Glycogen được dự trữ ở cả cơ xương và gan. Glycogen trong cơ rất quan trọng để thúc đẩy quá trình tập luyện kỵ khí hoặc hiếu khí cường độ cao. Glycogen ở gan bị thoái hóa thành glucose, sau đó được vận chuyển vào máu; điều này giúp duy trì mức đường huyết trong quá trình tập luyện sức bền. 

Trong quá trình tổng hợp glycogen, glucose nội bào trải qua một số biến đổi để tạo ra uridine diphosphate (UDP)-glucose. Phản ứng này diễn ra theo ba bước:

1.Glucose nội bào bị phosphoryl hóa bởi hexokinase khi nó xâm nhập vào tế bào để tạo ra glucose-6-phosphate.

2.Glucose-6-phosphate sau đó được chuyển đổi thành glucose-1-phosphate (thông qua phosphoglucomutase).

3.UDP-glucose được tổng hợp từ glucose-1-phosphate và uridine triphosphate trong phản ứng được xúc tác bởi UDP-glucose pyrophosphorylase.

UDP-glucose được hình thành sẽ được thêm vào phân tử glycogen đang phát triển. Phản ứng này được xúc tác bởi enzyme glycogen synthase, enzyme này chỉ có thể thêm các gốc glucose nếu chuỗi polysaccharide đã chứa nhiều hơn bốn gốc. Glycogen không chỉ đơn giản là một chuỗi dài các hợp chất glucose lặp đi lặp lại; nó là một polymer phân nhánh cao. Sự phân nhánh rất quan trọng vì nó làm tăng khả năng hòa tan của glycogen. Sự phân nhánh cũng tạo điều kiện cho quá trình tổng hợp và phân hủy glycogen nhanh chóng (cần thiết để cung cấp glucose có thể đi vào quá trình đường phân để sản xuất năng lượng khi tập luyện cường độ cao).

Phân hủy glycogen

Khi glycogen đang bị thoái hóa trong quá trình tập luyện, điều này cho thấy cơ thể cần ATP để cung cấp năng lượng cho sự co cơ xương. Mục tiêu của quá trình phân hủy glycogen là giải phóng các hợp chất glucose (cụ thể là glucose-1-phosphate) để chúng có thể đi vào con đường glycolytic, giúp sản xuất ATP nhanh chóng.

ATP: Hợp chất photphat năng lượng cao được tế bào tổng hợp và sử dụng để giải phóng năng lượng cho hoạt động của tế bào.

Trong quá trình phân hủy glycogen phức tạp, các hợp chất glucose riêng lẻ -được tách khỏi glycogen để tạo thành glucose-1-phosphate (được xúc tác bởi enzyme glycogen phosphorylase). Phosphorylase xúc tác quá trình loại bỏ tuần tự các gốc glycosyl khỏi đầu không khử của phân tử glycogen. 

Glucose-1-phosphate được hình thành trong quá trình phân cắt glycogen bằng chất phosphoryl hóa được chuyển hóa thành glucose-6-phosphate nhờ phosphoglu comutase. 

Trong cơ xương, glucose-6-phosphate được giải phóng bằng glycogen kết hợp với glucose-6-phosphate, có nguồn gốc từ glucose đi vào tế bào từ máu, để xử lý nhiên liệu trao đổi chất bởi các enzyme glycolytic. Gan và ở một mức độ hạn chế là thận có thể xử lý glucose-6-phosphate được giải phóng bằng glycogen thông qua quá trình đường phân hoặc có thể khử phospho hóa glucose-6-phosphate được giải phóng bằng glycogen và giải phóng glucose vào máu. Trong quá trình chuyển hóa glucose của tế bào (tức là tổng hợp glycogen và phân hủy glycogen), glucose-6-phosphate trung gian đóng vai trò trung tâm trong các chuyển đổi khác nhau giữa dự trữ glucose và oxy hóa glucose.

Đường phân

Trong quá trình tập luyện, tập luyện cường độ cao và thi đấu thể thao, ATP cần thiết một cách nhanh chóng để sản xuất năng lượng. Một trong những quá trình nhanh nhất mà ATP có thể được tạo ra là quá trình đường phân. Nói chung, quá trình đường phân là sự phân hủy carbohydrate (tức là glucose) để tạo ra ATP. Quá trình đường phân xảy ra trong tế bào chất của sợi cơ. Kết quả sinh lý quan trọng của quá trình đường phân là sản xuất ATP tương đối nhanh để sử dụng cho sự co cơ. Quá trình đường phân là một chuỗi gồm 10 phản ứng hóa học được kiểm soát bằng enzyme, bắt đầu bằng một glucose sáu carbon và kết thúc bằng hai phân tử pyruvate ba carbon.

Pyruvate được tạo ra khi kết thúc quá trình đường phân có hai khả năng xảy ra: Nó có thể được chuyển thành lactate hoặc có thể đi vào ty thể . Phần tiếp theo mô tả việc sản xuất axit lactic. Trước khi pyruvate đi vào ty thể, nó được chuyển đổi thành acetyl-CoA và sau đó đi vào chu trình Krebs. Chu trình Krebs tiếp tục chuyển hóa các hợp chất pyruvate-acetyl-CoA trong một loạt các phản ứng hóa học được xúc tác bởi enzyme. 

Cuối cùng, những phản ứng này trong chu trình Krebs tạo ra các hợp chất NADH và FADH 2 ; chúng mang các điện tử được chuỗi vận chuyển điện tử trong ty thể tiếp nhận. Chuỗi vận chuyển điện tử tạo điều kiện cho việc sản xuất nhiều ATP hơn để cung cấp năng lượng cho sự co cơ xương, nhưng việc sản xuất ATP này diễn ra với tốc độ chậm hơn so với sản xuất ATP glycolytic. Điều quan trọng là phải hiểu rằng quá trình glycolysis tạo ra ATP với tốc độ nhanh, cần thiết khi tập luyện hoặc tập luyện cường độ cao. 

ATP này chủ yếu được tạo ra bởi quá trình oxy hóa (phân hủy) glucose, do đó dễ dàng nhận thấy tầm quan trọng của lượng carbohydrate đầy đủ trong chế độ ăn uống để thúc đẩy quá trình tập luyện cường độ cao trong quá trình tập luyện hoặc thi đấu.

Ngô Giang