Language
Country/Area
No result found
Bí mật của Glycogen: Tại sao loại Polysaccharide đa nhánh này lại là nguồn dự trữ năng lượng của cơ thể chúng ta?
Glycogen là một polysaccharide nhiều nhánh được cấu tạo từ glucose, đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng ở động vật, nấm và vi khuẩn. Đây là dạng dự trữ glucose chính trong cơ thể. Là một trong ba nguồn dự trữ năng lượng thường dùng, glycogen chủ yếu được sử dụng để cung cấp năng lượng ngắn hạn, trong khi creatine phosphate được sử dụng để cung cấp năng lượng nhanh trong ngắn hạn và triglyceride trong mô mỡ được sử dụng để dự trữ dài hạn. Trong điều kiện bình thường, protein thường không được sử dụng làm nguồn năng lượng chính và chỉ được sử dụng trong thời kỳ đói kém hoặc khủng hoảng sinh lý.
Trong cơ thể con người, glycogen chủ yếu được sản xuất và lưu trữ ở gan và tế bào cơ xương.
Trong gan, glycogen có thể chiếm 5-6% trọng lượng tươi của cơ quan. Gan của một người trưởng thành nặng khoảng 1,5 kg có thể dự trữ khoảng 100-120 gram glycogen. Ở cơ xương, nồng độ glycogen thấp hơn, chỉ chiếm khoảng 1-2% khối lượng cơ. Một người lớn nặng 70 kg có thể dự trữ khoảng 400 g glycogen trong cơ xương. Glycogen cũng được lưu trữ với số lượng nhỏ trong nhiều mô và tế bào khác, bao gồm thận, hồng cầu, bạch cầu và tế bào thần kinh đệm trong não. Trong thời kỳ mang thai, tử cung còn dự trữ glycogen để nuôi dưỡng phôi thai.
Lượng glycogen được lưu trữ chủ yếu phụ thuộc vào chất xơ oxy hóa loại 1, quá trình rèn luyện thể chất, tỷ lệ trao đổi chất cơ bản và thói quen ăn uống. Mức glycogen cơ khi nghỉ ngơi khác nhau đạt được bằng cách thay đổi số lượng hạt glycogen, thay vì kích thước của các hạt hiện có. Điều đáng chú ý là trong máu người luôn có khoảng 4 gam glucose; khi nhịn ăn, lượng đường trong máu được duy trì ổn định nhờ dự trữ glycogen ở gan, vì glycogen trong cơ xương chủ yếu được cơ này sử dụng. , nhưng không tham gia vào quá trình điều hòa lượng đường trong máu.
Glycogen trong cơ đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng của cơ, trong khi glycogen trong gan được toàn bộ cơ thể sử dụng, đặc biệt là hệ thần kinh trung ương.
Trên thực tế, não người tiêu thụ khoảng 60% lượng đường trong máu khi nhịn ăn. Glycogen tương tự như tinh bột trong thực vật và là một polyme của glucose được sử dụng để dự trữ năng lượng. Mặc dù có cấu trúc tương tự như amylopectin, một thành phần của tinh bột, nhưng các nhánh của glycogen lại phong phú hơn và nhỏ gọn hơn. Phương pháp lưu trữ hiệu quả này cho phép giải phóng glycogen nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu năng lượng đột ngột.
Cấu trúc và chức năng của glycogen
Glycogen là một loại polymer có chuỗi tuyến tính và cấu trúc phân nhánh phức tạp, thường bao gồm các chuỗi gồm 8-12 đơn vị glucose, số lượng dao động từ 2.000 đến 60.000 trên một phân tử glycogen. Các phân tử đường được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic α(1→4), các phần phân nhánh được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic α(1→6). Tóm lại, cấu trúc của glycogen giống như quả cầu của cây glucose, với protein glycogen ở lõi.
Ở gan, khi lượng đường trong máu tăng cao, insulin thúc đẩy các tế bào gan hấp thụ glucose và chuyển hóa thành glycogen; ngược lại, khi lượng đường trong máu giảm, glucagon thúc đẩy quá trình phân hủy glycogen để giải phóng glucose.
Chức năng chính của glycogen trong gan là điều chỉnh lượng đường trong máu. Sau bữa ăn, lượng đường trong máu tăng lên và tiết insulin nhiều hơn, thúc đẩy quá trình tổng hợp và dự trữ glycogen. Tuy nhiên, một khi lượng đường trong máu bắt đầu giảm, quá trình tiết insulin cũng giảm, quá trình tổng hợp glycogen dừng lại và enzyme glycogen phosphorylase sau đó chuyển hóa glycogen trở lại thành glucose để đáp ứng nhu cầu năng lượng của cơ thể. Trong cơ, glycogen được sử dụng như một nguồn năng lượng nhanh chóng, đặc biệt là trong quá trình tập thể dục cường độ cao.
Tầm quan trọng lâm sàng và tác động của bài tập
Bệnh phổ biến nhất liên quan đến rối loạn chuyển hóa glycogen là bệnh tiểu đường. Trong tình trạng này, lượng glycogen dự trữ trong gan tăng hoặc giảm bất thường do insulin bất thường. Trong các môn thể thao sức bền kéo dài, chẳng hạn như chạy marathon, trượt tuyết băng đồng hoặc đạp xe, các vận động viên thường bị cạn kiệt glycogen, một hiện tượng được gọi là "đụng tường" hoặc "sụp đổ". Để tránh hiện tượng này, các vận động viên có thể lựa chọn tiếp tục tiêu thụ carbohydrate có chỉ số đường huyết cao để bổ sung năng lượng trong khi tập luyện.
Nghiên cứu khoa học cho thấy việc tiêu thụ carbohydrate với caffeine có thể giúp bổ sung lượng glycogen dự trữ nhanh hơn sau khi tập thể dục cường độ cao, nhưng liều lượng hiệu quả vẫn chưa được xác định.
Ngoài ra, các hạt nano glycogen cũng đã được nghiên cứu như hệ thống phân phối thuốc tiềm năng trong những năm gần đây, cho thấy tiềm năng ứng dụng của glycogen trong lĩnh vực y tế. Vai trò đa năng này đã dẫn đến sự quan tâm mới về giá trị của glycogen, vừa là nguồn dự trữ năng lượng vừa là chỉ số đánh giá sức khỏe. Chúng ta không khỏi thắc mắc, những khám phá và ứng dụng mới nào mà nghiên cứu về glycogen trong tương lai sẽ mang lại?
