Alle biochemische activiteit van een dierlijke celkan worden beschreven door twee werkwoorden: "opslaan" en "besteden". Hoe jonger het lichaam, hoe meer de processen van synthese en opslag van organische stoffen zullen prevaleren boven hun splitsing en consumptie. De verklaring is simpel: om te groeien en je lichaam te "bouwen" heb je veel plastic materiaal nodig en natuurlijk energie. De belangrijkste bouwsteen van de cel is proteïne en de dominante energieproducerende verbinding is glycogeen.
Het wordt beschouwd als een opslagkoolhydraat dat wordt gereserveerd in de cellen van de lever en skeletspieren van alle zoogdieren, zowel dieren als mensen. Dit werk zal worden gewijd aan de studie van de eigenschappen ervan.
Wat en waar slaan we op
Op het niveau van de dierlijke cel, organische stofworden gesynthetiseerd en geaccumuleerd in zijn structurele eenheden - organellen. Eiwitten worden gesynthetiseerd in ribosomen, lipiden en koolhydraten - in de kanalen van het gladde endoplasmatisch reticulum. In het lichaam van zoogdieren hopen de reserves van organische stoffen zich op in skeletspieren, lever, onderhuids vetweefsel en omentum. Het opslagkoolhydraat van dieren is glycogeen, dat wordt gesynthetiseerd uit glucose in het bloed.
Het wordt gevormd als een product van voedselverspillingproducten, waaronder allereerst plantaardig zetmeel: brood, aardappelen, rijst. Deze stoffen worden afgebroken in de mond, maag en ook in de twaalfvingerige darm. Het is daarin dat hun belangrijkste verval plaatsvindt. De resulterende glucose wordt geabsorbeerd in de bloedcapillairen van de villi van de dunne darm en vervolgens door het bloed naar de spieren en lever gebracht, waar de reserve koolhydraten van dieren en mensen worden gesynthetiseerd.
Wat is glycogeen
Hoewel de naam van de stof een deel van het woord bevat"Glycos", wat "zoet" betekent in het Grieks, heeft bijna geen smaak. Hoogstwaarschijnlijk geeft deze naam aan dat het behoort tot de klasse van complexe koolhydraten die glucoseresten bevatten, erg zoet van smaak. Glycogeen is een wit, structuurloos poeder. Het is hydrofiel en vormt een melkachtige colloïdale oplossing. Als opslagkoolhydraat in een dierlijke cel ondergaat het polysaccharide in verschillende fasen hydrolyse in een zuur medium. De producten van zijn interactie met water zijn dextrines, dan maltose en tenslotte glucose. Als polymeer is glycogeen een mengsel van vertakte moleculen met verschillende gewichten.
Biochemische eigenschappen
We hebben vastgesteld dat glycogeen dat isopslagkoolhydraat van de dierlijke cel. Reservestoffen van dit type ondergaan twee onderling tegengestelde processen in het cytoplasma van hepatocyten, leukocyten en myocyten. De eerste is dissimilatie, wat leidt tot het vrijkomen van glucosemoleculen, en de tweede is assimilatie, die overtollige glucose omzet in een opslagpolymeer, glycogeen. Het hoopt zich op in het lichaam en is een opslagplaats van energie die wordt gebruikt in het leven van dieren en mensen.
Hoe dierlijk zetmeel wordt gesynthetiseerd
Bedenk dat, vanuit chemisch oogpunt, hetis een verbinding met een hoog molecuulgewicht - een polymeer, waarvan de monomeren α-d glucoseresiduen zijn. Om ze aan elkaar te laten binden door glycosidebindingen, is activering nodig, dat wil zeggen: "rocken" van de sigma-bindingen van het koolstofskelet van hexose. Dit wordt bereikt in de zogenaamde hexokinasereactie. Het opslagkoolhydraat van dieren wordt gesynthetiseerd uit glucose-6-fosfaat. Deze stof is een product van de hexokinasereactie. Het enzym dat het bovengenoemde mechanisme katalyseert, bevindt zich in het cytoplasma van niercellen, de slijmlaag van de dunne darm en lever van dieren en mensen.
Afbraak van glycogeen
Zoals we eerder ontdekten, zit de opslag van koolhydraten erinde dierlijke cel is zetmeel - glycogeen. Biochemische studies hebben aangetoond dat de afbraak ervan niet kan plaatsvinden zonder de deelname van een specifiek enzym - fosforylase. Het werkt in een zure omgeving in aanwezigheid van anorganische fosfaatmoleculen. Het enzym zelf wordt actief onder invloed van het pancreashormoon glucagon. Zijn aanwezigheid in het bloed geeft aan dat het glucosegehalte daarin laag is. Daarom mobiliseert het dierlijke organisme de bronnen van een opslagkoolhydraat - glycogeen en begint het af te breken om een extra portie glucose te verkrijgen.
Dit proces wordt glycogenolyse genoemd. Neurofysiologen hebben ontdekt dat stresshormonen - adrenaline en noradrenaline, geproduceerd door de bijnieren, ook glycogenolyse veroorzaken.
De lever en zijn rol in het metabolisme van koolhydraten
In de biologie is dit de grootste spijsverteringde zoogdierklier wordt een biochemische fabriek genoemd. Er vinden inderdaad veel enzymatische reacties plaats, die het metabolisme en de energie, dat wil zeggen het metabolisme, verzekeren. Zoals bekend is glycogeen een opslagkoolhydraat in een dierlijke cel. De afbraak ervan leidt snel tot verzadiging van het bloed met glucose - de belangrijkste energiebron voor alle zoogdieren en mensen.
Verloren dierlijk zetmeel wordt aangevuld in hunorganismen door zetmeelrijke voedingsmiddelen in te nemen: aardappelen, brood, rijst. Al deze producten worden afgebroken in het spijsverteringskanaal en de resulterende glucose komt in de bloedbaan en daaruit in cellen, vooral skeletspieren en lever. Ze synthetiseren dierlijk zetmeel onder invloed van een enzym - glucopyrofosforylase.
Welke processen vinden plaats in skeletspieren
Net als in de lever, in myocyten - spiercellen,dierlijk zetmeel hoopt zich op. Omdat de spiermassa veel groter is dan het gewicht van de lever, is het glycogeengehalte daarin veel hoger. Tijdens lichamelijke inspanning begint dierlijk zetmeel af te breken. Het melkzuur dat door glycolyse wordt geproduceerd, komt vrij in de bloedbaan en wordt naar lever- en niercellen getransporteerd. Daarin wordt van elke twee melkzuurmoleculen één mol glucose gesynthetiseerd, die vervolgens wordt omgezet in een reservepolysaccharide. De reactie vindt plaats met behulp van de energie van ATP. Het opslagkoolhydraat van een dierlijke cel is dus glycogeen dat wordt geaccumuleerd door myocyten, hepatocyten, cellen van de niercortex, myocardium en longcellen.
De rol van enzymen in het metabolisme van dierlijk zetmeel
Zoals eerder vermeld, opslag koolhydratendierlijke cellen worden glycogeen genoemd. Als resultaat van twee onderling tegengestelde richtingen in het metabolisme: splitsing en synthese, neemt het ook deel aan deze reacties. Onderlinge omzetting van glucose in glycogeen en vice versa is alleen mogelijk met de deelname van een complex enzymatisch systeem aan deze reacties. Het omvat katalysatoren van glycogenese, zoals: fosfoglucomutase (zet glucose-6-fosfaat om in glucose-1-fosfaat) en UDP-glucopyrofosforylase (zorgt voor onomkeerbaarheid van glycogeensynthese). Splitsingsreacties treden op in aanwezigheid van glycogeenfosforylase en nog twee enzymen die achtereenvolgens zijtakken in glycogeenketens splitsen. Het systeem van alle bovengenoemde enzymen werkt alleen in op de uitwisseling van glycogeen in een heterotrofe diercel, daarom is het juiste antwoord op de testvraag: een opslagkoolhydraat in een diercel is: 1. Zetmeel, 2 Glycogeen? - er komt erkenningsnummer 2.
Stoornissen van het koolhydraatmetabolisme en de gevolgen ervan
Op basis van de bovenstaande feiten hadden weHet bleek dat glycogeen een koolhydraat is om in een dierlijke cel op te slaan. Stoornissen in de uitwisseling kunnen worden veroorzaakt door twee soorten redenen. De eerste zijn fouten in voeding en levensstijl, de tweede zijn aangeboren afwijkingen in het werk van het enzymatische systeem van het lichaam. De reeks enzymen die eraan verwant zijn, is verantwoordelijk voor zowel de afbraak van dierlijk zetmeel als voor de vorming ervan uit glucose in het bloed. Daarom ontstaan pathologieën zowel in de reacties van plastic als in energiemetabolisme. Ze worden glycogenosen genoemd. Zoals hierboven gedefinieerd, is het opslagkoolhydraat in de dierlijke cel glycogeen, dat zich voornamelijk ophoopt in de lever en skeletspieren. Daarom zijn er twee soorten syndromen: spier- en hepatische etiologie. De eerste groep omvat de ziekte van McArdle. De patiënt maakt geen fosforylase-enzym aan. Dit leidt tot het verschijnen in de urine van een chromoproteïne - myoglobine, dat vrijkomt bij zwaar lichamelijk werk. Als gevolg hiervan wordt spierweefsel vernietigd en treden krampen op.
Leversyndromen omvatten de ziekte van Gierke.Het komt het meest voor vanaf de kindertijd. Patiënten in de levercellen missen een enzym dat het product van de primaire afbraak van glycogeen omzet in glucose, daarom wordt een zeer lage suikerspiegel (hypoglykemie) waargenomen in het bloed van de patiënt en verschijnt aceton in de urine, wat bedwelming van het lichaam veroorzaakt .
In dit artikel hebben we de mechanismen onderzocht van het metabolisme van dierlijk zetmeel - glycogeen, dat voorkomt in zoogdier- en menselijke cellen.
