Гликоген – синтез, натрупване и функции

Когато човешкото тяло се нуждае от енергия, то може да черпи от запасите си от гликоген. Но какво представлява той, как се създава и какви са функциите му? Тези въпроси ще разгледаме в настоящата статия.

Гликоген – какво представлява?

Гликогенът е полизахарид. Представлява верига от множество захарни молекули.

Когато консумираме въглехидрати, тялото ни ги превръща в глюкоза, която може да се използва за енергия. Глюкозата, от своя страна, се трансформира в гликоген – форма на захар, която може лесно да се съхранява от мускулите и черния дроб. Това е преобладаващата форма за складиране на глюкоза и въглехидрати при животните и хората.

Качеството на ястията, честотата, с която се храним и нивото на физическата активност влияят върху това как тялото съхранява и използва гликогена. Нисковъглехидратните режими, като например кето диета, както и усърдните упражнения изчерпват запасите му, и принуждават тялото да получава енергия от мастните си депа.

Гликогенът не трябва да се бърка с хормона глюкагон, който също е важен за метаболизма на въглехидратите и контрола на кръвната захар.

Защо е важен?

Гликогенът е незаменим за спортуващите, но ние имаме много ограничен капацитет да го складираме. Въглехидратите, например, представляват само около 1-2% от общите енергийни запаси в тялото. По-голямата част от тях се съхранява в мускулите (80%) и черния дроб (14%), а около 6% се запазва в кръвта като глюкоза.

Въпреки ограничения си капацитет, гликогенът е от решаващо значение за производството на енергия на всички нива. В покой мускулният гликоген се използва за около 15-20% от производството на енергия. При умерена натовареност (~55-60% от максимума) използването му може да се повиши до 80-85% и това се увеличава още повече при по-висока интензивност на упражненията.

Аеробната издръжливост (свързана с наличие на кислород) е в пряка зависимост от първоначалните гликогенови запаси в мускулите. От това следва, че интензивните тренировки не могат да бъдат поддържани, след като тези запаси са изчерпани, а усещането за умора върви успоредно с намаляване на гликогена.

Синтез и натрупване на гликоген

Повечето от въглехидратите, които приемаме, се превръщат в глюкоза – нашият основен източник на енергия. Когато тялото не се нуждае от гориво, глюкозните молекули се свързват заедно във вериги от 8 до 12 глюкозни единици, образуващи гликоген. Основният задействащ фактор за този процес е инсулинът.

Когато консумираме храна, съдържаща въглехидрати, нивото на кръвната глюкоза се повишава. Това е своеобразен отговор на организма. Повишената глюкоза сигнализира на панкреаса да произвежда инсулин. Този хормон помага на клетките да поемат глюкозата от кръвния поток, за да я съхранят или използват като източник на енергия.

Инсулинът също така стимулира черния дроб и мускулните клетки да произвеждат ензим, който свързва веригите глюкоза в полизахарид. Гликогенът, складиран в мускулите, се използва предимно от самите мускули, докато този в черния дроб се разпределя в цялото тяло, като най-голяма част се насочва към главния и гръбначния мозък.

Как се използва от тялото?

Във всеки един момент в кръвта има определено количество глюкоза. Когато нивото й започне да спада, било то заради пропуснато хранене или тренировка, нивата на инсулин в кръвта също се понижават.

Когато това се случи, ензим, наречен фосфорилаза, започва да разгражда гликогена, за да снабди тялото с глюкоза. Именно тя се превръща в основния енергиен източник на тялото.

Гликогенът може да бъде освободен от черния дроб поради редица причини, включително:

• в отговор на стресови ситуации
• при повишена глюкоза след сутрешно събуждане (този процес е известен като феномен на зората)
• в отговор на ниска кръвна захар
• за подпомагане на храносмилането

В тези ситуации, когато тялото чувства, че е необходима допълнителна захар в кръвта, панкреасът освобождава хормона глюкагон, който задейства превръщането на гликогена в глюкоза за освобождаване в кръвния поток.

Как гликогенът е свързан с хранителния режим?

Това, което консумираме, а също и активността на движенията ни влияят върху производството на гликоген. Ефектите са особено изразени, ако човек следва нисковъглехидратна диета, при която е ограничен основният източник за синтез на глюкоза.

При спазване на кето диета, която лимитира въглехидратния прием до 5-10% от цялото количество хранителни съставки, се проявяват някои симптоми, наричани „кето грип“.

Умора и затруднена мисловна дейност

Когато за първи път започнете диета с ниско съдържание на въглехидрати, запасите от гликоген в тялото могат да бъдат силно изчерпани и може да изпитате симптоми като умора и замъглен ум, трудности при концентрация и други. След като организмът се приспособи и започне да обновява запасите си, тези симптоми трябва постепенно да намаляват.

„Водно“ тегло

При почти всяка диета за отслабване първоначално може да отбележите бърз спад на килограми. След определен период от време това става плавно, а в някои моменти дори се забавя.

Явлението отчасти се дължи на гликогенния състав, който също съдържа вода. Бързото му изчерпване в началото на диетата предизвиква изхвърляне на течности. С течение на времето запасите се обновяват и водното тегло започва да се връща.

Затова е важно да се знае, че постигнатите в началото резултати идват не от стопени мазнини, а от изхвърлена вода, като по тази причина са временни. Топенето на мазнини се случва впоследствие.

Гликоген и физически упражнения

Ако тренирате усилено, има няколко основни стратегии, които спортистите за издръжливост използват, за да избегнат намалена производителност:

• Зареждане с въглехидрати: Някои спортисти поемат наднормени количества въглехидрати преди състезание за по-добра издръжливост. Макар допълнителните въглехидрати да осигуряват достатъчно гориво, този метод е все по-отричан, тъй като може да доведе и до прекомерно задържане на вода и проблеми с храносмилането.

• Следване на нисковъглехидратна кетогенна диета: режимът с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на въглехидрати може да постави тялото в кето-адаптивно състояние. При такъв начин на хранене организмът започва да разгражда натрупани мазнини за енергия и да разчита по-малко на глюкозата като източник на гориво.

Функции на гликогена

Основна негова функция е да поддържа физиологична концентрация на глюкоза в кръвта. Но само чернодробният гликоген директно допринася за освобождаването на глюкоза в кръвта. Съдържанието му намалява бързо по време на гладуване и се редуцира с приблизително 65% след 24-часово гладуване.

Скелетните мускули не са в състояние да отделят глюкоза (тъй като в мускулите липсва глюкоза 6-фосфатаза) и мускулният гликоген е основно локален енергиен субстрат за тренировки.

В сърцето и мозъка гликогенът може да генерира анаеробна енергия по време на краткотраен кислороден дефицит.

Съхранение на гликоген при диабет

В здраво тяло панкреасът реагира на по-високи нива на кръвна глюкоза, например в отговор на хранене, като отделя инсулин. Той редуцира нивата на кръвната захар, като подтиква черния дроб и мускулите да поемат глюкоза от кръвта и да я съхраняват като гликоген.

Хората с диабет или не произвеждат достатъчно собствен инсулин и/или техният инсулин не се усвоява от клетките. В резултат на това панкреасът може да не е в състояние да реагира резултатно при повишаване на кръвната глюкоза.