Глюкоза является главным энергетическим материалом для функционирования человеческого тела. В организм она поступает с пищей в виде углеводов. На протяжении многих тысячелетий человек претерпевал массу эволюционных изменений.
Одним из важных приобретенных умений стала способность организма впрок запасать энергетические материалы на случай голода и синтезировать их из других соединений.
Избытки углеводов аккумулируются в организме при участии печени и сложных биохимических реакций. Все процессы накопления, синтеза и использования глюкозы регулируются гормонами.
Существуют следующие пути для использования глюкозы печенью:
- Гликолиз. Сложный многоступенчатый механизм окисления глюкозы без участия кислорода, в результате которого образуется универсальные источники энергии: АТФ и НАДФ — соединения, обеспечивающие энергией протекание всех биохимических и обменных процессов в организме;
- Запасание в виде гликогена при участии гормона инсулина. Гликоген – неактивная форма глюкозы, которая может накапливаться и сберегаться в организме;
- Липогенез. Если глюкозы поступает больше, чем необходимо даже для образования гликогена, начинается синтез липидов.
Роль печени в углеводном обмене огромна, благодаря ей в организме постоянно присутствует запас углеводов, жизненно необходимых организму.
Основная роль печени — регуляция углеводного обмена и глюкозы с последующим депонированием гликогена в гепатоцитах человека. Особенностью является превращение сахара под воздействием узкоспециальных ферментов и гормонов в особую его форму, этот процесс происходит исключительно в печени (необходимое условие потребления её клетками). Эти преобразования ускоряются ферментами гексо- и глюкокиназой при понижении уровня содержания сахара.
В процессе пищеварения (а углеводы начинают расщепляться сразу после попадания еды в ротовую полость) содержание глюкозы в крови повышается, вследствие чего происходит ускорение реакций, направленных на депонирование излишков. Тем самым предупреждается возникновение гипергликемии во время приёма пищи.
Сахар из крови с помощью ряда биохимических реакций в печени преобразуется в неактивное его соединение – гликоген и накапливается в гепатоцитах и мышцах. При наступлении энергетического голода с помощью гормонов организм способен высвобождать гликоген из депо и синтезировать из него глюкозу — это основной путь получения энергии.
Излишки глюкозы в печени используются в производстве гликогена под воздействием гормона поджелудочной железы — инсулина. Гликоген (животный крахмал) — это полисахарид, особенностью строения которого является древообразная структура. Запасают его гепатоциты в форме гранул. Содержание гликогена в печени человека может увеличиваться до 8% от массы клетки после принятия углеводистой еды. Распад нужен, как правило, для удержания уровня глюкозы в процессе пищеварения. При длительном голодании содержание гликогена понижается почти до нуля и снова синтезируется во время пищеварения.
Если у организма повышается потребность в глюкозе — гликоген начинает распадаться. Механизм преобразования происходит, как правило, между приемами пищи, и ускоряется при мышечных нагрузках. Голодание (отсутствие приема пищи в течение не менее 24 часов) приводит к практически полному распаду гликогена в печени. Но при регулярном питании его запасы полностью восстанавливаются. Подобное аккумулирование сахара может существовать очень долго, до возникновения потребности в распаде.
Глюконеогенез – процесс синтеза глюкозы из неуглеводных соединений. Его главная задача — удержание стабильного содержания углеводов в крови при недостатке гликогена или тяжёлой физической работе. Глюконеогенез обеспечивает продукцию сахара до 100 грамм в сутки. В состоянии углеводного голода организм способен синтезировать энергию с альтернативных соединений.
Для использования пути гликогенолиза при необходимости получения энергии нужны следующие вещества:
- Лактат (молочная кислота) – синтезируется при распаде глюкозы. После физических нагрузок возвращается в печень, где снова преобразуется в углеводы. Благодаря этому молочная кислота постоянно участвует в образовании глюкозы;
- Глицерин – результат распада липидов;
- Аминокислоты – синтезируются при распаде мышечных белков и начинают участвовать в образовании глюкозы при истощении запасов гликогена.
Основное количество глюкозы производится в печени (более 70 грамм в сутки). Главной задачей глюконеогенеза является снабжение сахаром мозга.
В организм попадают углеводы не только в виде глюкозы — это может быть и манноза, содержащаяся в цитрусовых. Манноза в результате каскада биохимических процессов преобразуется в соединение, подобное глюкозе. В этом состоянии она вступает в реакции гликолиза.
Путь синтеза и распада гликогена регулируется такими гормонами:
- Инсулин – гормон поджелудочной железы белковой природы. Он понижает содержание сахара в крови. В целом особенностью гормона инсулина является влияние на обмен гликогена, в противоположность глюкагону. Инсулин регулирует дальнейший путь преобразования глюкозы. Под его влиянием происходит транспортировка углеводов в клетки организма, а из их избытков — образование гликогена;
- Глюкагон – гормон голода – вырабатывается поджелудочной железой. Имеет белковую природу. В противоположность инсулину, ускоряет распад гликогена, и способствует стабилизации уровня глюкозы в крови;
- Адреналин – гормон стресса и страха. Его выработка и выделение происходят в надпочечниках. Стимулирует выброс избытка сахара из печени в кровь, для снабжения тканей «питанием» в стрессовой ситуации. Так же, как и глюкагон, в отличие от инсулина, ускоряет катаболизм гликогена в печени.
Перепад количества углеводов в крови активирует производство гормонов инсулина и глюкагона, смену их концентрации, что переключает распад и образование гликогена в печени.
Одной из важных задач печени является регулирование пути синтеза липидов. Липидный обмен в печени включает производство разных жиров (холестерина, триацилглицеридов, фосфолипидов, и др.). Эти липиды поступают в кровь, их присутствие обеспечивает энергией ткани организма.
Печень непосредственно участвует в поддержании энергетического баланса в организме. Ее заболевания способны привести к нарушению важных биохимических процессов, в результате чего будут страдать все органы и системы. Необходимо тщательно следить за своим здоровьем и при необходимости не откладывать визит к врачу.
источник
Что это за зверь такой «гликоген»? Обычно о нем вскользь упоминается в связи с углеводами, однако мало кто решает углубиться в саму суть данного вещества.
Кость Широкая решила рассказать вам все самое важное и нужное о гликогене, чтобы больше не верили в миф о том, что «сжигание жиров начинается только после 20 минуты бега». Заинтриговали?
Итак, из этой статьи вы узнаете: что такое гликоген, строение и биологическую роль, его свойства, а также формулу и структуру строения, где и для чего содержится гликоген, как происходит синтез и распад вещества, как происходит обмен, а также, какие продукты являются источником гликогена.
Нашему телу еда в первую очередь нужна как источник энергии, а уже потом, как источник удовольствия, антистрессовый щит или возможность «побаловать» себя. Как известно, энергию мы получаем из макронутриентов: жиров, белков и углеводов.
Жиры дают 9 ккал, а белки и углеводы — 4 ккал. Но не смотря на большую энергетическую ценность жиров и важную роль незаменимых аминокислот из белков важнейшими «поставщиками» энергии в наш организм являются углеводы.
Почему? Ответ прост: жиры и белки являются «медленной» формой энергии, т.к. на их ферментацию требуется определенное время, а углеводы — относительно «быстрой». Все углеводы (будь то конфета или хлеб с отрубями) в конце концов расщепляются до глюкозы, которая необходима для питания всех клеток организма.
Схема расщепления углеводов
Гликоген — это своеобразный «консервант» углеводов, другими словами, энергетические резервы организма — сохраненная про запас для последующих энергетических нужд глюкоза. Она хранится в связанном с водой состоянии. Т.е. гликоген — это «сироп» калорийностью 1-1.3 ккал/гр (при калорийности углеводов 4 ккал/г).
По сути, молекула гликогена состоит из остатков глюкозы, это запасное вещество на случай нехватки энергии в организме!
Структурная формула строения фрагмента макромолекулы гликогена (C6H10O5) выглядит схематично так:
Вообще, гликоген — это полисахарид, а значит, относится к классу «сложных» углеводов:
В гликоген может пойти только углевод. Поэтому крайне важно держать в своем рационе планку углеводов не ниже 50 % от общей калорийности. Употребляя нормальный уровень углеводов (около 60% от суточного рациона) вы по максимуму сохраняете собственный гликоген и заставляете организм очень хорошо окислять углеводы.
Важно иметь в рационе хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.
Лучшими источниками гликогена являются: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка.
Осторожно к подобной пище стоит отнестись лицам с дисфункцией печени и недостатком ферментов.
Как же происходит создание и процесс распад гликогена?
Как организм запасает гликоген? Процесс образования гликогена (гликогенез) проходит по 2 сценариям. Первый — это процесс запаса гликогена. После углеводосодержащей еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток, чтобы впоследствии облегчить доставку глюкозы в клетки и помочь синтезу гликогена.
Благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы.
Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника осуществляется распад глюкозы на моносахариды. Значительная часть моносахаридов (самая простая форма сахара) поступает в печень и мышцы, где гликоген откладывается в «резерв». Всего синтезируется 300-400 гр гликогена.
Т.е. само превращение глюкозы в гликоген (запасной углевод) происходит в печени, т.к. мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина.
Второй механизм под названием мобилизация (или распад) запускается в периоды голода или активной физической деятельности. По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности.
Когда организм истощает запас гликогена в клетках, то мозг подает сигналы о необходимости «дозаправки». Схема синтеза и мобилизации гликогена:
Кстати, при распаде гликогена происходит торможение его синтеза, и наоборот: при активном образовании гликогена его мобилизация тормозится. Гормоны, отвечающие за мобилизацию данного вещества, т.е., гормоны, стимулирующие распад гликогена — это адреналин и глюкагон.
Где накапливается гликоген для последующего использования:
Основные запасы гликогена находятся в печени и мышцах. Количество гликогена в печени может достигать у взрослого человека 150 — 200 гр. Клетки печени являются лидерами по накоплению гликогена: они могут на 8 % состоять из этого вещества.
Основная функция гликогена печени — поддержать уровень сахара в крови на постоянном, здоровом уровне.
Печень сама себе является одним из важнейших органов организма (если вообще стоит проводить «хит парад» среди органов, которые нам все необходимы), а хранение и использование гликогена делает ее функции еще ответственнее: качественное функционирование головного мозга возможно только благодаря нормальному уровню сахара в организме.
Если же уровень сахара в крови снижается, то возникает дефицит энергии, из-за которого в организме начинается сбой. Нехватка питания для мозга сказывается на центральной нервной системе, которая истощается. Тут то и происходит расщепление гликогена. Потом глюкоза поступает в кровь, благодаря чему организм получает необходимое количество энергии.
Запомним также, что в печени происходит не только синтез гликогена из глюкозы, но и обратный процесс — гидролиз гликогена до глюкозы. Этот процесс вызывается понижением концентрации сахара в крови в результате усвоения глюкозы различными тканями и органами.
Гликоген откладывается также в мышцах. Общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов. Как мы знаем, около 100-120 граммов вещества накапливается в клетках печени, а вот остальная часть (200-280 гр) сохраняется в мышцах и составляет максимум 1 — 2% от общей массы этих тканей.
Хотя если говорить максимально точно, то следует отметить, что гликоген хранится не в мышечных волокнах, а в саркоплазме — питательной жидкости, окружающей мышцы.
Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания, а снижается только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной.
При работе мышц под влиянием специального фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное распад гликогена в мышцах, который используется для обеспечения глюкозой работы самих мышц (мышечных сокращений). Таким образом, мышцы используют гликоген только для собственных нужд.
Интенсивная мышечная деятельность замедляет всасывание углеводов, а легкая и непродолжительная работа усиливает всасывание глюкозы.
Гликоген печени и мышц используется для разных нужд, однако говорить о том, что какой-то из них важнее — абсолютнейший вздор и демонстрирует только вашу дикую неграмотность.
Все, что написано на данном скрине, полная ересь. Если вы боитесь фруктов и думаете, что они прямиком запасаются в жир, то никому не говорите этой чуши и срочно читайте статью Фруктоза: можно ли есть фрукты и худеть?
Важно знать, почему работают низкоуглеводные высокобелковые диеты. В организме взрослого может находиться около 400 граммов гликогена, а как мы помним, на каждый грамм резервной глюкозы приходится примерно 4 грамма воды.
Т.е. около 2 кг вашего веса — это масса гликогенного водного раствора. Кстати, поэтому мы активно потеем в процессе тренировок — организм расщепляет гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.
Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное израсходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость. В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.
Для любых активных физических нагрузок (силовые упражнения в тренажерном зале, бокс, бег, аэробика, плавание и все, что заставляет вас потеть и напрягаться) организму нужно 100-150 граммов гликогена в каждый час активности. Потратив запасы гликогена, тело начинает разрушать сперва мышцы, затем жировую ткань.
Обратите внимание: если речь идет не о длительном полном голодании, запасы гликогена не истощаются полностью, потому что имеют жизненно важное значение. Без запасов в печени мозг может остаться без снабжения глюкозой, а это смертельно опасно, ведь мозг самый главный орган (а не попа, как некоторые думают).
Без запасов в мышцах сложно совершить интенсивную физическую работу, что в природе воспринимается как повышенный шанс быть съеденным/без потомства/замерзшим и т.д.
Тренировки истощают запасы гликогена, но не по схеме «первые 20 минут работаем на гликогене, потом переходим на жиры и худеем».
Для примера возьмем исследование, в котором тренированные атлеты выполняли 20 сетов упражнений на ноги (4 упражнения, 5 сетов каждого; каждый сет выполнялся до отказа и составлял 6-12 повторений; отдых был коротким; общее время тренировки составило 30 минут).
Кто знаком с силовыми тренировками, понимает, что было отнюдь не легко. До и после упражнения у них брали биопсию и смотрели содержание гликогена. Оказалось, что количество гликогена снизилось с 160 до 118 ммоль/кг, т. е. менее, чем на 30%.
Вот так походя мы развеяли еще один миф — вряд ли за тренировку вы успеете исчерпать все запасы гликогена, так что не стоит набрасываться на еду прямо в раздевалке среди потных кроссовок и посторонних тел, вы явно не помрете от «неминуемого» катаболизма.
Кстати, пополнять запасы гликогена стоит не в течении 30 минут после тренировки ( увы, белково-углеводное окно – миф ), а в течении 24 часов.
Люди крайне преувеличивают скорость истощения гликогена (как и многие другие вещи)! Любят сразу на тренировке закинуться «углями» после первого разминочного подхода с грифом пустым, а то ж «истощение мышечного гликогена и КАТАБОЛИЗМ». Прилег на час днем и усе, печеночного гликогена как не бывало.
Мы уж молчим про катастрофические энергозатраты от 20минутного черепашьего бега. Да и вообще, мышцы жрут чуть не 40 ккал на 1 кг, белок гниет, образует слизь в жкт и провоцирует рак, молочка заливает так, что аж 5 лишних кило на весах (не жира, ага), жиры вызывают ожирение, углеводы смертельно опасны (боюсь-боюсь) и от глютена вы точно помрете.
Странно только, что мы вообще ухитрились выжить в доисторические времена и не вымерли, хотя питались явно не амброзией и спортпитом.
Помните, пожалуйста, что природа умнее нас и давно все при помощи эволюции отрегулировала. Человек один из самых адаптированных и приспосабливаемых организмов, который способен существовать, размножаться, выживать. Так что без психозов, господа и дамы.
Однако тренироваться на пустой желудок более чем бессмысленно.»Что же делать?» подумаете вы. Ответ вы узнаете в статье «Кардио: когда и зачем?» , которая расскажет вам о последствиях голодных тренировок.
Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Через 48-60 часов полного голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.
Гликоген мышц расходует во время физической активности. И тут мы опять вернемся к мифу: «Чтобы сжечь жир, нужно бегать не менее 30 минут, поскольку только на 20-й минуте в организме истощаются запасы гликогена и в качестве топлива начинает использоваться подкожный жир», только с чисто математической стороны. Откуда это пошло? А пес его знает!
Действительно, организму проще использовать гликоген, чем окислять жир для энергии, поэтому в первую очередь расходуется он. Отсюда и миф: надо сначала израсходовать ВЕСЬ гликоген, и потом жир начнет гореть, а произойдет это примерно через 20 минут после начала аэробной тренировки. Почему 20? Понятия не имеем.
НО: никто не учитывает, что использовать весь гликоген не так-то просто и 20-ю минутами тут дело не ограничится.
Как мы знаем, общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов, а в некоторых источниках говорится о 500 граммах, что дает нам от 1200 до 2000 ккал! Вы вообще представляете, сколько нужно бегать, чтобы истощить такую прорву калорий? Человек весом в 60 кг должен будет пробежать в среднем темпе от 22 до З5 километров. Ну как, готовы?
Истощила гликоген ?
источник
Про эти превращения в нашем организме написано много медицинских статей.Происходит по сути несколько разных превращений.
Печень-это орган всевозможных волшебных превращений в нашем организме при помощи гормонов.
Глюкоза сейчас, к сожалению у современных людей в большом избытке, а расходуют они ее на процессы физических действий к сожалению очень недостаточно.Так что надо некоторые правила себе взять за основу питания. Т.е. не есть тех продуктов, где много сахаров, неважно, вы здоровый или диабетик. Я бы признал всю нашу кондитерскую промышленность такой же вредной как табачная. И писал бы на упаковках: «Чрезмерное потребление сахара вредит вашему здоровью».
Печень — это самая крупная железа в организме человека. У печени есть множество различных функций, одна из которых — метаболическая. Многообразие функций печени обусловлено особенностями кровоснабжения, ведь у печени есть своя система воротной вены (или портальной вены, от латинского vena portae). Такое кровоснабжение необходимо для того, чтобы обеспечить поступление в печень всех веществ, проникающих не только через желудочно-кишечный тракт, но также через дыхательные пути и кожу.
У гепатоцитов очень развита эндоплазматическая сеть, как гладкая, так и шероховатая. А это значит, что гепатоциты активно выполняют метаболические функции. Печень играет важную роль в поддержании физиологической концентрации глюкозы в крови. Что будет делать печень с глюкозой зависит от того, какова ее концентрация в крови на данный момент.
В случае нормогликемии, то есть при нормальном содержании глюкозы в крови, гепатоциты будут забирать глюкозу и распределять на следующие нужды:
- около 10-15% поступившей глюкозы будет расходываться на синтез гликогена, который является запасающим веществом. При таком раскладе происходит следующая цепочка: глюкоза -> глюкозо-6-фосфат -> глюкозо-1-фосфат (+УТФ) -> УДФ-глюкоза -> (глюкоза)n+1 -> цепочка гликогена.
- более 60% глюкозы расходуется на окислительный распад, например гликолиз или окислительное фосфорилирование.
- около 30% глюкозы вступают на пути синтеза жирных кислот.
Если же с пищей глюкозы поступает больше, чем нужно, а концентрация глюкозы в крови высокая (гипергликемия), то процент глюкозы, вступающей на путь синтеза гликогена увеличивается.
В случае гипогликемии, то есть при низкой концентрации глюкозы в крови, печень катализирует процессы распада гликогена.
источник
Печень- это самый крупный наш орган, его масса составляет от 3 до 5% массы тела. Основную массу органа составляют клетки гепатоциты. Это название часто встречается, когда речь заходит о функциях и болезнях печени, поэтому запомним его. Гепатоциты специально приспособлены для синтеза, преобразования и хранения множества различных веществ, которые поступают из крови – и в большинстве случаев туда же возвращаются. Вся наша кровь протекает через печень; она наполняет многочисленные печеночные сосуды и специальные полости, а вокруг них сплошным тонким слоем расположились гепатоциты. Такая структура облегчает обмен веществ между печеночными клетками и кровью.
Печень – депо крови
В печени очень много крови, но не вся она «проточная». Довольно значительный ее объем находится в резерве. При большой потере крови сосуды печени сжимаются и выталкивают свои запасы в общее кровеносное русло, спасая человека от шока.
Печень выделяет желчь
Выделение желчи – одна из важнейших пищеварительных функций печени. Из печеночных клеток желчь поступает в желчные капилляры, которые объединяются в проток, впадающий в двенадцатиперстную кишку. Желчь вместе с пищеварительными ферментами разлагает жир на составляющие и облегчает его всасывание в кишечнике.
Печень синтезирует и разрушает жиры
Клетки печени синтезируют некоторые жирные кислоты и их производные, необходимые организму. Правда, есть среди этих соединений и те, которые многие считают вредными, – это липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и холестерин, избыток которых образует атеросклеротические бляшки в сосудах. Но не спешите ругать печень: мы не можем обойтись без этих веществ. Холестерин – непременный компонент мембран эритроцитов (красных кровяных телец), а доставляют его к месту образования эритроцитов именно ЛПНП. Если холестерина слишком много, эритроциты теряют эластичность и с трудом протискиваются сквозь тонкие капилляры. Люди думают, что у них проблемы с кровообращением, а у них печень не в порядке. Здоровая печень мешает образованию атеросклеротических бляшек, ее клетки извлекают из крови избыток ЛПНП, холестерина и других жиров и разрушают их.
Печень синтезирует белки плазмы крови.
Почти половина белка, который синтезирует за сутки наш организм, образуется в печени. Самые важные среди них – белки плазмы крови, прежде всего альбумин. На его долю приходится 50% всех белков, создаваемых печенью. В плазме крови должна быть определенная концентрация белков, и поддерживает ее именно альбумин. Кроме того, он связывает и переносит многие вещества: гормоны, жирные кислоты, микроэлементы. Помимо альбумина, гепатоциты синтезируют белки свертывания крови, препятствующие образованию тромбов, а также многие другие. Когда белки состарятся, их распад происходит в печени.
В печени образуется мочевина
Белки в нашем кишечнике расщепляются на аминокислоты. Часть из них находит применение в организме, а остальные нужно удалить, потому что запасать их организм не может. Распад ненужных аминокислот происходит в печени, при этом образуется токсичный аммиак. Но печень не позволяет организму отравиться и сразу преобразует аммиак в растворимую мочевину, которая затем выводится с мочой.
Печень делает из ненужных аминокислот нужные
Бывает, что в рационе человека не хватает каких-то аминокислот. Некоторые из них печень синтезирует, используя фрагменты других аминокислот. Однако некоторые аминокислоты печень делать не умеет, они называются незаменимыми и человек получает их только с пищей.
Печень превращает глюкозу в гликоген, а гликоген в глюкозу
В сыворотке крови должна быть постоянная концентрация глюкозы (иначе говоря – сахара). Она служит основным источником энергии для клеток головного мозга, мышечных клеток и эритроцитов. Самый надежный способ обеспечить постоянное снабжение клеток глюкозой – запасти ее после еды, а потом использовать по мере необходимости. Эта важнейшая задача возложена на печень. Глюкоза растворима в воде, и запасать ее неудобно. Поэтому печень вылавливает из крови избыток молекул глюкозы и превращает в нерастворимый полисахарид гликоген, который откладывается в виде гранул в клетках печени, а при необходимости снова превращается в глюкозу и поступает в кровь. Запаса гликогена в печени хватает на 12-18 часов.
Печень запасает витамины и микроэлементы
Печень запасает жирорастворимые витамины А, D, Е и К, а также водорастворимые витамины С, В12, никотиновую и фолиевую кислоты. А еще этот орган хранит минеральные вещества, нужные организму в очень малых количествах, такие как медь, цинк, кобальт и молибден.
Печень разрушает старые эритроциты
У человеческого плода эритроциты (красные кровяные тельца, которые переносят кислород), образуются в печени. Постепенно эту функцию берут на себя клетки костного мозга, а печень начинает играть прямо противоположную роль – не создает эритроциты, а разрушает их. Эритроциты живут около 120 дней, а затем стареют и подлежат удалению из организма. В печени есть специальные клетки, которые отлавливают и разрушают старые эритроциты. При этом освобождается гемоглобин, который вне эритроцитов организму не нужен. Гепатоциты разбирают гемоглобин на «запчасти»: аминокислоты, железо и зеленый пигмент. Железо печень хранит, пока оно не потребуется для образования новых эритроцитов в костном мозге, а зеленый пигмент превращает в желтый – билирубин. Билирубин поступает в кишечник вместе с желчью, которую окрашивает в желтый цвет. Если печень больна, билирубин накапливается в крови и окрашивает кожу – это желтуха.
Печень регулирует уровень некоторых гормонов и активных веществ
В этом органе переводится в неактивную форму или разрушается избыток гормонов. Их список довольно длинный, поэтому здесь мы упомянем только инсулин и глюкагон, которые участвуют в превращении глюкозы в гликоген, и половые гормоны тестостерон и эстрогены. При хронических болезнях печени метаболизм тестостерона и эстрогенов нарушен, и у пациента появляются сосудистые звездочки, выпадают волосы под мышками и на лобке, у мужчин атрофируются яички. Печень удаляет избыток таких активных веществ, как адреналин и брадикинин. Первый из них увеличивает частоту сердечных сокращений, уменьшает отток крови к внутренним органам, направляя ее к скелетным мышцам, стимулирует расщепление гликогена и повышение уровня глюкозы в крови, а второй регулирует водный и солевой баланс организма, сокращения гладкой мускулатуры и проницаемость капилляров, а также выполняет некоторые другие функции. Плохо бы нам пришлось при избытке брадикинина и адреналина.
Печень уничтожает микробов
В печени есть специальные клетки-макрофаги, которые располагаются вдоль кровеносных сосудов и вылавливают оттуда бактерии. Пойманные микроорганизмы эти клетки заглатывают и уничтожают.
Печень обезвреживает яды
Как мы уже поняли, печень – решительный противник всего лишнего в организме, и уж конечно она не потерпит в нем ядов и канцерогенных веществ. Обезвреживание ядов происходит в гепатоцитах. После сложных биохимических преобразований токсины превращаются в безвредные, растворимые в воде вещества, которые покидают наше тело с мочой или желчью. К сожалению, не все вещества удается обезвредить. Например, при распаде парацетамола образуется сильнодействующее вещество, которое может необратимо повредить печень. Если печень нездорова, или пациент принял слишком большую дозу парацетомола, последствия могут быть печальными, вплоть до гибели клеток печени.
По материалам zdorovie.info
Полезная информация, организации инвалидов, знакомства
источник
Печень – один из важных органов для жизнедеятельности. Главная ее задача – удаление токсинов из крови. Однако, на этом ее функции не заканчиваются. Клетки печени вырабатывают ферменты, необходимые для расщепления продуктов, поступающих вместе с пищей. Часть элементов накапливается в виде гликогена. Он является природным запасом полезной энергии для клеток. Хранится он в печени, мышцах.
Роль такого важного органа, как печень в углеводном обмене незаменима. Именно она перерабатывает жиры, углеводы, расщепляет токсины. Также она является основным поставщиком гликогена. Это сложный углевод, который состоит из молекул глюкозы. Образуется путем фильтрации и расщепления жиров и углеводов печенью. Является одной из форм накопления энергии в теле человека. Глюкоза – основное питательное вещество для клеток человеческого тела, а гликоген по сути — «хранилище» запаса этого элемента. Особенности обмена питательных веществ подразумевает постоянное нахождение в организме энергии.
Выяснив, что такое гликоген и как проходит биосинтез вещества, необходимо отметить его роль в жизни человека. Природный накопитель энергии начинает работать, когда в организме падает уровень глюкозы. Нормальным показателем считается 80-120 мг/дцл. Снижается уровень при повышенных нагрузках или длительном отсутствии поступлений извне – питания. Гликемическая функция запасов насыщать клетки организма глюкозой. Таким образом, вещество выполняет функцию источника быстрой энергии, которая необходима при повышенных физических нагрузках. Физиология человека такова, что организм сам защищает себя от критических ситуаций, высвобождая необходимые на данный момент ресурсы.
Главным «производителем» гликогена является печень. Её клетки производят синтез вещества и хранение. Ведущая роль печени в фильтрации крови и белковом обмене обусловлена способностью вырабатывать ферменты, необходимые для распада элементов. Именно здесь происходит расщепление жиров на молекулы и дальнейшая переработка.
Синтез гликогена производится непосредственно клетками печени и развивается по двум сценариям.
Первый механизм — это накопление вещества путем расщепления углеводов. После поступления пищи, уровень глюкозы поднимается выше нормы. Начинается естественная выработка инсулина для упрощения доставки питательного вещества для клеток организма и способствованию выработки гликогена. Инсулин попадает в кровоток, где и оказывает свое воздействие. Фермент амелаза расщепляет сложные углеводы на мелкие молекулы. Затем происходит деление глюкозы на простой сахар – моносахариды. Из них образуется гликоген и откладывается в клетках печени, в мышцах. Процесс синтеза из глюкозы происходит после каждого поступления еды, которая содержит углеводы.
Второй сценарий запускается в условиях голодания или повышенных физических нагрузок. По мере необходимости происходит обратный синтез, распад в скелетных мышцах и печени, основные запасы глюкозы используются для передачи энергии клеткам. Когда резервы истощаются, мозг получает импульсы о необходимости пополнения. Выражается это вялостью, усталостью, чувством голода, невозможностью сконцентрироваться. Такие сигналы свидетельствуют о критическом показателе запасов энергии, которые рекомендуется пополнить в ближайшее время.
Как было сказано выше, основной запас гликогена находится в печени. Количество его составляет до 8 процентов от массы органа. Учитывая, что вес здоровой печени у мужчин 1,5 кг, а у женщин 1,2 кг, то накапливается порядка 100-150 грамм. В зависимости от индивидуальных особенностей организма, этот показатель может отклонятся в большую или меньшую стороны. Например, у спортсменов накапливается до 300-400 грамм. Это обусловлено частыми физическими нагрузками, на которые необходима дополнительная энергия. Во время тренировок вырабатывается нехватка гликогена, поэтому организм начинает увеличивать запасы. У людей с малоподвижным образом жизни показатель может быть значительно ниже. Им не требуется постоянное включение дополнительной энергии для подпитки клеток, поэтому организм не делает больших запасов. Избыток в еде жира и нехватка углеводов, могут спровоцировать сбой в синтезе гликогена.
Вторая часть биологического склада гликогена расположена в мышцах. Количество вещества напрямую зависит от мышечной массы, масса его 1-2% от чистого веса мускулатуры. Гликоген снабжает энергией ту мышцу, где он накоплен. Мышечные накопления узкопрофильные, они не участвуют в регуляции сахара в крови организма. Увеличивается количество вещества от обильного питания, богатого углеводами. Снижается только после интенсивной или длительной физической нагрузки. За получение глюкозы отвечает фермент фосфорилаза, который вырабатывается при начале мышечных сокращений.
По мере накопления, гликоген откладывается в клетках печени. У каждого организма показатель максимального содержания индивидуален. Определение точного количества производится с помощью биохимического анализа тканей.
Перенасыщение углеводами приводит к образованию жировых включений в клетках печени. Если организм не может запасать быструю энергию – глюкозу, он откладывает медленную – жиры.
Рассмотрев клетки печени под микроскопом, можно увидеть содержание жировых включений. Окрашивание жиров с помощью реагентов, позволяет выделить их при среднем и большом увеличении. Это даст возможность различить частицы гликогена. Определение общего количества запасенной глюкозы происходит с помощью специального опыта.
Отклонения бывают двух видов – переизбыток вещества и дефицит. Оба не приносят ничего хорошего. При дефиците компонента происходит насыщение печени жирами. Избыточное количество жировых клеток на тканях печени приводит к структурным изменениям. В этом случае источником энергии служат не углеводы, а использование жиров. При такой патологии наблюдается следующая симптоматика:
- Повышенное выделение пота на ладонях.
- Частая головная боль.
- Повышенная утомляемость.
- Сонливость, заторможенная реакция.
- Постоянное чувство голода.
Нормализовать состояние поможет увеличение приема углеводов и сахара.
Избыток влечет за собой повышенную выработку инсулина и ожирение тела. Возникнуть патология может при обильном количестве углеводов в диете. При отсутствии борьбы с ней, есть риск развития сахарного диабета закрытого типа. Для приведения в норму показателя гликогена, необходимо снизить потребление сахара и углеводов. Из-за наличия проблем с синтезом этого фермента, роль печени в важном обмене белков может быть нарушена, что ведет к более серьезным последствиям для здоровья.
Главенствующая роль печени в процессе обмена углеводов подкреплена выработкой и хранением дополнительной энергии. В гликоген перерабатываются только углеводы, поэтому крайне важно в рационе соблюдать их необходимое количество. Их доля должна составлять половину от общей калорийности принятой за день пищи. Богаты углеводами хлебобулочные изделия, злаки, каши, фрукты, сахар, шоколад. Люди, страдающие заболеваниями печени, должны составлять свою диету с особой осторожностью.
При выраженных патологиях выработки гликогена для нормализации могут использовать гормон инсулин. Он помогает поддерживать нормальное количество глюкозы в крови. Рекомендации к применению назначаются лечащим врачом после прохождения комплексного обследования. Это необходимо для выяснения причины, по которой выработка гликогена была нарушена.
источник
Из общего количества поступающей из кишечника глюкозы печень извлекает ее большую часть и тратит: 10-15% от этого количества на синтез гликогена, 60% на окислительный распад, 30% на синтез жирных кислот.
Печень поддерживает концентрацию сахара в крови на таком уровне, который обеспечивает непрерывное снабжение глюкозой всех тканей. Это достигается регуляцией соотношения между синтезом и распадом гликогена, депонируемого печенью. В среднем печень человека содержит до 100 г гликогена. При всасывании глюкозы из кишечника содержание её в крови воротной вены может повышаться до 18-20 ммоль/л, в периферической крови в два раза меньше. Глюкоза превращается в печени в гликоген и депонируется, а также используется для получения энергии. Если после этих превращений ещё имеется избыток глюкозы, она превращается в жир. При голодании печень поддерживает постоянный уровень сахара в крови, прежде всего расщеплением гликогена, и если этого недостаточно – глюконеогенезом. Инсулин, проходя через печень, также оказывает влияние на уровень сахара в крови и на образование и распад гликогена в печени.
Глюкозо-6-фосфат играет центральную роль в превращениях углеводов и саморегуляции углеводного обмена. В печени глюкозо-6-фосфат резко тормозит фосфоролитическое расщепление гликогена, активирует ферментативный транспорт глюкозы с уридинфосфатглюкозы на молекулу строящегося гликогена, является субстратом для окислительного превращения по пентозофосфатному пути. При окислении глюкозо-6-фосфата образуется восстановленная форма НАДФ – необходимого кофермента восстановительных синтезов жирных кислот и холестерина и превращения глюкозо-6-фосфата в фосфопентозы – обязательного компонента нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Кроме того, глюкозо-6-фосфат является субстратом для дальнейших гликолитических превращений, приводящих к образованию пировиноградной и молочной кислот. Этот процесс обеспечивает организм соединениями, необходимыми для биосинтезов, и играет важную роль в обмене энергии. Наконец, расщепление глюкозо-6-фосфата обеспечивает поступление в кровь свободной глюкозы, доставляемой током крови во все органы и ткани.
В печени активно протекает глюконеогенез, при котором предшественниками глюкозы являются пируват, аланин (поступающий из мышц), глицерол (из жировой ткани) и ряд гликогенных аминокислот (поступающих с пищей).
Высокие концентрации АТФ и цитрата тормозят гликолиз путем аллостерической регуляции фермента фосфофруктокиназы.АТФ тормозит пируваткиназу. Ингибитором пируваткиназы является ацетил-КоА. Все эти метаболиты образуются при распаде глюкозы (торможение конечным продуктом). АМФ активирует расщепление гликогена и тормозит глюконеогенез.
Важную роль в обмене веществ в печени играет фруктозо-2,6-дифосфат. Он образуется в незначительных количествах из фруктозо-6-фосфата и выполняет регуляторную функцию: стимулирует гликолиз путем активации фосфофруктокиназы и подавляет глюконеогенез с помощью торможения фруктозо-1,6-дифосфатазы.
При многих патологических состояниях, в частности при сахарном диабете, происходят изменения в функционировании и регуляции системы фруктозо-2,6-дифосфат. При экспериментальном диабете у крыс содержание в гепатоцитах фруктозо-2,6-дифосфата снижено. Следовательно, снижается скорость гликолиза и усиливается глюконеогенез. Увеличение концентрации глюкагона и уменьшение содержания инсулина обусловливают повышение концентрации цАМФ в ткани печени и усиление цАМФ-зависимого фосфорилирования бифункционального фермента, что приводит к снижению его киназной и повышению бисфосфатазной активности.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10072 — 
| 7743 — 
или читать все.
источник
Одним из наиболее важных влияний инсулина является депонирование в печени всасываемой после приема пищи глюкозы в виде гликогена. В промежутках между приемами пищи, когда нет поступлений питательных веществ и концентрация глюкозы в крови начинает снижаться, параллельно быстро снижается секреция инсулина. Гликоген в печени начинает распадаться до глюкозы, которая высвобождается в кровь и препятствует падению концентрации глюкозы до слишком низкого уровня.
Механизм, с помощью которого инсулин обеспечивает поступление и депонирование глюкозы в печени, включает несколько почти одновременных этапов.
1. Инсулин инактивирует фосфорилазу печени— основной фермент, способствующий распаду гликогена печени до глюкозы. Это предупреждает распад гликогена, который в таком случае запасается в клетках печени.
2. Инсулин обеспечивает усиление поступления глюкозы из крови в клетки печени. Это достигается увеличением активности фермента глюкокиназы, являющейся одним из ферментов, инициирующих фосфорилирование глюкозы после ее диффузии в клетки печени. После фосфорилирования глюкоза временно остается как бы в ловушке в клетке печени, т.к. в такой форме она не может диффундировать обратно через клеточную мембрану.
3. Инсулин также увеличивает активность ферментов, обеспечивающих синтез гликогена, особенно гликогенсинтетазы, ответственной за полимеризацию моносахаридов — единиц, из которых образуется молекула гликогена.
Значение всех этих изменений заключается в увеличении содержания гликогена в печени. В целом содержание гликогена в печени при увеличении его синтеза может составить 5-6% массы печени, что соответствует приблизительно 100 г гликогена, составляющего депо гликогена в печени.
Глюкоза высвобождается из печени в промежутках между приемами пищи. Если уровень глюкозы в крови начинает снижаться до нижнего предела в промежутках между приемами пищи, это приведен к ряду изменений и послужит поводом для высвобождения глюкозы из печени в кровоток.
1. Снижение уровня глюкозы приводит к снижению секреции инсулина поджелудочной железой.
2. Отсутствие инсулина приведет к изменению направления реакций, нацеленных на создание запаса гликогена, главным образом к остановке дальнейшего синтеза гликогена в печени и предупреждению поступления глюкозы в печень из крови.
3. Отсутствие инсулина (параллельно с увеличением глюкагона, что будет рассмотрено далее) активирует фермент фосфорилазу, расщепляющую гликоген до глюкозофосфата.
4. Фермент глюкофосфатаза, ингибируемый инсулином, при отсутствии инсулина активируется и приводит к отщеплению фосфатного радикала от глюкозы, что позволяет свободной глюкозе вернуться в кровь.
Таким образом, печень забирает глюкозу из крови, когда в крови возникает ее избыток в связи с приемом пищи, и возвращает ее в кровь, когда концентрация глюкозы снижается в промежутках между приемами пищи. Обычно около 60% глюкозы пищи запасается таким способом в печени и в последующем возвращается в кровь.
Инсулин обеспечивает превращение избытка глюкозы в жирные кислоты и ингибирует глюконеогенез в печени.
Если поступление глюкозы превышает возможности запасания ее в виде гликогена или возможности ее локальных метаболических превращений в гепатоцитах, инсулин обеспечивает превращение избытка глюкозы в жирные кислоты. Жирные кислоты впоследствии в виде триглицеридов переводятся в липопротеины очень низкой плотности и в таком виде транспортируются кровью в жировую ткань, где депонируются в виде жира.
Инсулин также тормозит глюконеогенез. Это достигается снижением как количества, так и активности ферментов, необходимых для глюконеогенеза. Однако эти эффекты частично вызваны снижением высвобождения аминокислот из мышц и других внепеченочных тканей и вследствие этого — снижением необходимого для глюконеогенеза сырья. Это будет обсуждаться далее в связи с влиянием инсулина на обмен белка.
источник
Глюкоза (или декстроза) является важнейшим простым сахаром, который входит в состав всех важных полисахаридов (гликоген, целлюлоза, декстрин, крахмал и т.д.) и участвует в обменных процессах организма. Это вещество относится к подклассу моносахаридов класса сахаридов (углеводов) и представляет собой бесцветные кристаллы, обладающие сладким вкусом и хорошо растворяющиеся в различных жидкостях: воде, аммиачном растворе гидроксида меди, концентрированных растворах хлорида цинка и серной кислоты.
Глюкоза содержится в ягодах и полученных из фруктов соках, в овощах, различных частях растений, а также в тканях живых организмов. Благодаря высокому содержанию в плодах винограда (глюкоза содержится в них в количестве 7,8%) ее также иногда называют виноградным сахаром.
Глюкоза в организме животных и человека играет роль важнейшего источника энергии и обеспечивает нормальное течение метаболических процессов. Все без исключения клетки живых организмов обладают способностью усваивать ее, в то время как способностью использовать в качестве источников энергии свободные жирные кислоты, фруктозу, молочную кислоту или глицерин наделены лишь некоторые их типы.
Глюкоза – это наиболее распространенный в животных организмах углевод. Она является связующей нитью между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку именно из глюкозы образуются все остальные моносахариды, и в нее же они превращаются. В печени в глюкозу способны конвертироваться молочная кислота, большинство свободных жирных кислот, глицерин, аминокислоты, глюкуроновая кислота, гликопротеины. Этот процесс носит название глюконеогенеза. Другой способ конвертации – гликогенолиз. Он протекает путем нескольких метаболических цепочек, а его суть заключается в том, что источники энергии, не имеющие прямого пути биохимической конвертации в глюкозу, используются печенью для синтеза аденозинтрифосфатов (АТФ) и в последующем задействуются в процессах энергетического обеспечения глюконеогенеза (процесса образования глюкозы в организме клетками печени и, в незначительной мере, корковым веществом почек), ресинтеза глюкозы из молочной кислоты, а также энергетического обеспечения синтеза гликогена из мономеров глюкозы.
Свыше 90% растворимых низкомолекулярных углеводов, содержащихся в крови живых организмов, приходится на глюкозу. Оставшиеся несколько процентов составляют фруктоза, мальтоза, манноза, пентоза, связанные с белками полисахариды, а в случае развития каких-либо патологических процессов – еще и галактоза.
Наиболее интенсивное потребление глюкозы в организме происходит в тканях центральной нервной системы, в эритроцитах, а также в мозговом веществе почек.
Основной формой хранения глюкозы в организме является гликоген – полисахарид, образующийся из ее остатков. Мобилизации гликогена в организме начинается, когда снижается количество содержащейся в клетках и, следовательно, в крови, свободной глюкозы. Синтез гликогена происходит практически во всех тканях организма, однако, наибольшее его количество содержится в печени и скелетных мышцах. Процесс накопления гликогена в мышечной ткани начинается в периоды восстановления после физических нагрузок, в особенности после приема пищи, богатой углеводами. В печени же он накапливается непосредственно после еды или при гипергликемии.
Однако, энергии, которая высвобождается вследствие «сгорания» гликогена, у среднестатистического человека со средним физическим развитием при достаточно бережном ее расходовании хватает не более, чем на одни сутки. Поэтому гликоген – это своего рода «аварийный резерв» организма, рассчитанный на экстренные ситуации, когда по какой-то причине прекращается поступление глюкозы в кровь (в том числе во время вынужденных ночных голоданий и в интервалах между приемами пищи). В таких случаях наибольшая доля потребления глюкозы в организме приходится на головной мозг Глюкоза вообще является единственным энергетическим субстратом, обеспечивающим его жизнедеятельность. Это связано с тем, что клетки головного мозга не обладают способностью самостоятельно синтезировать ее.
Использование глюкозы в организме, полученной вследствие распада гликогена, начинается примерно спустя три часа после приема пищи, сразу же после него вновь начинается процесс накопления. Дефицит глюкозы проходит для человека относительно безболезненно и без серьезных негативных последствий в тех случаях, когда в течение суток ее количество удается нормализовать при помощи питания.
Способность организма сохранять нормальную концентрацию глюкозы в крови представляет собой один из наиболее совершенных механизмов поддержания относительного постоянства внутренней среды (гомеостаза), которыми он наделен. Его нормальное функционирование обеспечивается:
- Печенью;
- Отдельными гормонами;
- Внепеченочными тканями.
Регуляция уровня глюкозы в крови осуществляется продуктами 30-40 генов. Благодаря их взаимодействию необходимая концентрация глюкозы поддерживается даже тогда, когда продукты, являющиеся ее источником, включаются в рацион нерегулярно и неравномерно.
В интервале между приемами пищи количество содержащейся глюкозы находится в пределах от 80 до 100 мг/100 мл. После приема пищи (в особенности, содержащей большое количество углеводов) этот показатель составляет 120-130 мг/100 мл. В периоды голодания уровень глюкозы в организме опускается до отметки в 60-70 мг/100 мл. Понижению его могут также способствовать процессы метаболического распада, в особенности, в стрессовых ситуациях, при увеличении уровня физической активности, а также при повышении температуры тела.
Нарушение толерантности к глюкозе является предпосылкой развития некоторых заболеваний (например, сахарный диабет II типа) или комплексного нарушения функции сердечнососудистой системы и обменных процессов (так называемый метаболический синдром). При нарушениях углеводного обмена и развитии метаболического синдрома могут возникнуть осложнения, способные преждевременно привести к смерти человека. Среди них наиболее часто встречаются гипертония и инфаркт миокарда.
Толерантность к глюкозе, как правило, нарушается на фоне других патологических процессов в организме. В значительной мере этому способствуют:
- повышение уровня артериального давления;
- повышенный показатель холестерина;
- повышенный показатель триглицеридов;
- повышение уровня липопротеидов низкой плотности;
- снижение уровня холестерина липопротеидов высокой плотности.
Для того чтобы снизить вероятность нарастания нарушений, пациентам рекомендуется соблюдать ряд мер, среди которых контроль массы тела (в частности, при необходимости, ее снижение), включение в рацион питания здоровой пищи, повышение уровня физической активности, здоровый образ жизни.
источник