Запасний вуглевод тварин. Запасним вуглеводом в тваринній клітині є глікоген або крохмаль? Як називається запасний вуглевод тварин клітин?

Всю біохімічну активність тваринної клітини можна описати двома дієсловами: «запасати» і «витрачати». Чим молодший організм, тим більше процеси синтезу і запасання органічних речовин будуть переважати над їх розщепленням і витрачанням. Пояснюється це просто: щоб рости і «будувати» свій організм, потрібно багато пластичного матеріалу і, звичайно ж, енергії. Головним будівельним речовиною клітини є білок, а домінуючим з`єднанням, що дає енергію - глікоген.

Він вважається запасним вуглеводом, яка резервує в клітинах печінки і скелетних м`язів всіх ссавців: як тварин, так і людини. Вивченню його властивостей і буде присвячена ця робота.

Що і де ми запасаем

На рівні тваринної клітини органічні речовини синтезуються і накопичуються в її структурних одиницях - органелах. Білки синтезуються в рибосомах, ліпіди і вуглеводи - в каналах гладкої ендоплазматичної мережі. В організмі ссавців запаси органічних речовин накопичуються в скелетних м`язах, печінці, жировій та сальнику. Запасним вуглеводом тварин є глікоген, який синтезується з глюкози, що міститься в крові.

Вона утворюється як продукт дисиміляції харчових продуктів, до складу яких входить, перш за все, рослинний крохмаль: хліба, картоплі, рису. Ці речовини розщеплюються в ротовій порожнині, шлунку, а також в дванадцятипалій кишці. Саме в ній відбувається їх основний розпад. Новоутворена глюкоза всмоктується в кровоносні капіляри ворсинок тонкого кишечника і потім розноситься кров`ю в м`язи і печінку, де і синтезується запасний вуглевод тварин і людини.

Що таке глікоген

Хоча в назві речовини присутня частина слова «глікос», що в перекладі з грецького означає «солодкий», воно майже не має смаку. Швидше за все, таку назву вказує на його приналежність до класу складних вуглеводів, що містять залишки глюкози, дійсно солодкої на смак. Глікоген має вигляд бесструктурного порошку білого кольору. Він гідрофільний і утворює колоїдний розчин, схожий на молоко. Будучи запасним вуглеводом в тваринній клітині, полісахарид піддається гідролізу в кислому середовищі в кілька етапів. Продуктами його взаємодії з водою є декстрини, далі - мальтоза і, нарешті, глюкоза. Будучи полімером, глікоген має вигляд суміші розгалужених ланцюгових молекул різної маси.

біохімічні властивості

Ми встановили той факт, що глікоген є запасним вуглеводом тваринної клітини. Резервні речовини такого типу зазнають в цитоплазмі гепатоцитів, лейкоцитів і міоцитів два взаємно протилежні процеси. Перший: дисиміляцію, що приводить до вивільнення молекул глюкози і другий - асиміляцію, яка переводить надлишок глюкози в запасний полімер - глікоген. Він акумулюється в організмі і є запасом енергії, використовуваної в процесі життєдіяльності тварини і людини.

Як синтезується тваринний крохмаль

Нагадаємо, що, з хімічної точки зору, він являє собою високомолекулярна сполука - полімер, мономерами якого є залишки &alpha - d глюкози. Щоб вони зв`язалися між собою Глікозидний зв`язками, необхідна активація, тобто «розгойдування» сигма-зв`язків вуглецевого скелета гексози. Це досягається в так званій гексокіназну реакції. Запасний вуглевод тварин синтезується з глюкозо-6-фосфату. Ця речовина - продукт гексокіназну реакції. Фермент, що каталізує вищезгаданий механізм міститься в цитоплазмі клітин нирок, слизового шару тонкого кишечника і печінки тварин і людини.

розщеплення глікогену

Як ми вже з`ясували раніше, запасним вуглеводом в тваринній клітині є крохмаль - глікоген. Біохімічними дослідженнями встановлено, що його розщеплення не може відбуватися без участі специфічного ферменту - фосфорілази. Вона працює в кислому середовищі в присутності молекул неорганічного фосфату. Сам фермент стає активним під впливом гормону підшлункової залози - глюкагону. Його присутність в крові свідчить про те, що рівень глюкози в ній низький. Тому тваринний організм мобілізує ресурси запасного вуглеводу - глікогену і починає його розщеплювати, щоб отримати додаткову порцію глюкози.

Цей процес називається гликогенолизом. Нейрофізіологи встановлено, що гормони стресу - адреналін і норадреналін, що виробляються залозами, також провокують глікогеноліз.

Печінка і її роль в обміні вуглеводів

У біології цю найбільшу травну залозу ссавців називають біохімічної фабрикою. Дійсно, в ній відбувається дуже багато ферментативних реакцій, що забезпечують обмін речовин і енергії, тобто метаболізм. Як вже відомо, запасним вуглеводом в тваринній клітині є глікоген. Його розпад швидко призводить до насичення крові глюкозою - головним джерелом енергії для всіх ссавців і людини.

Втрачений тваринний крохмаль заповнюється в їх організмах шляхом прийому крохмалистою їжі: картоплі, хліба, рису. Всі ці продукти піддаються розщепленню в травному тракті, і отримана глюкоза надходить у кров, а з неї - в клітини, особливо скелетних м`язів і печінки. У них відбувається синтез тваринного крохмалю під дією ферменту - глюкопірофосфорілази.

Які процеси протікають в скелетних м`язах

Як і в печінці, в міоцитах - м`язових клітинах, накопичується тваринний крохмаль. Так як маса м`язів набагато більше ніж вага печінки, то і зміст глікогену в них значно вище. Під час фізичних навантажень тваринний крохмаль починає розщеплюватися. Молочна кислота, утворена внаслідок гліколізу, потрапляє в кров і переноситься в клітини печінки і нирок. У них з кожних двох молекул молочної кислоти синтезується один моль глюкози, яка потім переводиться в резервний полісахарид. Реакція відбувається з використанням енергії АТФ. Таким чином, запасним вуглеводом тваринної клітини є глікоген, акумульованих миоцитами, гепатоцитами, клітинами коркового шару нирок, міокардом і клітинами легенів.

Роль ферментів в обміні тваринного крохмалю

Як було встановлено раніше, запасний вуглевод тварин клітин називається гликогеном. В результаті двох взаємно протилежних напрямків в метаболізмі: розщеплення і синтезу, він також бере участь в цих реакціях. Взаємне перетворення глюкози в глікоген і назад можливе лише за участі в цих реакціях складної ферментативної системи. У неї входять каталізатори глікогеногенеза, такі як: фосфоглюкомутаза (перетворює глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1-фосфат) і УДФ- глюкопірофосфорілаза (забезпечує незворотність синтезу глікогену). Реакції розщеплення відбуваються в присутності глікогенфосфорилази і ще двох ферментів, послідовно відщеплює бічні розгалуження в ланцюгах глікогену. Система всіх вищеназваних ферментів діє тільки на обмін глікогену в гетеротрофною тваринній клітині, тому правильною відповіддю на тестове питання: запасним вуглеводом в тваринній клітині є: 1.Крахмал, 2 Глікоген? - Буде твердження під номером 2.

Порушення вуглеводного обміну і його наслідки

Виходячи з вищенаведених фактів, нами було встановлено, що запасним вуглеводом в тваринній клітині є глікоген. Порушення його обміну можуть бути викликані двома видами причин. Перший - похибки в харчуванні та способі життя, другий - вроджені вади в роботі ферментативної системи організму. Сукупність ферментів, що відносяться до неї, відповідає як за розщеплення тваринного крохмалю, так і за його освіту з глюкози, що знаходиться в крові. Тому патології виникають як в реакціях пластичного обміну, так і енергетичного. Вони називаються глікогенозами. Як було зазначено вище, але запасним вуглеводом в тваринній клітині є глікоген, що накопичується, перш за все, в печінці і скелетних м`язах. Звідси і два види синдромів: м`язової і печінкової етіології. До першої групи відноситься хвороба Мак-Ардля. У хворого не виробляється фермент фосфорилаза. Це призводить до появи в сечі ХРОМОПРОТЕЇДІВ - міоглобіну, що виділяється при важкій фізичній роботі. Внаслідок цього відбувається руйнування м`язової тканини і поява судомних станів.

До печінковим синдромам відноситься хвороба Гірке. Вона зустрічається найбільш часто, починаючи з дитячого віку. У хворих в клітинах печінки відсутній фермент, що переводить продукт первинного розщеплення глікогену в глюкозу, тому в крові хворого спостерігається дуже низький рівень цукру (гіпоглікімія), а в сечі з`являється ацетон, що викликає інтоксикацію організму.

У даній статті нами були розглянуті механізми обміну тваринного крохмалю - глікогену, що протікає в клітинах ссавців і людини.