All biokjemisk aktivitet av en dyrecellekan beskrives av to verb: "lagre" og "bruke". Jo yngre kroppen er, desto mer vil prosessene for syntese og lagring av organiske stoffer gå foran splitting og forbruk. Forklaringen er enkel: å vokse og "bygge" kroppen din, trenger du mye plastmateriale og selvfølgelig energi. Hovedbygningen i cellen er protein, og den dominerende energigivende forbindelsen er glykogen.
Det regnes som et lagringskarbohydrat som er reservert i levercellene og skjelettmuskulaturen til alle pattedyr, både dyr og mennesker. Dette arbeidet vil bli viet til studiet av dets egenskaper.
Hva og hvor lager vi?
På nivået av dyrecellen, organisk materialeblir syntetisert og akkumulert i strukturelle enheter - organeller. Proteiner syntetiseres i ribosomer, lipider og karbohydrater - i kanalene til det glatte endoplasmatiske retikulumet. I kroppen til pattedyr akkumuleres reserver av organisk materiale i skjelettmuskler, lever, subkutant fettvev og omentum. Lagringskarbohydratet hos dyr er glykogen, som syntetiseres fra glukose i blodet.
Det er dannet som et produkt av spredning av matprodukter, som først og fremst inkluderer vegetabilsk stivelse: brød, poteter, ris. Disse stoffene brytes ned i munnen, magen og også i tolvfingertarmen. Det er i det at deres viktigste forfall oppstår. Den resulterende glukosen absorberes i blodkapillærene i tynntarmens villi og føres deretter av blodet til musklene og leveren, hvor reservekarbohydratet fra dyr og mennesker syntetiseres.
Hva er glykogen
Selv om stoffets navn inneholder en del av ordet"Glykos", som på gresk betyr "søt", den har nesten ingen smak. Mest sannsynlig indikerer dette navnet at det tilhører klassen av komplekse karbohydrater som inneholder glukosrester, veldig søte i smak. Glykogen er et hvitt, strukturløst pulver. Det er hydrofilt og danner en kolloidal løsning som ligner på melk. Som lagringskarbohydrat i en dyrecelle gjennomgår polysakkaridet hydrolyse i et surt medium i flere trinn. Produktene av samspillet med vann er dextriner, deretter maltose og til slutt glukose. Som polymer er glykogen en blanding av forgrenede molekyler med forskjellige vekter.
Biokjemiske egenskaper
Vi har slått fast at glykogen er detlagring karbohydrat av dyrecellen. Reserverte stoffer av denne typen gjennomgår to gjensidige motsatte prosesser i cytoplasmaet til hepatocytter, leukocytter og myocytter. Den første er dissimilering, noe som fører til frigjøring av glukosemolekyler, og den andre er assimilering, som omdanner overflødig glukose til en lagringspolymer - glykogen. Den akkumuleres i kroppen og er en lagring av energi som brukes i dyr og menneskers liv.
Hvordan dyrestivelse blir syntetisert
Husk at det, fra et kjemisk synspunkter en høymolekylær forbindelse - en polymer, hvis monomerer er α-d glukose rester. For at de skal binde seg til hverandre ved glykosidbindinger, er aktivering nødvendig, det vil si "vugge" av sigma-bindingene til heksosekarbonskjelettet. Dette oppnås i den såkalte heksokinasereaksjonen. Lagring karbohydrat fra dyr er syntetisert fra glukose-6-fosfat. Dette stoffet er et produkt av heksokinasereaksjonen. Enzymet som katalyserer ovennevnte mekanisme, er inneholdt i cytoplasmaet i nyreceller, slimhinnen i tynntarmen og leveren hos dyr og mennesker.
Nedbrytning av glykogen
Som vi fant ut tidligere, lagret karbohydratet idyrecellen er stivelse - glykogen. Biokjemiske studier har slått fast at nedbrytning ikke kan forekomme uten deltakelse av et spesifikt enzym - fosforylase. Det fungerer i et surt miljø i nærvær av uorganiske fosfatmolekyler. Selve enzymet blir aktivt under påvirkning av bukspyttkjertelhormonet - glukagon. Dens tilstedeværelse i blodet indikerer at glukosenivået i det er lavt. Derfor mobiliserer dyreorganismen ressursene til et lagring karbohydrat - glykogen og begynner å bryte det ned for å oppnå en ekstra del glukose.
Denne prosessen kalles glykogenolyse. Nevrofysiologer har funnet at stresshormoner - adrenalin og noradrenalin, produsert av binyrene, også provoserer glykogenolyse.
Leveren og dens rolle i karbohydratmetabolismen
I biologi, denne største fordøyelsenpattedyrkjertelen kalles en biokjemisk fabrikk. Faktisk finner mange enzymatiske reaksjoner sted i den, og sikrer metabolismen og energien, det vil si metabolismen. Som allerede kjent er glykogen et lagringskarbohydrat i en dyrecelle. Nedbrytningen fører raskt til metning av blodet med glukose - den viktigste energikilden for alle pattedyr og mennesker.
Mistet dyrestivelse blir etterfylt i deresorganismer ved å innta stivelsesholdig mat: poteter, brød, ris. Alle disse produktene brytes ned i fordøyelseskanalen, og den resulterende glukosen kommer inn i blodet, og fra den - inn i celler, spesielt skjelettmuskler og lever. De syntetiserer dyrestivelse under påvirkning av et enzym - glukoprofosforylase.
Hvilke prosesser som skjer i skjelettmuskulaturen
Som i leveren, i myocytter - muskelceller,dyrestivelse akkumuleres. Siden muskelmasse er mye større enn vekten av leveren, er glykogeninnholdet i dem mye høyere. Under fysisk anstrengelse begynner dyrestivelse å bryte ned. Melkesyren produsert ved glykolyse frigjøres i blodet og transporteres til lever- og nyreceller. I dem syntetiseres ett mol glukose av hvert to molekyler melkesyre, som deretter omdannes til et reservepolysakkarid. Reaksjonen skjer ved bruk av energien til ATP. Dermed lagres karbohydratet i en dyrecelle glykogen akkumulert av myocytter, hepatocytter, nyrebarkceller, hjerteinfarkt og lungeceller.
Rollen til enzymer i metabolismen av dyreholdig stivelse
Som tidligere nevnt, lagring karbohydratdyreceller kalles glykogen. Som et resultat av to gjensidig motsatte retninger i metabolisme: spaltning og syntese, deltar den også i disse reaksjonene. Gjensidig omdanning av glukose til glykogen og omvendt er bare mulig med deltakelse av et komplekst enzymatisk system i disse reaksjonene. Den inkluderer katalysatorer av glykogenese, slik som: fosfoglukomutase (konverterer glukose-6-fosfat til glukose-1-fosfat) og UDP-glukoprofosforylase (gir irreversibilitet av glykogensyntese). Spaltingsreaksjoner finner sted i nærvær av glykogenfosforylase og to enzymer til som sekvensielt spalter sidegrener i glykogenkjeder. Systemet med alle ovennevnte enzymer virker bare på utvekslingen av glykogen i en heterotrof dyrecelle, derfor er det riktige svaret på testspørsmålet: lagring av karbohydrat i en dyrecelle er: 1. Stivelse, 2 Glykogen? - det vil være godkjenningsnummer 2.
Forstyrrelser i karbohydratmetabolismen og dens konsekvenser
Basert på de ovennevnte fakta, var vi detdet ble funnet at glykogen er et lagringskarbohydrat i en dyrecelle. Forstyrrelser i utvekslingen kan være forårsaket av to typer årsaker. Den første er feil i ernæring og livsstil, den andre er medfødte mangler i arbeidet med kroppens enzymatiske system. Settet av enzymer relatert til det er ansvarlig både for nedbryting av stivelse og for dannelse av glukose i blodet. Derfor oppstår patologier både i reaksjonene av plast og energimetabolisme. De kalles glykogenoser. Som definert ovenfor er lagringskarbohydratet i dyrecellen glykogen, som primært akkumuleres i leveren og skjelettmuskulaturen. Derfor er det to typer syndromer: muskel- og leveretiologi. Den første gruppen inkluderer McArdles sykdom. Pasienten produserer ikke fosforylaseenzym. Dette fører til at kromoprotein - myoglobin, som frigjøres under hardt fysisk arbeid, ser ut i urinen. Som et resultat ødelegges muskelvev og kramper oppstår.
Leversyndrom inkluderer Gierkes sykdom. Det forekommer hyppigst fra barndommen. Pasienter i levercellene mangler et enzym som omdanner produktet av den primære nedbrytningen av glykogen til glukose, derfor observeres et veldig lavt sukkernivå i pasientens blod (hypoglykemi), og aceton vises i urinen og forårsaker rus i kroppen.
I denne artikkelen undersøkte vi mekanismene for metabolisme av animalsk stivelse - glykogen, som forekommer i pattedyrsceller og humane celler.
