Гликоген
т. е. сахаробразующее вещество, представляет углевод формулы C6H10O5, встречающееся в животном теле и преимущественно в печени здоровых, упитанных животных; кроме того, Г. встречается в мышцах, белых кровяных тельцах, в ворсинках околоплодной оболочки и во всех почти образованиях, способных к развитию. Особенное обилие Г. в тканях наблюдается в зародышевом периоде жизни позвоночных животных (Клод Бернар); тело это найдено и у беспозвоночных (устриц, улиток) и в грибах (Mucor, Peziza, Basidiomycetes). Извлеченный из тканей, главным образом из печени, Г. представляет белый аморфный порошок; водные растворы его вращают плоскость поляризации вправо и окрашиваются йодом не в синий, как это получается с обыкновенным растительным крахмалом, а в красный цвет. Под влиянием диастатического фермента, птиалина слюны, Г., подобно растительному крахмалу, превращается в декстрин, мальтозу и под конец в виноградный сахар. В печени голодающих животных Г. обыкновенно не находят и он образуется в организме животных, главным образом, из углеводов пищи, т. е. крахмала, виноградного и тростникового сахара; но не подлежит сомнению, что откармливание голодавших животных исключительно мясной пищей, по возможности, лишенной жира и углеводов, тоже ведет к отложению Г. в печени. Белковые вещества могут, следовательно, перерабатываться в живых организмах так, что одним из продуктов превращения может являться углевод, т. е. крахмалу или сахару подобное вещество, а другим — азотсодержащее органическое вещество, напр., мочевина. При так называемом сахарном мочеизнурении наблюдаются рядом с выделением значительных количеств сахара мочой и высокие числа выделяемой мочевины. Так как эти явления весьма нередко сохраняются и при чисто мясной диете, то очевидно, что мочевина и сахар образуются на счет расщепления сложной белковой частицы, и это составляет в высших степенях развития характеристическую особенность патологического состояния, именуемого сахарным мочеизнурением; тут происходит как бы сахарное перерождение тканей. Только предшественником сахара является во всех случаях Г., который затем при помощи фермента превращается в виноградный сахар. Вообще запасы углеводов в тканях живого организма даны в форме Г. Сахар, всасываемый из кишечного канала кровью, несется по системе воротной вены в печень и здесь, как доказал Клод Бернар, частью превращается печеночными клетками в Г., откладываемый в печени в виде углеводистого запаса. Исследования на сахар крови воротной вены (приносящей венозную кровь к печени) и крови печеночных вен (уносящих кровь из печени), показали, что в периоде пищеварения, в разгар всасывания веществ из кишечного канала, кровь воротной вены богаче сахаром крови печеночных вен, т. е. часть сахара удерживается в печени и превращается в Г., тогда как в другие промежуточные между пищеварением периоды дело стоит как раз наоборот, т. е. кровь печеночных вен богаче сахаром крови воротной вены, и следовательно, печень снабжает проходящую через нее кровь сахаром, вырабатываемым ею из накопленного в ней Г. Гликоген является, следовательно, питательным материалом, призванным пополнять убыль сахара в крови и поддерживать процентное содержание его в ней на определенной, более или менее постоянной, высоте. Мышечный Г. играет, по-видимому, существенную роль в мышечной работе, так как в сокращающихся мышцах количество Г. резко падает и его всего более в покоящихся мышцах. Он тратится как бы, следовательно, на мышечные функции. Впрочем, запасы Г. в мышцах не могут служить источником развития в них сил, так как, во-первых, количество этого вещества в мышцах незначительно, а во-вторых мышцы совершенно лишенные Г. способны прекрасно сокращаться. Достойно внимания, что при помирании тканей, органов, клеточных элементов, напр., печени, мышц, лейкоцитов (белых кровяных телец) Г. в них исчезает и переходит постепенно в сахар; гной, напр., представляющий помершие белые кровяные тельца, уже не содержит вовсе Г., но зато заключает сахар; переход этот совершается, конечно, под влиянием амилолитического фермента, т. е. превращающего крахмал в сахар и весьма распространенного в животном теле.
Что касается количеств Г., то в печени здоровых хорошо питающихся позвоночных животных его находят около 6%, причем количества эти могут доходить до 17% при обильном питании супом из картофеля, сахара и т. д. В мышцах скелетных и сердца Г. около 1% и в особенности его много в зародышевых тканях, органах. Вообще все молодые протоплазмы, в стадии первоначального развития, даже растущие опухоли, плодовые оболочки, ткани последа и т. д., все бывают крайне богаты Г., как на это указал Клод Бернар, и в этом отношении нельзя не указать на аналогию между животным и растительным царствами. Как у растений зерна крахмала собираются в клетках, окружающих зародыш, в зернах, семянодолях, так и Г. размещается в клетках, помещающихся между материнским и зародышевым последом, а у некоторых животных даже на внутренней поверхности плодовой оболочки — amnion. С момента появления гликогенобразовательной функции печени, Г. в остальных тканях начинает оскудевать. Ряд этих фактов ясно доказывает важное значение Г. как питательного материала, необходимого для роста и развития всех эмбриональных тканей и клеток, и это вполне согласуется с тем, что мы знаем относительно значения обыкновенного крахмала в развитии растительных форм. Впрочем, такая роль Г. не ограничивается только зародышевым периодом развития животных, так как известно, что у взрослых голодающих животных он совершенно исчезает из печени, следовательно, он потребился как питательный материал на поддержание жизненных функций. По сие время точно неизвестно, образуется ли Г. исключительно в печени и отсюда уже разносится по мышцам лейкоцитами, или же способностью самостоятельного образования его обладают и эти последние ткани и клетки, кроме печени. Последнее предположение правдоподобие.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .
Источник
Строение и биологическое значение крахмала и гликогена
Крахмал — наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона. Это резервный полисахарид растений, содержащийся в наибольшем количестве (до 45% от массы сухого вещества) в зёрнах злаков (пшеница, кукуруза, рис и др.), а также луковицах, стеблях и клубнях растений (в картофеле примерно 65%). Крахмал — разветвлённый полисахарид, состоящий из остатков глюкозы (гомогликан). Он находится в клетках растений в виде гранул, практически нерастворим в воде.
Крахмал состоит из амилозы и амилопектина (рис. 7-9). Амилоза — неразветвлённый полисахарид, включающий 200-300 остатков глюкозы, связанных α-1,4-гликозидной связью. Благодаря α-конфигурации глюкозного остатка, полисахаридная цепь имеет конформацию спирали. Синяя окраска при добавлении йода к раствору крахмала обусловлена наличием такой спирали. Амилопектин имеет разветвлённую структуру. В местах ветвления остатки глюкозы соединены α-1,6-гликозидными связями. Линейные участки содержат примерно 20-25 остатков глюкозы. При этом формируется древовидная структура, в которой имеется лишь одна аномерная ОН-группа. Крахмал — высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы. Его молекулярная масса составляет порядка 105-108 Д.
Гликоген — полисахарид животных и человека. Так же, как крахмал в растениях, гликоген в клетках животных выполняет резервную функцию, но, так как в пище содержится лишь небольшое количество гликогена, он не имеет пищевого значения.
Гликоген представляет собой структурный аналог крахмала, но имеет большую степень ветвления: примерно на каждые 10 остатков глюкозы приходится одна α-1,6-гликозидная связь.
В пище человека в основном содержатся полисахариды растительного происхождения — крахмал, целлюлоза. В меньшем количестве поступает полисахарид животных — гликоген.
Углеводы, имеющие самые большие молекулы, — это полисахариды, в том числе крахмалы и целлюлоза, молекулы которых состоят из большого числа моносахаридных группировок, либо соединенных в одну прямую длинную цепь (амилоза), либо образующих разветвленную структуру (амилопектин). Число молекул сахара, соединенных в одной молекуле крахмала, точно не известно, а кроме того, оно неодинаково в разных молекулах; поэтому формулу крахмала можно написать так: (C6H10O5)х, где x означает неизвестное большое число моносахаридных групп, объединенных в молекулу крахмала. Особые ферменты — амилазы — гидролизуют крахмал и другие полисахариды, расщепляя их сначала на более короткие цепочки из простых Сахаров, а затем и на свободные моносахариды. Эти ферменты катализируют реакции, в которых молекулы воды как бы вклиниваются между моносахаридными остатками, разрывая ангидридные связи.
Крахмалы различаются между собой по числу и типу моносахаридных групп и являются обычными компонентами как растительных, так и животных клеток. Животный крахмал, называемый гликогеном, отличается от растительного чрезвычайно сильной разветвленностью молекулы и большей растворимостью в воде. Растения накапливают углеводы в форме крахмалов, животные — в форме гликогена; накопить глюкозу как таковую невозможно, ибо ее небольшие молекулы диффундировали бы из клеток. Более крупные и менее растворимые молекулы крахмала и гликогена не проходят через плазматическую мембрану. У человека и других высших животных гликоген накапливается главным образом в печени и мышцах. Четыре фермента, действуя в определенной последовательности, легко превращают гликоген печени в глюкозу, которая затем доставляется кровью к другим частям тела.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник