糖原

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肝醣的二维剖面图示意图: 肝醣核心蛋白是被葡萄糖單元的分支所包圍。整个球状颗粒可能包含大约30,000个葡萄糖单元[1]
醣原的結構段

糖原(英語:glycogen,又称肝糖动物淀粉)是人类等动物[2]和真菌储存糖类的主要形式;是多糖的一種,由葡萄糖脫水缩合作用而成。主要生物学功能是作为动物真菌的能量储存物质。

体中,糖原主要由肝脏肌肉(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)。肝糖原可以由肝脏细胞和肌肉细胞合成。由肝糖原转化的葡萄糖會給全身各处使用,包括中枢神经系统。

在肝脏细胞(肝细胞),糖原可以在饭后不久构成[3]。只有储存在肝脏的糖原可以由其他器官使用。在肌肉,糖原的浓度較低(約肌肉质量的1-2%)。人体的糖原主要储存在肝脏肌肉红血球[4][5][6]

日本大型糖果糕點公司格力高的公司名稱“Glico”也是命名自糖原英文“glycogen”的縮寫[7]

结构

糖原的构造

糖原的结构与支链淀粉相似,由α-1,4-糖苷键支链连接处的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

糖原遇碘液呈紅色。可在作用下分解为葡萄糖。

生理功能

糖原是动物与人体内储存的糖类,但含量不高;主要存在肝脏肌肉,由此分为肝糖原肌糖原,分别储存在肝细胞肌细胞浆中,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

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

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

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

合成

不像其分解,糖原合成是吸收能量的 - 需要能量的输入。

分解

糖原中的糖原磷酸化酶的作用

参看

参考资料

  1. ^ 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). 
  2. ^ Sadava; et al. Life 9th, International. W. H. Freeman. 2011. ISBN 9781429254311. 
  3. ^ Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. 2006 [2014-10-14]. ISBN 0-13-250882-6. (原始内容存档于2014-11-02). 
  4. ^ Moses SW, Bashan N, Gutman A. Glycogen metabolism in the normal red blood cell. Blood. December 1972, 40 (6): 836–43. PMID 5083874. [永久失效連結]
  5. ^ Ingermann RL, Virgin GL. Glycogen content and release of glucose from red blood cells of the sipunculan worm themiste dyscrita (PDF). J Exp Biol. 1987, 129: 141–9. 
  6. ^ Miwa I, Suzuki S. An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes. Annals of Clinical Biochemistry. November 2002, 39 (Pt 6): 612–3. PMID 12564847. doi:10.1258/000456302760413432. 
  7. ^ 甘~いお菓子のパワーの素は、大人の味・牡蠣エキスだった! - Glico. [2021-03-28]. (原始内容存档于2021-01-28). 

外部链接