Биологический синтез гликогена Установлено, что гликоген образуется почти во всех клетках организма, однако наибольшее содержание гликогена обнаружено в печени (2-6%) и в мышцах (0,5-2%). Т.к. общая мышечная масса организма человека велика, то большая часть всего гликогена содержится в мышцах. Глюкоза из крови легко поступает в клетки организма и в ткани, легко проникая через биологические мембраны. Инсулин обеспечивает проницаемость мембран, это единственный гормон, обеспечивающий транспорт глюкозы в клетки органов и тканей. Как только глюкоза поступает в клетку, она сразу же как бы запирается в ней. В результате первой метаболической реакции, катализируемой ферментом гексакиназой в присутствии АТФ, глюкоза превращается в фосфорный эфир – глюкозо-6-фосфат, для которого клеточная мембрана не проницаема. Глюкозо-6-фосфат теперь будет использоваться клеткой в метаболических реакциях (анаболизм, катаболизм). Из клетки глюкоза может обратно выйти в кровь только после гидролиза под действием фосфатазы (глюкозо-6-фосфатазы). Этот фермент есть в печени, почках, в эпителии кишечника, в других органах и тканях его нет, следовательно, проникновение глюкозы в клетки этих органов и тканей необратимо. Процесс биосинтеза гликогена можно записать в виде 4-х стадий: глюкоза® (гексакиназа, АТФ®АДФ) глюкозо-6-фосфат® (фосфоглюкомутаза) глюкозо-1-фосфат® (глюкозо-1-фосфат-уридин трансфераза) УДФ-глюкоза® (гликоген-синтетаза, +[C6Н10О5]n) [C6Н10О5]n+1 (это наращенный гликоген) +УДФ
Затем УДФ+АТФ®(нуклеозиддифосфаткиназа) УТФ+АДФ. Т.о. на присоединение 1 молекулы глюкозы тратмтся 2 молекулы АТФ. Гликогенсинтаза является трансферазой, которая переносит остатки глюкозы, входящие в УДФ-глюкозу на гликозидную связь остаточного в клетке гликогена. При этом образуются a-1,4- гликозидные связи. Образование a-1,6-гликозидных связей в точках ветвления гликогена катализирует специальный фермент гликогенветвящий. Гликоген в клетках печени накапливается во время пищеварения, и рассматривается как резервная форма глюкозы, которая используется в промежутках между приёмами пищи. Распад гликогена Он может идти двумя путями: 1. Основной – фосфоролитический - протекает в печени, почках, эпителии кишечника. Схематически его можно записать в виде 3-х стадий: а) [C6Н10О5]n (это гликоген)® (фосфорилаза А, +Н3РО4) глюкозо-1-фосфат +[C6Н10О5]n-1; б) глюкозо-1-фосфат® (фосфоглюкомутаза) глюкозо-6-фосфат; в) глюкозо-6-фосфат® (глюкозо-6-фосфатаза, +Н2О) глюкоза + Н3РО4; 2. Не основной – амилолитический. его доля мала и незначительна. Протекает в клетках печени при участии: - a-амилазы слюны, расщепляющей a-1,4-гликозидные связи; - амило-1,6-гликозидазы, расщепляющей a-1,6-гликозидные связи в точках ветвления гликогена; - g-амилазы, которая последовательно отрывает концевые остатки глюкозы от боковых цепей гликогена.
Гликоген является резервным углеводом животных тканей. Избыток углеводов, поступающих с пищей, превращается в гликоген, который откладывается в печени, образуя депо углеводов, используемых для различных физиологических функций — важная роль в регуляции уровня сахара в крови. Общее содержание гликогена около 500 г. Если углеводы с пищей не поступают, то запасы его исчерпываются через 12-18 часов. В связи с истощением резервов углеводов усиливаются процессы окисления жирных кислот. Обеднение печени гликогеном ведет к возникновению жировой инфильтрации, а далее — к жировой дистрофии печени.
