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糖原的秘密：為何這種多分支的多醣是我們體內的能量儲備？
糖原是一種由葡萄糖組成的多分支多醣，在動物、真菌和細菌中均扮演著能量儲備的角色。它是人體內主要的葡萄糖儲存形式。作為三種常用能量儲備之一，糖原主要用於短期能量供應，而肌酸磷酸則用於短期快速能量，脂肪組織中的甘油三脂則用於長期儲備。在正常情況下，蛋白質一般不會用作主要的能量來源，只會在饑荒或生理危機時被利用。
在人體中，糖原主要在肝臟和骨骼肌細胞中製造和儲存。
在肝臟中，糖原可佔據該器官鮮重的5-6%，一名體重約1.5公斤的成人的肝臟可儲存約100-120克的糖原。而在骨骼肌中，糖原的濃度較低，約佔肌肉質量的1-2%。一名體重70公斤的成人，其骨骼肌可儲存大約400克的糖原。糖原在許多其他組織和細胞中也有少量儲存，包括腎臟、紅血球、白血球和大腦中的膠質細胞。妊娠期間，子宮也會儲存糖原以供養胚胎。
糖原儲存量的多少主要取決於氧化型1纖維、身體訓練、基礎代謝率及飲食習慣。透過改變糖原顆粒的數量，而非已有顆粒的大小，來達到不同的靜息肌肉糖原水平。值得注意的是，約有4克的葡萄糖在人體血液中時刻存在；在禁食狀態下，血糖水平會利用肝臟中的糖原儲備來維持穩定，因為骨骼肌中的糖原主要供該肌肉使用，而不參與血糖水平的調節。
糖原在肌肉中作為肌肉自身的能量儲備，而肝臟中的糖原則供全身使用，特別是對中樞神經系統的供應。
事實上，人體大腦在禁食狀態下大約消耗60%的血糖。糖原與植物中的澱粉相類似，作為葡萄糖的聚合物，用於能量儲存。雖然其結構類似於澱粉的成分—支鏈澱粉，但糖原的分支更加豐富且更緊湊。這種高效的儲存方式使得糖原可以迅速釋放以應對突發的能量需求。
糖原的結構與功能
糖原是一種多聚體，具有線性鏈和複雜的分支結構，通常由8-12個葡萄糖單元鏈組成，每個糖原分子的數量在2000到60000之間。糖分子之間通過α(1→4)糖苷鍵連接，並且分支部分通過α(1→6)糖苷鍵相連。概括來說，糖原的結構就像一個葡萄糖樹的球，核心是糖原蛋白。
在肝臟內，血糖水平上升時，胰島素促進肝細胞吸收葡萄糖並轉化為糖原；相反，當血糖水平降低時，胰高血糖素則促進糖原降解釋放葡萄糖。
糖原在肝臟的主要功能是調節血糖水平。當進餐後，血糖上升，胰島素的分泌增加，促進糖原的合成與儲存。然而，一旦血糖開始下降，胰島素分泌減少，糖原合成停止，接著透過酵素糖原磷酸化酶將糖原轉化回葡萄糖，以供身體的能量需求。而在肌肉中，糖原被用作快速獲取能量的來源，特別是在高強度運動中。
臨床相關性與運動影響
糖原代謝異常最常見的疾病是糖尿病。在這種情況下，由於胰島素異常，肝臟的糖原儲存會異常增加或減少。在長時間的耐力運動中，如馬拉松、越野滑雪或騎自行車，運動員經常會遇到糖原耗竭的情況，這種現象被稱為“撞牆”或“崩潰”。為了避免這一現象，運動員可選擇在運動過程中持續攝入高血糖指數的碳水化合物來補充能量。
科學研究表明，攝取碳水化合物與咖啡因有助於在高強度運動後更快地補充糖原儲備，但尚未確定其有效劑量。
此外，近年來糖原納米顆粒也被研究作為潛在的藥物傳遞系統，顯示出糖原在醫療領域的應用潛力。這種多功能的角色讓我們重新審視了糖原的價值，無論是在能量儲存還是作為健康的指標上，都引起了廣泛的關注。我們不禁要想，未來對於糖原的研究將會帶來哪些新的發現和應用？
