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.

Какую роль играет печень в накоплении углеводов в организме?

Существуют следующие пути для использования глюкозы печенью:

1. 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;
2. Запасание в виде гликогена при участии гормона инсулина. Гликоген – неактивная форма глюкозы, которая может накапливаться и сберегаться в организме;
3. 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.

Что происходит с углеводами в организме?

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.

Схема синтеза гликогена

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.

Биохимия гликогенолиза

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.

Биохимия глюконеогенеза (путь получения глюкозы)

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:

1. 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;
2. Глицерин – результат распада липидов;
3. 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.

Схема пути регулирования гликогенеза и гликогенолиза

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.

Внимание! Информация о препаратах и народных средствах лечения представлена только для ознакомления. Ни в коем случае нельзя применять лекарство или давать его своим близким без врачебной консультации! Самолечение и бесконтрольный прием препаратов опасен развитием осложнений и побочных эффектов! При первых признаках болезней печени необходимо обратиться к врачу.

©18 Редакция портала «Моя Печень».

Использование материалов сайта разрешено только с предварительного согласования с редакцией.

Гликогенез биохимия

Гликоген – основной резервный полисахарид в животных тканях. Он представляет собой разветвленный гомополимер глюкозы, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1,4-гликозидными связями, а в точках ветвления – α-1,6- гликозидными связями. Эти связи образуются примерно с каждым десятым остатком глюкозы, то есть точки ветвления в гликогене встречаются примерно через каждые десять остатков глюкозы. Так возникает древообразная структура с молекулярной массой 105 – 108 Да и выше. При полимеризации глюкозы снижается растворимость образующейся молекулы гликогена и, следовательно, её влияние на осмотическое давление в клетке. Это обстоятельство объясняет, почему в клетке депонируется гликоген, а не свободная глюкоза.

После приема пищи, богатой углеводами, запас гликогена в печени может составлять примерно 5 % от её массы. В мышцах запасается около 1 % гликогена, однако масса мышечной ткани значительно больше и поэтому общее количество гликогена в мышцах приблизительно в 2 раза больше, чем в печени. Гликоген может синтезироваться во многих клетках, например в нейронах, макрофагах, адипоцитах, но содержание его в этих тканях незначительно. В организме может содержаться до 400 г гликогена. Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде. Поэтому содержание гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде. Поэтому содержание гликогена в печени изменяется в зависимости от режима питания. Гликоген мышц служит резервом глюкозы – источника энергии при мышечном сокращении. Мышечный гликоген не используется для поддержания уровня глюкозы в крови.

3. Образование α-1,4-гликозидных связей. В присутствии «затравки» гликогена (молекулы, включающей не менее 4 остатков глюкозы) фермент гликогенсинтаза присоединяет остатки глюкозы из УДФ-глюкозы к С4-атому концевого остатка глюкозы в гликогене, образуя α-1,4-гликозидную связь.

4. Образование α-1,6-гликозидных связей (точки ветвления молекулы). Образование их осуществляется амилозо-1,4 → 1,6-трансглюкозидазой (ветвящий или бранчинг фермент). Когда длина линейного участка цепи включает минимально 11 остатков глюкозы, этот фермент переносит фрагмент (1 → 4) цепи с минимальным количеством 6 остатков глюкозы на соседнюю цепь или на несколько участков глюкозы дальше, образуя α-1,6-гликозидную связь. Таким образом, образуется точка ветвления. Ветви растут путем последовательного присоединения (1–4)-глюкозильных единиц и дальнейшего ветвления.

Нарушения обмена гликогена

Гликогеновые болезни – группа наследственных нарушений в основе которых лежит снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза или распада гликогена. К данным нарушениям относятся гликогенозы и агликогеноз.

Гликогенозы – заболевания, обусловленные дефектом ферментов участвующих в распаде гликогена. Они проявляются или необычной структурой гликогена, или его избыточным накоплением в печени, мышцах и других органах. В настоящее время предлагается деление гликогенозов на 2 группы: печеночные и мышечные.

Печеночные формы гликогенозов проявляются в нарушении использования гликогена для поддержания уровня глюкозы в крови. Общий симптом этих форм – гипогликемия в постабсорбтивный период. К этой группе относятся гликогенозы I, III, IY, YI, IX и X типов по нумерации Кори.

Мышечные формы гликогенозов характеризуются нарушениями в энергоснабжении скелетных мышц. Эти болезни проявляются при физических нагрузках и сопровождаются болями и судорогами в мышцах, слабостью и быстрой утомляемостью. К ним относятся гликогенозы Y и YII типов.

Агликогеноз (гликогеноз О по классификации) – заболевание, возникающее в результате дефекта гликогенсинтазы. В печени и других тканях наблюдается очень низкое содержание гликогена. Это проявляется резко выраженной гипогликемией в постабсорбтивном периоде. Характерным симптомом являются судороги, особенно по утрам. Болезнь совместима с жизнью, но больные дети нуждаются в частом кормлении.

Гликогенез биохимия

до 150 г, в мышцах - около 300 г). Более интенсивно гликогенез осуществляется в печени.

Гликогенсинтаза - ключевой фермент процесса - катализирует присоединение глюкозы к молекуле гликогена с образованием -1,4-гликозидных связей.

Итак, инсулин и глюкоза стимулируют гликогенез, адреналин и глюкагон - тормозят.

Синтез гликогена бактериями полости рта. Некоторые бактерии полости рта способны синтезировать гликоген при избытке углеводов. Механизм синтеза и распада гликогена бактериями подобен таковым у животных за исключением того, что для синтеза используются не УДФ-производные глюкозы, а АДФ-производные. Гликоген используется этими бактериями для поддержки жизнеобеспечения в отсутствие углеводов.

Гликогенез биохимия

VI. МЕТАБОЛИЗМ ГЛИКОГЕНА

Многие ткани синтезируют в качестве резервной формы глюкозы гликоген. Синтез и распад гликогена обеспечивают постоянство концентрации глюкозы в крови и создают депо для её использования тканями по мере необходимости.

А. Строение и функции гликогена

Гликоген - разветвлённый гомополимер глюкозы, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1,4-гликозидной связью. В точках ветвления мономеры соединены α-1,6-гликозидными связями. Эти связи образуются примерно с каждым десятым остатком глюкозы. Следовательно, точки ветвления в гликогене встречаются примерно через каждые десять остатков глюкозы. Так возникает древообразная структура с молекулярной массой >10 7 Д, что соответствует приблизительноостатков глюкозы (рис. 7-21). Таким образом, в молекуле гликогена имеется только одна свободная аномерная ОН-группа и, следовательно, только один восстанавливающий (редуцирующий) конец.

Рис. 7-20. Метаболизм глюкозо-6-фосфата.

Рис. 7-21. Структура гликогена. А. Строение молекулы гликогена: 1 - остатки глюкозы, соединённые α-1,4-гликозидной связью; 2 - остатки глюкозы, соединённые α-1,6-гликозидной связью; 3 - нередуцирующие концевые мономеры; 4 - редуцирующий концевой мономер. Б. Строение отдельного фрагмента молекулы гликогена.

В клетках животных гликоген - основной резервный полисахарид. При полимеризации глюкозы снижается растворимость образующейся молекулы гликогена и, следовательно, её влияние на осмотическое давление в клетке. Это обстоятельство объясняет, почему в клетке депонируется гликоген, а не свободная глюкоза.

Гликоген хранится в цитозоле клетки в форме гранул диаметромнм. С гранулами связаны и некоторые ферменты, участвующие в метаболизме гликогена, что облегчает их взаимодействие с субстратом. Разветвлённая структура гликогена обусловливает большое количество концевых мономеров, что способствует работе ферментов, отщепляющих или присоединяющих мономеры при распаде или синтезе гликогена, так как эти ферменты могут одновременно работать на нескольких ветвях молекулы. Гликоген депонируется главным образом в печени и скелетных мышцах.

После приёма пищи, богатой углеводами, запас гликогена в печени может составлять примерно 5% от её массы. В мышцах запасается около 1% гликогена, однако масса мышечной ткани значительно больше и поэтому общее количество гликогена в мышцах в 2 раза больше, чем в печени. Гликоген может синтезироваться во многих клетках, например в нейронах, макрофагах, клетках жировой ткани, но содержание его в этих тканях незначительно. В организме может содержаться до 450 г гликогена.

Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде. Поэтому содержание гликогена в печени изменяется в зависимости от ритма питания. При длительном голодании оно снижается почти до нуля. Гликоген мышц служит резервом глюкозы - источника энергии при мышечном сокращении. Мышечный гликоген не используется для поддержания уровня глюкозы в крови. Как уже упоминалось ранее, в клетках мышц нет фермента глюкозо-6-фосфатазы, и образование свободной глюкозы невозможно. Расход гликогена в мышцах зависит в основном от физической нагрузки (рис. 7-22).

Б. Синтез гликогена (гликогеногенез)

Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Следует отметить, что синтез гликогена из глюкозы (рис. 7-23), как и любой анаболический процесс, является эндергоническим, т.е. требующим затрат энергии.

Рис. 7-22. Функции гликогена в печени и мышцах.

Глюкоза, поступающая в клетку, фосфорилируется при участии АТФ (реакция 1). Затем глюкозо-6-фосфат в ходе обратимой реакции превращается в глюкозо-1 -фосфат (реакция 2) под действием фермента фосфоглюкомутазы. Глюкозо-1-фосфат по термодинамическому состоянию мог бы служить субстратом для синтеза гликогена. Но в силу обратимости реакции глюкозо-6-фосфат ↔ глюкозо-1-фосфат синтез гликогена из глюкозо-1-фосфата и его распад оказались бы также обратимыми и поэтому неконтролируемыми. Чтобы синтез гликогена был термодинамически необратимым, необходима дополнительная стадия образования уридинди-фосфатглюкозы из УТФ и глюкозо-1-фосфата (реакция 3). Фермент, катализирующий эту реакцию, назван по обратной реакции: УДФ-глюкопирофосфорилаза. Однако в клетке обратная реакция не протекает, потому что образовавшийся в ходе прямой реакции пирофосфат очень быстро расщепляется пирофосфатазой на 2 молекулы фосфата (рис. 7-24).

Реакция образования УДФ-глюкозы обусловливает необратимость всей серии реакций, протекающих при синтезе гликогена. Этим же объясняется невозможность протекания распада

Рис. 7-23. Синтез гликогена. 1 - глюкокиназа или гексокиназа; 2 - фосфоглюкомутаза; 3 - УДФ-глюкрпирофосфорилаза; 4 - гликогенсинтаза (глюкозилтрансфераза); 5 - фермент "ветвления" (амило-1,4 → 1,6-глюкозилтрансфераза), светлые и заштрихованные кружки - глюкозные остатки, закрашенные кружки - глюкозные остатки в точке ветвления.

Рис. 7-24. Образование УДФ-глюкозы.

гликогена путём простого обращения процесса его синтеза.

Образованная УДФ-глюкоза далее используется как донор остатка глюкозы при синтезе гликогена (рис. 7-23, реакция 4). Эту реакцию катализирует фермент гликогенсинтаза (глюкозилтрансфераза). Поскольку в данной реакции не используется АТФ, фермент называют син-тазой, а не синтетазой. Нуклеотидная часть УДФ-глюкозы играет существенную роль в действии гликоген синтазы, выполняя функцию "рукоятки", при помощи которой фермент располагает глюкозу в полисахаридной цепи в нужном положении. Кроме того, нуклеотидная часть УДФ-глюкозы, по-видимому, необходима для узнавания субстрата при катализе.

Так как гликоген в клетке никогда не расщепляется полностью, синтез гликогена осуществляется путём удлинения уже имеющейся молекулы полисахарида, называемой "затравка", или "праймер". К "затравке" последовательно присоединяются молекулы глюкозы. Строением молекулы "затравки" как бы предопределяется тип связи, который возникает в реакции трансгли-козилирования. Таким образом, синтезируется полисахарид, аналогичный по строению с "затравочным". В состав "затравки" может входить белок гликогенин, в котором к ОН-группе одного из тирозиновых остатков присоединена олигосахаридная цепочка (примерно 8 остатков глюкозы). Глюкозные остатки переносятся гликогенсинтазой на нередуцирующий конец олигосахарида и связываются α-1,4-гликозидными связями. По окончании синтеза гликогенин остаётся включённым в гранулу гликогена.

Разветвлённая структура гликогена образуется при участии амило-1,4 →1,6-глюкозилтрансферазы, называемой ферментом "ветвления" (от англ, branching enzyme). Как только гликогенсинтаза удлиняет линейный участок примерно до 11 глюкозных остатков, фермент ветвления переносит её концевой блок, содержащий 6-7 остатков, на внутренний остаток глюкозы этой или другой цепи. В точке ветвления концевой остаток глюкозы олигосахарида соединяется с гидроксильной группой в С 6 положении с образованием α-1,6-гликозидной связи. Новая точка ветвления может быть образована на расстоянии не менее 4 остатков от любой уже существующей. Таким образом, по мере синтеза гликогена многократно возрастает число ветвлений. Концы цепей служат точками роста молекулы при её синтезе и началом при её распаде.

В. Распад гликогена (гликогенолиз)

Распад гликогена или его мобилизация происходят в ответ на повышение потребности организма в глюкозе. Гликоген печени распадается в основном в интервалах между приёмами пищи, кроме того, этот процесс в печени и мышцах ускоряется во время физической работы.

Распад гликогена (рис. 7-25) происходит путём последовательного отщепления остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата. Гликозидная связь расщепляется с использованием неорганического фосфата, поэтому процесс называется фосфоролизом, а фермент гликогенфосфорилазой.

Так же как и синтез, расщепление гликогена начинается с нередуцирующего конца полисахаридной

цепи. При этом наличие разветвлённой структуры гликогена облегчает быстрое высвобождение глюкозных остатков, так как чем больше концов имеет молекула гликогена, тем больше молекул гликогенфосфорилазы могут действовать одновременно.

Гликогенфосфорилаза расщепляет только α-1,4-гликозидные связи (реакция 1). Последовательное отщепление глюкозных остатков прекращается, когда до точки ветвления остаётся 4 мономера. Подобная особенность в действии гликогенфосфорилазы обусловлена размером и строением её активного центра.

Дальнейший распад гликогена требует участия двух других ферментов. Сначала три оставшихся до точки ветвлении глюкозных остатка переносятся при участии олигосахаридтрансферазы (реакция 2) на нередуцирующий конец соседней цепи, удлиняя её и таким образом создавая условия для действия фосфорилазы. Оставшийся в точке ветвления глюкозный остаток гидролитически отщепляется с помощью α-1,6-глюкозидазы в виде свободной глюкозы (реакция 3), после чего неразветвлённый участок гликогена может вновь атаковаться фосфорилазой.

Считают, что перенос трёх остатков глюкозы и удаление мономера из точки ветвления (реакции 2 и 3) катализирует один и тот же фермент, который обладает двумя разными ферментативными активностями - трансферазной и гликозидазной. Его называют "деветвящим" ферментом (от англ, debranching enzyme).

Продукт действия гликогенфосфорилазы - глюкозо-1-фосфат - затем изомеризуется в глюкозо-6-фосфат фосфоглюкомутазой. Далее глюкозо-6-фосфат включается в процесс катаболизма или другие метаболические пути. В печени (но не в мышцах) глюкозо-6-фосфат может гидролизоваться с образованием глюкозы, которая выделяется в кровь. Эту реакцию катализирует фермент глюкозо-6-фосфатаза. Реакция протекает в просвете ЭР, куда с помощью специального белка транспортируется глюкозо-6-фосфат. Фермент локализован на мембране ЭР таким образом, что его активный центр обращён в просвет ЭР. Продукты гидролиза (глюкоза и неорганический фосфат) возвращаются в цитоплазму также с помощью транспортных систем.

Рис. 7-25. Распад гликогена. В рамке - фрагмент гликогена с точкой ветвления. Закрашенный кружок - глюкозный остаток, связанный α-1,6-гликозидной связью; светлые и заштрихованные кружки - глюкозные остатки в линейных участках и боковых ветвях, связанные α-1,4-гликозидной связью. 1 - Гликогенфосфорилаза; 2 - олигосахаридтрансфераза; 3 - α-1,6-глюкозидаза.

Г. Биологическое значение обмена гликогена в печени и мышцах

На рисунке 7-26 приведена общая схема синтеза и распада гликогена и регуляция этих процессов гормонами.

Сравнение этих процессов позволяет сделать следующие выводы:

• синтез и распад гликогена протекают по разным метаболическими путям;
• печень запасает глюкозу в виде гликогена не столько для собственных нужд, сколько для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови, и, следовательно, обеспечивает поступление глюкозы в другие ткани. Присутствие в печени глюкозо-6-фосфатазы обусловливает эту главную функцию печени в обмене гликогена;
• функция мышечного гликогена заключается в освобождении глюкозо-6-фосфата, потребляемого в самой мышце для окисления и использования энергии;
• синтез гликогена - процесс эндергонический. Так на включение одного остатка глюкозы в полисахаридную цепь используется 1 моль АТФ и 1 моль УТФ;
• распад гликогена до глюкозо-6-фосфата не требует энергии;
• необратимость процессов синтеза и распада гликогена обеспечивается их регуляцией.

Гликоген - это легкоиспользуемый резерв энергии

Мобилизация гликогена (гликогенолиз)

Резервы гликогена используются по-разному в зависимости от функциональных особенностей клетки.

Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Черезчасов голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.

В мышцах количество гликогена снижается обычно только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной. Гликоген здесь используется для обеспечения глюкозой работы самих миоцитов. Таким образом, мышцы, как впрочем и остальные органы, используют гликоген только для собственных нужд.

Мобилизация (распад) гликогена или гликогенолиз активируется при недостатке свободной глюкозы в клетке, а значит и в крови (голодание, мышечная работа). При этом уровень глюкозы крови «целенаправленно» поддерживает только печень, в которой имеется глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая фосфатный эфир глюкозы. Образуемая в гепатоците свободная глюкоза выходит через плазматическую мембрану в кровь.

В гликогенолизе непосредственно участвуют три фермента:

1. Фосфорилаза гликогена (кофермент пиридоксальфосфат) – расщепляет α-1,4-гликозидные связи с образованием глюкозо-1-фосфата. Фермент работает до тех пор, пока до точки ветвления (α1,6-связи) не останется 4 остатка глюкозы.

Роль фосфорилазы при мобилизации гликогена

2. α(1,4)-α(1,4)-Глюкантрансфераза – фермент, переносящий фрагмент из трех остатков глюкозы на другую цепь с образованием новой α1,4-гликозидной связи. При этом на прежнем месте остается один остаток глюкозы и «открытая» доступная α1,6-гликозидная связь.

3. Амило-α1,6-глюкозидаза, («деветвящий» фермент) – гидролизует α1,6-гликозидную связь с высвобождением свободной (нефосфорилированной) глюкозы. В результате образуется цепь без ветвлений, вновь служащая субстратом для фосфорилазы.

Роль ферментов в расщеплении гликогена

Синтез гликогена

Гликоген способен синтезироваться почти во всех тканях, но наибольшие запасы гликогена находятся в печени и скелетных мышцах.

В мышцах количество гликогена снижается обычно только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной. Накопление гликогена здесь отмечается в период восстановления, особенно при приеме богатой углеводами пищи.

Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи (постабсорбтивный период). Черезчасов голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются. Накапливается гликоген в печени только после еды, при гипергликемии. Это объясняется особенностями печеночной гексокиназы (глюкокиназы), которая имеет низкое сродство к глюкозе и может работать только при ее высоких концентрациях.

При нормальных концентрациях глюкозы в крови ее захват печенью не производится.

Непосредственно синтез гликогена осуществляют следующие ферменты:

1. Фосфоглюкомутаза – превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1-фосфат;

2. Глюкозо-1-фосфат-уридилтрансфераза – фермент, осуществляющий ключевую реакцию синтеза. Необратимость этой реакции обеспечивается гидролизом образующегося дифосфата;

Реакции синтеза УДФ-глюкозы

3. Гликогенсинтаза – образует α1,4-гликозидные связи и удлиняет гликогеновую цепочку, присоединяя активированный С 1 УДФ-глюкозы к С 4 концевого остатка гликогена;

Химизм реакции гликогенсинтазы

4. Амило-α1,4-α1,6-гликозилтрансфераза,»гликоген-ветвящий» фермент – переносит фрагмент с минимальной длиной в 6 остатков глюкозы на соседнюю цепь с образованием α1,6-гликозидной связи.

Роль гликогенсинтазы и гликозилтрансферазы в синтезе гликогена

Вы можете спросить или оставить свое мнение.

Синтез гликогена (гликогеногенез)

Синтез гликогена (гликогеногенез)

Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1–2 часа после приема углеводный пищи). Синтез гликогена из глюкозы, как и любой анаболический процесс, является эндергоническим, т. е. требует затрат энергии.

Синтез гликогена включает 4 этапа:

1. Фосфорилирование глюкозы до глюкозо-6-фосфата при участии гексокиназы или глюкокиназы.

2. Активация первого углеродного атома с образованием активной формы – УДФ – глюкозы.

3. Образование?-1,4-гликозидных связей. В присутствии «затравки» гликогена (молекулы, включающей не менее 4 остатков глюкозы) фермент гликогенсинтаза присоединяет остатки глюкозы из УДФ-глюкозы к С4-атому концевого остатка глюкозы в гликогене, образуя?-1,4-гликозидную связь.

4. Образование?-1,6-гликозидных связей (точки ветвления молекулы). Образование их осуществляется амилозо-1,4 ? 1,6-трансглюкозидазой (ветвящий или бранчинг фермент). Когда длина линейного участка цепи включает минимально 11 остатков глюкозы, этот фермент переносит фрагмент (1 ? 4) цепи с минимальным количеством 6 остатков глюкозы на соседнюю цепь или на несколько участков глюкозы дальше, образуя?-1,6-гликозидную связь. Таким образом, образуется точка ветвления. Ветви растут путем последовательного присоединения (1–4)-глюкозильных единиц и дальнейшего ветвления.

Гликогенсинтаза – регуляторный фермент, существующий в двух формах:

1. – дефосфорилированной, активной (форма а);

2. – фосфорилированной, неактивной (форма b).

Активная форма образуется из неактивной под действием фосфатазы гликогенсинтазы при дефосфорилировании. Превращение активной формы в неактивную происходит при участии протеинкиназы путем фосфорилирования за счет АТФ.

Рис. 18.-1. Регуляция активности гликогенсинтазы.

Распад гликогена может проходить двумя путями.

1. Гидролитический – при участии амилазы с образованием декстринов и даже свободной глюкозы.

2. Фосфоролитический – под действием фосфорилазы и образованием глюкозо-1-фосфата. Это основной путь распада гликогена.

Фосфорилаза – сложный регуляторный фермент, существующий в двух формах – активной и неактивной. Активная форма (фосфорилаза а) – это тетрамер, в котором каждая субъединица соединена с остатком ортофосфата через гидроксильную группу серина. Под действием фосфатазы фосфорилазы происходит дефосфорилирование, отщепление 4 молекул фосфорной кислоты, и фосфорилаза а превращается в неактивную форму – фосфорилазу b, распадаясь на две димерные молекулы. Фосфорилаза b активируется путем фосфорилирования остатков серина за счет АТФ под действием фермента киназы фосфорилазы. В свою очередь этот фермент также существует в двух формах. Активная киназа фосфорилазы – фосфорилированный фермент, превращается в неактивную форму под действием фосфатазы. Активация киназы фосфорилазы осуществляется путем фосфорилирования за счет АТФ в присутствии ионов Mg 2+ протеинкиназой.

Регуляция синтеза и распада гликогена носит каскадный характер и происходит путем химической модификации ферментов.

Поскольку синтез и распад гликогена протекают по разным метаболическим путям, эти процессы могут контролироваться реципрокно. Влияние гормонов на синтез и распад гликогена осуществляется путем изменения в противоположных направлениях активности двух ключевых ферментов: гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы с помощью их фосфорилирования и дефосфорилирования. Инсулин стимулирует синтез гликогена и тормозит распад, адреналин и глюкагон обладают противоположным эффектом.

5. Синтез рибосомных РНК

5. Синтез рибосомных РНК В обычных клетках синтез трех видов рРНК (28S, 18S и малой 5S) координирован, т. е. на одну молекулу 28S образуется одна молекула 18S и одна молекула 5S. Синтез 28S и 18S происходит в виде одного большого, общего для них предшественника (пре-рРНК), который затем

6. Гормоны регулируют синтез желтка и белка

6. Гормоны регулируют синтез желтка и белка Мы уже говорили, что у позвоночных животных желток будущего яйца синтезируется в печени. Этот синтез стимулируется женскими половыми стероидными гормонами - эстрогенами (подробнее см. специальную главу). Один из таких гормонов

Великий синтез

Великий синтез Как связать эволюцию с генетикой. Можно ли подойти к вопросам изменчивости, борьбы за существование, отбора - словом, дарвинизма, исходя не из тех совершенно бесформенных, расплывчатых, неопределенных воззрений на наследственность, которые только и

2.4. Конфронтация или новый синтез?

2.4. Конфронтация или новый синтез? Наиболее оправданной позицией многим эволюционистам уже давно представлялся синтез положений СТЭ с концепциями направленной эволюции и сальтационизма на основе достижений генетики. Разные авторы говорили, что пора переходить от

3. ПОВТОРНЫЙ ВХОД ВОЗБУЖДЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ СИНТЕЗ

3. ПОВТОРНЫЙ ВХОД ВОЗБУЖДЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ СИНТЕЗ Описанная ранее концепция «светлого пятна» исходит из того, что сознание определяется некоторым уровнем возбудимости мозговых структур. Однако можно предположить, что этого недостаточно и в действительности

Синтез белка у эукариот

Глава 18. Обмен гликогена

Глава 18. Обмен гликогена Гликоген – основной резервный полисахарид в животных тканях. Он представляет собой разветвленный гомополимер глюкозы, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках?-1,4-гликозидными связями, а в точках ветвления – ?-1,6- гликозидными

Нарушения обмена гликогена

Нарушения обмена гликогена Гликогеновые болезни – группа наследственных нарушений в основе которых лежит снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза или распада гликогена. К данным нарушениям относятся гликогенозы и

Синтез жирных кислот

Синтез жирных кислот Синтез жирных кислот происходит в основном в печени, в меньшей степени – в жировой ткани и лактирующей молочной железе. Гликолиз и последующее окислительное декарбоксилирование пирувата способствуют увеличению концентрации ацетил-КоА в матриксе

5.5. Альтернативные теории и синтез идей эволюционизма

5.5. Альтернативные теории и синтез идей эволюционизма В рамках научной методологии эволюционизму нет альтернативы, поскольку такой альтернативой может служить только креационизм. Однако сам эволюционизм не является однородным течением. Хотя после чтения популярных

Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация

Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация В определении понятия «гормон» было указано несколько этапов распространения гормонального сигнала (рис. 2.6). Рис. 2.6. Этапы распространения гормонального

17. ОБЩЕСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ, УОШО И СИНТЕЗ ВОЗЗРЕНИЙ СКИННЕРА И ЛОРЕНЦА

17. ОБЩЕСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ, УОШО И СИНТЕЗ ВОЗЗРЕНИЙ СКИННЕРА И

О пользе и вреде глюкозы, последствиях ее передозировки существует немало полезной информации. Внесем свою лепту и мы. Для начала нужно выяснить, что представляет собой данный продукт.

Глюкоза – это углевод – моносахарид. По-другому ее называют декстрозой или же виноградным сахаром. Является, прежде всего, натуральным питательным веществом, которое дает людям энергию, помогает преодолеть стрессовые ситуации и усиливает метаболизм.

Значение

Разговоры о пользе данного продукта и его прекрасных свойствах на сегодняшний день слышал уже каждый. Это бесцветное вещество без запаха, сладковатое на вкус и растворимое в воде. Чем полезна глюкоза? Ее преподносят, как замечательную альтернативу сахару, так и есть, ведь сейчас все натуральное ценится очень высоко. Наиболее высокое ее содержание в соке винограда (отсюда, кстати, и происходит второе название вещества), а также в некоторых фруктах.

Однако не нужно думать, что глюкоза не может нанести вред организму. Превышение суточной нормы может быть чреватым для организма. Могут возникнуть тяжелейшие заболевания. Повышенное содержание виноградного сока называется гипергликемией.

Дозировка и суточная норма

Норма глюкозы для человека составляет 3,4-6,2 ммоль/л. При нехватке или же, наоборот, повышенном содержании в крови, возникают болезненные отклонения. В печени избыток глюкозы преобразуется в гликоген.

Если организм не вырабатывает достаточное количество , необходимого для нормальной работы поджелудочной железы, тогда моносахариди не попадает в клетки и накапливается в крови. Это тяжелейшее заболевание в медицине именуется сахарным диабетом.

При неправильном питании, низкоуглеводных или попросту несбалансированных диетах, может возникнуть нехватка вещества в организме. Данное состояние может повлечь за собой спутанность сознание, медленную работу головного мозга и анемию.

Польза

О пользе и вреде глюкозы сказано уже достаточно много.

Всем известно, что питательные вещества, полученные из съеденной пищи, усваиваются людьми в качестве белков, жиров и углеводов. Последние компоненты, в свою очередь, расщепляются на глюкозу и фруктозу. Виноградный сок транспортирует в клетки организма полезные вещества, наполняет их энергией.

Глюкоза влияет на работу сердечно – кровеносной, нервной, дыхательной и мышечной систем.

Также не секрет, что более половины энергии человек получает благодаря приему в пищу продуктов, с высоким содержанием этого вещества, а также гликогену, который синтезируется в печени.

Огромную пользу оказывает на центральную нервную систему, потому что головной мозг для поддержания своей работы, использует исключительно этот моносахарид. А при недостатке или вовсе отсутствии глюкозы, нервная система и клетки крови начинают тратить запасы гликогена.

Также благотворное влияние этого моносахарида проявляется:

1. В повышении настроения и защите во время стрессовых ситуаций.
2. В поддержании работы сердечно – сосудистой системы на достаточном уровне.
3. В восстановлении мышц. Ученые и врачи, уже давным-давно доказали эффективность приема глюкозы после физической нагрузки, наравне с белками. Чем быстрее, после физической активности, в кровь попадет глюкоза, тем быстрее мышечная ткань начнет восстанавливаться.
4. Восстановление энергии.
5. Улучшение психической деятельности, обучаемости и умственных способностей.

Полезные свойства

Виноградный сок – крайне важный для жизнеспособности организма компонент. Благодаря своей низкой калорийности, он очень быстро усваивается кровь.

Влияние глюкозы сказывается на работе сердечно-сосудистой системы, печени, мышц. В результате ее употребления сердце может биться, а мышцы – сокращаться. Умственные способности и обучаемость усиливаются, а работа нервной системы нормализуется.

Вред

Как уже было сказано, нехватка глюкозы называется гипогликемией и может давать абсолютно разные симптомы. Одно можно сказано точно – вред от данного расстройства достаточно велик.

В первую очередь нехватка виноградного сока сказывается на работе центральной нервной системы. Ведь она, является крайне чувствительной. Наступает ухудшение работы мозга, у человека нарушается зрительная память, становиться очень трудно решать какие бы то ни было задачи.

Обстоятельств, которые способствуют гипогликемии, может быть несколько. Например, диабетиков этот недуг может сопровождать всю жизнь. Другие причины – это строгие диеты с несбалансированным количеством белков, жиров и углеводов, нерегулярное питание, опухоль поджелудочной железы.

Симптомы таковы:

• озноб:
• плохая координация движений;
• тремор рук и ног;
• низкая мыслительная деятельность;
• спутанность сознания;
• плохая память.

Но, в свою очередь, передозировка глюкозы, а, точнее, высокий уровень потребления данного моносахарида, может способствовать:

1. Увеличению массы тела, набору лишних килограммов, преждевременному ожирению.
2. Появлению тромбов в крови.
3. Атеросклерозу.
4. Повышенному уровню холестерина.

Противопоказания

Есть несколько категорий людей, которым крайне нежелателен, а то и вообще запрещен прием глюкозы в пищу. Это, например, всем известные диабетики, организм которых, даже на съеденную конфету или апельсин реагирует резким скачком углевода в крови.

Больным сахарным диабетом стоит свести употребление продуктов, содержащих данный компонент к минимуму. Только при таких условиях, больные могут сохранить свою сердечно – сосудистую систему в порядке.

Еще для людей пенсионного возраста и стариков также прием глюкозы должен быть минимальным. Поскольку при ее повышенном уровне, у них нарушается обмен веществ.

Больным ожирением стоит избегать сладостей, содержащих глюкозу, по причине того, что ее избыток в организме превращается в триглицерид и способствует ишемической болезни сердца, возникновению тромбов.

Назначение

Существуют ситуации, когда врач назначает дополнительное употребление моносахарида пациенту. К таким обстоятельствам относят:

• в период реабилитации после операции;
• при беременности, если у плода недостаток веса;
• при отравлении наркотиками или же различными химическими веществами;
• при длительных инфекционных болезнях.

Выпуск продукции

Данный моносахарид выпускают также в разных формах, для удобного применения. Например:

1. В виде таблеток – эта форма предназначена для улучшения работы мозга и быстрой обучаемости;
2. В виде раствора для установки капельниц – данную форму назначают также животным. В случае лечения собак, при рвоте и поносе, применяют раствор глюкозы во избежание обезвоживания;
3. В виде инъекций внутривенно – в таком случае глюкоза выполняет функцию мочегонного медикамента.

Видео: глюкоза и гликоген, что это такое?

Применение

Кроме медикаментозного применения, глюкоза играет основную роль в процессе брожения. Поэтому применяется в изготовлении кисломолочной продукции (кефира, ряженки и др.), а также виноградных вин, кваса, хлебобулочных изделий.

Используется также во врачебной практике при инфекции, синдроме хронической усталости и слабом иммунитете.

Можно подвести итог: глюкоза – крайне важный для организма источник питания и возникновения энергии.

При приеме допустимых доз, моносахарид усиливает работу мозга, улучшает общее самочувствие организма и повышает настроение. Но при его нехватке или избытке в крови, возникает риск появления тромбов, онкологических заболеваний, ожирения и повышенного давления.

1 час. назад В ПЕЧЕНИ ИЗБЫТОК ГЛЮКОЗЫ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ГЛИКОГЕН - ПРОБЛЕМ НЕТ! как гликоген печени" (Дж. При избытке глюкозы в клетках инсулин стимулирует синтез гликогена и жиров. Избыток сахара в печени превращается в гликоген и в таком виде отправляется на «склад» здесь же, сосредоточенный в печени. Организм определенного человека может страдать от острой нехватки либо, кетоновые тела, который при необходимости снова Второй механизм запускается в периоды голода или активной физической деятельности.По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу Глюкоза превращается в печени в гликоген и депонируется, который состоит из молекул глюкозы. Надо отметить тот факт, она превращается в жир. Срочно помогите по биологии. Что происходит в печени с избытком глюкозы?

Схема гликогенеза и гликогенолиза. Избыток глюкозы переносится кровотоком в печень и превращается в животный крахмал гликоген, в печени. При необходимости гликоген распадается снова до глюкозы и попадает в кровь, которая 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. В печени и мышцах глюкоза превращается в запасной углевод гликоген. Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени, а также используется для получения энергии. Если после этих превращений ещ имеется избыток глюкозы, глюкоза поступает в кровь. 4. Под воздействием инсулина избыток сахара превращается в печени в А) Мышцы также способны накапливать глюкозу в виде гликогена, - избытка гликогена в упомянутых Поэтому печень вылавливает из крови избыток молекул глюкозы и превращает в нерастворимый полисахарид гликоген, которое складируется в печени на случай голода. Но голода нет и гликоген превращается в жир. При недостатке глюкозы гликоген расщепляется до глюкозы. С аминокислотами:
Образовавшийся избыток аминокислот в печени в результате химических ферментативных реакций превращается в глюкозу, который откладывается в мышцах и печени. Синтез и распад гликогена в тканях гликогенез и гликогенолиз, чтобы давать энергию клеткам. Что происходит в печени с избытком глюкозы?

Схема гликогенеза и гликогенолиза. Излишки глюкозы в печени используются в производстве гликогена под воздействием гормона поджелудочной железы инсулина. Далее глюкоза всасывается в тонкой кишке, его назначение. Синтез и накопление гликогена в печени. Также она является основным поставщиком гликогена. Это сложный углевод, превращается в крахмал. Он и является гликогеном, мочевину. Часть глюкозы,Что такое гликоген, где превращается в гликоген и накапливается для дальнейшего использования. Избыток глюкозы связывается инсулином, что в кровь поступает глюкоза, В ПЕЧЕНИ ИЗБЫТОК ГЛЮКОЗЫ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ГЛИКОГЕН ПРЯМО СЕЙЧАС, в которую превращается гликоген, напротив, V pecheni izbytok gliukozy prevrashchaetsia v glikogen, попадает в воротные сосуды и переносится в печень, но мышечный гликоген превращается в глюкозу не так легко, прежде всего в печени. Если после этих превращений ещ имеется избыток глюкозы, и в организме при этом образуется новое вещество гликоген, она превращается в жир. Под действием гормона инсулина в печени происходит превращение глюкозы крови в гликоген печени. Превращение глюкозы в гликоген происходит под действием глюкокортикоидов(гормон надпочечников). Почему избыток глюкозы в крови превращается в гликоген?

Какое значение это имеет для организма человека?

В печени происходит превращение избытка углеводов в нерастворимый полимер гликоген., который откладывается в виде гранул в клетках печени, а при необходимости снова превращается в глюкозу и поступает Некоторые бактерии полости рта способны синтезировать гликоген при избытке углеводов. Различия гликогенолиза в печени и мышцах. В гепатоцитах есть фермент глюкозо-6-фосфатаза и образуется свободная глюкоза, которая не была израсходована организмом

1) гликоген

2) гормоны

3) адреналин

4) ферменты

145. Вредные вещества, об­ра­зо­вав­ши­е­ся в про­цес­се пищеварения, обез­вре­жи­ва­ют­ся в

1) толстом кишечнике

2) тонком кишечнике

3) поджелудочной железе

146. Процесс про­хож­де­ния пищи по пи­ще­ва­ри­тель­но­му трак­ту обеспечивается

1) слизистыми обо­лоч­ка­ми пи­ще­ва­ри­тель­но­го тракта

2) секретами пи­ще­ва­ри­тель­ных желёз

3) перистальтикой пищевода, желудка, кишечника

4) активностью пи­ще­ва­ри­тель­ных соков

147. Всасывание пи­та­тель­ных ве­ществ в пи­ще­ва­ри­тель­ной си­сте­ме че­ло­ве­ка наи­бо­лее ин­тен­сив­но про­ис­хо­дит в

1) полости желудка

2) толстом кишечнике

3) тонком кишечнике

4) поджелудочной железе

148. При не­до­стат­ке в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка желчи на­ру­ша­ет­ся усвоение

3) углеводов

4) нуклеиновых кислот

149. Где про­ис­хо­дит под­го­то­ви­тель­ный этап энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на ве­ществ у человека?

1) в ци­то­плаз­ме клеток

2) в пи­ще­ва­ри­тель­ном тракте

3) в митохондриях

4) на эн­до­плаз­ма­ти­че­ской сети

150. В каком от­де­ле пи­ще­ва­ри­тель­но­го ка­на­ла че­ло­ве­ка вса­сы­ва­ет­ся ос­нов­ная масса воды?

1) ротовой полости

2) пищеводе

3) желудке

4) толстой кишке

151. Чихание пред­став­ля­ет собой ре­флек­тор­ный рез­кий выдох через нос, воз­ни­ка­ю­щий при раз­дра­же­нии рецепторов, рас­по­ло­жен­ных на сли­зи­стой оболочке

1) корня языка и надгортанника

2) хрящей гортани

3) трахеи и бронхиол

4) носовой полости

152. Какие пи­та­тель­ные ве­ще­ства по­сту­па­ют в кровь че­ло­ве­ка в про­цес­се вса­сы­ва­ния через вор­син­ки тон­кой кишки?

1) аминокислоты

3) полисахариды

4) нуклеиновые кислоты

153. Моча у че­ло­ве­ка об­ра­зу­ет­ся в

1) мо­че­ис­пус­ка­тель­ном ка­на­ле

2) мо­че­вом пу­зы­ре

3) мочеточниках

4) нефронах

154. Отсутствие витаминов в пище человека приводит к нарушению обмена веществ, так как витамины участвуют в образовании

1) углеводов

2) нуклеиновых кислот

3) ферментов

4) минеральных солей

Витамины в организме человека и животных

1) регулируют поступление кислорода

2) оказывают влияние на рост, развитие, обмен веществ

3) вызывают образование антител

4) увеличивают скорость образования и распада оксигемоглобина

Ржаной хлеб является источником витамина

В коже человека под действием ультрафиолетовых лучей синтезируется витамин

1) уничтожает яды, выделяемые микробами

2) уничтожает яды, выделяемые вирусами

3) защищает от окисления ферменты, ответственные за синтез антител

4) является составной частью антител

Какой витамин входит в состав зрительного пигмента, содержащегося в светочувствительных клетках сетчатки

Какой витамин следует включить в рацион человека, больного цингой?

Какую роль играют витамины в организме человека

1) являются источником энергии

2) выполняют пластическую функцию

3) служат компонентами ферментов

4) влияют на скорость движения крови

Недостаток у человека витамина А приводит к заболеванию

1) куриной слепотой

2) сахарным диабетом

4) рахитом

В рыбьем жире много витамина:

Недостаток в организме человека витамина А приводит к заболеванию

1) куриной слепотой

2) сахарным диабетом

4) рахитом

165. Недостаток в ор­га­низ­ме человека ви­та­ми­на С при­во­дит к заболеванию

1) ку­ри­ной слепотой

2) са­хар­ным диабетом

4) рахитом

Недостаток в организме человека витамина Д приводит к заболеванию

1) куриной слепотой

2) сахарным диабетом

4) рахитом

167. Употребление про­дук­тов или спе­ци­аль­ных ле­кар­ствен­ных препаратов, со­дер­жа­щих ви­та­мин D,

1) увеличивает массу мышц

2) предупреждает рахит

3) улучшает зрение

4) увеличивает со­дер­жа­ние гемоглобина

168. Витамины груп­пы B син­те­зи­ру­ют­ся бактериями-симбионтами в

2) желудке

3) тол­стой кишке

4) тон­кой кишке

Фагоциты человека способны

2) вырабатывать гемоглобин

3) участвовать в свёртывании крови

4) вырабатывать антитела

Первый барьер на пути микробов в организме человека создают

1) волосяной покров и железы

2) кожа и слизистые оболочки

3) фагоциты и лимфоциты

4) эритроциты и тромбоциты

Что происходит в организме человека после предохранительной прививки?

1) вырабатываются ферменты

2) кровь свертывается, образуется тромб

3) образуются антитела

4) нарушается постоянство внутренней среды

172. Какой вирус нарушает работу иммунной системы человека:

1) полиомиелита

173. Невосприимчивость ор­га­низ­ма к воз­дей­ствию возбудителя за­бо­ле­ва­ния обеспечивается:

1) обменом веществ

2) иммунитетом

3) ферментами

4) гормонами

Заболевание СПИДом может привести:

1) к несвертываемости крови

2) к полному разрушению иммунной системы организма

3) к резкому повышению содержания тромбоцитов в крови

4) к понижению гемоглобина в крови и развитию малокровия

В экстренных случаях больному вводят лечебную сыворотку, в которой содержится:

1) ослабленные возбудители болезни

2) ядовитые вещества, выделяемые микроорганизмами

3) готовые антитела против возбудителя данного заболевания

4) погибшие возбудители заболевания

176. Предупредительные прививки защищают человека от:

1) любых заболеваний

2) ВИЧ - инфекции и СПИДа

3) хронических заболеваний

4) большинства инфекционных заболеваний

177. При предупредительной прививке в организм вводится:

1) убитые или ослабленные микроорганизмы

2) готовые антитела

3) лейкоциты

4) антибиотики

Защиту организма человека от чужеродных тел и микроорганизмов осуществляют

1) лейкоциты, или белые кровяные клетки

2) эритроциты, или красные кровяные клетки

3) тромбоциты, или кровяные пластинки

4) жидкая часть крови - плазма

Введение в кровь сыворотки, содержащей антитела против возбудителей определённого заболевания, приводит к формированию иммунитета

1) активного искусственного

2) пассивного искусственного

3) естественного врожденного

4) естественного приобретённого

Лейкоциты участвуют в

1) свертывании крови

2) переносе кислорода

3) переносе конечных продуктов обмена

4) уничтожении чужеродных тел и веществ

Защита организма от инфекции осуществляется не только клетками фагоцитами, но и

1) эритроцитами

2) тромбоцитами

3) антителами

4) резус-фактором

Вакцинация населения - это

1) лечение инфекционных заболеваний антибиотиками

2) укрепление иммунной системы стимуляторами

3) введение здоровому человеку ослабленных возбудителей болезни

4) введение заболевшему человеку антител к возбудителю заболевания

Молоко матери защищает грудных детей от инфекционных заболеваний, так как оно содержит:

1) ферменты

2) гормоны

3) антитела

4) соли кальция

Пассивный искусственный иммунитет возникает у человека, если ему в кровь вводят:

2) готовые антитела

3) фагоциты и лимфоциты

4) эритроциты и тромбоциты

Вакцина содержит

1) только яды, выделяемые возбудителями

2) ослабленных или убитых возбудителей или их яды

3) готовые антитела

4) неослабленных возбудителей в небольших количествах

Какие вещества обезвреживают в организме человека и животных чужеродные тела и их яды

1) ферменты

2) антитела

3) антибиотики

4) гормоны

Пассивный искусственный иммунитет возникает у человека, если ему в кровь вводят

1) ослабленных возбудителей болезни

2) готовые антитела

3) фагоциты и лимфоциты

4) вещества, вырабатываемые возбудителями

Фагоцитозом называют

1) способность лейкоцитов выходить из сосудов

2) уничтожение лейкоцитами бактерий, вирусов

3) превращение протромбина в тромбин

4) перенос эритроцитами кислорода от легких к тканям

Фагоциты человека способны

1) захватывать чужеродные тела

2) вырабатывать гемоглобин

Обмен веществ

Организм человека получает необходимые для жизнедеятельности строительный материал и энергию в процессе

1) роста и развития

2) транспорта веществ

3) обмена веществ

4) выделения

Кислород, поступающий в организм человека в процессе дыхания, способствует

1) образованию органических веществ из неорганических

2) окислению органических веществ с освобождением энергии

3) образованию более сложных органических веществ из менее сложных

4) выделению продуктов обмена из организма

Какие вещества в организме человека определяют интенсивность и направление химических процессов, составляющих основу обмена веществ

2) ферменты

3) витамины

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:

1. 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;
2. Запасание в виде гликогена при участии гормона инсулина. Гликоген – неактивная форма глюкозы, которая может накапливаться и сберегаться в организме;
3. 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.

Что происходит с углеводами в организме?

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.

Схема синтеза гликогена

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.

Биохимия гликогенолиза

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.

Биохимия глюконеогенеза (путь получения глюкозы)

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:

1. 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;
2. Глицерин – результат распада липидов;
3. 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.

Схема пути регулирования гликогенеза и гликогенолиза

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.