สำรองคาร์โบไฮเดรตของสัตว์ คาร์โบไฮเดรตที่เก็บอยู่ในเซลล์สัตว์ไกลโคเจนหรือแป้งหรือไม่? ชื่อที่เก็บคาร์โบไฮเดรตของเซลล์สัตว์คืออะไร?

กิจกรรมทางชีวเคมีทั้งหมดของเซลล์สัตว์สามารถอธิบายได้ด้วยสองกริยา: "store" และ "spend" ยิ่งร่างกายอายุน้อยเท่าไร กระบวนการสังเคราะห์และการจัดเก็บสารอินทรีย์ก็จะยิ่งมีชัยเหนือการแยกส่วนและการบริโภค คำอธิบายนั้นง่าย: ในการเติบโตและ "สร้าง" ร่างกายของคุณ คุณต้องใช้วัสดุพลาสติกจำนวนมากและแน่นอน พลังงาน โครงสร้างหลักของเซลล์คือโปรตีน และสารประกอบที่สร้างพลังงานที่โดดเด่นคือไกลโคเจน

ถือเป็นคาร์โบไฮเดรตที่เก็บสะสมไว้ในเซลล์ตับและกล้ามเนื้อโครงร่างของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิด ทั้งสัตว์และมนุษย์ งานนี้จะทุ่มเทให้กับการศึกษาคุณสมบัติของมัน

เราเก็บอะไรและที่ไหน

ในระดับเซลล์สัตว์สารอินทรีย์ถูกสังเคราะห์และสะสมในหน่วยโครงสร้าง - ออร์แกเนลล์ โปรตีนถูกสังเคราะห์ในไรโบโซม ลิปิด และคาร์โบไฮเดรต - ในช่องของเอนโดพลาสมิกเรติเคิล ในร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปริมาณสารอินทรีย์สะสมสะสมอยู่ในกล้ามเนื้อโครงร่าง ตับ เนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนัง และโอเมนตัม คาร์โบไฮเดรตสะสมของสัตว์คือไกลโคเจนซึ่งสังเคราะห์จากกลูโคสในเลือด

มันถูกสร้างขึ้นเป็นผลจากการกระจายตัวของอาหารผลิตภัณฑ์ซึ่งรวมถึงก่อนอื่นแป้งผัก: ขนมปัง, มันฝรั่ง, ข้าว สารเหล่านี้จะแตกตัวในปาก กระเพาะอาหาร และในลำไส้เล็กส่วนต้น มันอยู่ในนั้นที่การสลายตัวหลักของพวกเขาเกิดขึ้น กลูโคสที่ได้จะถูกดูดซึมเข้าสู่เส้นเลือดฝอยของวิลลี่ของลำไส้เล็ก จากนั้นเลือดจะถูกส่งไปที่กล้ามเนื้อและตับ ซึ่งจะมีการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตสำรองของสัตว์และมนุษย์

ไกลโคเจนคืออะไร

แม้ว่าชื่อของสารจะมีส่วนของคำว่า"Glycos" ซึ่งในภาษากรีกแปลว่า "หวาน" แทบจะไม่มีรสชาติเลย เป็นไปได้มากว่าชื่อนี้บ่งชี้ว่าเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่มีกลูโคสตกค้างซึ่งมีรสหวานมาก ไกลโคเจนเป็นผงสีขาวไม่มีโครงสร้าง เป็นที่ชอบน้ำและเป็นสารละลายคอลลอยด์คล้ายกับนม ในฐานะที่เก็บคาร์โบไฮเดรตในเซลล์สัตว์ พอลิแซ็กคาไรด์ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสในตัวกลางที่เป็นกรดในหลายขั้นตอน ผลิตภัณฑ์จากการมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำ ได้แก่ เด็กซ์ทริน มอลโทส และสุดท้ายคือกลูโคส ในฐานะที่เป็นพอลิเมอร์ ไกลโคเจนเป็นส่วนผสมของโมเลกุลของสายโซ่กิ่งที่มีน้ำหนักต่างกัน

คุณสมบัติทางชีวเคมี

เราได้สร้างความจริงที่ว่าไกลโคเจนคือเก็บคาร์โบไฮเดรตของเซลล์สัตว์ สารสำรองประเภทนี้ได้รับสองกระบวนการที่ตรงกันข้ามกันในไซโตพลาสซึมของตับ เม็ดเลือดขาว และไมโอไซต์ ประการแรกคือการสลายตัวซึ่งนำไปสู่การปลดปล่อยโมเลกุลกลูโคสและประการที่สองคือการดูดกลืนซึ่งจะแปลงกลูโคสส่วนเกินให้เป็นพอลิเมอร์ที่เก็บรักษา - ไกลโคเจน สะสมในร่างกายและเป็นแหล่งสะสมพลังงานที่ใช้ในชีวิตของสัตว์และมนุษย์

วิธีการสังเคราะห์แป้งจากสัตว์

จำได้ว่า จากมุมมองทางเคมี มันเป็นสารประกอบโมเลกุลสูง - โพลีเมอร์ซึ่งเป็นโมโนเมอร์ซึ่งเป็นกากน้ำตาลα-d สำหรับพวกเขาที่จะผูกมัดซึ่งกันและกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกจำเป็นต้องมีการกระตุ้นนั่นคือ "การโยก" ของพันธะซิกมาของโครงกระดูกคาร์บอนของเฮกโซส นี่คือความสำเร็จในสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยา hexokinase คาร์โบไฮเดรตสะสมของสัตว์สังเคราะห์จากกลูโคส-6-ฟอสเฟต สารนี้เป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเฮกโซไคเนส เอนไซม์ที่กระตุ้นกลไกดังกล่าวมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ไต ชั้นเมือกของลำไส้เล็ก และตับของสัตว์และมนุษย์

การสลายตัวของไกลโคเจน

ดังที่เราได้ค้นพบไปแล้วก่อนหน้านี้ คาร์โบไฮเดรตสำรองในเซลล์สัตว์คือแป้ง - ไกลโคเจน การศึกษาทางชีวเคมีพบว่าการย่อยสลายไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์เฉพาะ - ฟอสโฟรีเลส มันทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดต่อหน้าโมเลกุลฟอสเฟตอนินทรีย์ เอ็นไซม์จะทำงานภายใต้อิทธิพลของฮอร์โมนตับอ่อน - กลูคากอน การปรากฏตัวของมันในเลือดบ่งบอกว่าระดับกลูโคสในเลือดต่ำ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตของสัตว์จึงระดมทรัพยากรของคาร์โบไฮเดรตสะสม - ไกลโคเจน และเริ่มทำลายมันลงเพื่อให้ได้ส่วนเพิ่มเติมของกลูโคส

กระบวนการนี้เรียกว่าไกลโคเจโนไลซิส นักประสาทวิทยาพบว่าฮอร์โมนความเครียด - อะดรีนาลีนและนอร์เอพิเนฟรินที่ผลิตโดยต่อมหมวกไตยังกระตุ้นไกลโคเจน

ตับและบทบาทในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต

ในทางชีววิทยา ระบบย่อยอาหารที่ใหญ่ที่สุดนี้ต่อมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเรียกว่าโรงงานชีวเคมี อันที่จริงมีปฏิกิริยาของเอนไซม์จำนวนมากเกิดขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าเมตาบอลิซึมและพลังงานนั่นคือเมตาบอลิซึม อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ไกลโคเจนคือคาร์โบไฮเดรตที่กักเก็บในเซลล์สัตว์ การสลายอย่างรวดเร็วนำไปสู่ความอิ่มตัวของเลือดด้วยกลูโคส - แหล่งพลังงานหลักสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ทั้งหมด

แป้งสัตว์ที่หายไปถูกเติมในสิ่งมีชีวิตโดยการกินอาหารประเภทแป้ง: มันฝรั่ง ขนมปัง ข้าว ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้ถูกทำลายลงในทางเดินอาหารและน้ำตาลกลูโคสที่เป็นผลลัพธ์จะเข้าสู่กระแสเลือดและเข้าสู่เซลล์โดยเฉพาะกล้ามเนื้อโครงร่างและตับ พวกเขาสังเคราะห์แป้งจากสัตว์ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ - กลูโคโรฟอสโฟรีเลส

กระบวนการใดเกิดขึ้นในกล้ามเนื้อโครงร่าง

เช่นเดียวกับในตับใน myocytes - เซลล์กล้ามเนื้อแป้งสัตว์สะสม เนื่องจากมวลกล้ามเนื้อมากกว่าน้ำหนักของตับมาก ปริมาณไกลโคเจนในพวกมันจึงสูงกว่ามาก ในระหว่างการออกแรงทางกายภาพ แป้งสัตว์จะเริ่มสลายตัว กรดแลคติกที่ผลิตโดยไกลโคไลซิสจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดและถูกส่งไปยังเซลล์ตับและไต ในทุก ๆ สองโมเลกุลของกรดแลคติก กลูโคสหนึ่งโมลถูกสังเคราะห์ขึ้น จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นพอลิแซ็กคาไรด์สำรอง ปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยใช้พลังงานของเอทีพี ดังนั้นคาร์โบไฮเดรตสะสมของเซลล์สัตว์จึงเป็นไกลโคเจนที่สะสมโดยเซลล์มัยโอไซต์ ตับ เซลล์เยื่อหุ้มสมองในไต กล้ามเนื้อหัวใจ และเซลล์ปอด

บทบาทของเอนไซม์ในการเผาผลาญแป้งจากสัตว์

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้การจัดเก็บคาร์โบไฮเดรตเซลล์สัตว์เรียกว่าไกลโคเจน จากผลของสองทิศทางที่ตรงกันข้ามกันในการเผาผลาญ: ความแตกแยกและการสังเคราะห์ มันยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเหล่านี้ การแปลงกลูโคสร่วมกันเป็นไกลโคเจนและในทางกลับกันเป็นไปได้ด้วยการมีส่วนร่วมของระบบเอนไซม์ที่ซับซ้อนในปฏิกิริยาเหล่านี้เท่านั้น ประกอบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของไกลโคเจเนซิส เช่น ฟอสโฟกลูโคมูเทส (แปลงกลูโคส-6-ฟอสเฟตเป็นกลูโคส-1-ฟอสเฟต) และ UDP-glucopyrophosphorylase (ให้การสังเคราะห์ไกลโคเจนกลับไม่ได้) ปฏิกิริยาแตกแยกเกิดขึ้นต่อหน้าไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสและเอ็นไซม์อีก 2 ตัวที่ตัดกิ่งด้านข้างเป็นลำดับในสายโซ่ไกลโคเจน ระบบของเอนไซม์ทั้งหมดข้างต้นทำหน้าที่เฉพาะในการแลกเปลี่ยนไกลโคเจนในเซลล์สัตว์ heterotrophic ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องสำหรับคำถามทดสอบ: คาร์โบไฮเดรตที่เก็บในเซลล์สัตว์คือ: 1. แป้ง 2 Glycogen? - จะมีการอนุมัติหมายเลข 2

ความผิดปกติของการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและผลที่ตามมา

จากข้อเท็จจริงข้างต้น เราก็พบว่าไกลโคเจนเป็นสารกักเก็บคาร์โบไฮเดรตในเซลล์สัตว์ ความผิดปกติของการแลกเปลี่ยนอาจเกิดจากสาเหตุสองประเภท ประการแรกคือข้อผิดพลาดในด้านโภชนาการและการใช้ชีวิต ประการที่สองคือข้อบกพร่องที่มีมา แต่กำเนิดในการทำงานของระบบเอนไซม์ของร่างกาย ชุดของเอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับมันมีหน้าที่ในการสลายแป้งจากสัตว์และการก่อตัวของมันจากกลูโคสในเลือด ดังนั้นพยาธิสภาพจึงเกิดขึ้นทั้งในปฏิกิริยาของเมแทบอลิซึมของพลาสติกและเมแทบอลิซึมของพลังงาน พวกมันถูกเรียกว่าไกลโคจีโนส ดังที่นิยามไว้ข้างต้น คาร์โบไฮเดรตสะสมในเซลล์สัตว์คือไกลโคเจน ซึ่งสะสมเป็นหลักในตับและกล้ามเนื้อโครงร่าง ดังนั้นจึงมีกลุ่มอาการสองประเภท: กล้ามเนื้อและสาเหตุของตับ กลุ่มแรกรวมถึงโรคของ McArdle ผู้ป่วยไม่ได้ผลิตเอนไซม์ฟอสโฟรีเลส สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวในปัสสาวะของโครโมโปรตีน - ไมโอโกลบินซึ่งถูกปล่อยออกมาระหว่างการออกกำลังกายอย่างหนัก เป็นผลให้เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อถูกทำลายและมีอาการกระตุก

โรคตับ ได้แก่ โรคของ Gierkeมันเกิดขึ้นบ่อยที่สุดตั้งแต่วัยทารก ผู้ป่วยในเซลล์ตับขาดเอ็นไซม์ที่เปลี่ยนผลิตภัณฑ์จากการสลายไกลโคเจนเป็นกลูโคส ดังนั้นจึงตรวจพบระดับน้ำตาลในเลือดต่ำมาก (ภาวะน้ำตาลในเลือด) ของผู้ป่วย และอะซิโตนปรากฏในปัสสาวะ ทำให้ร่างกายมึนเมา .

ในบทความนี้เราตรวจสอบกลไกการเผาผลาญแป้งสัตว์ - ไกลโคเจนซึ่งเกิดขึ้นในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์