Внутри клеток углеводы накапливаются в форме гликогена — полисахарида, состоящего из глюкозильных единиц, связанных 1,4-связями, с ответвлениями, начинающимися с 1,6-глюкозильных связей. Присоединение глюкозильных остатков с помощью 1,4-связей представляет собой ограничивающую скорость стадию синтеза гликогена и требует в качестве матрицы полисахаридной цепи, состоящей не менее чем из 4 остатков глюкозы. Реакция зависит от активности фермента гликогенсинтетазы, существующей в активной и неактивной формах. Фосфорилирование гликогенсинтетазы инактивирует фермент, тогда как его активация связана с потерей фосфатных групп.
Таким образом, активность гликогенсинтетазы находится в обратной зависимости от внутриклеточного уровня циклического аденозин-3,5-монофосфата (цАМФ), который способствует фосфорилированию белков, активируя протеинкиназу. Поскольку тканевой уровень цАМФ может изменяться под действием глюкорегуляторных гормонов (повышается под влиянием глюкагона и адреналина и высвобождается от такой гормональной индукции под влиянием инсулина), то активность гликогенсинтетазы представляет собой ключевой пункт регуляции отложения глюкозы в печени.
В вопросе о том, опосредуются ли изменения активности гликогенсинтетазы главным образом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином) или субстратом (глюкоза), имеются противоречия. Hers выдвинул гипотезу, согласно которой увеличение концентрации глюкозы в клетке само по себе может повышать активность гликогенсинтетазы. Такой эффект глюкозы (в присутствии пермиссивных концентраций инсулина) подтверждается исследованиями на перфузируемой печени, в которых повышение концентрации глюкозы с 40 до 50 мг/100 мл приводит к поглощению сахара печенью без изменения уровня инсулина. Кроме того, результаты исследования у человека in vivo свидетельствуют о том, что хотя выраженная гиперинсулинемия в отсутствие гипергликемии и угнетает продукцию глюкозы печенью, это сопровождается минимальным поглощением сахара печенью.
В то же время одновременная гипергликемия повышает «чистое» поглощение глюкозы печенью. Как будет показано, «чистый» баланс глюкозы через печень определяется, по всей вероятности, как уровнем глюкозы, так и глюкорегуляторными гормонами.
«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер