ГЛЮКОЗА - основа основ! - "Много ВАЖНЫХ слов" -Для тех, кому важно понимать
Предыдущее сообщение было посвящено ФРУКТОЗЕ
На деле оказалось, что фруктоза это не выход, а даже более того, не тот путь при регулировании сладостей в вашей жизни. По своему воздействию на организм человека , фруктоза совершенно очевидно проигрывает сахарозе, так что в случае выбора продуктов, приготовленных с содержанием сахара или фруктозы, смело выбирайте те, где есть сахар. Позже попробую разобраться в том, сколько сахара можно считать "допустимым" и в какой период времени при всех прочих условиях. (Кому это интересно - пишите свои мысли по тому поводу).
Итак, сегодня на сцену выходит - ГЛЮКОЗА!
И глюкоза - это не певица :) Что вы, поисковики вас обманывают! Купить ГЛЮКОЗУ проще чем певицу в любой аптеке. Это самый ходовой и важный в элемент арсенала любой больницы наравне с физ. раствором.
Что же, приступим.
Как говорит нам всезнающая Вики:
"Глюкоза - основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина. В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза депонируется у животных в виде гликогена, у растений - в виде крахмала, полимер глюкозы - целлюлоза является основной составляющей клеточных оболочек всех высших растений."
Глюкоза просто потрясающий универсальный "составляющий блок" организма. Глюкоза принимает участие во многих процессах и используется при интоксикации организма (например при пищевом отравлении или деятельности инфекции), вводят внутривенно струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используется эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека (в виде стресс теста на вывод повышенного количества глюкозы из организма).
В промышленности Глюкозу получают процессом гидролиза крахмала (т.к. сама Глюкоза получается путем гидролиза большинства ди- и полисахаридов).
И глюкоза, и фруктоза относятся к подклассу моносахаридов класса углеводов (сахаридов).
Глюко́за («виноградный сахар», декстроза) встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, отчего и произошло название этого вида сахара.
Глюкоза в клетках может подвергаться гликолизу с целью получения энергии в виде АТФ (Аденозинтрифосфа́т - нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах).
Многие отличные от глюкозы источники энергии могут быть непосредственно конвертированы в печени в глюкозу - например, молочная кислота, многие свободные жирные кислоты и глицерин, или свободные аминокислоты. Процесс образования глюкозы в печени из других соединений называется глюконеогенезом. Из гликогена путём простого расщепления опять-таки легко производится глюкоза.
При окислении 1 грамма глюкозы до углекислого газа и воды выделяется 17,6 кДж энергии.
Вывод напрашивается важный, необходимо поддерживать должный уровень кислорода в крови, если вы хотите сжигать лишние жиры.
В свободном виде в организме человека и животных Глюкоза содержится в крови, лимфе, цереброспинальной жидкости, ткани головного мозга, в сердечной и скелетных мышцах. В моче в норме содержание Глюкозы ничтожно (обычными лабораторными методами в норме в моче глюкоза не определяется).
Концентрация глюкозы в крови находится под контролем ц.н.с. и эндокринной системы. В регуляции концентрации Глюкозы в крови принимают участие гормоны инсулин, который нормализует концентрацию Глюкозы. при ее повышении, и его антагонист глюкагон, который вызывает повышение концентрации Глюкозы в крови, предотвращая в норме ее чрезмерное снижение, адреналин, глюкокортикоиды, тироксин и трийодтиронин (тут работает Щитовидная железа) и гормоны передней доли гипофиза, вызывающие повышение концентрации глюкозы в крови - гипергликемию.
Гипергликемия может быть вызвана также поступлением больших количеств глюкозы с пищей (алиментарная гипергликемия), усилением распада гликогена в печени при тяжелой и продолжительной физической нагрузке, эмоциональном стрессе и др., увеличением образования глюкозы из жиров и белков, недостатком инсулина (инсулярная гипергликемия) при сахарном диабете и панкреатитах; экстраинсулярную гипергликемию отмечают при заболеваниях ц.н.с., печени и др.
Снижение концентрации Глюкозы в крови ниже нормы - Гипогликемия - обусловлено интенсивным окислением глюкозы в тканях, повышенным выделением с мочой при почечной гликозурии, диабете почечном, а также нарушением обмена гликогена в печени (гипогликемия печеночного типа, например при гликогенозах) и мышцах и повышенным превращением глюкозы в жиры и белки. Снижение концентрации Г. в крови ниже 3 ммоль/л (по глюкозооксидазному методу) приводит к резкому нарушению деятельности ц.н.с. Так, после введения больших доз инсулина наступает резкое снижение концентрации Г. в крови, что вызывает так называемый инсулиновый шок.
Глюкоза необходима для полного «сгорания» жиров в организме, поэтому ее недостаток приводит к избыточному появлению в крови жирных кистол, что может стать причиной развития ацидоза и кетоза.
Немножко из Медицины.
Препараты глюкозы Применяется как общеукрепляющее средство при различных заболеваниях, сопровождающихся истощением. Является универсальным антитоксическим средством, т.к. стимулирует окислительно-восстановительные процессы, способствует более интенсивному депонированию гликогена в печени, усиливая ее дезинтоксикационную способность. Глюкоза используется обычно в виде изотонических и гипертонических растворов.
Изотонические растворы - 4,5-5% растворы глюкозы, применяют для восполнения потерь воды при обезвоживании организма (например, при продолжительных поносах, массивных кровопотерях) и в качестве источника питания
При введении гипертонического раствора Глюкозы повышается осмотическое давление плазмы крови, что способствует быстрейшему выведению токсинов через почки и активизации обменных процессов. При этом усиливается сократительная деятельность сердечной мышцы (на этом основано применение гипертонических растворов Глюкозы в качестве растворителей для некоторых сердечных гликозидов), расширяются кровеносные сосуды, увеличивается диурез. Гипертонические растворы Глюкозы являются компонентами различных кровезамещающих и противошоковых жидкостей.
Растворы глюкозы часто готовят с аскорбиновой кислотой и с аскорбинатом магния и используют в комплексном лечении ряда заболеваний и интоксикаций.
Метаболизм глюкозы
Суточная норма углеводов в пище составляет 400-500 г. Основными углеводами пищи являются:
При переваривании углеводов в желудочно-кишечном тракте происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей и образование моносахаридов, главным из которых является глюкоза. Гидролиз крахмала начинается в полости рта при участии амилазы слюны, образуя менее крупные, чем крахмал молекулы - декстрины. Далее гидролиз крахмала продолжается в верхнем отделе кишечника под действием панкреатической амилазы. В результате из крахмала образуются дисахаридные остатки мальтозы и изомальтозы. Гидролиз всех дисахаридов происходит на поверхности клеток кишечника и катализируется специфическими ферментами: сахаразой, лактазой, мальтазой и изомальтазой. Эти гликозидазы синтезируются в клетках кишечника.
Всасывание моносахаридов из кишечника в кровь осуществляется путем облегченной диффузии.
Метаболизм глюкозы
Глюкоза играет главную роль в метаболизме, так как именно она является основным источником энергии. Глюкоза может превращаться практически во все моносахариды, в то же время возможно и обратное превращение. Полное рассмотрение метаболизма глюкозы не входит в нашу задачу, поэтому сосредоточимся на основных путях:
Транспорт глюкозы в клетки
С кровью воротной вены большая часть глюкозы (около половины) из кишечника поступает в печень, остальная глюкоза через общий кровоток транспортируется в другие ткани. Концентрация глюкозы в крови в норме поддерживается на постоянном уровне и составляет 3,33-5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100 мг в 100 мл крови. Транспорт глюкозы в клетки носит характер облегченной диффузии, но регулируется во многих клетках гормоном поджелудочной железы - инсулином, действие которого приводит к перемещению белков-переносчиков из цитозоля в плазматическую мембрану.
Транспорт глюкозы в клетки
Затем с помощью этих белков глюкоза транспортируется в клетку по градиенту концентрации. Скорость поступления глюкозы в мозг и печень не зависит от инсулина и определяется только концентрацией ее в крови. Эти ткани называются инсулинонезависимыми.
Анаэробный гликолиз, несмотря на небольшой энергетический эффект, является основным источником энергии для скелетных мышц в начальном периоде интенсивной работы, то есть в условиях, когда снабжение кислородом ограничено. Кроме того, зрелые эритроциты извлекают энергию за счет анаэробного окисления глюкозы, потому что не имеют митохондрий.
Депонирование и распад гликогена
Гликоген - основная форма депонирования глюкозы в клетках животных. У растений эту же функцию выполняет крахмал. В структурном отношении гликоген, как и крахмал, представляет собой разветвленный полимер из глюкозы:
Строение гликогена
Однако гликоген более разветвлен и компактен. Ветвление обеспечивает быстрое освобождение при распаде гликогена большого количества концевых мономеров. Синтез и распад гликогена не являются обращением друг в друга, эти процессы происходят разными путями.Гликоген синтезируется в период пищеварения (в течение 1-2 часов после приема углеводной пищи). Гликогенез особенно интенсивно протекает в печени и скелетных мышцах. В начальных реакциях образуется UDF-глюкоза , которая является активированной формой глюкозы, непосредственно включающейся в реакцию полимеризации . Эта последняя реакция катализируется гликогенсинтазой, которая присоединяет глюкозу к олигосахариду или к уже имеющейся в клетке молекуле гликогена, наращивая цепь новыми мономерами. Необходимость превращения глюкозы в гликоген связана с тем, что накопление значительного количества глюкозы в клетке привело бы к повышению осмотического давления, так как глюкоза хорошо растворимое вещество. Напротив, гликоген содержится в клетке в виде гранул, и мало растворим. Распад гликогена - гликогенолиз - происходит в период между приемами пищи.
Особенности метаболизма гликогена в печени и мышцах
Включение глюкозы в метаболизм начинается с образования фосфоэфира - глюкозо-6-фосфата. В клетках мышц и других органах эту реакцию катализирует фермент гексокиназа, его Км менее 0,1 ммоль/л. В клетках печени эту же реакцию катализирует глюкокиназа, значение Км которой примерно 10 ммоль/л. Это значит, что насыщение глюкокиназы происходит только при высокой концентрации глюкозы. Различия в свойствах ферментов объясняют, почему в период пищеварения глюкоза задерживается в основном в печени. Глюкокиназа при высокой концентрации глюкозы в этот период максимально активна. Напротив, гексокиназа, обладая большим сродством к глюкозе, способна выхватывать ее из общего кровотока, где концентрация глюкозы ниже.
Физиологическое значение гликогенолиза в печени и в мышцах различно. Мышечный гликоген является источником глюкозы для самой клетки. Гликоген печени используется главным образом для поддержания физиологической концентрации глюкозы в крови. Различия обусловлены тем, что в клетке печени присутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза, катализирующая отщепление фосфатной группы и образование свободной глюкозы, после чего глюкоза поступает в кровоток. В клетках мышц нет этого фермента, и распад гликогена идет только до образования глюкозо-6-фосфата, который затем используется в клетке.
Биосинтез глюкозы - глюконеогенез
Глюконеогенез - это синтез глюкозы из неуглеводных предшественников. У млекопитающих эту функцию выполняет в основном печень, в меньшей мере - почки и клетки слизистой кишечника. Запасов гликогена в организме достаточно для удовлетворения потребностей в глюкозе в период между приемами пищи. При углеводном или полном голодании, а также в условиях длительной физической работы концентрация глюкозы в крови поддерживается за счет глюконеогенеза. В этот процесс могут быть вовлечены вещества, которые способны превратиться в пируват или любой другой метаболит глюконеогенеза. На рисунке показаны пункты включения первичных субстратов в глюконеогенез:
Включение субстратов в глюконеогенез
Причем, использование первичных субстратов в глюконеогенезе происходит в различных физиологических состояниях. Так, в условиях голодания часть тканевых белков распадается до аминокислот, которые затем используются в глюконеогенезе. При распаде жиров образуется глицерин, который через диоксиацетонфосфат включается в глюконеогенез. Лактат, образующийся при интенсивной физической работе в мышцах, затем в печени превращается в глюкозу. Следовательно, физиологическая роль глюконеогенеза из лактата и из аминокислот и глицерина различна. Синтез глюкозы из пирувата протекает, как и при гликолизе, но в обратном направлении. При обратных процессах происходит расход энергии.
Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)
Начинается с образования лактата в мышцах в результате анаэробного гликолиза (особенно в белых мышечных волокнах, которые бедны митохондриями по сравнению с красными). Лактат переносится кровью в печень, где в процессе глюконеогенеза превращается в глюкозу, которая затем с током крови может возвращаться в работающую мышцу:
Цикл Кори
Итак печень снабжает мышцу глюкозой и, следовательно, энергией для сокращений. В печени часть лактата может окисляться до СО2 и Н2О, превращаясь в пируват и - далее в общих путях катаболизма.
Регуляция метаболизма углеводов (некоторые аспекты)
Регуляция метаболизма глюкозы в печени, связанная с ритмом питания. Направление метаболизма глюкозы меняется при смене периода пищеварения на постабсорбтивное состояние (Типичным постабсорбтивным состоянием считают состояние утром до завтрака, после примерно десятичасового ночного перерыва в приеме пищи). При пищеварении глюкоза задерживается в печени и депонируется в виде гликогена. Кроме того, глюкоза используется для синтеза жиров. Причем, исходные субстраты для синтеза жира - a -глицерофосфат и ацетил-СоА образуются из глюкозы в процессе гликолиза. Следовательно, гликолиз в печени имеет особое значение.
Информация взята тут:
http://www.nedug.ru/library/%D0%B3%D0%BB%D1%8E%D0%BA%D0%BE%D0%B7%D0%B0/%D0%93%D0%BB%D1%8E%D0%BA%D0%BE%D0%B7%D0%B0_1#.UYiuNqi8Nk4
http://food-facts.ru/food-biochemistry/carbohydrates-glucose-fructose.html
Библиогр.: Кочетков Н.К. и др. Химия углеводов, М.,1967; Мецлер Д.Б. Биохимия, пер. с англ., т. 1-3, М., 1980.
http://www.biochemistry.ru/pub/book8.htm
На деле оказалось, что фруктоза это не выход, а даже более того, не тот путь при регулировании сладостей в вашей жизни. По своему воздействию на организм человека , фруктоза совершенно очевидно проигрывает сахарозе, так что в случае выбора продуктов, приготовленных с содержанием сахара или фруктозы, смело выбирайте те, где есть сахар. Позже попробую разобраться в том, сколько сахара можно считать "допустимым" и в какой период времени при всех прочих условиях. (Кому это интересно - пишите свои мысли по тому поводу).
Итак, сегодня на сцену выходит - ГЛЮКОЗА!
И глюкоза - это не певица :) Что вы, поисковики вас обманывают! Купить ГЛЮКОЗУ проще чем певицу в любой аптеке. Это самый ходовой и важный в элемент арсенала любой больницы наравне с физ. раствором.
Что же, приступим.
Как говорит нам всезнающая Вики:
"Глюкоза - основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина. В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза депонируется у животных в виде гликогена, у растений - в виде крахмала, полимер глюкозы - целлюлоза является основной составляющей клеточных оболочек всех высших растений."
Глюкоза просто потрясающий универсальный "составляющий блок" организма. Глюкоза принимает участие во многих процессах и используется при интоксикации организма (например при пищевом отравлении или деятельности инфекции), вводят внутривенно струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используется эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека (в виде стресс теста на вывод повышенного количества глюкозы из организма).
В промышленности Глюкозу получают процессом гидролиза крахмала (т.к. сама Глюкоза получается путем гидролиза большинства ди- и полисахаридов).
И глюкоза, и фруктоза относятся к подклассу моносахаридов класса углеводов (сахаридов).
Глюко́за («виноградный сахар», декстроза) встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, отчего и произошло название этого вида сахара.
Глюкоза в клетках может подвергаться гликолизу с целью получения энергии в виде АТФ (Аденозинтрифосфа́т - нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах).
Многие отличные от глюкозы источники энергии могут быть непосредственно конвертированы в печени в глюкозу - например, молочная кислота, многие свободные жирные кислоты и глицерин, или свободные аминокислоты. Процесс образования глюкозы в печени из других соединений называется глюконеогенезом. Из гликогена путём простого расщепления опять-таки легко производится глюкоза.
При окислении 1 грамма глюкозы до углекислого газа и воды выделяется 17,6 кДж энергии.
Вывод напрашивается важный, необходимо поддерживать должный уровень кислорода в крови, если вы хотите сжигать лишние жиры.
В свободном виде в организме человека и животных Глюкоза содержится в крови, лимфе, цереброспинальной жидкости, ткани головного мозга, в сердечной и скелетных мышцах. В моче в норме содержание Глюкозы ничтожно (обычными лабораторными методами в норме в моче глюкоза не определяется).
Концентрация глюкозы в крови находится под контролем ц.н.с. и эндокринной системы. В регуляции концентрации Глюкозы в крови принимают участие гормоны инсулин, который нормализует концентрацию Глюкозы. при ее повышении, и его антагонист глюкагон, который вызывает повышение концентрации Глюкозы в крови, предотвращая в норме ее чрезмерное снижение, адреналин, глюкокортикоиды, тироксин и трийодтиронин (тут работает Щитовидная железа) и гормоны передней доли гипофиза, вызывающие повышение концентрации глюкозы в крови - гипергликемию.
Гипергликемия может быть вызвана также поступлением больших количеств глюкозы с пищей (алиментарная гипергликемия), усилением распада гликогена в печени при тяжелой и продолжительной физической нагрузке, эмоциональном стрессе и др., увеличением образования глюкозы из жиров и белков, недостатком инсулина (инсулярная гипергликемия) при сахарном диабете и панкреатитах; экстраинсулярную гипергликемию отмечают при заболеваниях ц.н.с., печени и др.
Снижение концентрации Глюкозы в крови ниже нормы - Гипогликемия - обусловлено интенсивным окислением глюкозы в тканях, повышенным выделением с мочой при почечной гликозурии, диабете почечном, а также нарушением обмена гликогена в печени (гипогликемия печеночного типа, например при гликогенозах) и мышцах и повышенным превращением глюкозы в жиры и белки. Снижение концентрации Г. в крови ниже 3 ммоль/л (по глюкозооксидазному методу) приводит к резкому нарушению деятельности ц.н.с. Так, после введения больших доз инсулина наступает резкое снижение концентрации Г. в крови, что вызывает так называемый инсулиновый шок.
Глюкоза необходима для полного «сгорания» жиров в организме, поэтому ее недостаток приводит к избыточному появлению в крови жирных кистол, что может стать причиной развития ацидоза и кетоза.
Немножко из Медицины.
Препараты глюкозы Применяется как общеукрепляющее средство при различных заболеваниях, сопровождающихся истощением. Является универсальным антитоксическим средством, т.к. стимулирует окислительно-восстановительные процессы, способствует более интенсивному депонированию гликогена в печени, усиливая ее дезинтоксикационную способность. Глюкоза используется обычно в виде изотонических и гипертонических растворов.
Изотонические растворы - 4,5-5% растворы глюкозы, применяют для восполнения потерь воды при обезвоживании организма (например, при продолжительных поносах, массивных кровопотерях) и в качестве источника питания
При введении гипертонического раствора Глюкозы повышается осмотическое давление плазмы крови, что способствует быстрейшему выведению токсинов через почки и активизации обменных процессов. При этом усиливается сократительная деятельность сердечной мышцы (на этом основано применение гипертонических растворов Глюкозы в качестве растворителей для некоторых сердечных гликозидов), расширяются кровеносные сосуды, увеличивается диурез. Гипертонические растворы Глюкозы являются компонентами различных кровезамещающих и противошоковых жидкостей.
Растворы глюкозы часто готовят с аскорбиновой кислотой и с аскорбинатом магния и используют в комплексном лечении ряда заболеваний и интоксикаций.
Метаболизм глюкозы
Суточная норма углеводов в пище составляет 400-500 г. Основными углеводами пищи являются:
- крахмал - разветвленный гомополисахарид из глюкозы.
- дисахариды - сахароза, лактоза , мальтоза .
При переваривании углеводов в желудочно-кишечном тракте происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей и образование моносахаридов, главным из которых является глюкоза. Гидролиз крахмала начинается в полости рта при участии амилазы слюны, образуя менее крупные, чем крахмал молекулы - декстрины. Далее гидролиз крахмала продолжается в верхнем отделе кишечника под действием панкреатической амилазы. В результате из крахмала образуются дисахаридные остатки мальтозы и изомальтозы. Гидролиз всех дисахаридов происходит на поверхности клеток кишечника и катализируется специфическими ферментами: сахаразой, лактазой, мальтазой и изомальтазой. Эти гликозидазы синтезируются в клетках кишечника.
Всасывание моносахаридов из кишечника в кровь осуществляется путем облегченной диффузии.
Метаболизм глюкозы
Глюкоза играет главную роль в метаболизме, так как именно она является основным источником энергии. Глюкоза может превращаться практически во все моносахариды, в то же время возможно и обратное превращение. Полное рассмотрение метаболизма глюкозы не входит в нашу задачу, поэтому сосредоточимся на основных путях:
- катаболизм глюкозы - гликолиз;
- синтез глюкозы - глюконеогенез;
- депонирование и распад гликогена;
- синтез пентоз - пентозофосфатные пути.
Транспорт глюкозы в клетки
С кровью воротной вены большая часть глюкозы (около половины) из кишечника поступает в печень, остальная глюкоза через общий кровоток транспортируется в другие ткани. Концентрация глюкозы в крови в норме поддерживается на постоянном уровне и составляет 3,33-5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100 мг в 100 мл крови. Транспорт глюкозы в клетки носит характер облегченной диффузии, но регулируется во многих клетках гормоном поджелудочной железы - инсулином, действие которого приводит к перемещению белков-переносчиков из цитозоля в плазматическую мембрану.
Транспорт глюкозы в клетки
Затем с помощью этих белков глюкоза транспортируется в клетку по градиенту концентрации. Скорость поступления глюкозы в мозг и печень не зависит от инсулина и определяется только концентрацией ее в крови. Эти ткани называются инсулинонезависимыми.
Анаэробный гликолиз, несмотря на небольшой энергетический эффект, является основным источником энергии для скелетных мышц в начальном периоде интенсивной работы, то есть в условиях, когда снабжение кислородом ограничено. Кроме того, зрелые эритроциты извлекают энергию за счет анаэробного окисления глюкозы, потому что не имеют митохондрий.
Депонирование и распад гликогена
Гликоген - основная форма депонирования глюкозы в клетках животных. У растений эту же функцию выполняет крахмал. В структурном отношении гликоген, как и крахмал, представляет собой разветвленный полимер из глюкозы:
Строение гликогена
Однако гликоген более разветвлен и компактен. Ветвление обеспечивает быстрое освобождение при распаде гликогена большого количества концевых мономеров. Синтез и распад гликогена не являются обращением друг в друга, эти процессы происходят разными путями.Гликоген синтезируется в период пищеварения (в течение 1-2 часов после приема углеводной пищи). Гликогенез особенно интенсивно протекает в печени и скелетных мышцах. В начальных реакциях образуется UDF-глюкоза , которая является активированной формой глюкозы, непосредственно включающейся в реакцию полимеризации . Эта последняя реакция катализируется гликогенсинтазой, которая присоединяет глюкозу к олигосахариду или к уже имеющейся в клетке молекуле гликогена, наращивая цепь новыми мономерами. Необходимость превращения глюкозы в гликоген связана с тем, что накопление значительного количества глюкозы в клетке привело бы к повышению осмотического давления, так как глюкоза хорошо растворимое вещество. Напротив, гликоген содержится в клетке в виде гранул, и мало растворим. Распад гликогена - гликогенолиз - происходит в период между приемами пищи.
Особенности метаболизма гликогена в печени и мышцах
Включение глюкозы в метаболизм начинается с образования фосфоэфира - глюкозо-6-фосфата. В клетках мышц и других органах эту реакцию катализирует фермент гексокиназа, его Км менее 0,1 ммоль/л. В клетках печени эту же реакцию катализирует глюкокиназа, значение Км которой примерно 10 ммоль/л. Это значит, что насыщение глюкокиназы происходит только при высокой концентрации глюкозы. Различия в свойствах ферментов объясняют, почему в период пищеварения глюкоза задерживается в основном в печени. Глюкокиназа при высокой концентрации глюкозы в этот период максимально активна. Напротив, гексокиназа, обладая большим сродством к глюкозе, способна выхватывать ее из общего кровотока, где концентрация глюкозы ниже.
Физиологическое значение гликогенолиза в печени и в мышцах различно. Мышечный гликоген является источником глюкозы для самой клетки. Гликоген печени используется главным образом для поддержания физиологической концентрации глюкозы в крови. Различия обусловлены тем, что в клетке печени присутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза, катализирующая отщепление фосфатной группы и образование свободной глюкозы, после чего глюкоза поступает в кровоток. В клетках мышц нет этого фермента, и распад гликогена идет только до образования глюкозо-6-фосфата, который затем используется в клетке.
Биосинтез глюкозы - глюконеогенез
Глюконеогенез - это синтез глюкозы из неуглеводных предшественников. У млекопитающих эту функцию выполняет в основном печень, в меньшей мере - почки и клетки слизистой кишечника. Запасов гликогена в организме достаточно для удовлетворения потребностей в глюкозе в период между приемами пищи. При углеводном или полном голодании, а также в условиях длительной физической работы концентрация глюкозы в крови поддерживается за счет глюконеогенеза. В этот процесс могут быть вовлечены вещества, которые способны превратиться в пируват или любой другой метаболит глюконеогенеза. На рисунке показаны пункты включения первичных субстратов в глюконеогенез:
Включение субстратов в глюконеогенез
Причем, использование первичных субстратов в глюконеогенезе происходит в различных физиологических состояниях. Так, в условиях голодания часть тканевых белков распадается до аминокислот, которые затем используются в глюконеогенезе. При распаде жиров образуется глицерин, который через диоксиацетонфосфат включается в глюконеогенез. Лактат, образующийся при интенсивной физической работе в мышцах, затем в печени превращается в глюкозу. Следовательно, физиологическая роль глюконеогенеза из лактата и из аминокислот и глицерина различна. Синтез глюкозы из пирувата протекает, как и при гликолизе, но в обратном направлении. При обратных процессах происходит расход энергии.
Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)
Начинается с образования лактата в мышцах в результате анаэробного гликолиза (особенно в белых мышечных волокнах, которые бедны митохондриями по сравнению с красными). Лактат переносится кровью в печень, где в процессе глюконеогенеза превращается в глюкозу, которая затем с током крови может возвращаться в работающую мышцу:
Цикл Кори
Итак печень снабжает мышцу глюкозой и, следовательно, энергией для сокращений. В печени часть лактата может окисляться до СО2 и Н2О, превращаясь в пируват и - далее в общих путях катаболизма.
Регуляция метаболизма углеводов (некоторые аспекты)
Регуляция метаболизма глюкозы в печени, связанная с ритмом питания. Направление метаболизма глюкозы меняется при смене периода пищеварения на постабсорбтивное состояние (Типичным постабсорбтивным состоянием считают состояние утром до завтрака, после примерно десятичасового ночного перерыва в приеме пищи). При пищеварении глюкоза задерживается в печени и депонируется в виде гликогена. Кроме того, глюкоза используется для синтеза жиров. Причем, исходные субстраты для синтеза жира - a -глицерофосфат и ацетил-СоА образуются из глюкозы в процессе гликолиза. Следовательно, гликолиз в печени имеет особое значение.
Информация взята тут:
http://www.nedug.ru/library/%D0%B3%D0%BB%D1%8E%D0%BA%D0%BE%D0%B7%D0%B0/%D0%93%D0%BB%D1%8E%D0%BA%D0%BE%D0%B7%D0%B0_1#.UYiuNqi8Nk4
http://food-facts.ru/food-biochemistry/carbohydrates-glucose-fructose.html
Библиогр.: Кочетков Н.К. и др. Химия углеводов, М.,1967; Мецлер Д.Б. Биохимия, пер. с англ., т. 1-3, М., 1980.
http://www.biochemistry.ru/pub/book8.htm