糖原


糖原(glycogen)又称肝糖、动物淀粉,是一种葡萄糖的多支链多糖(multibranched polysaccharide),在动物、真菌和某些细菌中作为细胞内贮的能量储存形式[2][3][4],为人体内葡萄糖的主要储存形式。人体的糖原主要储存在肝脏、肌肉中[5][6],其他动物也可大量储存在血细胞内[7]。
糖原由葡萄糖脫水缩合作用而成,结构与支链淀粉相似,属于多分散性的高度分支的葡聚糖,化学式为 (C6H10O5)nH2O。
在人体中,糖原主要分为肝糖原(hepatic glycogen)[8]与肌糖原(muscle glycogen)[9]或称肌醣,分别由肝脏和肌肉(主要为骨骼肌)的细胞产生与储存,并且作为长期储存的次级能量(还有作为储存的主要能量是在脂肪组织积累的油脂)。两者的区别是前者当血糖降低时会释放葡萄糖进入血流,供应中枢神经和红细胞等使用,而后者仅在运动时提供骨骼肌自身使用,不会释放到血流中。这是因为骨骼肌没有葡萄糖-6-磷酸酶,分解產生的G6P只能进入糖解作用產生能量,无法变成葡萄糖离开肌细胞。
在肝脏细胞(肝细胞)中,糖原可在饭后不久生成[10]。只有储存在肝脏的糖原可以由其他器官使用。在肌肉中,糖原的浓度較低(約肌肉质量的1-2%)。
结构
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糖原的结构与支链淀粉相似,由α-1,4-糖苷键和支链连接处的α-1,6-糖苷键连接而成。与支链淀粉在结构上的主要区别在于,糖原的支链多大约10-15个葡萄糖单元就有一个分支(支链淀粉大約25个是葡萄糖单元才有一个分支)且分支有12~18个葡萄糖分子。
电镜下,糖原分子呈球形,其直径约21nm,分子量是1 000 000Da到10 000 000Da。
糖原分子由多糖链组成,每条糖链约含13个葡萄糖基。糖链呈分支或非分支状;并围绕一个同心排列成12层。在内层存在分支链,每条链又有2个分支;在外层可存在非分支链。
性质
[编辑]糖原遇碘液呈紅色。可在酶作用下分解为葡萄糖。
生理功能
[编辑]糖原是动物与人体内储存的糖类,但含量不高;主要存在肝脏与肌肉,由此分为肝糖原与肌糖原,分别储存在肝细胞及肌细胞浆中,即细胞内液中,故糖原不会出现在内环境中。葡萄糖供应不足时,糖原可以迅速分解为葡萄糖,以供机体利用。
人体内糖原总量约200-500克,相当于800-2000大卡热量。若不从外界摄入能量,人体内糖原会在18小时内耗尽。
体内糖原存量不足会引发血糖降低,这是造成疲劳、运动表现降低、无法持续运动的原因之一。运动后体内的糖原存量会显著降低。糖类若没有积极的补充,下次运动就会受到影响。
形成
[编辑]不论肝糖原还是肌糖原,都是细胞通过循环系统获取葡萄糖,从而合成的。肝糖原可以由肝脏细胞合成;肌糖原可以由肌肉细胞合成。
肌糖原
[编辑]肌糖原只能供给肌肉细胞所用,不能提升血糖浓度。
肌糖原不能提升血糖的原因是:肌糖原无法生成葡萄糖。糖原分解下来的单体是1-磷酸葡糖,经变位反应生成6-磷酸葡糖,由于肌肉细胞中缺少6-磷酸葡萄糖变位酶,1-磷酸葡糖无法经过糖异生步骤转化为葡萄糖,且磷酸化的葡萄糖由于带有负电荷也无法穿过细胞膜。因此若想生成葡萄糖,只能进行无氧氧化生成乳酸,以乳酸的形式通过血液循环转运到肝细胞,再让肝脏进行糖异生产生葡萄糖再分泌。
在正常情况下,人体内每千克肌肉约储存着15克的糖原。
动物屠宰时,通常肌肉内的糖原会完全分解,只有肝、肾、心等内脏含有少量糖原。
肝糖原
[编辑]肝糖原负责补充血糖使之维持稳定浓度;可以分解成葡萄糖,并释放到血液,供给肌肉以及其他器官,是提供身体的能量来源。
新陈代谢
[编辑]合成
[编辑]不像其分解,糖原合成是吸收能量的 - 需要能量的输入。
分解
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参看
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch. Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance 6. Lippincott Williams & Wilkins. 2006: 12 [2014-10-14]. ISBN 978-0-7817-4990-9. (原始内容存档于2019-06-17).
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