Гликоген это какие продукты

Гликоген – это «запасной» углевод в человеческом организме, принадлежащий к классу полисахаридов.

Иногда его ошибочно называют термином «глюкагон». Важно не путать оба названия, поскольку второй термин – это белковый гормон, который опосредовано, через специфические глюкагоновые рецепторы в печени, вызывает усиление катаболизма депонированного в печени гликогена, т.е. служит внешним сигналом для гепатоцитов (клеток печени) о необходимости выделения в кровь глюкозы за счет распада гликогена (гликогенолиз) или синтеза глюкозы из других веществ (глюконеогенез). Он вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых клеток поджелудочной железы.

Что такое гликоген?

Практически с каждым приемом пищи организм получает углеводы, которые поступают в кровь в виде глюкозы. Но порой ее количество превышает потребности организма и тогда глюкозные излишки накапливаются в форме гликогена, который при надобности расщепляется и обогащает тело дополнительной энергией.

Где хранятся запасы

Запасы гликогена в форме мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Также этот полисахарид есть в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителия, мозга, в эмбриональных тканях и в слизистой оболочке матки. В теле здорового взрослого человека обычно есть около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм преимущественно использует гликоген из мышц. Поэтому культуристы примерно за 2 часа до тренировки должны дополнительно насытить себя высокоуглеводной пищей, дабы восстановить запасы вещества.

Биохимические свойства

Полисахарид с формулой (C6H10O5)n химики называют гликогеном. Другое название этого вещества – животный крахмал. И хоть гликоген хранится в животных клетках, но это название является не совсем правильным. Открыл вещество французский физиолог Бернар. Почти 160 лет тому назад ученый впервые нашел в клетках печени «запасные» углеводы.

«Запасной» углевод хранится в цитоплазме клеток. Но если организм ощущает внезапный недостаток глюкозы, гликоген высвобождается и попадает в кровь. Но, что интересно, трансформироваться в глюкозу, которая способна насытить «голодный» организм, способен только полисахарид, накопленный в клетках печени (гепатоцитах). Запасы гликогена в ней могут достигать 5 % от ее массы, и во взрослом организме составлять около 100-120 г. Своей максимальной концентрации гликоген в гепатоцитах достигает примерно через полтора часа после трапезы, насыщенной углеводами (кондитерские изделия, мучное, крахмалистая пища).

В составе мышц полисахарид занимает не больше 1-2 % от массы ткани. Но, учитывая общую массу мускул, становится понятно, что гликогеновые «залежи» в мышцах превышают запасы вещества в печени. Также небольшие запасы углевода есть в почках, глиальных клетках мозга и в лейкоцитах (белых кровяных клетках). Таким образом, общие запасы гликогена во взрослом организме могут составить почти полкилограмма.

Интересно, что «запасной» полисахарид найден в клетках некоторых растений, в грибах (дрожжевых) и бактериях.

Роль гликогена

В основном гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что эти два источника резервной энергии обладают разными функциями. Полисахарид из печени поставляет глюкозу для организма в целом. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. При чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. И дабы избежать гипогликемии гликоген, содержащийся в клетках печени, расщепляется и попадает в кровоток, выравнивая глюкозный показатель. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, поскольку изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.

Мышечные запасы необходимы для поддержания работы опорно-двигательной системы. Сердце также является мышцей, в которой есть запасы гликогена. Зная об этом, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или при анорексии возникают проблемы с сердцем.

Но если излишки глюкозы могут отложиться в форме гликогена, тогда возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле жировой прослойкой?». Этому также есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической активности запасы животного крахмала не успевают тратиться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме – в виде липидов под кожей.

Помимо этого, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов, участвует в обменных процессах в организме.

Синтезирование

Гликоген – это стратегический запас энергии, который синтезируется в организме из углеводов.

Сначала тело использует полученные углеводы в стратегических целях, а остатки откладывает «на черный день». Дефицит энергии является причиной для расщепления гликогена к состоянию глюкозы.

Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, в частности в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активизирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). За синтезирование «запасного» углевода отвечает гормон инсулин. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время приема пищи.

Гликогеноз и другие нарушения

Но в некоторых случаях расщепление гликогена не происходит. В результате гликоген накапливается в клетках всех органов и тканей. Обычно подобное нарушение наблюдают у людей с генетическими нарушениями (дисфункция ферментов, необходимых для расщепления вещества). Такое состояние называют термином гликогеноз и относят его к списку аутосомно-рецессивных патологий. На сегодня в медицине известны 12 типов этого заболевания, но пока достаточно изученной является только половина из них.

Но это не единственная патология, связанная с животным крахмалом. В число гликогеновых заболеваний также входит агликогеноз – нарушение, сопровождающееся полным отсутствием фермента, отвечающего за синтез гликогена. Симптомы болезни – ярко выраженные гипогликемии и судороги. Наличие агликогеноза определяют путем биопсии печени.

Потребность организма в гликогене

Гликоген, как запасной источник энергии, важно регулярно восстанавливать. Так, по крайней мере, утверждают ученые. Повышенная физическая активность может привести к тотальному истощению углеводных запасов в печени и мышцах, что в результате скажется на жизненной активности и работоспособности человека. В результате длительной безуглеводной диеты запасы гликогена в печени снижаются почти к нулю. Мышечные резервы истощаются во время интенсивных силовых тренировок.

Минимальная суточная доза гликогена составляет от 100 г и выше. Но эту цифру важно увеличить при:

• интенсивных физических нагрузках;
• усиленной умственной деятельности;
• после «голодных» диет.

Напротив, осторожно к пище, богатой углеводами, стоит отнестись лицам с дисфункцией печени, недостатком ферментов.

Пища для накопления гликогена

Как утверждают исследователи, для адекватного накопления гликогена примерно 65 % калорий организм должен получать из углеводных продуктов. В частности, для восстановления запасов животного крахмала важно ввести в рацион хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.

Лучшие источники гликогена: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка, соки из фруктов.

Влияние гликогена на вес тела

Ученые определили, что во взрослом организме может накопиться около 400 граммов гликогена. Но также ученые определили и то, что каждый грамм резервной глюкозы связывает примерно 4 грамма воды. Вот и получается, что 400 г полисахарида – это примерно 2 кг гликогенного водного раствора. Этим объясняется обильное потоотделение во время тренировок: организм расходует 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 расходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Один литр воды, как известно, – это 1 кг веса. 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 по-настоящему эффективного похудения врачи советуют не только пересматривать рацион (отдавать предпочтение протеинам), но и усиливать физические нагрузки, которые ведут к быстрому израсходованию гликогена. Кстати, исследователи рассчитали, что 2-8 минут интенсивных кардиотренировок достаточно для использования запасов гликогена и потери лишнего веса. Но эта формула подходит исключительно лицам, не имеющим кардиологических проблем.

Дефицит и излишек: как определить

Организм, в котором, содержатся лишние порции гликогена, скорее всего, сообщит об этом сгущением крови и нарушениями работы печени. У людей с чрезмерными запасами этого полисахарида также случаются сбои в работе кишечника, увеличивается вес тела.

Но и нехватка гликогена не проходит для организма бесследно. Дефицит животного крахмала может послужить причиной эмоционально-психических нарушений. Возникают апатии, депрессивные состояния. Также заподозрить истощение энергетических резервов можно у людей с ослабленным иммунитетом, плохой памятью и после резкой потери мышечной массы.

Гликоген – важный резервный источник энергии для организма. Его недостаток – это не только снижение тонуса и упадок жизненных сил. Дефицит вещества скажется на качестве волос, кожи. И даже потеря блеска в глазах – это также результат нехватки гликогена. Если вы заметили у себя симптомы недостатка полисахарида, самое время подумать об усовершенствовании своего рациона.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Переводчик: Татьяна Архарова

Редактор: Вероника Рис

Источник: NCBI

Во время интенсивных упражнений и длительных физических нагрузок мышечный гликоген расщепляется, высвобождая молекулы глюкозы. Затем в результате анаэробных и аэробных процессов эти молекулы окисляются мышечными клетками с образованием молекул аденозинтрифосфата (АТФ), необходимых для сокращения мышц. Скорость, с которой разрушается мышечный гликоген, зависит, прежде всего, от интенсивности физической активности.

Рекомендуемая суточная норма потребления углеводов у взрослых мужчин и женщин, ведущих сидячий образ жизни, составляет около 130 г. Эта величина зависит от продолжительности и интенсивности упражнений. Например, в дни с небольшой физической активностью для восстановления мышц и гликогена мышечная ткань требует значительно меньше углеводов, чем в более тяжёлые тренировочные дни. По этой причине текущие рекомендации по потреблению углеводов у спортсменов варьируются в зависимости от ежедневной нагрузки. Однако спортсмены часто не потребляют достаточного количества углеводов. 

Гликоген хранится в цитозоле клеток, занимая 2% объёма клеток сердца, 1-2% объёма клеток скелетных мышц и 5-6% объёма клеток печени. Ни кратковременное голодание, ни длительное сидячее положение не влияют на запасы гликогена в мышцах, хотя гликоген в сердечной мышце может увеличиваться во время голодания, поскольку аминокислоты и глицерин преобразуются в глюкозу и сохраняются в виде гликогена, чтобы обеспечить сердце достаточными запасами энергии. 

Для подготовки организма к последующим тренировкам и соревнованиям важно, чтобы запасы гликогена в мышцах и печени были восполнены. Данная статья обобщает рекомендации по питанию, тренировкам и восстановлению у спортсменов и людей, занимающихся регулярной физической активностью. Во время интенсивных тренировок глюкоза в крови и мышечный гликоген являются основными видами «топлива», которые окисляются для получения АТФ. 

Помимо человеческих клеток мышц и печени, гликоген в небольших количествах накапливается в клетках мозга, сердца, клетках гладких мышц, почек, эритроцитах и лейкоцитах и даже жировых клетках. При нормальных условиях глюкоза — единственное топливо, которое мозг использует для производства АТФ; в состоянии покоя приблизительно 60% глюкозы в крови метаболизируется мозгом. 

Поскольку мозгу требуется глюкоза, крайне важно поддерживать эугликемию (нормальную концентрацию глюкозы в крови) во время отдыха и физических упражнений. Чтобы обеспечить достаточный запас глюкозы в мозге, печень выделяет глюкозу в кровоток. 

Использование мышечного гликогена во время упражнений снижает поглощение глюкозы из крови, тем самым помогая поддерживать уровень глюкозы в крови при отсутствии потребления углеводов. Достаточное потребление углеводов во время упражнений помогает поддерживать запасы гликогена в печени, и, как сообщается, экономит гликоген в мышечных клетках типа II (быстро сокращающихся). 

В 1920-х годах стало очевидно, что углеводы важны для тренировки мышц, что концентрация глюкозы в крови связана с усталостью и что увеличение потребления углеводов перед соревнованием, а также употребление леденцов во время него, предотвратило слабость и усталость. Несмотря на эти наблюдения и гораздо более раннее открытие гликогена в 1858 году, связь между содержанием углеводов в рационе, мышечным гликогеном и физической нагрузкой не была подтверждена до 1960-х годов.

Содержание гликогена во всем организме составляет приблизительно 600 г, и эта цифра варьируется в зависимости от массы тела, диеты, физической формы и физических упражнений. Во время интенсивных и длительных упражнений содержание гликогена в мышечных клетках может быть существенно ниже, но не падает менее 10% от начальных данных.

Роль гликогена

Мышечный гликоген — это не только источник энергии, но также и регулятор сигнальных путей, участвующих в тренировочной адаптации и влияющим на внутриклеточную осмоляльность. Измерение запасов гликогена в мышцах возможно благодаря методике мышечной биопсии.

Факторы, влияющие на запасы гликогена 

Запасы гликогена в печени и мышцах уменьшаются при физической нагрузке: чем дольше и интенсивнее активность, тем больше скорость и общее снижение запасов гликогена. Богатая углеводами диета приводит к постепенной суперкомпенсации запасов мышечного гликогена. 

Рисунок 1. Метаболизм гликогена в состоянии покоя и во время упражнений

Сокращение запасов гликогена в мышцах, которое происходит во время упражнений, является основным движущим фактором для последующего гликогенеза. После тренировки восстановление мышечного гликогена происходит в два этапа. 

На первом этапе синтез гликогена быстрый — 12-30 ммоль/г массы/ч, — не требуется инсулин и длится он 30-40 минут, если истощение гликогена значительное. Вторая фаза зависит от инсулина и протекает медленнее при эугликемии — 2-3 ммоль/г массы/час, — скорость которой может быть увеличена при дополнительном потреблении углеводов. 

Во время многих упражнений высвобождение инсулина притупляется, а адреналин выделяется надпочечниками. Скорость деградации гликогена (гликогенолиза) зависит от интенсивности упражнений. 

Измерение концентрации гликогена 

У тренированных и сытых спортсменов концентрация гликогена в мышцах составляет примерно 150 ммоль/кг массы после, по крайней мере, 8-12 часов отдыха. Она может достигать уровней 200 ммоль/кг массы у хорошо подготовленных, отдохнувших спортсменов после нескольких дней на высокоуглеводных диетах, а после длительных интенсивных тренировок гликоген в мышцах может упасть до <50 ммоль/кг массы. 

Когда гликоген в мышцах падает до <70 ммоль/кг массы, нарушается высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума. На рисунке 2 показано, как уровни мышечного гликогена могут меняться в течение 4 дней тяжелых тренировок, за которыми следуют 2 дня тренировок в среднем темпе.

Рисунок 2. Изменение уровней гликогена в мышцах

Поскольку ресинтез мышечного гликогена является относительно медленным процессом, спортсмены обычно тренируются со средними запасами мышечного гликогена. Всякий раз, когда запасы гликогена в мышцах уменьшаются в результате физической активности, потребление адекватного количества углеводов требуется для восстановления гликогена до нормального уровня или выше (суперкомпенсация). 

Для полного восстановления гликогена в течение 24 часов, как правило, требуется скорость 5-6 ммоль/кг массы/час. 

Запасы гликогена

У спортсменов, которые тренируются большую часть дня, скорее всего, запасы мышечного гликогена редко полностью восполняются. Sherman с коллегами обнаружили различия между участниками, которые на протяжении 7 дней тренировок придерживались умеренной или высокоуглеводной диеты. Запасы гликогена на должном уровне сохранялись при высокоуглеводной диете, тогда как у тех, кто придерживался умеренно-углеводной диеты, количество гликогена было снижено на 30-36%.

Время потребления углеводов после физической активности очень важно во время тренировок и соревнований, требующих больших усилий в течение одного дня. Если двухчасовая тренировка снижает содержание гликогена в мышцах на 75 ммоль/кг массы, и у спортсмена есть 6 часов отдыха перед следующей тренировкой, то 1,0-1,2 г углеводов/кг массы тела в час теоретически восстанавливают 80% окисленного гликогена. 

Если гликоген падает до 40 ммоль/кг веса, а достаточное количество углеводов с высоким гликемическим индексом принимается сразу после тренировки и с 30-минутными интервалами, то запасы гликогена могут полностью восстановиться через 4 или 5 часов. С другой стороны, если гликоген снизился до 150 ммоль/кг веса, для полного восстановления может потребоваться около 24 часов, поскольку максимальная скорость синтеза гликогена (10 ммоль/кг веса/час) поддерживается только приблизительно в течение 4 часов. 

Тип углеводов

В своём обзоре литературы Burke и другие исследователи пришли к выводу, что долгосрочное восстановление гликогена, например, ≥24 ч, не зависит от времени или типа углеводов. Это правда, что фруктоза лучше влияет на восстановление гликогена в печени, а глюкоза положительно влияет на мышечный гликоген, но большинство физически активных людей обычно потребляют достаточное количество фруктозы и глюкозы из продуктов и напитках. 

Углеводы в твёрдой и жидкой форме связаны с одинаковыми скоростями синтеза гликогена, поэтому спортсмены могут самостоятельно выбрать, как именно получать углеводы: из еды или напитков. 

Продукты с высоким гликемическим индексом

Вскоре после тренировки потребление продуктов с высоким гликемическим индексом (ГИ) может ускорить восстановление мышечного гликогена. Потребление углеводов с высоким ГИ эффективно для увеличения запасов гликогена в мышцах после тренировки. Burke с коллегами сообщают, что диета с высоким ГИ привела к лучшему восстановлению мышечного гликогена. 

Потребление продуктов с высоким ГИ важно в тех случаях, когда критически важен быстрый ресинтез мышечного гликогена. Как это часто бывает в науке, необходимы дополнительные исследования для выяснения условий, в которых потребление продуктов с высоким ГИ способствует восстановлению и повышению синтеза гликогена. 

Крахмалосодержащие продукты

Картофель, кукуруза и ячмень содержат много амилопектина и мало амилозы. Амилопектин менее устойчив к пищеварению, поскольку его глюкозные цепи более разветвлены по сравнению с амилозой. По этой причине крахмалы были изучены, чтобы оценить, как они влияют на метаболизм гликогена и физическую активность. 

С точки зрения здоровья, углеводы, полученные из необработанных или минимально обработанных цельных зёрен, овощей, бобов, молочных продуктов и фруктов, также содержат множество витаминов и минералов, клетчатку и многие важные нутриенты. 

Для людей, которые физически активны ежедневно, потребности в энергии могут легко превысить 3000 ккал/день, что приведёт к увеличению потребления с пищей углеводов, белков и широкого спектра микронутриентов. Увеличение потребления картофеля и злаковых может помочь обеспечить адекватное потребление питательных веществ, важных для здоровья, восстановления, адаптации и роста. 

Кетоз 

Голодание между приёмами пищи, во время сна или даже в течение более продолжительных периодов времени, оказывает минимальное влияние на концентрацию гликогена в мышцах у отдыхающих спортсменов, поскольку мышечный гликоген не является основным источником энергии в состоянии покоя. Длительное голодание и диеты с очень низким содержанием углеводов приводят к кетозу (кетоацидозу). 

В обзоре за 2017 год авторы пришли к выводу, что имеющиеся данные того, что кетоз может улучшить работоспособность или пополнить запасы гликогена, не убедительны. Необходимы дополнительные исследования для дальнейшего выяснения метаболических и функциональных реакций на кетоз, вызванных голоданием или длительной диетой с низким содержанием углеводов. Потребление белков с углеводами может быть полезным для стимуляции гликогенеза в течение нескольких часов после тренировки. 

Потребление белка также вызывает повышение концентрации инсулина в крови, что усиливает инсулинемическую реакцию на поступление углеводов, увеличивая скорость выработки гликогена. Важно, что при потреблении достаточного количества углеводов (>1,0 г/кг массы тела/час) добавление белков не способствует улучшению гликогенеза. 

Возраст и пол 

Мужчины и женщины, по-видимому, восстанавливают мышечный гликоген с одинаковой скоростью после тренировки при условии, что потребляется достаточное количество углеводов. У пожилых людей регулярные физические упражнения увеличивают содержание ГЛЮТ-4 и гликогена в скелетных мышцах, однако гликоген в состоянии покоя не увеличивается до уровня, наблюдаемого у молодых людей. Doering с коллегами сообщили, что у спортсменов в возрасте 55+ лет скорость восстановления мышц ещё медленнее.

Питание

К пище, богатой питательными веществами и с высоким содержанием углеводов, относятся зерновые — крупы, рис, макароны, хлеб и т. д., — большинство фруктов, некоторые овощи, особенно крахмальные, такие как картофель, бобы и горох, а также молочные продукты. Фрукты и молочные продукты содержат простые сахара, а также богаты основными питательными веществами. Фрукты — хороший источник пищевых волокон, витаминов, минералов и воды, а молочные продукты — хороший источник кальция, витамина D и калия. 

Заключение

Высокоуглеводная диета остаётся научно обоснованной рекомендацией для спортсменов, которые ежедневно занимаются. Суперкомпенсация гликогена является результатом отдыха, уменьшения числа или интенсивности тренинга и потребления углеводов. 

После тяжёлых тренировок питательные, богатые углеводами продукты, такие как картофель, макаронные изделия, зерновые, овощи и фрукты, являются важными источниками углеводов, которые могут быстро перевариваться и использоваться мышцами и печенью для восстановления гликогена. Потребление углеводов с высоким гликемическим индексом вскоре после тренировки может максимизировать и поддерживать скорость синтеза гликогена. 

Для тех, кто занимается регулярными физическими упражнениями, требуется восстановление запасов гликогена в мышцах и печени каждый день. Если запасы гликогена в мышцах достигают критически низкого уровня, силы быстро заканчиваются. 

Дополнительно: о том, в чём разница между сухой массой тела и мышечной массой можно прочитать в этой статье.