Al biokemisk aktivitet af en dyrecellekan beskrives med to verb: "butik" og "bruge". Jo yngre kroppen er, desto mere vil processerne til syntese og opbevaring af organiske stoffer sejre over deres nedbrydning og forbrug. Forklaringen er enkel: at vokse og "opbygge" din krop, du har brug for en masse plastmateriale og selvfølgelig energi. Celleens vigtigste byggesten er protein, og den dominerende energigivende forbindelse er glycogen.
Det betragtes som et opbevarende kulhydrat, der er reserveret i cellerne i leveren og knoglemusklerne hos alle pattedyr, både dyr og mennesker. Dette arbejde vil blive brugt til undersøgelse af dets egenskaber.
Hvad og hvor lager vi
På niveau med dyrecellen organisk stofsyntetiseres og akkumuleres i dens strukturelle enheder - organeller. Proteiner syntetiseres i ribosomer, lipider og kulhydrater - i kanalerne i det glatte endoplasmatiske retikulum. I kroppen af pattedyr akkumuleres reserverne af organisk stof i skeletmuskler, lever, subkutant fedtvæv og omentum. Opbevaringskulhydratet hos dyr er glykogen, der syntetiseres ud fra glukose i blodet.
Det er dannet som et produkt til spredning af madprodukter, der først og fremmest indeholder vegetabilsk stivelse: brød, kartofler, ris. Disse stoffer nedbrydes i munden, maven og også i tolvfingertarmen. Det er i det, at deres vigtigste forfald sker. Den resulterende glukose absorberes i blodkapillærerne i villi i tyndtarmen og føres derefter af blodet til muskler og lever, hvor reservekulhydratet fra dyr og mennesker syntetiseres.
Hvad er glycogen
Selvom navnet på stoffet indeholder en del af ordet"Glycos", som på græsk betyder "sød", har næsten ingen smag. Mest sandsynligt angiver dette navn, at det hører til klassen af komplekse kulhydrater, der indeholder glukoserester, virkelig sød i smagen. Glykogen er et hvidt, strukturelt pulver. Det er hydrofil og danner en kolloid opløsning svarende til mælk. Som opbevaringskulhydrat i en dyrecelle gennemgår polysaccharidet hydrolyse i et surt medium i flere trin. Produkterne fra dets interaktion med vand er dextriner, derefter maltose og til sidst glukose. Som en polymer er glycogen en blanding af forgrenede molekyler med varierende vægt.
Biokemiske egenskaber
Vi har konstateret, at glycogen er detopbevaring af kulhydrat i dyrecellen. Reserve-stoffer af denne type gennemgår to indbyrdes modsatte processer i cytoplasma af hepatocytter, leukocytter og myocytter. Den første er dissimilering, som fører til frigivelse af glukosemolekyler, og den anden er assimilering, der omdanner overskydende glukose til en lagringspolymer - glycogen. Det ophobes i kroppen og er et lager af energi, der bruges i dyrenes og menneskers liv.
Hvordan dyrestivelse syntetiseres
Husk, at det fra et kemisk synspunkter en højmolekylær forbindelse - en polymer, hvis monomerer er a-d glukoserester. For at de kan binde sig til hinanden ved hjælp af glykosidiske bindinger er aktivering nødvendig, det vil sige "rystning" af sigmabindingerne i carbonskelettet af hexose. Dette opnås ved den såkaldte hexokinase-reaktion. Opbevaringskulhydratet fra dyr syntetiseres ud fra glucose-6-phosphat. Dette stof er et produkt af en hexokinase-reaktion. Et enzym, der katalyserer ovennævnte mekanisme, er indeholdt i cytoplasma i nyreceller, slimhindelaget i tyndtarmen og leveren hos dyr og mennesker.
Nedbrydning af glykogen
Som vi fandt ud tidligere, lagrede kulhydratet idyrecellen er stivelse - glycogen. Biokemiske undersøgelser har konstateret, at dets nedbrydning ikke kan forekomme uden deltagelse af et specifikt enzym - phosphorylase. Det fungerer i et surt miljø i nærvær af uorganiske fosfatmolekyler. Enzymet i sig selv bliver aktivt under påvirkning af pancreashormonet - glukagon. Dens tilstedeværelse i blodet indikerer, at glukoseniveauet i det er lavt. Derfor mobiliserer dyreorganismen ressourcerne i et opbevarende kulhydrat - glykogen og begynder at nedbryde det for at få en yderligere portion glukose.
Denne proces kaldes glycogenolyse. Neurofysiologer har fundet, at stresshormoner - adrenalin og noradrenalin, produceret af binyrerne, også fremkalder glycogenolyse.
Leveren og dens rolle i kulhydratmetabolismen
I biologi er denne største fordøjelsessystempattedyrskirtlen kaldes en biokemisk fabrik. Faktisk finder der en masse enzymatiske reaktioner sted i det, hvilket sikrer metabolisme og energi, det vil sige metabolisme. Som det allerede er kendt, er glycogen et opbevaringskulhydrat i en dyrecelle. Dens nedbrydning fører hurtigt til mætning af blod med glukose - den vigtigste energikilde for alle pattedyr og mennesker.
Mistet dyrestivelse genopfyldes i deresorganismer ved indtagelse af stivelsesholdige fødevarer: kartofler, brød, ris. Alle disse produkter nedbrydes i fordøjelseskanalen, og den resulterende glukose kommer ind i blodomløbet og derfra - ind i celler, især knoglemuskler og lever. De syntetiserer animalsk stivelse under virkning af et enzym - glucopyrophosphorylase.
Hvilke processer foregår i skeletmuskler
Som i leveren, i myocytter - muskelceller,dyrestivelse ophobes. Da muskelmasse er meget større end leverens vægt, er glycogenindholdet i dem meget højere. Under fysisk aktivitet begynder dyrestivelse at nedbrydes. Mælkesyren produceret ved glykolyse kommer ind i blodomløbet og transporteres til lever- og nyreceller. I dem syntetiseres en mol glucose for hver to molekyler mælkesyre, der derefter omdannes til et reservepolysaccharid. Reaktionen finder sted ved hjælp af ATP's energi. Opbevaringskulhydratet i en dyrecelle er således glycogen akkumuleret af myocytter, hepatocytter, renal cortexceller, myocardium og lungeceller.
Enzymernes rolle i metabolismen af animalsk stivelse
Som tidligere nævnt, opbevaring af kulhydratdyreceller kaldes glycogen. Som et resultat af to indbyrdes modsatte retninger i metabolismen: spaltning og syntese deltager den også i disse reaktioner. Gensidig omdannelse af glukose til glycogen og vice versa er kun mulig med deltagelse af et komplekst enzymatisk system i disse reaktioner. Det inkluderer katalysatorer af glycogenese, såsom: phosphoglucomutase (omdanner glukose-6-phosphat til glucose-1-phosphat) og UDP-glucopyrophosphorylase (giver irreversibilitet af glycogensyntesen). Spaltningsreaktioner forekommer i nærværelse af glycogenphosphorylase og to yderligere enzymer, som sekventielt spalter sidegrener i glycogenkæder. Systemet med alle ovennævnte enzymer virker kun på udveksling af glykogen i en heterotrof dyrecelle, derfor er det rigtige svar på testspørgsmålet: opbevaring af kulhydrat i en dyrecelle er: 1. Stivelse, 2 glykogen? - der vil være godkendelse nummer 2.
Forstyrrelser i kulhydratmetabolismen og dens konsekvenser
Baseret på ovenstående kendsgerninger, havde videt blev konstateret, at glycogen er et opbevaringskulhydrat i en dyrecelle. Forstyrrelser i dets udveksling kan være forårsaget af to typer af årsager. Den første er fejl i ernæring og livsstil, den anden er medfødte defekter i arbejdet i kroppens enzymatiske system. Sættet med enzymer, der er relateret til det, er både ansvarlig for nedbrydningen af animalsk stivelse og for dens dannelse fra glukose i blodet. Derfor opstår patologier både i reaktionerne ved plastisk og energimetabolisme. De kaldes glycogenoser. Som defineret ovenfor er opbevaringskulhydratet i dyrecellen glykogen, som primært ophobes i lever- og knoglemuskler. Der er derfor to typer syndromer: muskel- og leveretiologi. Den første gruppe inkluderer McArdles sygdom. Patienten producerer ikke phosphorylasenzymet. Dette fører til udseendet i urinen af et kromoprotein - myoglobin, som frigives under hårdt fysisk arbejde. Som et resultat ødelægges muskelvæv, og krampagtige tilstande vises.
Lever-syndromer inkluderer Gierkes sygdom.Det forekommer hyppigst fra spædbarn. Patienter i levercellerne mangler et enzym, der konverterer produktet fra den primære nedbrydning af glykogen til glukose, derfor observeres et meget lavt sukker niveau i patientens blod (hypoglykæmi), og der vises acetone i urinen, hvilket forårsager forgiftning af kroppen.
I denne artikel undersøgte vi mekanismerne til udveksling af animalsk stivelse - glycogen, der forekommer i celler fra pattedyr og mennesker.
