Гликоген – «запасной» углевод в организме человека, относящийся к классу полисахаридов.
Иногда его ошибочно называют термином «глюкагон». Важно не путать оба названия, так как второе звено – это белковый гормон, который опосредованно, через специфические глюкагоновые рецепторы в печени, вызывает усиление катаболизма депонированного в печени гликогена, т.е действует как внешний сигнал для гепатоцитов (клетки печени) о необходимости выделения глюкозы в кровь за счет распада гликогена (гликогенолиз) или синтеза глюкозы из других веществ (глюконеогенез). Он вызывает увеличение секреции инсулина здоровыми клетками поджелудочной железы.
Что такое гликоген?
Практически с каждым приемом пищи в организм поступают углеводы, которые поступают в кровь в виде глюкозы. Но иногда количество превышает потребности организма, и тогда избыточная глюкоза накапливается в виде гликогена, который при необходимости расщепляется и обогащает организм дополнительной энергией.
Где хранятся запасы
Запасы гликогена в виде мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Этот полисахарид также обнаружен в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителии, головного мозга, в эмбриональной ткани и в слизистой оболочке матки. В организме здорового взрослого человека обычно находится около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм в основном использует гликоген из мышц. Поэтому бодибилдеры должны прибл. За 2 часа до тренировки дополнительно насыщайте себя высокоуглеводной пищей, чтобы восстановить запасы вещества.
Биохимические свойства
Полисахарид с формулой (C6H10O5)n химики называют гликогеном. Другое название этого вещества – животный крахмал. И хотя гликоген запасается в клетках животных, это название не совсем правильное. Вещество было открыто французским физиологом Бернаром. Почти 160 лет назад ученый впервые обнаружил «запасные» углеводы в клетках печени.
«Запасной» углевод хранится в цитоплазме клеток. Но если организм ощущает внезапную нехватку глюкозы, гликоген высвобождается и поступает в кровь. Но что интересно, только полисахарид, накопленный в клетках печени (гепатоцитах), способен трансформироваться в глюкозу, которая способна насытить «голодный» организм. Запасы гликогена в нем могут достигать 5% массы, а во взрослом организме составлять ок. 100-120 г. Гликоген в гепатоцитах достигает максимальной концентрации примерно через полтора часа после приема пищи, богатой углеводами (сладости, мучное, мучное).
В составе мышц полисахарид занимает не более 1-2% массы ткани. Но учитывая общую массу мышц, становится ясно, что «депозиты» гликогена в мышцах превышают запасы вещества в печени. Имеются также небольшие запасы углеводов в почках, глиальных клетках головного мозга и в лейкоцитах (лейкоцитах). Таким образом, общие запасы гликогена во взрослом организме могут составлять почти полкилограмма.
Интересно, что «запасной» полисахарид содержится в клетках некоторых растений, у грибов (дрожжей) и бактерий.
Роль гликогена
Первоначально гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что у этих двух источников резервной энергии разные функции. Полисахариды печени поставляют глюкозу всему организму. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. Во время чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. А чтобы избежать гипогликемии, гликоген в клетках печени расщепляется и поступает в кровь, выравнивая показатель глюкозы. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, так как изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.
Мышечные резервы необходимы для поддержания функции опорно-двигательного аппарата. Сердце также является мышцей, которая хранит гликоген. Зная это, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или анорексии возникают проблемы с сердцем.
Но если избыток глюкозы может откладываться в виде гликогена, возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле в виде жира?». Этому тоже есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической нагрузке резервы животного крахмала не успевают использоваться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме — в виде липидов под кожей.
Кроме того, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов и участвует в обменных процессах в организме.
Синтезирование
Гликоген – это стратегический запас энергии, который синтезируется в организме из углеводов.
Сначала организм использует полученные углеводы в стратегических целях, оставляя остальные на черный день. Недостаток энергии является причиной распада гликогена до состояния глюкозы.
Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, особенно в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). Гормон инсулин отвечает за синтез «запасного» углевода. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время еды.
Гликогеноз и другие нарушения
Но в ряде случаев расщепления гликогена не происходит. В результате гликоген накапливается в клетках всех органов и тканей. Обычно такой разрыв наблюдается у людей с генетическими нарушениями (нарушение работы ферментов, необходимых для расщепления вещества). Это состояние называется термином гликогеноз и относится к списку аутосомно-рецессивных патологий. На сегодняшний день в медицине известно 12 видов этого заболевания, но пока адекватно изучена только половина из них.
Но это не единственная патология, связанная с животным крахмалом. К гликогенным заболеваниям относится также агликогеноз – нарушение, сопровождающееся полным отсутствием фермента, ответственного за синтез гликогена. Симптомами заболевания являются выраженная гипогликемия и судороги. Наличие агликогеноза определяют при биопсии печени.
Потребность организма в гликогене
Гликоген, как резервный источник энергии, важно регулярно восстанавливать. Так, по крайней мере, говорят ученые. Повышенная физическая активность может привести к тотальному истощению запасов углеводов в печени и мышцах, что в итоге скажется на жизненном тонусе и работоспособности человека. В результате длительной безуглеводной диеты запасы гликогена в печени сокращаются практически до нуля. Мышечные резервы истощаются во время интенсивных силовых тренировок.
Минимальная суточная доза гликогена составляет 100 г и более. Но это число важно увеличить, когда:
- интенсивные физические нагрузки;
- повышенная умственная активность;
- после «голодных» диет.
Наоборот, людям с нарушением функции печени, недостатком ферментов следует с осторожностью относиться к пище, богатой углеводами.
Пища для накопления гликогена
По мнению исследователей, для адекватного накопления гликогена организм должен получать примерно 65% своих калорий из углеводной пищи. В частности, для восстановления запасов животного крахмала важно ввести в рацион хлебобулочные изделия, сухие завтраки, сухие завтраки, различные фрукты и овощи.
Лучшие источники гликогена: сахар, мед, шоколад, джем, мармелад, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка, фруктовые соки.
Влияние гликогена на вес тела
Ученые определили, что в организме взрослого человека может накапливаться около 400 граммов гликогена. Но исследователи также определили, что каждый грамм резервной глюкозы связывает около 4 граммов воды. Вот и получается, что 400 г полисахарида — это примерно 2 кг водного раствора гликогена. Этим и объясняется обильное потоотделение при физических нагрузках: организм расходует гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.
Это свойство гликогена также объясняет быстрый результат экспресс-диет для похудения. Низкоуглеводные диеты провоцируют интенсивное потребление гликогена, а вместе с ним и жидкости из организма. Как известно, один литр воды весит 1 кг. Но как только человек возвращается к обычному углеводному питанию, запасы животного крахмала восстанавливаются, а вместе с ними теряется и жидкость в период диеты. В этом причина краткосрочного результата экспресс-похудения.
Для действительно эффективного похудения врачи рекомендуют не только соблюдать диету (предпочитать белки), но и увеличить физическую активность, которая приводит к быстрому истощению гликогена. Кстати, исследователи подсчитали, что 2-8 минут интенсивного кардио достаточно, чтобы израсходовать запасы гликогена и сбросить лишний вес. Но эта формула подходит только для людей, у которых нет кардиологических проблем.
Дефицит и излишек: как определить
Организм, содержащий лишние порции гликогена, скорее всего, сообщит об этом сгущением крови и нарушением функции печени. У людей с избыточными запасами этого полисахарида также возникает кишечная недостаточность, увеличивается масса тела.
Но нехватка гликогена не оставляет следа на теле. Недостаток животного крахмала может вызвать эмоциональные и психологические расстройства. Возникает апатия, депрессия. Также можно заподозрить истощение запасов энергии у людей с ослабленным иммунитетом, плохой памятью и после сильной потери мышечной массы.
Гликоген является важным резервным источником энергии для организма. Недостатком его является не только снижение тонуса и снижение жизненного тонуса. Недостаток вещества скажется на качестве волос и кожи. И даже потеря блеска в глазах — тоже результат недостатка гликогена. Если вы заметили у себя симптомы дефицита полисахаридов, пора задуматься об улучшении своего питания.