→ → Что будет если гликоген истощен. Гликоген в мышцах: практическая информация. Влияние гликогена на мышцы: биохимия

Что будет если гликоген истощен. Гликоген в мышцах: практическая информация. Влияние гликогена на мышцы: биохимия


Запасы гликогена - образованного остатками глюкозы полисахарида - являются «топливным резервом» нашего организма, который позволяет нам вырабатывать энергию на протяжении всего дня. Глюкозу мы получаем, употребляя углеводную пищу, однако бывает, что запасы данного вещества по той или иной причине истощаются. В этом случае организм использует гликоген из мышц и печени, конвертируя его в глюкозу. Упражнения, заболевания и определенные пищевые привычки способствуют более быстрому уменьшению количества гликогена в организме..

Как пополнить запасы гликогена после тренировки?

Углеводы, поступающие в организм с пищей, в результате метаболизма превращаются в глюкозу. Именно углеводы необходимы для поддержания нормального уровня глюкозы в крови и достаточного количества энергии для ежедневной деятельности. Когда организм определяет, что уровень глюкозы избыточен, он превращает ее в гликоген в процессе гликогенеза. Запасы гликогена хранятся в мышечной ткани и печени. При снижении уровня глюкозы в крови гликоген снова превращается в глюкозу в процессе гликолиза.

Во время интенсивных упражнений глюкоза быстрее расходуется, в результате чего организм начинает получать ее из запасов гликогена.

При выполнении анаэробных упражнений (например, силовых), которые предусматривают кратковременный период высокой активности, для получения энергии используется преимущественно гликоген из мышечной ткани. При выполнении аэробных упражнений, для которых требуется сохранять активность на протяжении более длительных временных промежутков, в расход идет преимущественно хранимый в печени гликоген. Потому, к примеру, марафонцы часто сталкиваются с проблемой истощения запасов глюкозы. При этом появляются симптомы гипогликемии:

  • усталость;
  • нарушение координации;
  • головокружения;
  • проблемы с концентрацией.

На протяжении примерно двух часов после интенсивной тренировки организм способен более эффективно восстанавливать уровень гликогена - так называемое углеводное окно . Потому непосредственно после занятий спортом рекомендуют подкрепиться углеводами (для восстановления запасов гликогена) и белками (для восстановления мышечной ткани), например:

  • фруктами;
  • молоком, в том числе шоколадным;
  • овощами;
  • орехами;
  • медом.

Пища, приготовленная с использованием обработанных сахаров, также является источником простых углеводов (конфеты, пирожные), однако пищевая ценность таких продуктов низкая.

Спортивные напитки - еще один способ пополнить запас гликогена перед физической активностью или после нее. Например, на протяжении длительных тренировок рекомендуется выбирать напитки с содержанием 4-8% углеводов, 20-30 мэкв/л натрия и 2-5 мэкв/л калия.

Как восстановить запасы гликогена при диабете?

Инсулин и глюкагон - два гормона, вырабатываемые поджелудочной железой. Эти гормоны - антагонисты, то есть выполняют они противоположные друг другу функции.

  1. Инсулин отвечает за перемещение глюкозы в клетки организма, где она используется для выработки энергии, удаляя избыток глюкозы из кровотока и превращая ее в гликоген, который откладывается в мышечной и печеночной ткани для дальнейшего использования.
  2. Когда уровень глюкозы в крови падает, в поджелудочной железе запускается выработка глюкагона. Под действием данного гормона запасы гликогена используются для получения необходимой для выработки энергии глюкозы.

У диабетиков поджелудочная железа не функционирует надлежащим образом, потому инсулин и глюкагон не вырабатываются в достаточных количествах. Это приводит к тому, что:

  1. Глюкоза не может надлежащим образом попадать в клетки тканей для выработки энергии.
  2. Избыток глюкозы в крови недостаточно эффективно сохраняется в виде гликогена.
  3. При нехватке энергии организм не может получить достаточное количество глюкозы из запасов гликогена.

Такие нарушения ведут к тому, что диабетики подвержены высокому риску гипогликемии. Несмотря на то, что данное состояние может возникнуть у каждого человека, больные диабетом наиболее склонны к снижению уровня глюкозы в крови. При гипогликемии могут возникать следующие симптомы:

  • чувство голода;
  • тошнота;
  • дрожь;
  • нервозность;
  • головокружение;
  • побледнение кожных покровов;
  • потливость;
  • сонливость;
  • спутанность сознания;
  • тревожность;
  • слабость;
  • дезориентация и на рушение координации.

Судороги, кома и даже смерть - опасные последствия гипогликемии.

Потому диабетикам необходимо обязательно принимать назначенные лечащим врачом лекарственные препараты, а также следовать установленному с помощью врача режиму питания и упражнений.

Что делать при приступе гипогликемии:

  1. Своевременно распознать (симптомы указаны выше).
  2. Если человек в сознании, обеспечить поступление в организм быстрых углеводов (пара таблеток глюкозы, ложка сахара или меда, натуральный фруктовый сок, изюм и пр.).
  3. Если человек без сознания, вызвать скорую.
  4. Воспользоваться заранее подготовленным набором для первой помощи, в состав которого необходимо включить таблетки глюкозы, все необходимое для инъекции глюкагона, доступное пошаговое описание необходимых действий. Такую аптечку диабетику лучше собрать вместе с врачом и носить при себе на всякий случай.

Как восполнить запасы гликогена при низкоуглеводной диете?

Во-первых, убедитесь, что низкоуглеводная диета Вам необходима или хотя бы безвредна для Вашего организма, предварительно проконсультировавшись с врачом. Во-вторых, помните: при употреблении менее 20 грамм углеводов в день не стоит прибегать к интенсивной физической активности.

Если Вы все-таки решили попробовать низкоуглеводную диету, чтобы поддерживать запасы гликогена, необходимо:

  1. Вместе со специалистом выбрать безопасные рамки ограничения углеводной пищи в рационе, принимая во внимание Ваш возраст, состояние здоровья и уровень физической активности.
  2. Помнить, что в первую очередь организм использует для выработки энергии глюкозу из крови, затем - запасы гликогена из мышечной ткани и печени, потому при частых и интенсивных тренировках эти запасы иссякают, а для их восполнения необходимы углеводы. Если они не будут поступать в организм, повышается риск гипогликемии.
  3. Контролировать интенсивность тренировок. Если Вы пытаетесь похудеть, упражнения - отличный способ поддерживать тело в форме. Однако не менее важным является умеренность нагрузки и не слишком длительные тренировки.

Что это за зверь такой «гликоген»? Обычно о нем вскользь упоминается в связи с углеводами, однако мало кто решает углубиться в саму суть данного вещества.

Кость Широкая решила рассказать вам все самое важное и нужное о гликогене, чтобы больше не верили в миф о том, что «сжигание жиров начинается только после 20 минуты бега». Заинтриговали?

Итак, из этой статьи вы узнаете: что такое гликоген, строение и биологическую роль, его свойства, а также формулу и структуру строения, где и для чего содержится гликоген, как происходит синтез и распад вещества, как происходит обмен, а также, какие продукты являются источником гликогена.

Что это такое в биологии: биологическая роль

Нашему телу еда в первую очередь нужна как источник энергии, а уже потом, как источник удовольствия, антистрессовый щит или возможность «побаловать» себя. Как известно, энергию мы получаем из макронутриентов: , и .

Жиры дают 9 ккал, а белки и углеводы — 4 ккал. Но не смотря на большую энергетическую ценность жиров и важную роль незаменимых аминокислот из белков важнейшими «поставщиками» энергии в наш организм являются углеводы.


Почему? Ответ прост: жиры и белки являются «медленной» формой энергии, т.к. на их ферментацию требуется определенное время, а углеводы - относительно «быстрой» . Все углеводы (будь то конфета или хлеб с отрубями) в конце концов расщепляются до глюкозы , которая необходима для питания всех клеток организма.


Строение

Гликоген — это своеобразный «консервант» углеводов, другими словами, энергетические резервы организма — сохраненная про запас для последующих энергетических нужд глюкоза. Она хранится в связанном с водой состоянии. Т.е. гликоген — это «сироп» калорийностью 1-1.3 ккал/гр (при калорийности углеводов 4 ккал/г).

По сути, молекула гликогена состоит из остатков глюкозы, это запасное вещество на случай нехватки энергии в организме!

Структурная формула строения фрагмента макромолекулы гликогена (C6H10O5) выглядит схематично так:

К какому виду углеводов относится

Вообще, гликоген — это полисахарид, а значит, относится к классу «сложных» углеводов:


В каких продуктах содержится

В гликоген может пойти только углевод. Поэтому крайне важно держать в своем рационе планку углеводов не ниже 50 % от общей калорийности. Употребляя нормальный уровень углеводов (около 60% от суточного рациона) вы по максимуму сохраняете собственный гликоген и заставляете организм очень хорошо окислять углеводы.

Важно иметь в рационе хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.

Лучшими источниками гликогена являются: сахар, мед, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, арбуз, хурма, сладкая выпечка.

Осторожно к подобной пище стоит отнестись лицам с дисфункцией печени и недостатком ферментов.

Метаболизм

Как же происходит создание и процесс распад гликогена?

Синтез

Как организм запасает гликоген? Процесс образования гликогена (гликогенез) проходит по 2 сценариям. Первый — это процесс запаса гликогена. После углеводосодержащей еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ инсулин попадает в кровоток, чтобы впоследствии облегчить доставку глюкозы в клетки и помочь синтезу гликогена.

Благодаря ферменту (амилазе) происходит расщепление углеводов (крахмала, фруктозы, мальтозы, сахарозы) на более мелкие молекулы.

Затем под воздействием ферментов тонкого кишечника осуществляется распад глюкозы на моносахариды. Значительная часть моносахаридов (самая простая форма сахара) поступает в печень и мышцы, где гликоген откладывается в «резерв» . Всего синтезируется 300-400 гр гликогена.

Т.е. само превращение глюкозы в гликоген (запасной углевод) происходит в печени, т.к. мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина.

Распад

Второй механизм под названием мобилизация (или распад) запускается в периоды голода или активной физической деятельности . По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности.

Когда организм истощает запас гликогена в клетках, то мозг подает сигналы о необходимости «дозаправки». Схема синтеза и мобилизации гликогена:


Кстати, при распаде гликогена происходит торможение его синтеза, и наоборот: при активном образовании гликогена его мобилизация тормозится. Гормоны, отвечающие за мобилизацию данного вещества, т.е., гормоны, стимулирующие распад гликогена — это адреналин и глюкагон.

Где содержится и каковы функции

Где накапливается гликоген для последующего использования:

В печени

Включения гликогена в клетках печени

Основные запасы гликогена находятся в печени и мышцах. Количество гликогена в печени может достигать у взрослого человека 150 — 200 гр. Клетки печени являются лидерами по накоплению гликогена: они могут на 8 % состоять из этого вещества.

Основная функция гликогена печени — поддержать уровень сахара в крови на постоянном, здоровом уровне .

Печень сама себе является одним из важнейших органов организма (если вообще стоит проводить «хит парад» среди органов, которые нам все необходимы), а хранение и использование гликогена делает ее функции еще ответственнее: качественное функционирование головного мозга возможно только благодаря нормальному уровню сахара в организме.


Если же уровень сахара в крови снижается, то возникает дефицит энергии, из-за которого в организме начинается сбой. Нехватка питания для мозга сказывается на центральной нервной системе, которая истощается. Тут то и происходит расщепление гликогена. Потом глюкоза поступает в кровь, благодаря чему организм получает необходимое количество энергии.

Запомним также, что в печени происходит не только синтез гликогена из глюкозы, но и обратный процесс - гидролиз гликогена до глюкозы. Этот процесс вызывается понижением концентрации сахара в крови в результате усвоения глюкозы различными тканями и органами.

В мышцах

Гликоген откладывается также в мышцах. Общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов. Как мы знаем, около 100-120 граммов вещества накапливается в клетках печени, а вот остальная часть (200-280 гр ) сохраняется в мышцах и составляет максимум 1 — 2% от общей массы этих тканей.

Хотя если говорить максимально точно, то следует отметить, что гликоген хранится не в мышечных волокнах, а в саркоплазме - питательной жидкости, окружающей мышцы.

Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного питания и уменьшается во время голодания, а снижается только во время физической нагрузки – длительной и/или напряженной.

При работе мышц под влиянием специального фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения, происходит усиленное распад гликогена в мышцах, который используется для обеспечения глюкозой работы самих мышц (мышечных сокращений). Таким образом, мышцы используют гликоген только для собственных нужд.

Интенсивная мышечная деятельность замедляет всасывание углеводов, а легкая и непродолжительная работа усиливает всасывание глюкозы.

Гликоген печени и мышц используется для разных нужд, однако говорить о том, что какой-то из них важнее — абсолютнейший вздор и демонстрирует только вашу дикую неграмотность.



Применение при похудении

Важно знать, почему работают низкоуглеводные высокобелковые диеты. В организме взрослого может находиться около 400 граммов гликогена, а как мы помним, на каждый грамм резервной глюкозы приходится примерно 4 грамма воды.


Т.е. около 2 кг вашего веса — это масса гликогенного водного раствора. Кстати, поэтому мы активно потеем в процессе тренировок — организм расщепляет гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.

Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное израсходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость. В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.

Влияние на спорт

Для любых активных физических нагрузок (силовые упражнения в тренажерном зале, бокс, бег, аэробика, плавание и все, что заставляет вас потеть и напрягаться) организму нужно 100-150 граммов гликогена в каждый час активности . Потратив запасы гликогена, тело начинает разрушать сперва мышцы, затем жировую ткань.

Обратите внимание: если речь идет не о длительном полном голодании, запасы гликогена не истощаются полностью, потому что имеют жизненно важное значение. Без запасов в печени мозг может остаться без снабжения глюкозой, а это смертельно опасно, ведь мозг самый главный орган (а не попа, как некоторые думают).

Без запасов в мышцах сложно совершить интенсивную физическую работу, что в природе воспринимается как повышенный шанс быть съеденным/без потомства/замерзшим и т.д.

Тренировки истощают запасы гликогена, но не по схеме «первые 20 минут работаем на гликогене, потом переходим на жиры и худеем».


Для примера возьмем исследование, в котором тренированные атлеты выполняли 20 сетов упражнений на ноги (4 упражнения, 5 сетов каждого; каждый сет выполнялся до отказа и составлял 6-12 повторений; отдых был коротким; общее время тренировки составило 30 минут).

Кто знаком с силовыми тренировками, понимает, что было отнюдь не легко. До и после упражнения у них брали биопсию и смотрели содержание гликогена. Оказалось, что количество гликогена снизилось с 160 до 118 ммоль/кг, т. е. менее, чем на 30% .

Вот так походя мы развеяли еще один миф — вряд ли за тренировку вы успеете исчерпать все запасы гликогена, так что не стоит набрасываться на еду прямо в раздевалке среди потных кроссовок и посторонних тел, вы явно не помрете от «неминуемого» катаболизма.

Кстати, пополнять запасы гликогена стоит не в течении 30 минут после тренировки (увы, ), а в течении 24 часов.

Люди крайне преувеличивают скорость истощения гликогена (как и многие другие вещи) ! Любят сразу на тренировке закинуться «углями» после первого разминочного подхода с грифом пустым, а то ж «истощение мышечного гликогена и КАТАБОЛИЗМ». Прилег на час днем и усе, печеночного гликогена как не бывало.

Мы уж молчим про катастрофические энергозатраты от 20минутного черепашьего бега. Да и вообще, мышцы жрут чуть не 40 ккал на 1 кг, белок гниет, образует слизь в жкт и провоцирует рак, так, что аж 5 лишних кило на весах (не жира, ага), жиры вызывают ожирение, углеводы смертельно опасны (боюсь-боюсь) и вы точно помрете.

Странно только, что мы вообще ухитрились выжить в доисторические времена и не вымерли, хотя питались явно не амброзией и спортпитом.

Помните, пожалуйста, что природа умнее нас и давно все при помощи эволюции отрегулировала. Человек один из самых адаптированных и приспосабливаемых организмов, который способен существовать, размножаться, выживать. Так что без психозов, господа и дамы.

Однако тренироваться на пустой желудок более чем бессмысленно.»Что же делать?» подумаете вы. Ответ вы узнаете в статье , которая расскажет вам о последствиях голодных тренировок.

За какое время расходуется?

Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, прежде всего между приемами пищи. Через 48-60 часов полного голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются.

Гликоген мышц расходует во время физической активности. И тут мы опять вернемся к мифу: «Чтобы сжечь жир, нужно бегать не менее 30 минут, поскольку только на 20-й минуте в организме истощаются запасы гликогена и в качестве топлива начинает использоваться подкожный жир», только с чисто математической стороны. Откуда это пошло? А пес его знает!

Действительно, организму проще использовать гликоген, чем окислять жир для энергии, поэтому в первую очередь расходуется он. Отсюда и миф: надо сначала израсходовать ВЕСЬ гликоген, и потом жир начнет гореть, а произойдет это примерно через 20 минут после начала аэробной тренировки. Почему 20? Понятия не имеем.

НО : никто не учитывает, что использовать весь гликоген не так-то просто и 20-ю минутами тут дело не ограничится.

Как мы знаем, общее количество гликогена в организме составляет 300 — 400 граммов, а в некоторых источниках говорится о 500 граммах, что дает нам от 1200 до 2000 ккал ! Вы вообще представляете, сколько нужно бегать, чтобы истощить такую прорву калорий? Человек весом в 60 кг должен будет пробежать в среднем темпе от 22 до З5 километров. Ну как, готовы?


Истощила гликоген 🙂

Весьма часто приходилось слышать подобное утверждение, и какое-то время я и сам верил в него. Однако реальная ситуация с кофеином выглядит с точностью до наоборот. Не так давно практически случайно я наткнулся на патент на изобретение, носящий название «Композиция и способ повышения скорости ресинтеза мышечного гликогена после физической нагрузки». Автором его является Хоули Джон Элан (Австрия). Изобретение относится к применению питательной смеси, содержащей кофеин и углеводы, которая приводит к активации ресинтеза мышечного гликогена после интенсивной физической нагрузки, истощающей запасы гликогена, в первые часы после окончания нагрузки.

В двух словах, его содержание заключается в следующем: после окончания нагрузки наблюдается самая высокая скорость ресинтеза гликогена, то есть максимальное количество принятых углеводов превращается в мышечный гликоген, такой период длится примерно час. Спустя четыре часа скорость ресинтеза гликогена уменьшается вдвое, то есть в это время углеводами лучше не злоупотреблять, так как их массированный прием уже не поможет восстановиться быстрее. Если же к принимаемым углеводам добавить кофеин, то скорость ресинтеза гликогена спустя четыре часа после нагрузки сохраняется такой же высокой, как и в первый час. Само собой, такое обстоятельство приведет к уменьшению общего времени восстановления запасов гликогена, длящегося обычно 24–36 часов. В испытаниях, подтвердивших действенность данного метода, использовался следующий протокол приема углеводов и кофеина. В первом испытании группа велосипедистов принимала углеводы из расчета 1 г/кг массы тела сразу после нагрузки, затем спустя час, два и три часа; во втором испытании те же спортсмены принимали столько же углеводов, но вместе с кофеином, 4 мг/кг массы тела кофеина немедленно после прекращения физической нагрузки и два часа спустя.

Источники кофеина и углеводов


Подходящие источники кофеина (метилксантина) включают как кофеин, полученный синтетическим путем, так и кофеин, присутствующий естественным образом в таких продуктах, как кофе, чай, какао, орех колы, гуарана, мате и другие встречающиеся в природе растительные источники и их смеси. Кофеин для применения в настоящем изобретении предпочтительно является синтетическим и более предпочтительно находится в форме безводного кофеина. Пригодные питательные композиции для применения в настоящем изобретении содержат от 0,001 до 0,5 % по массе кофеина.

Подходящие источники углеводов включают, без ограничения ими, глюкозу, сироп глюкозы, сироп глюкозы-фруктозы, сахарозу, мальтозу, лактозу, фруктозу, мальтодекстрины, крахмалы, олигосахариды и другие полисахариды и их смеси. Пригодные питательные композиции для применения в настоящем изобретении содержат от 1 до 90 % по массе углевода. Питательная композиция для применения в настоящем изобретении может быть в форме напитка, в частности напитка, который готов к употреблению, с 0,001–0,5 % по массе кофеина и 1–40 % по массе углевода. Более предпочтительно композиция имеет форму готового к употреблению напитка с 0,01–0,2 % по массе кофеина и 2–25 % по массе углевода. Напитки могут быть негазированными или газированными. Питьевые композиции для применения в настоящем изобретении могут также быть в форме твердого вещества или жидкого концентрата для разведения жидкостью. Питательные композиции для применения в настоящем изобретении могут также быть в форме съедобного твердого вещества, такого как таблетка или питательная плитка, либо в полужидкой форме, такой как гель.

Методы


Восемь тренированных велосипедистов участвовали в исследовании, которое было одобрено Этическим комитетом Мельбурнского королевского технологического института (RMIT University, Мельбурн, Австралия). Каждый субъект участвовал в двух экспериментальных испытаниях с промежутком от 7 до 10 суток. Испытания были рандомизированными и двойными слепыми. Приблизительно за 12–14 часов перед каждым испытанием субъектов направляли в лабораторию для проведения 90-минутных интенсивных сеансов езды на велосипеде (многократные спринты) для истощения запасов мышечного гликогена. Затем субъекты получали стандартизованное питание с низким содержанием углеводов (60 % энергии из жира) и должны были воздерживаться от твердых питательных продуктов в течение последующих 12–14 часов. В течение этого периода воду давали без ограничений. На следующее утро между 06:00 и 07:00 часами субъектов направляли в лабораторию. После периода отдыха в 10 минут в правое предплечье вводили постоянную канюлю и отбирали пробу крови в состоянии покоя. Кожу субъектов подвергали локальной анестезии, чтобы подготовить подкожную ткань и фасции внешней части латеральной широкой мышцы бедра правой ноги субъектов к биопсии мышцы. После получения биопсии давали истощающую физическую нагрузку (субмаксимальная непрерывная езда на велосипеде) для дополнительного истощения запасов мышечного гликогена. Протокол истощающей езды на велосипеде был ранее описан Mclnerney et al. (Mclnerney P., Lessard S.J., Burke L.M., Coffey V.G., Lo Giudice S.L, Southgate R.J., Hawley J.A. Failure to repeatedly supercompensate muscle glycogen stores in highly trained men. Med. Sci. Sports Excer. 37:404-411, 2005). Во время физической нагрузки субъектам обеспечивали свободный доступ к воде без ограничений и вентиляторное охлаждение.

Немедленно по завершении физической нагрузки, пока субъекты еще оставались сидеть на велоэргометре, брали биопсию мышцы и замораживали ее в пределах 15 секунд после последнего сокращения мышцы. После биопсии субъекты сходили с велоэргометра и отдыхали в положении лежа на спине. Во время одного испытания субъекты получали 1 г/кг массы тела углевода немедленно по прекращении физической нагрузки и затем по 1 г/кг массы тела углевода через 60, 120 и 180 минут восстановления (в сумме 4 г/кг массы тела углевода). Во втором испытании субъекты следовали тому же режиму приема углевода, но в дополнение принимали 4 мг/кг массы тела кофеина немедленно по прекращении физической нагрузки и затем через 120 минут во время восстановления. Пробы крови брали через регулярные интервалы на протяжении периода восстановления (0, 30, 60, 90, 120, 180 и 240 минут). Мышечные биопсии брали немедленно после прекращения физической нагрузки и через 1 и 4 часа восстановления. Все пробы мышц хранили перед анализом при –80 °С.

Мышечный гликоген

При истощении уровни мышечного гликогена составляли приблизительно 80 ммоль·кг-1 сухой массы при отсутствии существенных различий между двумя испытаниями (74±21против 76±9 ммоль/кг) для плацебо и кофеина соответственно. После 1 ч восстановления содержание мышечного гликогена возрастало на сходную величину (приблизительно 80 %) в обоих испытаниях (121±9 против 149±18 ммоль/кг сухой массы для плацебо (PL) и кофеина (CAFF) соответственно). Однако после 4 ч восстановления совместный прием кофеина с углеводами приводил к значительно более высоким уровням гликогена (313±26 против 234±20 ммоль/кг сухой массы, Р<0,001). Соответственно, скорости синтеза мышечного гликогена в пределах 1–4 ч были значительно выше (66 %) в CAFF, чем в PL (57,7±7,6 против 38,0±3,2 ммоль/кг/ч; Р<0,05). Соответственно, средняя скорость ресинтеза в течение 4 часов восстановления была значительно выше при использовании CAFF по сравнению с PL (57,71±7,6 против 38,02×3,2 ммоль/кг/ч; Р<0,05; 66 %).

Вывод

Результаты настоящего исследования показывают, что совместный прием кофеина с углеводом приводит к значительно более высоким скоростям ресинтеза мышечного гликогена, по сравнению с приемом одного углевода. Эти результаты являются новыми в области метаболизма мышц и прикладного питания.


Внимание. Размещенные в разделе материалы допускается публиковать полностью либо частично только с обязательным указанием данного источника происхождения публикации.

Гликоген – это «запасной» углевод в человеческом организме, принадлежащий к классу полисахаридов.

Иногда его ошибочно называют термином «глюкоген». Важно не путать оба названия, поскольку второй термин – это белковый гормон-антагонист инсулина, вырабатываемый в поджелудочной железе.

Что такое гликоген?

Практически с каждым приемом пищи организм получает , которые поступают в кровь в виде глюкозы. Но порой ее количество превышает потребности организма и тогда глюкозные излишки накапливаются в форме гликогена, который при надобности расщепляется и обогащает тело дополнительной энергией.

Где хранятся запасы

Запасы гликогена в форме мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Также этот полисахарид есть в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителия, мозга, в эмбриональных тканях и в слизистой оболочке матки. В теле здорового взрослого человека обычно есть около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм преимущественно использует гликоген из мышц. Поэтому культуристы примерно за 2 часа до тренировки должны дополнительно насытить себя высокоуглеводной пищей, дабы восстановить запасы вещества.

Биохимические свойства

Полисахарид с формулой (C6H10O5)n химики называют гликогеном. Другое название этого вещества – животный . И хоть гликоген хранится в животных клетках, но это название является не совсем правильным. Открыл вещество французский физиолог Бернар. Почти 160 лет тому назад ученый впервые нашел в клетках печени «запасные» углеводы.

«Запасной» углевод хранится в цитоплазме клеток. Но если организм ощущает внезапный недостаток , гликоген высвобождается и попадает в кровь. Но, что интересно, трансформироваться в глюкозу, которая способна насытить «голодный» организм, способен только полисахарид, накопленный в печени (гепатоцид). Запасы гликогена в железе могут достигать 5 процентов от ее массы, и во взрослом организме составлять около 100-120 г. Своей максимальной концентрации гепатоциды достигают примерно через полтора часа после трапезы, насыщенной углеводам (кондитерские изделия, мучное, крахмалистая пища).

В составе мышц полисахарид занимает не больше 1-2 процентов от массы ткани. Но, учитывая общую площадь мускул, становится понятно, что гликогеновые «залежи» в мышцах превышают запасы вещества в печени. Также небольшие запасы углевода есть в почках, глиальных клетках мозга и в лейкоцитах (белых кровяных клетках). Таким образом, общие запасы гликогена во взрослом организме могут составить почти полкилограмма.

Интересно, что «запасной» сахарид найден в клетках некоторых растений, в грибах (дрожжевых) и бактериях.

Роль гликогена

В основном гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что эти два источника резервной энергии обладают разными функциями. Полисахарид из печени поставляет глюкозу для организма в целом. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. При чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. И дабы избежать гипогликемии гликоген, содержащийся в клетках печени, расщепляется и попадает в кровоток, выравнивая глюкозный показатель. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, поскольку изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.

Мышечные запасы необходимы для поддержания работы опорно-двигательной системы. Сердце также является мышцей, в которой есть запасы гликогена. Зная об этом, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или при анорексиии возникают проблемы с сердцем.

Но если излишки глюкозы могут отложиться в форме гликогена, тогда возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле жировой прослойкой?». Этому также есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической активности запасы животного крахмала не успевают тратиться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме – в виде липидов под кожей.

Помимо этого, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов, участвует в обменных процессах в организме.

Синтезирование

Гликоген – это стратегический запас энергии, который синтезируется в организме из углеводов.

Сначала тело использует полученные углеводы в стратегических целях, а остатки откладывает «на черный день». Дефицит энергии является причиной для расщепления гликогена к состоянию глюкозы.

Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, в частности в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активизирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). За синтезирование «запасного» углевода отвечает гормон инсулин. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время приема пищи.

Гликогеноз и другие нарушения

Но в некоторых случаях расщепление гликогена не происходит. В результате гликоген накапливается в клетках всех органов и тканей. Обычно подобное нарушение наблюдают у людей с генетическими нарушениями (дисфункция ферментов, необходимых для расщепления вещества). Такое состояние называют термином гликогеноз и относят его к списку аутосомно-рецессивных патологий. На сегодня в медицине известны 12 типов этого заболевания, но пока достаточно изученной является только половина из них.

Но это не единственная патология, связанная с животным крахмалом. В число гликогеновых заболеваний также входит агликогеноз – нарушение, сопровождающееся полным отсутствием фермента, отвечающего за синтез гликогена. Симптомы болезни – ярко выраженные гипогликемии и судороги. Наличие агликогеноза определяют путем биопсии печени.

Гликоген, как запасной источник энергии, важно регулярно восстанавливать. Так, по крайней мере, утверждают ученые. Повышенная физическая активность может привести к тотальному истощению углеводных запасов в печени и мышцах, что в результате скажется на жизненной активности и работоспособности человека. В результате длительной безуглеводной диеты запасы гликогена в печени снижаются почти к нулю. Мышечные резервы истощаются во время интенсивных силовых тренировок.

Минимальная суточная доза гликогена составляет от 100 г и выше. Но эту цифру важно увеличить при:

  • усиленной умственной деятельности;
  • после «голодных» диет.

    • Напротив, осторожно к пище, богатой гликогеном, стоит отнестись лицам с дисфункцией печени, недостатком ферментов. Кроме того, диета с высоким содержанием глюкозы предусматривает снижение употребления гликогена.

    Пища для накопления гликогена

    Как утверждают исследователи, для адекватного накопления гликогена примерно 65 процентов калорий организм должен получать из углеводных продуктов. В частности, для восстановления запасов животного крахмала важно ввести в рацион хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.

    Лучшие источники гликогена: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка, соки из фруктов.

    Влияние гликогена на вес тела

    Ученые определили, что во взрослом организме может накопиться около 400 граммов гликогена. Но также ученые определили и то, что каждый грамм резервной глюкозы связывает примерно 4 грамма воды. Вот и получается, что 400 г полисахарида – это примерно 2 кг гликогенного водного раствора. Этим объясняется обильное потоотделение во время тренировок: организм расходует гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.

    Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное израсходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Один литр воды, как известно, – это 1 кг веса. Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость. В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.

    Для по-настоящему эффективного похудения врачи советуют не только пересматривать рацион (отдавать предпочтение протеинам), но и усиливать физические нагрузки, которые ведут к быстрому израсходованию гликогена. Кстати, исследователи рассчитали, что 2-8 минут интенсивных кардиотренировок достаточно для использования запасов гликогена и потери лишнего веса. Но эта формула подходит исключительно лицам, не имеющим кардиологических проблем.

    Дефицит и излишек: как определить

    Организм, в котором, содержатся лишние порции гликогена, скорее всего, сообщит об этом сгущением крови и нарушениями работы печени. У людей с чрезмерными запасами этого полисахарида также случаются сбои в работе кишечника, увеличивается вес тела.

    Но и нехватка гликогена не проходит для организма бесследно. Дефицит животного крахмала может послужить причиной эмоционально-психических нарушений. Возникают апатии, депрессивные состояния. Также заподозрить истощение энергетических резервов можно у людей с ослабленным иммунитетом, плохой памятью и после резкой потери мышечной массы.

    Гликоген – важный резервный источник энергии для организма. Его недостаток – это не только снижение тонуса и упадок жизненных сил. Дефицит вещества скажется на качестве волос, кожи. И даже потеря блеска в глазах – это также результат нехватки гликогена. Если вы заметили у себя симптомы недостатка полисахарида, самое время подумать об усовершенствовании своего рациона.

    Восстановление полностью истощенного гликогена - дело непростое. На это часто требуются дни, а не секунды, минуты или часы, необходимые для восстановления метаболической фосфагенной системы и молочной кислоты. На рисунке показан процесс восстановления при трех условиях: (1) у людей на диете с высоким содержанием углеводов; (2) у людей, в диете которых много жиров и белков; (3) у людей без пищи.

    Видно, что у людей, в пище которых много углеводов, полное восстановление происходит примерно за 2 дня. И наоборот, у людей, потребляющих много жиров и белков или не принимающих пищу совсем, наблюдается очень небольшое восстановление через 5 дней. Это сравнение свидетельствует о том, что для спортсмена важно: (1) соблюдать высокоуглеводную диету перед истощающим спортивным мероприятием; (2) не подвергаться истощающей физической нагрузке в течение 48 ч до предстоящего мероприятия.

    Кроме большого количества углеводов , используемых мышцами во время физической работы, особенно на ранних этапах нагрузки, в качестве источника энергии мышцы используют большое количество жира в форме жирных кислот и ацетоуксусной кислоты и в гораздо меньшей степени - белки в форме аминокислот. Фактически даже в наилучших условиях при длительных спортивных нагрузках, продолжающихся более 4-5 ч, запасы мышечного гликогена истощаются практически полностью и в дальнейшем мало участвуют в обеспечении энергией мышечных сокращений. В этих случаях мышца зависит от других источников энергии, главным образом от жиров.

    На рисунке представлены данные об относительном использовании углеводов и жиров в качестве источника энергии во время длительной истощающей физической нагрузки при трех типах диеты: высокоуглеводной, смешанной и богатой жирами. Видно, что в первые секунды или минуты нагрузки основным поставщиком энергии являются углеводы, но ко времени истощения до 60-85% энергии извлекаются из жиров, а не из углеводов.

    Не вся энергия углеводов извлекается из запасов мышечного гликогена . На самом деле, почти столько же гликогена хранится в печени, откуда он может выделяться в кровь в форме глюкозы и захватываться мышцами для использования в качестве источника энергии. Кроме того, растворы глюкозы, которые дают пить спортсменам в ходе спортивного мероприятия, могут обеспечить до 30-40% энергии, необходимой во время длительных нагрузок, например при марафонском беге.

    Следовательно, при наличии мышечного гликогена и глюкозы крови именно они являются основными питательными веществами, используемыми как источник энергии для интенсивной мышечной активности. Даже в этом случае для обеспечения энергией долговременной тяжелой нагрузки обычно примерно через 3-4 ч после начала работы источником более 50% необходимой энергии являются жиры.

    Важность тренировки с максимальной нагрузкой . Один из кардинальных принципов развития мышц во время спортивных тренировок следующий. Сила мышц, функционирующих без нагрузки, даже если они сокращаются бесконечно долго, практически не возрастает. С другой стороны, если мышцы сокращаются в режиме, превышающем 50% максимальной силы сокращения, их сила быстро нарастает, даже если сокращения выполняются лишь несколько раз в день.

    Основанные на этом принципе эксперименты по развитию мышц показали, что комплекс упражнений, состоящий примерно из 6 мышечных сокращений с максимальной нагрузкой, выполняемых по 3 раза в день 3 дня в неделю, дает оптимальное увеличение мышечной силы без развития хронического мышечного утомления.

    Верхняя кривая на рисунке показывает процентное увеличение силы, которое можно достичь с помощью этой тренирующей программы с максимальной нагрузкой у предварительно нетренированного молодого человека. Видно, что мышечная сила увеличивается примерно на 30% во время первых 6-8 нед, но после этого практически не меняется (плато на кривой). Наряду с этим увеличением силы примерно на такой же процент возрастает мышечная масса, что называется мышечной гипертрофией.

    В пожилом возрасте многие люди так мало двигаются , что их мышцы атрофируются в чрезвычайной степени. В этих случаях мышечная тренировка часто увеличивает мышечную силу более чем на 100%.



     

     
    Это интересно: