов питания, либо употреблением спортивного гейнера (смеси протеина и углеводов в виде мальтодекстрина). Как мы уже упоминали выше, в процессе пищеварения сложные углеводы расщепляются до простых; сперва они попадают в кровь в виде глюкозы, а затем переработаются организмом до гликогена.

Чем ниже гликемический индекс конкретного углевода, тем медленнее он отдает свою энергию в кровь и тем выше его процент конвертации именно в гликогеновые депо, а не в подкожную жировую клетчатку. Особенную важность это правило имеет в вечернее время — к сожалению, простые углеводы, съеденные за ужином, пойдут прежде всего в жир на животе.

// Что повышает содержание гликогена в мышцах:

  • Регулярные силовые тренировки
  • Употребление углеводов с низким гликемическим индексом
  • Прием гейнера после тренировки
  • Восстанавливающий массаж мышц

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.

Научные источники:

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

В продолжение темы

Дата последнего обновления материала —  8 июня 2020

Роль углеводов в восстановлении организма после нагрузок

12.03.2020

  • Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
  • Burke L. The Governor has a sweet tooth - mouth sensing of nutrients to enhance sports performance.
  • Dunford M. Sports Nutrition: A Practice Manual for Professionals.
  • Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
  • Philp A. More than a store: regulatory roles for glycogen in skeletal muscle adaptation to exercise.
  • Ahlborg B. Immediate and delayed metabolic reactions in well-trained subjects after prolonged physical exercise.
  • Pascoe D. Glycogen resynthesis in skeletal muscle following resistive exercise.
  • Tesch P. Muscle metabolism during intense, heavy-resistance exercise.
  • Knuiman P. Glycogen availability and skeletal muscle adaptations with endurance and resistance exercise.
  • Camera D. Resistance exercise with low glycogen increases p53 phosphorylation and PGC-1α mRNA in skeletal muscle.
  • Raymond D. Effects of diet on muscle triglyceride and endurance performance.
  • Louise M. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
  • Dunford M. Sports Nutrition: A Practice Manual for Professionals.
  • Bergström J. Diet, Muscle Glycogen and Physical Performance.
  • Asp S. Eccentric exercise decreases glucose transporter GLUT4 protein in human skeletal muscle.
  • Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
  • Blom P. Effect of different post-exercise sugar diets on the rate of muscle glycogen synthesis.
  • Baker L. Optimal composition of fluid-replacement beverages.
  • Jentjens R. High Oxidation Rates from Combined Carbohydrates Ingested during Exercise.
  • Keizer H. Influence of Liquid and Solid Meals on Muscle Glycogen Resynthesis, Plasma Fuel Hormone Response, and Maximal Physical Working Capacity.
  • Cramer M. Postexercise Glycogen Recovery and Exercise Performance is Not Significantly Different Between Fast Food and Sport Supplements.
  • Wilson P. Does Carbohydrate Intake During Endurance Running Improve Performance? A Critical Review.
  • '>

    Основы энергетического метаболизма

    Способность организма выполнять физические упражнения с высокой интенсивностью определяется возможностями его скелетных мышц запасать и восстанавливать аденозинтрифосфат (АТФ) – основной и универсальный источник энергии для мышечной работы.

    Генерирование АТФ в скелетных мышцах обеспечивается двумя путями – аэробным и анаэробным, разница в том, что первому нужен кислород, а второму – нет. К примеру, во время спринта высокий уровень продукции АТФ обеспечивается анаэробным энергетическим обменом. Но в тоже время поддержание функционирования сердца и других внутренних органов обеспечивается АТФ, который организм вырабатывает в процессе аэробного метаболизма1.

    Аэробная продукция АТФ – результат деградации внутримышечных запасов фосфокреатина (PCr) и гликогена, полимера глюкозы. По объему фосфокреатина в скелетных мышцах в 5 раз больше, чем гликогена. При этом гликоген активно разрушается во время мышечных сокращений, чтобы генерировать необходимые объемы АТФ, в результате образуются ионы лактата и водорода2. Для наглядности: во время 6-секундного спринта гликогенез (разрушение гликогена) обеспечивает 50% продукции АТФ, фосфокреатин дает еще 48%, а оставшиеся 2% обеспечиваются собственными запасами АТФ в мышцах3.


    Аэробная деградация гликогена (с кислородом) происходит гораздо медленнее, чем процессы анаэробного метаболизма, но дает в 12 раз больше АТФ (примерно 36 ммоль). При окислении жирных кислот получается еще больше АТФ – до 140 ммоль, но этот процесс еще медленнее. То есть аэробный метаболизм АТФ за счет низкой скорости протекания не дает нам ничего в кратковременной интенсивной нагрузке (спринт). С другой стороны – в перерывах между нагрузками, аэробный метаболизм также отвечает за ресинтез фосфокреатина, который, как мы помним, обеспечивает мышцы половиной нужного объема АТФ. Плюс именно фосфокреатин позволяет работать под пиковой кратковременной нагрузкой.

    Нюанс в том, что у тренированных спортсменов организм учится эффективнее использовать аэробные процессы восстановления АТФ во время длительных нагрузок, поэтому профессиональные бегуны могут бежать значительно дольше любителей4,5. Причем здесь углеводы? А притом, что именно они обеспечивают формирование гликогенового пула для генерирования АТФ и обеспечения интенсивной мышечной работы.

    Углеводы и мышечная активность

    Первые исследования, проведенные еще в 1920-х годах, показали, что: а) углеводы нужны для мышечной работы6, б) концентрация глюкозы в крови коррелирует с накоплением усталости во время фарафона7, в) дополнительный прием углеводов до и во время марафона отодвигает момент наступления мышечной усталости8.

    Спустя почти 100 лет ученые, наконец, смогли объяснить, почему так происходит. Есть целый ряд механизмов, например – дефицит гликогена в саркоплазматической сети мышц пропорционально ухудшает их сократительную способность9,10. Также истощение гликогена в условиях гипогликемии, вызванной физической активностью, снижает скорость доставки глюкозы в мозг, что замедляет работу нервной системы11. Подтверждающие эксперименты показали, что дополнительный прием углеводов во время тренировки влияет в том числе на восприятие нагрузок – спортсмены, принимавшие углеводную добавку, охотнее выполняли новые упражнения, чем группа, принимавшая плацебо12.

    Сегодня рядом экспериментов подтверждено, что достаточное количество углеводов в рационе, плюс их дополнительный прием во время и после тренировки увеличивает ее продолжительность и позволяет быстрее восстанавливаться13,14,15. Любопытно, что для достижения требуемого эффекта не обязательно употреблять углеводы в пищу – достаточно полоскать ротовую полостью углеводным раствором16. Также доказано, что ключевой фактор работоспособности во время тренировки – достаточный запас гликогена в мышцах, а его ресинтез напрямую влияет на общее восстановление и работоспособность17,18.

    Роль гликогена в тренировочном процессе

    В среднем в организме взрослого человека 600 гр гликогена – параметр зависит от антропометрии, веса, возраста, общей физической активности. Еще имеет значение, была ли недавно (в пределах 1-2 дней) тренировка – в ближайшее время после тренировки запасы гликогена ниже19.

    Во время интенсивной мышечной работы запасы гликогена закономерно снижаются20. Что касается гликогена в печени, то его объем меняется постоянно в течение дня и зависит в том числе от распорядка приемов пищи. При этом доказано, что хотя мышечный и печеночный гликоген вместе составляют лишь 4% энергетических запасов организма, именно мышечный гликоген расходуется на обеспечение физической активности средней и продолжительной интенсивности21,22.

    Важно, что гликоген – это не только топливо, но и топливный датчик – он регулирует сигнальные пути, обеспечивающие адаптацию к физическим нагрузкам23,24. Улучшение физической формы посредством тренировок приводит к суперкомпенсации гликогена – его запасы полностью восстанавливаются в период 24-48 часов и у профессиональных спортсменов со временем предел содержания гликогена в мышцах увеличивается25.

    Мышечный гликоген, который восстанавливается употреблением углеводов, выступает важным субстратом в тренировках с отягощением, при которых его уровень может снижаться на 20-40% от изначального26,27. Однако исследования показывают, что низкий уровень гликогена никак не влияет на синтез мышечного белка и факторы анаболизма28,29.


    Экспериментально подтверждено, что для полного восстановления гликогена после тренировки в течение 24 часов необходимо употреблять 9,8 гр углеводов на 1 кг массы тела – такой режим восстанавливает 93% гликогена, затраченного на 2-часовой бег при maxVO2 65%30. Низкоуглеводная диета (1,9 гр углеводов на 1 кг массы тела) восстановила только 13% израсходованного гликогена. В тоже время необходимость восстановить объем гликогена определяется активностью и продолжительностью тренинга. Дело в том, что у синтеза гликогена есть максимальный предел по скорости – 10 ммоль/кг/час, то есть при достаточном употреблении углеводов в течение суток истощение гликогена на уровне 40 ммоль/кг восстанавливается за 4-5 часов. Если же истощение гликогена составляло 150 ммоль/кг, в этом случае для восполнения до исходного уровня необходимо не меньше 24 часов31,32.

    Для суперкомпенсации гликогена необходимо 24-72 часа отдыха при дневном рационе 8-10 гр углеводов на 1 кг массы тела33. При этом если имело место повреждение мышц и запустились процессы мышечной гипертрофии, восстановление гликогена замедляется сильнее34.

    Углеводы для восстановления

    Мета-анализ имеющихся исследований показывает, что для долгосрочного восстановления гликогена (более 24 часов) тип и время приема углеводов не имеют значения, важен только общий объем, который должен покрывать расход во время тренировки35. Однако экспериментально подтверждено, что фруктоза быстрее других углеводов восстанавливает печеночный гликоген, а глюкоза – мышечный36.

    Хотя большинство людей при своей обычной диете потребляют достаточное количество глюкозы и фруктозы из пищи, коктейли, представляющие смесь глюкозы, фруктозы и сахарозы, употребляемые во время и после тренировок, увеличивают скорость абсорбции жидкости из проксимального отдела тонкой кишки и повышают скорость окисления углеводов во время упражнений, то есть стимулируют два важнейших фактора для поддержания работоспособности37,38. При этом форма углеводной смеси (жидкая или твердая) не имеет значения39.

    Углеводы для производительности

    В 2016 году издание Journal of Strength and Conditioning Research провело обзор исследований по вопросу влияния употребления углеводов на производительность спортсменов во время тренировок41. Все эксперименты, включенные в обзор, – это тренировки средней и высокой интенсивности, длительностью более 60 минут. Всего проведено 30 экспериментов, в которых приняли участие 76 женщин и 505 мужчин.

    Группы добровольцев, употреблявшие во время тренировки углеводные смеси, показали лучший результат, чем группы, употреблявшие плацебо. Однако статистически значимый прирост производительности наблюдался только при длительных забегах – более 2 часов, при более коротком беге (90-120 минут) эффект был значительно ниже, а для 60-минутной тренировки разницы вообще не было.

    Также исследования показали, что если углеводы употребляются по принципу «во время тренировки» без продуманного плана дневного рациона, такой подход почти никогда не приводит к повышению производительности и даже может вызвать дисфункции ЖКТ. Популярные на рынке легкой атлетики углеводные гели ни в одном из экспериментов не дали прибавку производительности. Однако при беге длительностью более 2 часов углеводная смесь, употребляемая в объеме 1,3 гр в минуту, дала значимый прирост. При этом лучший результат показала комбинация фруктоза + глюкоза.

    Потенциально эти эксперименты подтвердили, что употребление углеводов во время тренировки задействует следующие механизмы – сохраняет мышечный гликоген, стимулирует центральную нервную систему, предотвращает падение уровня глюкозы в крови.

    Выводы

    Научные исследования показывают, что ключевой фактор восстановления после тренировки – достаточное количество углеводов в дневном рационе, а не время их употребления. Тем не менее, дополнительный прием углеводов во время бега действительно повышает производительность, а прием углеводных коктейлей после силовых упражнений ускоряет ресинтез гликогена.

    1. Williams C. Carbohydrate Nutrition and Team Sport Performance.
    2. Girard O. Repeated-sprint ability - part I: factors contributing to fatigue.
    3. Cheetham M. Human muscle metabolism during sprint running.
    4. Balsom P. High-intensity exercise and muscle glycogen availability in humans.
    5. Parolin M. Regulation of skeletal muscle glycogen phosphorylase and PDH during maximal intermittent exercise.
    6. Krogh A. The Relative Value of Fat and Carbohydrate as Sources of Muscular Energy: With Appendices on the Correlation between Standard Metabolism and the Respiratory Quotient during Rest and Work.
    7. Samuel A. SOME CHANGES IN THE CHEMICAL CONSTITUENTS OF THE BLOOD FOLLOWING A MARATHON RACE WITH SPECIAL REFERENCE TO THE DEVELOPMENT OF HYPOGLYCEMIA.
    8. Burgess G. SUGAR CONTENT OF THE BLOOD IN RUNNERS FOLLOWING A MARATHON RACE WITH ESPECIAL REFERENCE TO THE PREVENTION OF HYPOGLYCEMIA: FURTHER OBSERVATIONS.
    9. Nielsen J. Human skeletal muscle glycogen utilization in exhaustive exercise: role of subcellular localization and fibre type.
    10. Gejl K. Muscle glycogen content modifies SR Ca2+ release rate in elite endurance athletes.
    11. Nybo L. CNS fatigue and prolonged exercise: effect of glucose supplementation.
    12. Backhouse S. Carbohydrate ingestion during prolonged high-intensity intermittent exercise: impact on affect and perceived exertion.
    13. Hawley J. Carbohydrate Dependence During Prolonged, Intense Endurance Exercise.
    14. Nutrition and Athletic Performance.
    15. Chung M. Fructose, high-fructose corn syrup, sucrose, and nonalcoholic fatty liver disease or indexes of liver health: a systematic review and meta-analysis.
    16. Burke L. The Governor has a sweet tooth - mouth sensing of nutrients to enhance sports performance.
    17. Nutrition and Athletic Performance.
    18. Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
    19. Farrell P. ACSM's advanced exercise physiology: Second edition.
    20. Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
    21. Burke L. The Governor has a sweet tooth - mouth sensing of nutrients to enhance sports performance.
    22. Dunford M. Sports Nutrition: A Practice Manual for Professionals.
    23. Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
    24. Philp A. More than a store: regulatory roles for glycogen in skeletal muscle adaptation to exercise.
    25. Ahlborg B. Immediate and delayed metabolic reactions in well-trained subjects after prolonged physical exercise.
    26. Pascoe D. Glycogen resynthesis in skeletal muscle following resistive exercise.
    27. Tesch P. Muscle metabolism during intense, heavy-resistance exercise.
    28. Knuiman P. Glycogen availability and skeletal muscle adaptations with endurance and resistance exercise.
    29. Camera D. Resistance exercise with low glycogen increases p53 phosphorylation and PGC-1α mRNA in skeletal muscle.
    30. Raymond D. Effects of diet on muscle triglyceride and endurance performance.
    31. Louise M. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
    32. Dunford M. Sports Nutrition: A Practice Manual for Professionals.
    33. Bergström J. Diet, Muscle Glycogen and Physical Performance.
    34. Asp S. Eccentric exercise decreases glucose transporter GLUT4 protein in human skeletal muscle.
    35. Burke L. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans.
    36. Blom P. Effect of different post-exercise sugar diets on the rate of muscle glycogen synthesis.
    37. Baker L. Optimal composition of fluid-replacement beverages.
    38. Jentjens R. High Oxidation Rates from Combined Carbohydrates Ingested during Exercise.
    39. Keizer H. Influence of Liquid and Solid Meals on Muscle Glycogen Resynthesis, Plasma Fuel Hormone Response, and Maximal Physical Working Capacity.
    40. Cramer M. Postexercise Glycogen Recovery and Exercise Performance is Not Significantly Different Between Fast Food and Sport Supplements.
    41. Wilson P. Does Carbohydrate Intake During Endurance Running Improve Performance? A Critical Review.

    зачем он нужен? — Рамблер/женский

    Что такое гликоген?

    Гликоген — это одна из основных форм запасания энергии в организме человека. По своей структуре гликоген представляет сотни связанных между собой молекул глюкозы, поэтому формально он считается сложным углеводом. Интересно и то, что гликоген иногда называют «животным крахмалом», поскольку он встречается исключительно в организме живых существ.

    В случае, если уровень глюкозы в крови снижается (например, по прошествии нескольких часов после принятия пищи или при активных физических нагрузках), тело начинает вырабатывать специальные ферменты, в результате чего накопленный в мышечной ткани гликоген начинает расщепляться до молекул глюкозы, становясь источником быстрой энергии.

    Как и почему сахар ломает работу метаболизма и ведет к быстрому набору веса. Чем именно вреден сахар?

    Важность углеводов для организма

    Употребленные в пищу углеводы (начиная от крахмала всевозможных зерновых культур и заканчивая быстрыми углеводами различных фруктов и сладостей) в процессе пищеварения расщепляются до простых сахаров и до глюкозы. После этого превращенные в глюкозу углеводы направляются организмом в кровь. При этом жиры и белки конвертироваться в глюкозу не могут.

    Данная глюкоза используется телом как для текущих энергетических нужд (например, при беге или других физических тренировках), так и для создания резервных запасов энергии. При этом организм сперва связывает глюкозу в молекулы гликогена, а когда гликогеновые депо заполняются до отказа, тело преобразует глюкозу в жир. Именно поэтому люди полнеют от избытка углеводов.

    Где накапливается гликоген?

    В организме гликоген накапливается преимущественно в печени (порядка 100-120 г гликогена для взрослого человека) и в мышечной ткани (примерно 1% от общего веса мышц). Суммарно в теле запасается примерно 200-300 г гликогена, однако в организме мускулистого спортсмена может накапливаться существенно больше — вплоть до 400-500 г.

    Отметим, что запасы гликогена в печени используются для покрытия энергетических потребностей в глюкозе по всему телу, тогда как запасы гликогена в мышцах доступны исключительно для локального потребления. Другими словами, если вы выполняете приседания, то тело способно использовать гликоген исключительно из мышц ног, а не из мышц бицепса или трицепса.

    Функции гликогена в мышцах

    С точки зрения биологии, гликоген накапливается не в самих мышечных волокнах, а в саркоплазме — окружающей их питательной жидкости. FitSeven уже писал о том, что рост мускулатуры во многом связан с увеличением объема именно этой питательной жидкости — мышцы по своей структуре похожи на губку, которая впитывает саркоплазму и увеличивается в размере.

    Регулярные силовые тренировки положительно влияют на размер гликогеновых депо и количество саркоплазмы, делая мышцы визуально более большими и объемными. Однако важно понимать, что само число мышечных волокон задается прежде всего генетическим типом телосложения и практически не меняется в течение жизни человека вне зависимости от тренировок.

    Влияние гликогена на мышцы: биохимия

    Успешная тренировка для набора мускулатуры требует двух условий — во-первых, наличия достаточных запасов гликогена в мышцах до тренировки, а, во-вторых, успешное восстановление гликогеновых депо по ее окончанию. Выполняя силовые упражнения без запасов гликогена в надежде «просушиться», вы прежде всего вынуждаете тело сжигать мышцы.

    Именно поэтому для роста мышц важно не столько употребление сывороточного белка и аминокислот BCAA, сколько наличие существенного количества правильных углеводов в рационе — и, в особенности, достаточное потребление быстрых углеводов сразу по окончанию тренировки. По сути, вы просто не сможете нарастить мышцы, находясь на безуглеводной диете.

    Как правильно питаться при силовых тренировках? Спортивный рацион и добавки для быстрого набора мышечной массы.

    Как повысить запасы гликогена?

    Запасы гликогена в мышцах пополняются либо углеводами из продуктов питания, либо употреблением спортивного гейнера (смеси протеина и углеводов). Как мы уже упоминали выше, в процессе пищеварения сложные углеводы расщепляются до простых; сперва они попадают в кровь в виде глюкозы, а затем переработаются организмом до гликогена.

    Чем ниже гликемический индекс конкретного углевода, тем медленнее он отдает свою энергию в кровь и тем выше его процент конвертации именно в гликогеновые депо, а не в подкожную жировую клетчатку. Особенную важность это правило имеет в вечернее время — к сожалению, простые углеводы, съеденные за ужином, пойдут прежде всего в жир на животе.

    Влияние гликогена 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 при тренировках через 3-4 часа после последнего приема пищи — поскольку в этом случае 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.

    Роль гликогена в диете и упражнениях

    Когда вашему организму нужна энергия, оно может использовать запасы гликогена. Молекулы глюкозы в пище, которую вы едите, в основном хранятся в печени и мышцах. Из этих мест хранения ваше тело может быстро мобилизовать гликоген, когда ему нужно топливо.

    То, что вы едите, как часто вы едите, и уровень вашей активности - все это влияет на то, как ваше тело хранит и использует гликоген. Низкоуглеводные и кетогенные диеты, а также интенсивные упражнения истощают запасы гликогена, заставляя организм сжигать жир для получения энергии.

    Производство и хранение гликогена

    Большинство углеводов, которые мы едим, превращаются в глюкозу, наш главный источник энергии. Когда организму не нужно топливо, молекулы глюкозы соединяются в цепочки от восьми до 12 единиц глюкозы, которые образуют молекулу гликогена.

    Главный пусковой механизм этого процесса - инсулин:

    • Когда вы едите пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови в ответ повышается.
    • Повышение уровня глюкозы сигнализирует поджелудочной железе о выработке инсулина - гормона, который помогает организму забирать глюкозу из крови для получения энергии.
    • Инсулин инструктирует клетки печени производить фермент, называемый гликогенсинтазой, который связывает цепи глюкозы вместе.
    • Пока глюкоза и инсулин остаются в изобилии, молекулы гликогена могут доставляться в печень, мышцы и даже жировые клетки для хранения.

    Гликоген составляет около 6% от общего веса печени. В мышцах накапливается гораздо меньше (всего от 1% до 2%), поэтому у нас быстро заканчивается энергия во время напряженных упражнений.

    Количество гликогена, хранящегося в этих клетках, может варьироваться в зависимости от того, насколько вы активны, сколько энергии сжигаете в состоянии покоя и от типа пищи, которую вы едите.Гликоген, хранящийся в мышцах, в основном используется самими мышцами, в то время как гликоген, хранящийся в печени, распределяется по всему телу - в основном в головной и спинной мозг.

    Гликоген не следует путать с гормоном глюкагоном, который также важен для метаболизма углеводов и контроля уровня глюкозы в крови.

    Как ваше тело использует гликоген

    В любой момент времени в вашей крови содержится около 4 граммов глюкозы. Когда уровень начинает снижаться - либо из-за того, что вы не ели, либо из-за того, что вы сжигаете глюкозу во время тренировки, - уровень инсулина также падает.

    Когда это происходит, фермент гликогенфосфорилаза начинает расщеплять гликоген, чтобы обеспечить организм глюкозой. В течение следующих 8–12 часов глюкоза, полученная из гликогена печени, становится основным источником энергии для организма.

    Ваш мозг потребляет более половины глюкозы в крови в периоды бездействия. В течение обычного дня потребность вашего мозга в глюкозе составляет около 20% потребностей вашего тела в энергии.

    Гликоген и диета

    То, что вы едите и сколько перемещаетесь, также влияет на выработку гликогена.Последствия особенно остры, если вы придерживаетесь низкоуглеводной диеты, когда основной источник синтеза глюкозы - углеводы - внезапно ограничивается.

    Усталость и психическая вялость

    При первом переходе на низкоуглеводную диету запасы гликогена в вашем организме могут быть сильно истощены, и вы можете испытывать такие симптомы, как усталость и умственная вялость. Как только ваше тело приспосабливается и начинает обновлять запасы гликогена, эти симптомы должны начать исчезать.

    Вес воды

    Кроме того, любая потеря веса может иметь такой же эффект на запасы гликогена.Вначале может наблюдаться резкое похудание. Через некоторое время ваш вес может стабилизироваться и, возможно, даже увеличиться.

    Это частично связано с составом гликогена, который в основном состоит из воды. Фактически, вода в этих молекулах составляет в три-четыре раза больше самой глюкозы.

    Таким образом, быстрое истощение гликогена в начале диеты вызывает потерю веса воды. Со временем запасы гликогена обновляются, и вес воды начинает возвращаться.Когда это происходит, потеря веса может остановиться или выйти на плато.

    Улучшение, полученное вначале, связано с потерей воды, а не с потерей жира, и носит временный характер. Потеря жира может продолжаться, несмотря на краткосрочный эффект плато.

    Гликоген и упражнения

    Организм может хранить около 2000 калорий глюкозы в виде гликогена. Для спортсменов на выносливость, которые сжигают столько калорий за пару часов, количество накопленной глюкозы может стать препятствием. Когда у этих спортсменов заканчивается гликоген, их работоспособность почти сразу же начинает ухудшаться - состояние, обычно описываемое как «удар в стену»."

    Если вы занимаетесь напряженными физическими упражнениями, есть несколько стратегий, которые используют спортсмены на выносливость, чтобы избежать снижения работоспособности, которые могут оказаться полезными:

    • Углеводородная нагрузка: некоторые спортсмены потребляют чрезмерное количество углеводов перед соревнованиями на выносливость. Хотя дополнительные углеводы обеспечат достаточное количество топлива, этот метод в значительной степени утратил популярность, так как он также может привести к избыточному весу воды и проблемам с пищеварением.
    • Потребление гелей глюкозы: Энергетические гели, содержащие гликоген, можно употреблять до или по мере необходимости во время соревнований на выносливость для повышения уровня глюкозы в крови.
    • Соблюдение низкоуглеводной кетогенной диеты: соблюдение диеты с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов может привести ваше тело в кетоадаптационное состояние. В этом состоянии ваше тело начинает получать доступ к накопленному жиру для получения энергии и меньше полагается на глюкозу в качестве источника топлива.

    Гликоген - обзор | ScienceDirect Topics

    Гликогенез

    Структура гликогена представлена ​​на рис. 23-1. Ветвление молекулы гликогена происходит со средней частотой каждые десять остатков глюкозы.Ветвление увеличивает его растворимость, а также скорость, с которой глюкоза может храниться и извлекаться. Каждая молекула гликогена имеет белок гликогенин, ковалентно связанный с полисахаридом. Линейные цепи гликогена состоят из молекул глюкозы, связанных вместе α-1,4-гликозидными связями. В каждой из точек ветвления две молекулы глюкозы связаны вместе гликозидными связями α-1,6. Невосстанавливающие концы молекулы гликогена - это участки, в которых происходит как синтез, так и деградация.

    Рисунок 23-1.

    Путь, с помощью которого глюкозо-6-фосфат (Glc-6-P) превращается в гликоген, показан на рис. 23-2. После фосфорилирования глюкозы гексокиназой (HK) или глюкокиназой Glc-6-P может быть преобразован в глюкозо-1-фосфат (Glc-1-P) обратимым ферментом фосфоглюкомутазой (PGM). Эта реакция, как и реакция фосфорилирования глюкозы, требует Mg ++ в качестве кофактора. Затем Glc-1-P превращается в активный нуклеотид, уридиндифосфат-глюкозу (UDP-Glc, фиг. 23-3), под действием пирофосфорилазы UDPGlc.UDP-глюкоза теперь становится точкой разветвления для входа в путь печеночной уроновой кислоты (через UDP-глюкуронат, см. Главу 29), синтеза лактозы в молочной железе (через UDP-галактозу) или синтеза гликогена в нескольких тканях (за счет повышенной активности гликогенсинтазы).

    Рисунок 23-2.

    Рисунок 23-3.

    Гликогенсинтаза катализирует лимитирующую стадию гликогенеза. Поскольку он является ключевым ферментом, его активность может подавляться фосфорилированием или активироваться дефосфорилированием (см. Главу 58).Постпрандиальные (то есть после еды) условия активируют активность гликогенсинтазы различными способами. Парасимпатическая нервная система (ПНС) оказывает косвенное влияние через вегетативную стимуляцию высвобождения инсулина из поджелудочной железы. Высокий уровень глюкозы также стимулирует высвобождение инсулина. Инсулин, анаболический гормон, который способствует накоплению пищевых добавок, стимулирует активность протеинфосфатазы 1, которая, в свою очередь, стимулирует активность гликогенсинтазы, вызывая ее дефосфорилирование.

    Когда цепь α-1,4 гликогена простирается до 11-15 остатков глюкозы от ближайшей точки ветвления, происходит разветвление.Блок из 6-7 остатков глюкозы перемещается с конца одной цепи на другую или во внутреннее положение той же цепи. Катализируя эти передачи α-1,4 → α-1,6 глюкана, нерегулирующий фермент ветвления помогает создавать новые сайты для удлинения под действием гликогенсинтазы.

    Гликоген и диабет - роль, хранение, высвобождение и упражнения

    Гликоген - это хранимая форма глюкозы. Это большой разветвленный полимер глюкозы, который накапливается в ответ на инсулин и расщепляется на глюкозу в ответ на глюкагон

    Гликоген в основном хранится в печени и мышцах и обеспечивает организм легкодоступным источником энергии, если уровень глюкозы в крови снижается.

    Роль гликогена

    Энергия может храниться в организме в различных формах.

    Одной формой запасенной энергии является жир, а другой - гликоген. Жирные кислоты более богаты энергией, но глюкоза является предпочтительным источником энергии для мозга, а глюкоза также может обеспечивать энергией клетки в отсутствие кислорода, например, во время анаэробных упражнений.

    Гликоген, следовательно, полезен для обеспечения легкодоступного источника глюкозы для организма.

    Накопление гликогена при диабете

    В здоровом организме поджелудочная железа будет реагировать на более высокие уровни глюкозы в крови, например, в ответ на прием пищи, высвобождением инсулина, который снижает уровень глюкозы в крови, побуждая печень и мышцы поглощать глюкозу. из крови и храните его как гликоген.

    Люди с диабетом либо не вырабатывают достаточно собственного инсулина, либо их инсулин работает недостаточно эффективно.

    В результате поджелудочная железа не может достаточно эффективно реагировать на повышение уровня глюкозы в крови.

    Высвобождение гликогена

    Гликоген может выделяться печенью по ряду причин, в том числе:

    В этих ситуациях, когда организм чувствует потребность в дополнительной глюкозе в крови, поджелудочная железа выделяет гормон глюкагон, который запускает преобразование гликогена в глюкозу для выпуска в кровоток.

    Гликоген и упражнения

    Гликоген играет важную роль в поддержании наших мышц энергией для тренировок. Когда мы тренируемся, наши мышцы будут использовать накопленный гликоген. Глюкоза в нашей крови и гликоген, хранящийся в печени, также могут использоваться для поддержания энергии в наших мышцах.

    По окончании тренировки наши мышцы пополняют запасы гликогена. Время, необходимое для полного пополнения запасов гликогена, может зависеть от того, насколько интенсивно и как долго мы тренируемся, и может варьироваться от нескольких часов до нескольких дней.

    Таким образом, упражнения могут быть полезным способом снижения уровня глюкозы в крови и могут быть особенно полезны людям с диабетом 2 типа. После упражнений мышцы будут пытаться пополнить свои запасы гликогена и, следовательно, будут принимать доступную глюкозу из крови для выполнения своих задач. таким образом, помогая снизить уровень глюкозы в крови за этот период.

    Гликоген - определение, структура, функция и примеры

    Определение гликогена

    Гликоген - это большой разветвленный полисахарид, который является основной формой хранения глюкозы у животных и людей.Гликоген является важным резервуаром энергии; когда организму требуется энергия, гликоген расщепляется до глюкозы, которая затем попадает в гликолитический или пентозофосфатный путь или попадает в кровоток. Гликоген также является важной формой хранения глюкозы в грибах и бактериях.

    Структура гликогена

    Гликоген - это разветвленный полимер глюкозы. Остатки глюкозы линейно связаны α-1,4-гликозидными связями, и примерно через каждые десять остатков цепь остатков глюкозы разветвляется через α-1,6-гликозидные связи.Α-гликозидные связи образуют спиральную полимерную структуру. Гликоген гидратируется с помощью трех-четырех частей воды и образует в цитоплазме гранулы диаметром 10-40 нм. Белок гликогенин, который участвует в синтезе гликогена, находится в ядре каждой гранулы гликогена. Гликоген является аналогом крахмала, который является основной формой хранения глюкозы в большинстве растений, но крахмал имеет меньше ответвлений и менее компактен, чем гликоген.


    На этих рисунках показана структура гликогена.Зеленые кружки представляют связи α-1,6 в точках ветвления, а красные кружки представляют невосстанавливающие концы цепи.

    Функция гликогена

    У животных и людей гликоген находится в основном в мышечных клетках и клетках печени. Гликоген синтезируется из глюкозы, когда уровень глюкозы в крови высок, и служит готовым источником глюкозы для тканей по всему телу, когда уровень глюкозы в крови снижается.

    Клетки печени

    Гликоген составляет 6-10% от веса печени.Когда пища попадает в организм, уровень глюкозы в крови повышается, а инсулин, выделяемый поджелудочной железой, способствует усвоению глюкозы клетками печени. Инсулин также активирует ферменты, участвующие в синтезе гликогена, такие как гликогенсинтаза. Хотя уровни глюкозы и инсулина достаточно высоки, цепи гликогена удлиняются за счет добавления молекул глюкозы, этот процесс называется гликонеогенезом. По мере снижения уровня глюкозы и инсулина синтез гликогена прекращается. Когда уровень глюкозы в крови падает ниже определенного уровня, глюкагон, выделяемый поджелудочной железой, подает сигнал клеткам печени о расщеплении гликогена.Гликоген расщепляется посредством гликогенолиза на глюкозо-1-фосфат, который превращается в глюкозу и попадает в кровоток. Таким образом, гликоген служит основным буфером уровней глюкозы в крови, сохраняя глюкозу, когда ее уровень высокий, и высвобождая глюкозу, когда уровень низкий. Распад гликогена в печени имеет решающее значение для поставки глюкозы для удовлетворения энергетических потребностей организма. Помимо глюкагона, расщепление гликогена также стимулируют кортизол, адреналин и норадреналин.

    Мышечные клетки

    В отличие от клеток печени, гликоген составляет 1-2% мышц по весу.Однако, учитывая большую мышечную массу в теле, общее количество гликогена, хранящегося в мышцах, больше, чем в печени. Мышцы также отличаются от печени тем, что гликоген в мышцах поставляет глюкозу только мышечным клеткам. Мышечные клетки не экспрессируют фермент глюкозо-6-фосфатазу, который необходим для выброса глюкозы в кровоток. Глюкозо-1-фосфат, образующийся при расщеплении гликогена в мышечных волокнах, превращается в глюкозо-6-фосфат и обеспечивает мышцы энергией во время тренировки или в ответ на стресс, например, в реакции «бей или беги».

    Другие ткани

    Помимо печени и мышц, гликоген в меньших количествах обнаружен в других тканях, включая эритроциты, лейкоциты, клетки почек и некоторые глиальные клетки. Кроме того, гликоген используется для хранения глюкозы в матке, чтобы обеспечить энергетические потребности эмбриона.

    Грибы и бактерии

    Микроорганизмы обладают механизмами для хранения энергии, чтобы справиться с ограниченными ресурсами окружающей среды, а гликоген представляет собой основную форму хранения энергии.Ограничение питательных веществ (низкий уровень углерода, фосфора, азота или серы) может стимулировать образование гликогена в дрожжах, в то время как бактерии синтезируют гликоген в ответ на легкодоступные источники углеродной энергии с ограничением других питательных веществ. Рост бактерий и спорообразование дрожжей также были связаны с накоплением гликогена.

    Гомеостаз гликогена - это строго регулируемый процесс, который позволяет организму накапливать или выделять глюкозу в зависимости от его энергетических потребностей. Основными этапами метаболизма глюкозы являются гликогенез, или синтез гликогена, и гликогенолиз, или распад гликогена.

    Гликогенез

    Для синтеза гликогена требуется энергия, которую обеспечивает уридинтрифосфат (UTP). Гексокиназы или глюкокиназа сначала фосфорилируют свободную глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата, который фосфоглюкомутазой превращается в глюкозо-1-фосфат. Затем UTP-глюкозо-1-фосфатуридилилтрансфераза катализирует активацию глюкозы, при которой UTP и глюкозо-1-фосфат реагируют с образованием UDP-глюкозы. При синтезе гликогена de novo белок гликогенин катализирует присоединение UDP-глюкозы к самому себе.Гликогенин представляет собой гомодимер, содержащий остаток тирозина в каждой субъединице, который служит якорем или точкой присоединения глюкозы. Затем к восстанавливающему концу предыдущей молекулы глюкозы добавляются дополнительные молекулы глюкозы, чтобы сформировать цепочку из примерно восьми молекул глюкозы. Затем гликогенсинтаза удлиняет цепь, добавляя глюкозу через α-1,4-гликозидные связи.

    Разветвление катализируется амило- (1,4-1,6) -трансглюкозидазой, также называемой ферментом разветвления гликогена.Фермент разветвления гликогена переносит фрагмент из шести-семи молекул глюкозы от конца цепи к C6 молекулы глюкозы, расположенной дальше внутри молекулы гликогена, образуя α-1,6 гликозидные связи.

    Гликогенолиз

    Глюкоза удаляется из гликогена с помощью гликогенфосфорилазы, которая фосфоролитически удаляет одну молекулу глюкозы с невосстанавливающего конца, давая глюкозо-1-фосфат. Глюкозо-1-фосфат, образующийся при расщеплении гликогена, превращается в глюкозо-6-фосфат, процесс, для которого требуется фермент фосфоглюкомутаза.Фосфоглюкомутаза переносит фосфатную группу с фосфорилированного серинового остатка в активном центре на C6 глюкозо-1-фосфата, продуцируя глюкозо-1,6-бисфосфат. Затем глюкозо-C1-фосфат присоединяется к серину активного центра в фосфоглюкомутазе, и высвобождается глюкозо-6-фосфат.

    Гликогенфосфорилаза не способна расщеплять глюкозу по точкам ветвления; для разветвления требуется амило-1,6-глюкозидаза, 4-α-глюканотрансфераза или фермент, разветвляющий гликоген (GDE), который обладает активностью глюкотрансферазы и глюкозидазы.Примерно через четыре остатка от точки ветвления гликогенфосфорилаза не может удалить остатки глюкозы. GDE отщепляет последние три остатка разветвления и присоединяет их к C4 молекулы глюкозы на конце другой ветви, затем удаляет последний α-1,6-связанный остаток глюкозы из точки разветвления. GDE не удаляет α-1,6-связанную глюкозу из точки разветвления фосфорилитически, что означает, что высвобождается свободная глюкоза. Эта свободная глюкоза теоретически может высвобождаться из мышц в кровоток без действия глюкозо-6-фосфатазы; однако эта свободная глюкоза быстро фосфорилируется гексокиназой, предотвращая ее попадание в кровоток.

    Глюкозо-6-фосфат, образующийся в результате распада гликогена, может превращаться в глюкозу под действием глюкозо-6-фосфатазы и попадать в кровоток. Это происходит в печени, кишечнике и почках, но не в мышцах, где этот фермент отсутствует. В мышцах глюкозо-6-фосфат вступает в гликолитический путь и обеспечивает клетку энергией. Глюкозо-6-фосфат также может вступать в пентозофосфатный путь, что приводит к выработке НАДФН и пяти углеродных сахаров.

    Упражнения и истощение гликогена

    При упражнениях на выносливость спортсмены могут испытывать истощение гликогена, при котором большая часть гликогена истощается из мышц.Это может привести к сильной усталости и затруднениям при движении. Истощение запасов гликогена можно уменьшить, постоянно потребляя углеводы с высоким гликемическим индексом (высокая скорость преобразования в глюкозу крови) во время упражнений, которые заменят часть глюкозы, потребляемой во время упражнений. Также можно использовать специальные режимы упражнений, которые заставляют мышцы использовать жирные кислоты в качестве источника энергии с большей скоростью, тем самым разрушая меньше гликогена. Спортсмены также могут использовать углеводную загрузку, потребление большого количества углеводов, чтобы увеличить способность к хранению гликогена.

    Примеры болезней накопления гликогена

    Есть две основные категории болезней накопления гликогена: болезни, возникающие в результате дефектного гомеостаза гликогена в печени, и болезни, возникающие в результате дефектного гомеостаза гликогена в мышцах. Заболевания, вызванные недостаточным хранением гликогена в печени, обычно вызывают гепатомегалию (увеличение печени), гипогликемию и цирроз (рубцевание печени). Заболевания, возникающие из-за недостаточного накопления гликогена в мышцах, обычно вызывают миопатии и нарушение обмена веществ.Примеры болезней накопления гликогена включают болезнь Помпе, болезнь Макардла и болезнь Андерсена.

    Болезнь Помпе

    Болезнь Помпе вызывается мутациями в гене GAA, который кодирует лизосомальную кислоту α-глюкозидазу, также называемую кислой мальтазой, и поражает скелетные и сердечные мышцы. Кислая мальтаза участвует в распаде гликогена, а мутации, вызывающие заболевание, приводят к пагубному накоплению гликогена в клетке. Существует три типа болезни Помпе: взрослая форма, ювенильная форма и младенческая форма, которые становятся все более тяжелыми.Инфантильная форма приводит к смерти в возрасте от одного до двух лет, если ее не лечить.

    Болезнь Макардла

    Болезнь Макардла вызывается мутациями в гене PYGM, который кодирует миофосфорилазу, изоформу гликогенфосфорилазы, присутствующую в мышцах. Симптомы часто наблюдаются у детей, но болезнь может быть диагностирована только в зрелом возрасте. Симптомы включают мышечную боль и усталость, и заболевание может быть опасным для жизни, если не лечить должным образом.

    Болезнь Андерсена

    Болезнь Андерсена вызывается мутацией в гене GBE1, который кодирует фермент ветвления гликогена, и поражает мышцы и печень.Симптомы обычно наблюдаются в возрасте нескольких месяцев и включают задержку роста, увеличение печени и цирроз. Осложнения болезни могут быть опасными для жизни.

    Тест

    1. Что лучше всего описывает функцию гликогена?
    A. Обеспечивает структурную поддержку мышечным клеткам
    B. Фактор транскрипции, который регулирует дифференцировку клеток
    C. Сохраняет глюкозу в растениях
    D. Буферизует уровни глюкозы в крови и служит легко мобилизуемым источником энергии

    Ответ на вопрос № 1

    D правильно.Гликоген - это основная форма хранения глюкозы у животных и людей. Гликоген синтезируется при высоком уровне глюкозы в крови и расщепляется при низком уровне глюкозы в крови, что делает его важным буфером уровней глюкозы в крови. Когда клетке или организму требуется энергия, гликоген служит важным источником энергии, обеспечивая глюкозой ткани по всему телу.

    2. Какой главный гормон стимулирует распад гликогена?
    A. Глюкагон
    B. Щитовидная железа
    C. Инсулин
    D.Эстроген

    Ответ на вопрос № 2

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

    3. Какова возможная судьба глюкозо-1-фосфата, образующегося при гликогенолизе?
    A. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в гликолитический путь
    B. Превращение в глюкозо-6-фосфат с последующим вступлением в пентозофосфатный путь
    C.Преобразование в глюкозу с последующим выбросом в кровоток
    D. Все вышеперечисленное

    Ответ на вопрос № 3

    D является правильным. В мышечных клетках глюкозо-1-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат фосфоглюкомутазой, после чего он может попасть в гликолитический или пентозофосфатный пути. В клетках печени глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозу глюкозо-6-фосфатазой и попадает в кровоток.

    Источники

    • Eicke, S., Сеунг, Д., Эгли, Б., Деверс, Е.А., и Стреб, С. (2017) «Повышение способности растений хранить углеводы путем создания пула гликогеноподобных полимеров в цитозоле». Метаболическая инженерия. 40: 23-32.
    • Харгривз, М. и Рихтер, Э.А. (1988) «Регулирование гликогенолиза скелетных мышц во время упражнений». Канадский журнал спортивных наук. 13 (4): 197-203.
    • ,
    • Айви, Дж. Л. (1991). «Синтез мышечного гликогена до и после тренировки». Спортивная медицина. 11 (1): 6-19.

    Что такое гликоген? | MuscleSound

    Что такое гликоген?

    Когда мы едим углеводы, наше тело превращает их в сахар, называемый «глюкозой», который можно использовать для получения энергии.Глюкоза, в свою очередь, превращается в гликоген, форму сахара, которая может легко накапливаться в наших мышцах и печени. Это основная форма хранения глюкозы и углеводов у животных и людей.

    Хотя гликоген незаменим для спортсменов, у нас очень ограниченные возможности для его хранения. Например, углеводы составляют лишь около 1-2% от общих запасов энергии организма 1 . Большая его часть хранится в виде гликогена в мышцах (80%) и печени (14%), а около 6% хранится в крови в виде глюкозы.Несмотря на свою ограниченную емкость хранения, гликоген имеет решающее значение для производства энергии на всех уровнях усилий. В состоянии покоя мышечный гликоген используется примерно для 15-20% выработки энергии. При умеренной интенсивности (~ 55-60% от максимальной) использование гликогена может возрасти до 80-85% 2 , и это увеличивается еще больше при более высокой интенсивности упражнений.

    Исследования показали, что аэробная выносливость напрямую связана с начальными запасами гликогена в мышцах, что интенсивные упражнения не могут поддерживаться после того, как эти запасы истощены, и что ощущение усталости во время длительных интенсивных упражнений соответствует снижению мышечного гликогена 3.

    Важное важное сообщение

    Убедитесь, что вы оптимизируете запасы гликогена перед тренировкой, поддерживаете его во время тренировки и восполняете его после тренировки. Влияние тщательно разработанных стратегий питания можно отслеживать с помощью MuscleSound®.

    Список литературы

    1. Гудман, Миннесота. Аминокислотный и белковый обмен. В «Упражнения, питание и энергетический обмен», ред. E.S. Хортон, Р.Л. Тертуйн, 89–99. Нью-Йорк: Макмиллан.
    2. Кац А., Броберг С., Сахлин К., Варен Дж.Поглощение глюкозы ногами во время максимальных динамических упражнений у людей. Am J Physiol. 251 (1, часть 1): E65-70. 1986
    3. Плющ, JL. Регулирование восстановления мышечного гликогена, синтеза и восстановления мышечного белка после упражнений. Журнал спортивной науки и медицины (2004) 3, 131-138.

    Важность гликогена - волны Санта-Крус

    Гликоген - важный запас энергии для организма.

    Скелетные мышцы и печень, которые необходимы для нормального функционирования организма, хранят это важное вещество.Например, гликоген печени играет роль в регулировании уровня сахара в крови и гомеостаза. С другой стороны, мышечный гликоген помогает в сокращении скелетных мышц и, следовательно, в физической активности.

    Изучение этого вещества и его многочисленных ролей в организме поможет человеку лучше понять регулирование и хранение сахара, а также его значение как для физических упражнений, так и для диеты.

    Что такое гликоген?

    Гликоген - это сахар (или углевод) в форме хранения.Сахара, которые могут иметь множество названий, включая глюкозу и углеводы, трансформируются и хранятся в организме. Затем эти магазины становятся доступными, когда это необходимо, например, во время упражнений или в перерывах между приемами пищи. Это важно для поддержания ежедневного уровня энергии, а также стабильного настроения.

    Использование гликогена:

    Этот углевод живет в основном в скелетных мышцах и печени. Печень является основным местом хранения по сравнению со скелетными мышцами (соотношение примерно 5: 1) (1). Распределение его запасов между мышцами и печенью лучше понять, если принять во внимание регуляторные функции, влияющие на его хранение.

    Печень Гликоген:

    Запасы в печени помогают регулировать сахарозависимые функции всего организма. Например, низкий уровень сахара в крови из-за истощения гликогена может повлиять на познание (функцию мозга), потому что сахар является основным источником энергии для мозга.

    В периоды углеводного голодания человек может испытывать головные боли, перепады настроения, проблемы с концентрацией внимания и утомляемость. Когда это происходит, тело переключается на другие источники энергии для поддержания мозга и других функций, таких как расщепление жиров на так называемые кетоновые тела.Некоторые диеты, в том числе кетогенные, используют эту реакцию организма для снижения веса.

    Мышечный гликоген:

    В скелетных мышцах запасы этого вещества доступны для подпитки и регулирования физической активности. Особенно важно подпитывать высокоинтенсивные упражнения и взрывные движения.

    Во время упражнений истощение запасов углеводов приводит к появлению усталости. По этой причине многие спортсмены на длинные дистанции практикуют «углеводную загрузку».Это техника, при которой человек потребляет большое количество углеводов накануне вечером или утром перед большим событием. Это делается для максимального увеличения запасов гликогена перед соревнованиями, чтобы отсрочить наступление усталости и улучшить спортивные результаты.

    Спорт и физические упражнения:

    Роль углеводов и запасов гликогена в спортивных показателях и скелетных мышцах хорошо задокументирована. По этой причине спортивные напитки, такие как Gatorade и другие напитки для тренировок, содержат в своей формуле какой-либо тип углеводов.Цель состоит в том, чтобы пополнить запасы углеводов во время тренировки, чтобы отсрочить наступление усталости и продлить тренировку.

    Спортсмены на дистанции разработали множество методов, таких как углеводная загрузка и тренировочные адаптации, чтобы влиять на спортивные результаты за счет доступности гликогена.

    Чувствительность к гликогену и инсулину:

    К настоящему времени почти каждый может видеть, что существует связь между накоплением гликогена, уровнем сахара в крови, инсулином и диабетом 2 типа.Фактически, инсулинорезистентность характеризует диабет 2 типа, а инсулин является важным гормоном для хранения.

    Инсулин наиболее известен своей ролью в регулировании уровня сахара в крови. У нормального человека присутствие инсулина запускает преобразование глюкозы в гликоген и его последующее накопление в печени и мышцах. Когда возникает инсулинорезистентность, клетки теряют чувствительность к инсулину и ограничивают его способность способствовать хранению углеводов.

    Это приводит к накоплению сахара и инсулина в крови, что оказывает пагубное воздействие на организм на молекулярном, тканевом и органном уровнях.

    Физические упражнения и чувствительность к инсулину:

    Физические упражнения, которые в значительной степени зависят от запасов гликогена и доступных углеводов, помогают бороться с инсулинорезистентностью и, следовательно, с диабетом 2 типа. Скелетные мышцы потребляют углеводы или сахар, чтобы стимулировать сокращение мышц во время упражнений, особенно упражнений высокой интенсивности. Это включает извлечение свободно плавающих углеводов в крови и запасы гликогена в мышцах.

    Таким образом, физические упражнения помогают нормализовать уровень сахара в крови и обладают терапевтическим действием при диабете 2 типа.Кроме того, сразу после тренировки повышается чувствительность к инсулину, что на более длительное время стабилизирует уровень сахара в крови.


    Понимание того, как работает ваше тело в сочетании с диетой, физическими упражнениями и образом жизни, может сбивать с толку. К счастью, вам не нужно идти в одиночку! Santa Cruz CORE предлагает отличные процедуры и оценки, которые могут помочь вам научиться распознавать, что нужно вашему телу, и находить лучший баланс в своей жизни.

    4.4. Функции углеводов в организме

    Цели обучения

    • Перечислите четыре основные функции углеводов в организме человека.

    В организме человека есть пять основных функций углеводов. Они производят энергию, накапливают энергию, строят макромолекулы, экономят белок и способствуют метаболизму липидов.

    Производство энергии

    Основная роль углеводов - снабжать энергией все клетки тела.Многие клетки предпочитают глюкозу в качестве источника энергии по сравнению с другими соединениями, такими как жирные кислоты. Некоторые клетки, такие как красные кровяные тельца, способны производить клеточную энергию только из глюкозы. Мозг также очень чувствителен к низким уровням глюкозы в крови, потому что он использует только глюкозу для выработки энергии и функционирования (если только он не находится в условиях крайнего голодания). Около 70 процентов глюкозы, поступающей в организм в результате пищеварения, перераспределяется (печенью) обратно в кровь для использования другими тканями. Клетки, которым требуется энергия, удаляют глюкозу из крови с помощью транспортного белка в своих мембранах.Энергия глюкозы поступает из химических связей между атомами углерода. Энергия солнечного света требовалась для образования этих высокоэнергетических связей в процессе фотосинтеза. Клетки нашего тела разрывают эти связи и захватывают энергию для клеточного дыхания. Клеточное дыхание - это в основном контролируемое сжигание глюкозы по сравнению с неконтролируемым сжиганием. Клетка использует множество химических реакций на нескольких ферментативных стадиях, чтобы замедлить высвобождение энергии (без взрыва) и более эффективно улавливать энергию, удерживаемую в химических связях в глюкозе.

    Первая стадия распада глюкозы называется гликолизом, который происходит в сложной серии из десяти стадий ферментативных реакций. Второй этап распада глюкозы происходит в органеллах энергетической фабрики, называемых митохондриями. Один атом углерода и два атома кислорода удаляются, что дает больше энергии. Энергия этих углеродных связей переносится в другую область митохондрий, делая клеточную энергию доступной в той форме, которую клетки могут использовать.

    Клеточное дыхание - это процесс извлечения энергии из глюкозы.

    Накопитель энергии

    Если организм уже имеет достаточно энергии для поддержания своих функций, избыток глюкозы сохраняется в виде гликогена (большая часть которого хранится в мышцах и печени). Молекула гликогена может содержать более пятидесяти тысяч отдельных единиц глюкозы и сильно разветвлена, что обеспечивает быстрое распространение глюкозы, когда она необходима для выработки клеточной энергии (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

    Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): структура гликогена делает возможным его быструю мобилизацию в свободную глюкозу для питания клеток.

    Количество гликогена в организме в любой момент времени эквивалентно примерно 4000 килокалорий - 3000 в мышечной ткани и 1000 в печени. Продолжительное использование мышц (например, упражнения более нескольких часов) может истощить запас энергии гликогена. Это называется «ударом о стену» или «ударом о стену» и характеризуется утомляемостью и снижением работоспособности. Ослабление мышц наступает потому, что для преобразования химической энергии жирных кислот и белков в полезную энергию требуется больше времени, чем для глюкозы.После продолжительных упражнений гликоген уходит, и мышцы должны больше полагаться на липиды и белки как на источник энергии. Спортсмены могут умеренно увеличить запас гликогена, снизив интенсивность тренировок и увеличив потребление углеводов до 60-70 процентов от общего количества калорий за три-пять дней до соревнований. Людям, которые не тренируются жестко и предпочитают пробегать 5-километровый забег ради развлечения, не нужно есть большую тарелку макарон перед гонкой, поскольку без длительных интенсивных тренировок не произойдет адаптации повышенного гликогена в мышцах.

    Печень, как и мышца, может накапливать энергию глюкозы в виде гликогена, но в отличие от мышечной ткани она жертвует накопленную энергию глюкозы другим тканям организма, когда уровень глюкозы в крови низкий. Примерно четверть общего содержания гликогена в организме находится в печени (что эквивалентно примерно четырехчасовому запасу глюкозы), но это сильно зависит от уровня активности. Печень использует этот запас гликогена как способ поддерживать уровень глюкозы в крови в узком диапазоне между приемами пищи.Когда запасы гликогена в печени истощаются, глюкоза образуется из аминокислот, полученных в результате разрушения белков, чтобы поддерживать метаболический гомеостаз.

    Строительные макромолекулы

    Хотя большая часть поглощенной глюкозы используется для производства энергии, некоторая часть глюкозы превращается в рибозу и дезоксирибозу, которые являются важными строительными блоками важных макромолекул, таких как РНК, ДНК и АТФ (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). Глюкоза дополнительно используется для образования молекулы НАДФН, который важен для защиты от окислительного стресса и используется во многих других химических реакциях в организме.Если вся энергия, способность накапливать гликоген и потребности организма в наращивании удовлетворяются, избыток глюкозы может быть использован для производства жира. Вот почему диета с слишком высоким содержанием углеводов и калорий может прибавить лишнего веса - тема, которая будет обсуждаться в ближайшее время.

    Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): дезоксирибоза из молекулы сахара используется для построения основы ДНК. © Shutterstock

    Экономный белок

    В ситуации, когда недостаточно глюкозы для удовлетворения потребностей организма, глюкоза синтезируется из аминокислот.Поскольку молекулы для хранения аминокислот отсутствуют, этот процесс требует разрушения белков, в первую очередь из мышечной ткани. Наличие достаточного количества глюкозы в основном предохраняет расщепление белков от использования для производства глюкозы, необходимой организму.

    Липидный метаболизм

    По мере повышения уровня глюкозы в крови использование липидов в качестве источника энергии подавляется. Таким образом, глюкоза дополнительно «сберегает жир». Это связано с тем, что повышение уровня глюкозы в крови стимулирует высвобождение гормона инсулина, который говорит клеткам использовать глюкозу (вместо липидов) для производства энергии.Достаточный уровень глюкозы в крови также предотвращает развитие кетоза. Кетоз - это нарушение обмена веществ, возникающее в результате повышения содержания кетоновых тел в крови. Кетоновые тела - это альтернативный источник энергии, который клетки могут использовать при недостаточном поступлении глюкозы, например, во время голодания. Кетоновые тела являются кислыми, и их высокое содержание в крови может привести к тому, что она станет слишком кислой. Это редко встречается у здоровых взрослых, но может возникать у алкоголиков, людей с недостаточным питанием и у людей с диабетом 1 типа.Минимальное количество углеводов в рационе, необходимое для подавления кетоза у взрослых, составляет 50 граммов в день.

    Углеводы имеют решающее значение для поддержки самой основной функции жизни - производства энергии. Без энергии не происходит ни один из других жизненных процессов. Хотя наш организм может синтезировать глюкозу, это происходит за счет разрушения белка. Однако, как и все питательные вещества, углеводы следует потреблять в умеренных количествах, поскольку их слишком много или слишком мало в рационе может привести к проблемам со здоровьем.

    Основные выводы

    • Четыре основные функции углеводов в организме - обеспечивать энергию, накапливать энергию, строить макромолекулы и сберегать белок и жир для других целей.
    • Энергия глюкозы хранится в виде гликогена, большая часть которого находится в мышцах и печени. Печень использует свой запас гликогена, чтобы поддерживать уровень глюкозы в крови в узком диапазоне между приемами пищи. Некоторая глюкоза также используется в качестве строительных блоков важных макромолекул, таких как РНК, ДНК и АТФ.
    • Присутствие достаточного количества глюкозы в организме предохраняет расщепление белков от использования для производства глюкозы, необходимой организму.

    Обсуждение стартеров

    1. Обсудите две причины, по которым важно включать углеводы в свой рацион.
    2. Почему организму необходимо экономить белок?
    .