कार्बोहाइड्रेट चयापचय का अविनियमन। कार्बोहाइड्रेट चयापचय का विनियमन

सब्सट्रेट विनियमन।ग्लूकोज चयापचय का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक ग्लाइसेमिया का स्तर है। जिस पर ग्लूकोज की सीमित सांद्रता जिगर में इसका उत्पादन परिधीय ऊतकों द्वारा खपत के बराबर होता है, 5.5-5.8 mmol / l है। इससे कम स्तर पर, यकृत रक्त में ग्लूकोज पहुंचाता है; उच्च स्तर पर, इसके विपरीत, यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन संश्लेषण हावी होता है।

तंत्रिका विनियमन।सहानुभूतिपूर्ण आवेग अधिवृक्क ग्रंथियों से एड्रेनालाईन की रिहाई की ओर ले जाते हैं, जो उत्तेजित होता है

ग्लाइकोजेनोलिसिस को रोकता है, और हाइपरग्लेसेमिया विकसित होता है। पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंतुओं की जलन अग्न्याशय द्वारा इंसुलिन स्राव में वृद्धि, कोशिका में ग्लूकोज के प्रवेश और एक हाइपोग्लाइसेमिक प्रभाव के साथ होती है।

गुर्दे का नियमन।गुर्दे का सामान्य कार्य निस्पंदन और पुन: अवशोषण की प्रक्रियाओं के माध्यम से ग्लूकोज के स्तर को बनाए रखता है (अनुभाग 12.4.4 देखें)।

हार्मोनल विनियमन।रक्त शर्करा का स्तर हार्मोन की एक विस्तृत श्रृंखला से प्रभावित होता है, केवल इंसुलिन के कारण हाइपोग्लाइसेमिक प्रभाव होता है। रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि के साथ निम्नलिखित हार्मोनों का एक विपरीत प्रभाव होता है: ग्लूकागन, एड्रेनालाईन, ग्लूकोकार्टिकोइड्स, एडेनोकोर्टिकोट्रोपिक (एसीटीएच), सोमाटोट्रोपिक (एसटीजी), टैरोट्रोपिक (टीएसएच), टैरॉइड। इंसुलिन और कॉन्ट्राइन्सुलर हार्मोन के प्रभाव सामान्य रूप से एक स्थिर रक्त ग्लूकोज स्तर को नियंत्रित करते हैं। कम इंसुलिन सांद्रता पर, विशेष रूप से उपवास के दौरान, अन्य हार्मोन जैसे ग्लूकागन, एपिनेफ्रीन, ग्लूकोकार्टिकोइड्स और ग्रोथ हार्मोन के हाइपरग्लाइसेमिक प्रभाव बढ़ जाते हैं। यह तब भी होता है जब रक्त में इन हार्मोनों की सांद्रता नहीं बढ़ती है।

तालिका में। 12-2 ग्लूकोज चयापचय पर हार्मोन की क्रिया को दर्शाता है।

तालिका 12-2।हार्मोन जो ग्लूकोज होमियोस्टेसिस को नियंत्रित करते हैं

तालिका का अंत। 12-2

एड्रेनालाईन	अधिवृक्क मेडूला	बढ़ जाती है: ग्लाइकोजेनोलिसिस (यकृत, मांसपेशियों); लिपोलिसिस (वसा ऊतक)
एसटीएच (विकास हार्मोन)	एडेनोहाइपोफिसिस की इओसिनोफिलिक कोशिकाएं	बढ़ जाता है: ग्लाइकोजेनोलिसिस (यकृत); लिपोलिसिस (वसा ऊतक)
एसीटीएच	एडेनोहाइपोफिसिस की बासोफिल कोशिकाएं	ग्लुकोकोर्टिकोइड्स (अधिवृक्क ग्रंथियों) की रिहाई को उत्तेजित करता है लिपोलिसिस (वसा ऊतक) बढ़ाता है
ग्लुकोकोर्तिकोइद	अधिवृक्क प्रांतस्था का स्फटिक क्षेत्र	बढ़ता है: ग्लूकोनोजेनेसिस, ग्लाइकोजन संश्लेषण (यकृत); प्रोटियोलिसिस (मांसपेशियां) कोशिकाओं (मांसपेशियों, वसा ऊतक) द्वारा ग्लूकोज के अवशोषण को कम करता है
थायराइड हार्मोन	थाइरोसाइट्स	बढ़ता है: कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज का उपयोग, लिपोलिसिस, प्रोटियोलिसिस (अप्रत्यक्ष रूप से बेसल चयापचय में वृद्धि के माध्यम से) - सभी ऊतक इंसुलिनस (यकृत) को सक्रिय करता है

शारीरिक स्थितियों के तहत, ग्लूकोज चयापचय के नियमन में दो हार्मोन, इंसुलिन और ग्लूकागन सबसे महत्वपूर्ण हैं।

इंसुलिन- प्रजाति-विशिष्ट पेप्टाइड हार्मोन (एक पॉलीपेप्टाइड है जिसमें दो अमीनो एसिड चेन (ए- और बी-चेन) होते हैं जो दो डाइसल्फ़ाइड पुलों से जुड़े होते हैं)। इंसुलिन को एक निष्क्रिय प्रोइंसुलिन पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के रूप में संश्लेषित किया जाता है, क्योंकि यह अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स के β-कोशिकाओं के कणिकाओं में संग्रहीत होता है। Proinsulin सक्रियण में Arg31 और Arg63 (चित्र 12-18) में पेप्टाइड का आंशिक प्रोटियोलिसिस होता है। नतीजतन, इंसुलिन और सी-पेप्टाइड समतुल्य मात्रा में बनते हैं, रक्त में इसका स्तर β-कोशिकाओं की कार्यात्मक स्थिति को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बनाता है और मधुमेह के निदान में एक महत्वपूर्ण मानदंड है। स्वस्थ लोगों के सीरम में थोड़ी मात्रा में प्रोन्सुलिन भी पाया जाता है, इसकी सामग्री अग्नाशयी β-कोशिकाओं के एडेनोमा वाले लोगों में काफी बढ़ जाती है।

चावल। 12-18। अग्न्याशय में इंसुलिन का निर्माण। प्रोइंसुलिन के आंशिक प्रोटियोलिसिस के परिणामस्वरूप, इंसुलिन और सी-पेप्टाइड बनते हैं। इंसुलिन में दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो डाइसल्फ़ाइड पुलों से जुड़ी होती हैं।

इंसुलिन के स्राव को अलग करना, अलग करना बेसल स्राव(सुबह, रात भर के उपवास के बाद), चरण 1 - इंसुलिन स्राव का प्रारंभिक शिखर(मनुष्यों में, ग्लूकोज के रक्त में प्रवेश करने के बाद पहले 10 मिनट में एक अंतःशिरा ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण (जीटीटी) के दौरान इसका पता लगाया जाता है), चरण 2 (ग्लूकोज-उत्तेजित स्राव) - इंसुलिन स्राव में धीरे-धीरे वृद्धि(30-120 मिनट)।

ज्ञात 3 तंत्रविनियमन स्रावएक β-कोशिका द्वारा इन्सुलिन, जिसमें कई संकेतन पथ शामिल हैं (चित्र 12-19)। अंजीर में संकेतित लोगों के अलावा, इंसुलिन स्राव को उत्तेजित किया जाता है। 12-19 कारक, ऑक्सीटोसिन, प्रोलैक्टिन, एस्ट्रोजेन, कोर्टिसोल, वृद्धि हार्मोन (उच्च सांद्रता में), वैसोप्रेसिन, ओपिओइड पेप्टाइड्स, मुक्त फैटी एसिड। कैटेकोलामाइन और न्यूरोपेप्टाइड वाई, साथ ही सोमैटोस्टैटिन और प्रोस्टाग्लैंडिन, इंसुलिन स्राव को दबा देते हैं। इंसुलिन अपने स्वयं के रिसेप्टर्स के माध्यम से अपने स्राव पर एक ऑटोक्राइन निरोधात्मक प्रभाव डालने में सक्षम है

चावल। 12-19।β-सेल द्वारा इंसुलिन स्राव की उत्तेजना के तंत्र: I - एम 1-कोलीनर्जिक रिसेप्टर्स (एक्सआर) और बी रिसेप्टर्स कोलेलिस्टोकिनिन (सीसीके) के लिए उत्तेजना जी-प्रोटीन-मध्यस्थता फॉस्फोलाइपेस सी की सक्रियता का कारण बनती है, जो झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स को दो माध्यमिक दूतों में विभाजित करती है। - इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट (IF 3) और डायसिलग्लिसरॉल (DAG); Ia - DAG प्रोटीन किनेज C को सक्रिय करता है, जो साइटोसोलिक प्रोटीन को फॉस्फोराइलेट करता है और इंट्रासेल्युलर Ca 2 + के स्तर को बढ़ाए बिना स्रावी कणिकाओं के एक्सोसाइटोसिस का कारण बनता है; I6 - IF 3 एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और माइटोकॉन्ड्रिया (एमएक्स) में सीए 2 + चैनल खोलता है और इंट्रासेल्युलर सीए 2 + की एकाग्रता को बढ़ाता है, जिससे स्रावी कणिकाओं का एक्सोसाइटोसिस होता है; II - मोनोसेकेराइड और अमीनो एसिड सीए 2 + -निर्भर प्रक्रिया द्वारा इंसुलिन स्राव की सक्रियता; सीए 2 + परिवहन की सक्रियता एमएक्स में इन सबस्ट्रेट्स के बढ़े हुए चयापचय और एल-टाइप सीए 2 + चैनल के उद्घाटन के माध्यम से होती है, इसके बाद सीए 2 + -क्लेमोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेज II की सक्रियता होती है, जो स्रावी कणिकाओं के एक्सोसाइटोसिस की ओर जाता है; III - β-adrenergic रिसेप्टर्स की उत्तेजना एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करती है और साइटोसोल में cAMP के स्तर को बढ़ाती है, जो प्रोटीन किनेज ए को सक्रिय करती है, जो स्रावी ग्रैन्यूल और एक्सोसाइटोसिस के साइटोस्केलेटल प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन का कारण बनती है। टिप्पणी:जीएलपी-1 - ग्लूकागन जैसा पेप्टाइड 1; जीआईपी - गैस्ट्रिन निरोधात्मक पेप्टाइड

β-कोशिकाएं। इंसुलिन स्राव के नियमन के लिए लेप्टिन का विशेष महत्व है, जिसके उत्पादन में वृद्धि एडिपोसाइट्स द्वारा इंसुलिन स्राव को रोकता है, साथ ही इंसुलिन रिसेप्टर, इंसुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट और GLUT 4 जीन की अभिव्यक्ति (धारा 12.5 देखें)।

इंसुलिन स्राव विकारइसका परिणाम हो सकता है:

भ्रूण का अपर्याप्त पोषण, जो अग्न्याशय के अंतर्गर्भाशयी विकास का उल्लंघन करता है;

प्रसवोत्तर अवधि में अपर्याप्त पोषण;

ग्लूकोज विषाक्तता की क्रियाएं (पुरानी हाइपरग्लेसेमिया के साथ);

इंसुलिन स्राव के तंत्र में अनुवांशिक दोष (इंसुलिन, ग्लूकोकाइनेज, जीएलयूटी 2, आदि के जीन में उत्परिवर्तन)।

ग्लूकोज और अन्य उत्तेजक (आर्जिनिन, ल्यूसीन) की प्रतिक्रिया में इसकी कमी से इंसुलिन स्राव का उल्लंघन व्यक्त किया जा सकता है; इंसुलिन के पल्सेटाइल स्राव का उल्लंघन और प्रोन्सुलिन का इंसुलिन में रूपांतरण, जिससे रक्त में प्रोन्सुलिन की मात्रा में वृद्धि होती है।

इंसुलिन के संश्लेषण और स्राव की प्रक्रिया सख्ती से युग्मित प्रक्रियाएं नहीं हैं। प्रमुख उत्तेजक संश्लेषणइंसुलिन ग्लूकोज, मैनोज, आर्जिनिन और ल्यूसीन हैं। ग्लूकोज को नियंत्रित करने के 2 तरीके हैं संश्लेषणβ-कोशिका द्वारा इन्सुलिन (चित्र 12-20)। पथ मैंसाइटोसोल में पहले से मौजूद प्रोइंसुलिन मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) के अनुवाद की सक्रियता से जुड़ा हुआ है, - तेजी से, जीन के बढ़े हुए प्रतिलेखन की आवश्यकता नहीं है; इसलिए, इसके कारण, ग्लूकोज उत्तेजना के जवाब में इंसुलिन संश्लेषण किया जाता है, जो अवशोषण अवधि की शुरुआत में होता है। ग्लूकोकार्टिकोइड्स प्रोइंसुलिन mRNA के जीवनकाल को छोटा करते हैं और इस प्रकार β-कोशिकाओं में इंसुलिन उत्पादन को कम कर सकते हैं। समानांतर सक्रिय पथ द्वितीयइंसुलिन संश्लेषण, अवशोषण अवधि के अंत में पर्याप्त मात्रा में हार्मोन प्रदान करता है (चित्र 12-20 देखें)।

रक्त में इंसुलिन मुक्त और प्रोटीन-बद्ध अवस्था में होता है। इंसुलिन का क्षरण यकृत (80% तक), गुर्दे और वसा ऊतक में होता है। सी-पेप्टाइड भी यकृत में अवक्रमित होता है, लेकिन बहुत धीरे-धीरे। स्वस्थ व्यक्तियों में खाली पेट इंसुलिन की मात्रा 36-180 pmol/l होती है। ग्लूकोज के साथ मौखिक लोडिंग के बाद, प्रारंभिक स्तर की तुलना में 1 घंटे के बाद इसका स्तर 5-10 गुना बढ़ जाता है।

चावल। 12-20।β-सेल द्वारा इंसुलिन संश्लेषण के ग्लूकोज विनियमन के तरीके: I - सेल न्यूक्लियस में प्रीप्रोन्सुलिन जीन और एमआरएनए ट्रांसक्रिप्शन के सक्रियण से जुड़ा तरीका; II - एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के राइबोसोम पर प्रीप्रोन्सुलिन के साइटोसोलिक एमआरएनए की सक्रियता से जुड़ा मार्ग; STAT 5 - प्रतिलेखन कारकों को सक्रिय करना

इंसुलिन कार्बोहाइड्रेट, अमीनो एसिड, आयन, लिपिड के परिवहन और चयापचय के साथ-साथ प्रतिकृति और प्रतिलेखन, सेल भेदभाव, प्रसार और परिवर्तन की प्रक्रियाओं पर कार्रवाई के व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ मुख्य उपचय हार्मोन है। रक्त में इंसुलिन की उच्च सांद्रता का उपचय होता है, और चयापचय पर कम - अपचय प्रभाव होता है।

इंसुलिन के चयापचय प्रभाव:

1) ग्लाइकोलाइसिस के प्रमुख एंजाइमों की गतिविधि और मात्रा में वृद्धि;

2) एंजाइम हेक्सोकाइनेज को सक्रिय करता है, जो शरीर के सभी ऊतकों में ग्लूकोज को फास्फोराइलेट करता है;

3) ग्लूकोज, पोटेशियम, सोडियम, अमीनो एसिड के लिए मांसपेशियों और वसा ऊतक में कोशिका झिल्ली की पारगम्यता में वृद्धि; मांसपेशियों में कीटोन निकायों के लिए;

4) ग्लाइकोजन सिंथेज़ को सक्रिय करें, जिससे यकृत में ग्लाइकोजेनोजेनेसिस बढ़ जाता है;

5) ग्लाइकोजेनोलिसिस को ग्लाइकोजन फॉस्फेट और ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलस की गतिविधि को रोककर कम करें;

6) ग्लूकोनोजेनेसिस एंजाइम की गतिविधि को कम करें;

7) ग्लूकोनोजेनेसिस की प्रक्रियाओं को कम करना, अप्रत्यक्ष रूप से प्रोटीन संश्लेषण को सक्रिय करना;

8) लिपोजेनेसिस में वृद्धि, कार्बोहाइड्रेट से ट्राईसिलग्लिसरॉल के संश्लेषण को बढ़ाना, एडिपोसाइट्स के लिपोप्रोटीन लाइपेस (एलपी-लिपेज) को सक्रिय करना;

9) टीसीए और पीएफएस में ग्लूकोज के उपयोग में तेजी लाएं।

इसी समय, इंसुलिन पॉलीपेप्टाइड अणु कोशिका झिल्ली में प्रवेश करने में सक्षम नहीं होता है, इसलिए इंसुलिन के सभी प्रभाव इसकी सतह पर विशेष रिसेप्टर्स के माध्यम से किए जाते हैं। इंसुलिन रिसेप्टर्स लगभग सभी प्रकार की कोशिकाओं में पाए जाते हैं, लेकिन उनमें से अधिकांश हेपेटोसाइट्स और वसा ऊतक कोशिकाओं में होते हैं। झिल्ली पर रिसेप्टर्स की विभिन्न सामग्री वाली कोशिकाएं हार्मोन की समान एकाग्रता के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करती हैं। इंसुलिन रिसेप्टर टाइरोसिन कीनेज गतिविधि वाले रिसेप्टर्स को संदर्भित करता है, जो विशिष्ट इंट्रासेल्युलर प्रोटीन - इंसुलिन रिसेप्टर सबस्ट्रेट्स (आईआरएस) का फॉस्फोराइलेशन प्रदान करता है। सक्रिय आईआरएस में सेल में कई सिग्नलिंग रास्ते शामिल हैं, जो इंट्रासेल्युलर चयापचय पर इंसुलिन के कई-तरफा प्रभाव का आधार है।

ग्लूकागन- एक एकल-श्रृंखला पॉलीपेप्टाइड जिसमें 29 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, इसके प्रभाव इंसुलिन के विपरीत होते हैं। ग्लूकागन के लिए मुख्य लक्ष्य कोशिकाएं यकृत और वसा ऊतक हैं। सेल रिसेप्टर्स को लक्षित करने के लिए बाध्य करके, ग्लूकागन एडिनाइलेट साइक्लेज कैस्केड के माध्यम से सक्रिय होकर, यकृत में ग्लाइकोजन जुटाना और वसा ऊतक में लिपिड जुटाना तेज कर देता है। हार्मोन-संवेदनशील TAG लाइपेस।अग्नाशयी β-कोशिकाओं में, ग्लूकागन अवशोषण अवधि के दौरान उच्च ग्लाइसेमिया की स्थितियों के तहत कणिकाओं से इंसुलिन स्राव को उत्तेजित करता है (चित्र 12-19 देखें)। अग्न्याशय और अन्य अंगों में इंसुलिन और ग्लूकागन के संयुक्त प्रभाव चित्र में दिखाए गए हैं। 12-21।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय का नियमन इसके सभी चरणों में तंत्रिका तंत्र और हार्मोन द्वारा किया जाता है। इसके अलावा गतिविधि एंजाइमोंकार्बोहाइड्रेट चयापचय का एक अलग मार्ग "फीडबैक" सिद्धांत द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो प्रभावकारक के साथ एंजाइम की बातचीत के एलोस्टेरिक तंत्र पर आधारित है। कार्बोहाइड्रेट चयापचय का नियमन इसके सभी चरणों में तंत्रिका तंत्र और हार्मोन द्वारा किया जाता है। इसके अलावा गतिविधि एंजाइमोंकार्बोहाइड्रेट चयापचय का एक अलग मार्ग "फीडबैक" सिद्धांत द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो प्रभावकारक के साथ एंजाइम की बातचीत के एलोस्टेरिक तंत्र पर आधारित है। Allosteric effectors में प्रतिक्रिया अंत उत्पाद, सबस्ट्रेट्स, कुछ मेटाबोलाइट्स और एडेनिल मोनोन्यूक्लियोटाइड्स शामिल हैं। में सबसे अहम भूमिका है केंद्रकार्बोहाइड्रेट चयापचय (कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण या टूटना) कोएंजाइम एनएडी + / एनएडीएच ∙ एच + और सेल की ऊर्जा क्षमता के अनुपात द्वारा खेला जाता है।

शरीर के सामान्य कामकाज को बनाए रखने के लिए रक्त में ग्लूकोज के स्तर की स्थिरता सबसे महत्वपूर्ण स्थिति है। नॉर्मोग्लाइसीमिया तंत्रिका तंत्र, हार्मोन और यकृत के समन्वित कार्य का परिणाम है।

जिगर- एकमात्र अंग जो पूरे जीव की जरूरतों के लिए ग्लूकोज (ग्लाइकोजन के रूप में) को स्टोर करता है। ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के सक्रिय फॉस्फेट के कारण हेपेटोसाइट्स बनने में सक्षम हैं मुक्तग्लूकोज, जो इसके विपरीत है फॉस्फोरिलेटेडरूप, कोशिका झिल्ली के माध्यम से सामान्य संचलन में प्रवेश कर सकते हैं।

हार्मोन में से, एक उत्कृष्ट भूमिका निभाई जाती है इंसुलिन. इंसुलिन का प्रभाव केवल इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों पर होता है, मुख्य रूप से मांसपेशियों और वसा पर। मस्तिष्क, लसीका ऊतक, एरिथ्रोसाइट्स इंसुलिन-स्वतंत्र हैं। अन्य अंगों के विपरीत, इंसुलिन की क्रिया हेपेटोसाइट चयापचय पर इसके प्रभाव के रिसेप्टर तंत्र से जुड़ी नहीं है। हालांकि ग्लूकोज स्वतंत्र रूप से यकृत कोशिकाओं में प्रवेश करता है, यह तभी संभव है जब रक्त में इसकी एकाग्रता बढ़ जाती है। दूसरी ओर, हाइपोग्लाइसीमिया में, यकृत रक्त में ग्लूकोज छोड़ता है (भले ही सीरम इंसुलिन का स्तर उच्च हो)।

शरीर पर इंसुलिन का सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव सामान्य या उच्च रक्त शर्करा के स्तर को कम करना है - इंसुलिन की उच्च खुराक की शुरूआत के साथ हाइपोग्लाइसेमिक शॉक के विकास तक। रक्त में ग्लूकोज का स्तर निम्न कारणों से घटता है: 1. कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश में तेजी लाना। 2. कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज का उपयोग बढ़ाना।

1. इंसुलिन मोनोसेकेराइड के इंसुलिन-निर्भर ऊतकों में प्रवेश को तेज करता है, विशेष रूप से ग्लूकोज (साथ ही स्थिति सी 1-सी 3 में एक समान विन्यास की शर्करा), लेकिन फ्रुक्टोज नहीं। प्लाज्मा झिल्ली पर इसके रिसेप्टर के लिए इंसुलिन के बंधन के परिणामस्वरूप ग्लूकोज ट्रांसपोर्ट प्रोटीन का भंडारण होता है ( भरमार 4) इंट्रासेल्युलर डिपो से और झिल्ली में उनका समावेश।

2. इंसुलिन कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग को सक्रिय करता है:

ग्लाइकोलाइसिस (ग्लूकोकाइनेज, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज, पाइरूवेट किनेज) के प्रमुख एंजाइमों के संश्लेषण की सक्रियता और प्रेरण।

· पेन्टोज़ फॉस्फेट पाथवे में ग्लूकोज का बढ़ा हुआ समावेश (ग्लूकोज-6-फॉस्फेट और 6-फॉस्फोग्लुकोनेट डिहाइड्रोजनेज का सक्रियण)।

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के गठन को उत्तेजित करके और ग्लाइकोजन सिंथेज़ को सक्रिय करके ग्लाइकोजन संश्लेषण में वृद्धि (उसी समय, इंसुलिन ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ को रोकता है)।

ग्लूकोनोजेनेसिस (पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज, फॉस्फोएनोल पीवीए कार्बोक्सीकिनेज, बाइफॉस्फेटेज, ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेज) के प्रमुख एंजाइमों की गतिविधि का निषेध और उनके संश्लेषण का दमन (फॉस्फोनिओल पीवीए कार्बोक्सीकिनेज जीन के दमन का तथ्य स्थापित किया गया था)।

अन्य हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाते हैं।

ग्लूकागनऔर ए एड्रेनालाईनजिगर में ग्लाइकोजेनोलिसिस (ग्लाइकोजन फास्फोराइलेज की सक्रियता) को सक्रिय करके ग्लाइसेमिया में वृद्धि की ओर ले जाता है, हालांकि, एड्रेनालाईन के विपरीत, ग्लूकागन ग्लाइकोजन फास्फोराइलेज को प्रभावित नहीं करता है मांसपेशियों. इसके अलावा, ग्लूकागन यकृत में ग्लूकोनोजेनेसिस को सक्रिय करता है, जिसके परिणामस्वरूप रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में भी वृद्धि होती है।

ग्लुकोकोर्तिकोइदग्लूकोनोजेनेसिस को उत्तेजित करके रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि में योगदान दें (मांसपेशियों और लिम्फोइड ऊतकों में प्रोटीन के अपचय को तेज करके, ये हार्मोन रक्त में अमीनो एसिड की सामग्री को बढ़ाते हैं, जो यकृत में प्रवेश करते हैं, ग्लूकोनोजेनेसिस के सब्सट्रेट बन जाते हैं)। इसके अलावा, ग्लूकोकार्टिकोइड्स शरीर की कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग में बाधा डालते हैं।

एक वृद्धि हार्मोनअप्रत्यक्ष रूप से ग्लाइसेमिया में वृद्धि का कारण बनता है: लिपिड के टूटने को उत्तेजित करके, यह रक्त और कोशिकाओं में फैटी एसिड के स्तर में वृद्धि करता है, जिससे बाद में ग्लूकोज की आवश्यकता कम हो जाती है ( फैटी एसिड - कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग के अवरोधक)।

थाइरॉक्सिन,विशेष रूप से अतिगलग्रंथिता में अधिक मात्रा में उत्पादित, यह रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि में भी योगदान देता है (बढ़े हुए ग्लाइकोजेनोलिसिस के कारण)।

सामान्य ग्लूकोज स्तर पररक्त में, गुर्दे इसे पूरी तरह से पुन: अवशोषित कर लेते हैं और मूत्र में शर्करा का पता नहीं चलता है। हालाँकि, यदि ग्लाइसेमिया 9-10 mmol / l से अधिक है ( गुर्दे की दहलीज ), तो यह प्रकट होता है पेशाब में शर्करा . गुर्दे की कुछ क्षति के साथ, मूत्र में और नॉर्मोग्लाइसीमिया के साथ ग्लूकोज का पता लगाया जा सकता है।

रक्त ग्लूकोज को विनियमित करने के लिए शरीर की क्षमता का परीक्षण ( ग्लुकोज़ सहनशीलता ) मौखिक रूप से प्रशासित होने पर मधुमेह मेलिटस का निदान करने के लिए प्रयोग किया जाता है ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण:

रात भर के उपवास के बाद पहला रक्त नमूना खाली पेट लिया जाता है। फिर मरीज को 5 मिनट तक. ग्लूकोज का घोल पीने के लिए दें (300 मिली पानी में 75 ग्राम ग्लूकोज घोलें)। इसके बाद हर 30 मि. 2 घंटे के लिए रक्त में ग्लूकोज की मात्रा निर्धारित करें

जैविक रसायन विज्ञान में

_____द्वितीय_____ वर्ष के छात्रों के लिए ___चिकित्सा ___________________ संकाय

विषय: ___ कार्बोहाइड्रेट 4. कार्बोहाइड्रेट चयापचय की विकृति

समय__90 मिनट_________________

सीखने का लक्ष्य:

1. कार्बोहाइड्रेट चयापचय के मुख्य विकारों के आणविक तंत्र के बारे में विचार बनाने के लिए।

साहित्य

1. ह्यूमन बायोकैमिस्ट्री:, आर. मरे, डी. ग्रेननर, पी. मेयेस, वी. रोडवेल। - एम. ​​बुक, 2004. - वी. 1. पी।

2. जैव रसायन के मूल तत्व: ए। व्हाइट, एफ। हैंडलर, ई। स्मिथ, आर। हिल, आई। लेमन।-एम। किताब,

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3. दृश्य जैव रसायन: कोलमैन।, रेम के.-जी-एम.बुक 2004।

4. जैव रासायनिक मूल बातें ... के तहत। ईडी। संबंधित सदस्य आरएएस ई.एस. सेवेरिन। एम. मेडिसिन, 2000.-पी. 179-205।

सामग्री का समर्थन

1. मल्टीमीडिया प्रस्तुति

अध्ययन समय की गणना

26 . 05.2017

मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय के बारे में एक कहानी, शरीर में विफलता के कारणों के बारे में, कैसे कार्बोहाइड्रेट चयापचय में सुधार किया जा सकता है और क्या गोलियों के साथ इस विफलता का इलाज किया जा सकता है। मैंने इस लेख में सब कुछ कवर किया है। जाना!

- तुम, इवान त्सारेविच, मेरी तरफ मत देखो। मैं भेड़िया हूँ। मुझे केवल मांस खाना चाहिए। एक व्यक्ति के लिए सभी प्रकार की जड़ी-बूटियाँ और फल और सब्जियाँ महत्वपूर्ण हैं। उनके बिना आपके पास न तो ताकत होगी और न ही स्वास्थ्य ...

नमस्कार दोस्तों! मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय कितना महत्वपूर्ण है, इसके बारे में बहुत कुछ कहा गया है, लेकिन सामान्य सत्य से ज्यादा भुलाया नहीं जा सकता है। इसलिए, जटिल जैव रसायन का वर्णन किए बिना, मैं संक्षेप में मुख्य बात बताऊंगा कि किसी भी स्थिति में मुझे अपने सिर से बाहर नहीं फेंकना चाहिए। तो, मेरी प्रस्तुति पढ़ें और याद रखें!

उपयोगी किस्म

अन्य लेखों में, मैंने पहले ही बताया है कि सब कुछ मोनो-, डि-, ट्राई-, ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड में विभाजित है। केवल साधारण लोगों को आंत्र पथ से अवशोषित किया जा सकता है, जटिल लोगों को पहले उनके घटक भागों में विभाजित किया जाना चाहिए।

शुद्ध मोनोसैकराइड ग्लूकोज है। यह वह है जो हमारे रक्त में शर्करा के स्तर के लिए जिम्मेदार है, मांसपेशियों और यकृत में "ईंधन" के रूप में ग्लाइकोजन का संचय। यह मांसपेशियों को शक्ति देता है, मस्तिष्क की गतिविधि प्रदान करता है, एटीपी ऊर्जा अणु बनाता है, जो एंजाइमों के संश्लेषण, पाचन प्रक्रियाओं, सेल नवीकरण और क्षय उत्पादों को हटाने पर खर्च किया जाता है।

विभिन्न रोगों के लिए आहार में कभी-कभी कार्बोहाइड्रेट की पूर्ण अस्वीकृति शामिल होती है, लेकिन ऐसे प्रभाव केवल अल्पकालिक हो सकते हैं, जब तक कि चिकित्सीय प्रभाव प्राप्त नहीं हो जाता। लेकिन आप भोजन में कार्बोहाइड्रेट को कम करके वजन कम करने की प्रक्रिया को नियंत्रित कर सकते हैं, क्योंकि बहुत अधिक भंडार थोड़ा सा ही खराब है।

मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय: ​​परिवर्तनों की एक श्रृंखला

मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय (सीए) तब शुरू होता है जब आप कार्बोहाइड्रेट भोजन को अपने मुंह में डालते हैं और इसे चबाना शुरू करते हैं। मुंह में एक उपयोगी एंजाइम होता है - एमाइलेज। यह स्टार्च के टूटने की शुरुआत करता है।

भोजन पेट में प्रवेश करता है, फिर ग्रहणी में, जहां विभाजन की गहन प्रक्रिया शुरू होती है, और अंत में छोटी आंत में, जहां यह प्रक्रिया जारी रहती है और तैयार मोनोसैकराइड रक्त में अवशोषित हो जाते हैं।

इसका अधिकांश भाग यकृत में जमा हो जाता है, ग्लाइकोजन में परिवर्तित हो जाता है - हमारा मुख्य ऊर्जा भंडार। ग्लूकोज बिना किसी कठिनाई के लीवर की कोशिकाओं में प्रवेश करता है। जमा करें, लेकिन कुछ हद तक। मायोसिटिस के अंदर कोशिका झिल्लियों में घुसने के लिए, आपको कुछ ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता होती है। हाँ, पर्याप्त जगह नहीं है।

लेकिन मांसपेशियों का भार पैठ में मदद करता है। यह एक दिलचस्प प्रभाव दिखाता है: शारीरिक गतिविधि के दौरान मांसपेशी ग्लाइकोजन जल्दी से उत्पन्न होता है, लेकिन साथ ही, एक नई पुनःपूर्ति के लिए कोशिका झिल्ली के माध्यम से रिसाव करना और ग्लाइकोजन के रूप में जमा करना आसान होता है।

यह तंत्र खेल खेलने की प्रक्रिया में आंशिक रूप से हमारी मांसपेशियों के विकास की व्याख्या करता है। जब तक हम मांसपेशियों को प्रशिक्षित नहीं करते हैं, तब तक वे "रिजर्व में" बहुत अधिक ऊर्जा जमा नहीं कर पाते हैं।

मैंने प्रोटीन चयापचय (बीओ) के उल्लंघन के बारे में लिखा था।

आप एक को क्यों नहीं चुन सकते और दूसरे को अनदेखा क्यों कर सकते हैं, इस बारे में एक कहानी

तो हमें पता चला कि सबसे महत्वपूर्ण मोनोसेकेराइड ग्लूकोज है। यह वह है जो हमारे शरीर को ऊर्जा आरक्षित प्रदान करती है। तो फिर आप इसे केवल क्यों नहीं खा सकते हैं, और अन्य सभी कार्बोहाइड्रेट पर थूक सकते हैं? इसके अनेक कारण हैं।

1. अपने शुद्ध रूप में, यह तुरंत रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाता है, जिससे चीनी में तेज उछाल आता है। हाइपोथैलेमस एक संकेत देता है: "सामान्य से कम करें!" अग्न्याशय इंसुलिन के एक हिस्से को रिलीज करता है, यह ग्लाइकोजन के रूप में जिगर और मांसपेशियों को अतिरिक्त भेजकर संतुलन बहाल करता है। और इसलिए बार-बार। बहुत जल्दी, ग्रंथि की कोशिकाएं खराब हो जाएंगी और सामान्य रूप से काम करना बंद कर देंगी, जिससे अन्य गंभीर जटिलताएं पैदा होंगी, जिन्हें ठीक करना असंभव होगा।

1. शिकारी के पास सबसे छोटा पाचन तंत्र होता है, और प्रोटीन अणुओं के समान अवशेषों से ऊर्जा पुनःपूर्ति के लिए आवश्यक कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करता है। वह इसका अभ्यस्त है। हमारा मानव कुछ अलग तरह से व्यवस्थित है। हमें खातिर सहित सभी पोषक तत्वों की लगभग आधी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट भोजन प्राप्त करना चाहिए, जो क्रमाकुंचन में मदद करता है और मोटे खंड में लाभकारी बैक्टीरिया के लिए भोजन प्रदान करता है। अन्यथा, जहरीले कचरे के निर्माण के साथ कब्ज और सड़ांधदार प्रक्रियाएं हमें गारंटी देती हैं।

1. मस्तिष्क एक ऐसा अंग है जो मांसपेशियों या यकृत की तरह ऊर्जा का भंडारण नहीं कर सकता है। इसके काम के लिए, रक्त से ग्लूकोज की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है, और यकृत ग्लाइकोजन की कुल आपूर्ति का आधे से अधिक हिस्सा इसमें चला जाता है। इस कारण से, महत्वपूर्ण मानसिक तनाव (वैज्ञानिक गतिविधि, परीक्षा उत्तीर्ण करना, आदि) के साथ, यह कर सकता है। यह एक सामान्य, शारीरिक प्रक्रिया है।

1. शरीर में प्रोटीन के संश्लेषण के लिए न केवल ग्लूकोज की जरूरत होती है। पॉलीसेकेराइड अणुओं के अवशेष हमें आवश्यक "बिल्डिंग ब्लॉक्स" के गठन के लिए आवश्यक टुकड़े प्रदान करते हैं।

1. पादप खाद्य पदार्थों के साथ, अन्य उपयोगी पदार्थ हमारे पास आते हैं, जिन्हें पशु खाद्य पदार्थों से भी प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन बिना आहार फाइबर के। और हम पहले ही पता लगा चुके हैं कि वे हमारी आंतों के लिए बहुत जरूरी हैं।

अन्य समान रूप से महत्वपूर्ण कारण हैं कि हमें केवल मोनोसैकराइड ही नहीं, बल्कि सभी शर्कराओं की आवश्यकता क्यों है।

मानव शरीर और उसके रोगों में कार्बोहाइड्रेट चयापचय

कार्बोहाइड्रेट चयापचय के प्रसिद्ध विकारों में से एक कुछ शर्करा (ग्लूकोजेन्स) के लिए वंशानुगत असहिष्णुता है। तो बच्चों में लैक्टोज असहिष्णुता एंजाइम - लैक्टेज की अनुपस्थिति या अपर्याप्तता के कारण विकसित होती है। आंतों के संक्रमण के लक्षण विकसित होते हैं। निदान को भ्रमित करने के बाद, आप उसे एंटीबायोटिक्स खिलाकर बच्चे को अपूरणीय क्षति पहुँचा सकते हैं। इस तरह के उल्लंघन के साथ, उपचार में पीने से पहले दूध में उपयुक्त एंजाइम जोड़ना शामिल होता है।

छोटी या बड़ी आंत में उपयुक्त एंजाइमों की कमी के कारण अलग-अलग शर्करा के पाचन में अन्य विफलताएं होती हैं। स्थिति में सुधार संभव है, लेकिन उल्लंघन के लिए कोई गोलियां नहीं हैं। एक नियम के रूप में, आहार से कुछ शर्करा को समाप्त करके इन बीमारियों का इलाज किया जाता है।

एक अन्य प्रसिद्ध विकार मधुमेह है, जो या तो जन्मजात हो सकता है या अनुचित खाने के व्यवहार, (सेब के आकार), और अग्न्याशय को प्रभावित करने वाले अन्य रोगों के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जा सकता है। चूंकि इंसुलिन एकमात्र कारक है जो रक्त शर्करा को कम करता है, इसकी कमी से हाइपरग्लेसेमिया होता है, जिससे मधुमेह हो जाता है - गुर्दे के माध्यम से शरीर से बड़ी मात्रा में ग्लूकोज निकल जाता है।

रक्त शर्करा में तेज कमी के साथ, सबसे पहले मस्तिष्क पीड़ित होता है। ऐंठन होती है, रोगी चेतना खो देता है और एक हाइपोग्लाइसेमिक कोमा में गिर जाता है, जिससे ग्लूकोज का एक अंतःशिरा जलसेक बनाया जाता है, जिससे उसे बाहर निकाला जा सकता है।

यूओ के उल्लंघन से वसा चयापचय के संबंधित उल्लंघन होते हैं, रक्त में कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन में ट्राइग्लिसराइड्स के गठन में वृद्धि होती है - और परिणामस्वरूप, नेफ्रोपैथी, मोतियाबिंद, ऊतकों की ऑक्सीजन भुखमरी।

मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय को सामान्य कैसे करें? शरीर में संतुलन प्राप्त होता है। यदि हम वंशानुगत घावों और बीमारियों के बारे में बात नहीं कर रहे हैं, तो हम स्वयं, सचेत रूप से, सभी उल्लंघनों के लिए जिम्मेदार हैं। जिन पदार्थों की चर्चा की गई, वे मुख्य रूप से भोजन के साथ आते हैं।

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कार्बोहाइड्रेट के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक पूरे शरीर को ऊर्जा प्रदान करना है। कार्बोहाइड्रेट के सभी प्रतिनिधियों में, मुख्य मूल्य ग्लूकोज का है, जो शरीर में लगभग सभी कार्बोहाइड्रेट परिवर्तनों का मुख्य प्रारंभिक उत्पाद है। रक्त में इसकी सामग्री सामान्य रूप से स्थिर होती है, और क्लिनिक में कार्बोहाइड्रेट चयापचय की प्रकृति को ग्लूकोज के स्तर में परिवर्तन से आंका जाता है। इसलिए, इस प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार नियामक तंत्र का अध्ययन करना महत्वपूर्ण है।

कई शरीर प्रणालियों द्वारा कार्बोहाइड्रेट चयापचय का विनियमन किया जाता है। मुख्य मूल्य केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से संबंधित है। बाहरी कारक (भावनात्मक स्थिति: भय, भय, आनंद, आदि की भावना) और नियामक तंत्र की आंतरिक उत्तेजना केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में तय होती है, जो तुरंत उन पर प्रतिक्रिया करती है। कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन का एक उत्कृष्ट उदाहरण तथाकथित "चीनी इंजेक्शन" है - चतुर्थ सेरेब्रल वेंट्रिकल के नीचे की जलन, पहले उत्पादित के बर्नार्ड।मस्तिष्क के इस हिस्से की जलन तुरंत रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि की ओर ले जाती है। शरीर में, इस तरह की जलन आदर्श के विपरीत निम्न रक्त शर्करा (हाइपोग्लाइसीमिया) है। इस मामले में, तंत्रिका तंत्र से आवेग अधिवृक्क ग्रंथियों को भेजे जाते हैं और उनके मज्जा द्वारा हार्मोन एड्रेनालाईन के उत्पादन को उत्तेजित करते हैं। बाद वाला एंजाइम फॉस्फोराइलेज को सक्रिय करता है, जो ग्लाइकोजन के टूटने को उत्प्रेरित करता है। नतीजतन, ग्लूकोज की मात्रा बढ़ जाती है और, तदनुसार, रक्त में इसकी एकाग्रता सामान्य हो जाती है, जिससे इस तरह की जलन दूर हो जाती है।

हार्मोनल विनियमन कई हार्मोनों द्वारा किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण नीचे सूचीबद्ध हार्मोन हैं।

इंसुलिन एक अग्नाशयी हार्मोन है जो शरीर की कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग के लिए जिम्मेदार एंजाइम को सक्रिय करके रक्त शर्करा को कम करता है (चित्र 53)।

अंजीर पर। 53 इंसुलिन की क्रिया के तंत्र को दर्शाता है। रक्त ग्लूकोज, इंसुलिन की भागीदारी के साथ, शरीर की कोशिकाओं में प्रवेश करता है, जिसके परिणामस्वरूप रक्त में इसका स्तर कम हो जाता है (हाइपोग्लाइसेमिक प्रभाव)। कोशिकाओं में, ग्लूकोज को ग्लूकोज-6-फॉस्फोरस एस्टर (जी-6-पी) में परिवर्तित किया जाता है, जो या तो ग्लाइकोलाइसिस या एरोबिक स्थितियों (पेंटोस चक्र) के तहत अवक्रमित होता है। ग्लाइकोलाइसिस के दौरान, ग्लिसरॉल और थोड़ी मात्रा में एसिटाइल-सीओए मध्यवर्ती उत्पादों से बन सकता है, जो क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है। पेन्टोज़ चक्र में, ग्लूकोज पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाता है और बड़ी मात्रा में CO2 (एक ग्लूकोज अणु से 6 CO2 अणु बनते हैं) और कई मध्यवर्ती यौगिक निकलते हैं जिनसे फैटी एसिड को संश्लेषित किया जा सकता है।

रक्त शर्करा के स्तर के नियमन में शामिल अन्य हार्मोनों में से, एड्रेनालाईन, अधिवृक्क मज्जा का हार्मोन, रुचि का है। एड्रेनालाईन ग्लाइकोजन (एंजाइम फॉस्फोराइलेज) के ग्लूकोज में टूटने और इसे रक्त में जारी करके रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाता है। इसके अलावा, एपिनेफ्रीन मध्यम रूप से ग्लाइकोलाइसिस को सक्रिय करता है। इस मामले में, अधिक एसिटाइल-सीओए बनता है और तदनुसार, अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है।

ग्लूकागन एक अग्नाशयी हार्मोन है जो एड्रेनालाईन के समान कार्य करता है।

ग्लूकोकार्टिकोइड्स - अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन, वसा और प्रोटीन को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को सक्रिय करते हैं - ग्लूकोनोजेनेसिस।

पिट्यूटरी ग्रंथि में उत्पादित एड्रेनोकोर्टिकोट्रोपिक हार्मोन (ACTH), ग्लूकोकार्टिकोइड्स के उत्पादन को उत्तेजित करता है, अर्थात ग्लूकोनोजेनेसिस को सक्रिय करके अप्रत्यक्ष रूप से रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाता है। इसी तरह यह ब्लड शुगर और सोमैटोट्रोपिक हार्मोन को बढ़ाता है।

इसलिए, केवल इंसुलिन रक्त शर्करा के स्तर को कम करने में मदद करता है, जबकि अन्य हार्मोन इसके बढ़ने का कारण बनते हैं। एक ओर तो इंसुलिन और दूसरी ओर अन्य हॉर्मोनों के बीच प्रतीत होने वाले ये परस्पर विरोधी संबंध, वास्तव में, पूरे जीव के भीतर शारीरिक रूप से समीचीन हैं। तो, एड्रेनालाईन और अन्य हार्मोन कार्बोहाइड्रेट के आरक्षित रूप - ग्लाइकोजन - को ग्लूकोज और रक्त में इसके प्रवेश को सुनिश्चित करते हैं। इंसुलिन शरीर की कोशिकाओं द्वारा इस ग्लूकोज के उपयोग को भी बढ़ावा देता है।

अन्य नियामक तंत्रों में से, यकृत को बाहर करना आवश्यक है, जिसमें कोशिकाओं में ग्लाइकोजन के टूटने और संश्लेषण की प्रक्रिया होती है। इसलिए, यकृत के माध्यम से बहने वाला रक्त रक्त में इसकी कमी होने पर या तो ग्लूकोज से संतृप्त होता है, या रक्त में शर्करा का स्तर अधिक होने पर कम हो जाता है।

इस प्रकार, विभिन्न कारक कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन में भाग लेते हैं, जिसकी संयुक्त क्रिया कोशिकाओं को आवश्यक ऊर्जा और पोषक तत्व प्रदान करती है, जो पूरे जीव के कार्बोहाइड्रेट चयापचय के एक संकेतक के रूप में एक अच्छी तरह से परिभाषित स्तर पर रक्त शर्करा को बनाए रखने की विशेषता है। .

कार्बोहाइड्रेट शरीर में प्रवेश करो साथ सब्जी और कम पशु भोजन। इसके अलावा, वे अमीनो एसिड और वसा के टूटने वाले उत्पादों से इसमें संश्लेषित।

कार्बोहाइड्रेट एक जीवित जीव का एक महत्वपूर्ण घटक है, हालांकि शरीर में उनकी मात्रा प्रोटीन और वसा की तुलना में बहुत कम है - शरीर के शुष्क पदार्थ का लगभग 2%।

कार्बोहाइड्रेट शरीर में ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं . जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 4.1 किलो कैलोरी ऊर्जा निकलती है। वसा के ऑक्सीकरण की तुलना में कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण के लिए बहुत कम ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से मांसपेशियों की गतिविधि में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका को बढ़ाता है। ऊर्जा के स्रोत के रूप में उनके महत्व की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में कमी के साथ, शारीरिक प्रदर्शन में तेजी से कमी आती है।तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज के लिए कार्बोहाइड्रेट का बहुत महत्व है।

भोजन में मुख्य रूप से जटिल कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जो आंतों में टूट गया और रक्त में अवशोषित हो गया , में मुख्य ग्लूकोज के रूप में। कम मात्रा में ग्लूकोज सभी ऊतकों में पाया जाता है . रक्त में इसकी सांद्रता 0.08 से 0.12% तक होती है। कर रहा है जिगर और मांसपेशियों में, ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के लिए ग्लूकोज का उपयोग किया जाता है, और इसे ग्लाइकोजन में भी परिवर्तित किया जाता है और भंडार के रूप में संग्रहीत किया जाता है।

उपवास के दौरान, लिवर ग्लाइकोजन स्टोर और रक्त शर्करा का स्तर कम हो जाता है। कार्बोहाइड्रेट के अतिरिक्त सेवन के बिना लंबे और ज़ोरदार शारीरिक श्रम के साथ भी ऐसा ही होता है। 0.07% से नीचे रक्त शर्करा की एकाग्रता में कमी को हाइपोग्लाइसीमिया कहा जाता है। मांसपेशियों में कमजोरी होती है, भूख लगती है, शरीर का तापमान गिर जाता है। तंत्रिका तंत्र की गतिविधि का उल्लंघन इस मामले में ऐंठन, स्तब्धता और चेतना के नुकसान की घटना में प्रकट होता है।, और 0.12% से ऊपर की वृद्धि - हाइपरग्लेसेमिया आसानी से पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट से भरपूर भोजन खाने के बाद हो सकता है, भावनात्मक उत्तेजना के साथ-साथ अग्न्याशय के रोगों के साथ या जब इसे प्रायोगिक उद्देश्यों के लिए जानवरों में हटा दिया जाता है।

अतिरिक्त ग्लूकोज रक्त से गुर्दे (ग्लाइकोसुरिया) द्वारा उत्सर्जित किया जाता है। एक स्वस्थ व्यक्ति में इसे खाली पेट 150-200 ग्राम चीनी लेने के बाद देखा जा सकता है।

जिगर में लगभग 10% ग्लाइकोजन होता है, जबकि कंकाल की मांसपेशी में 2% से अधिक नहीं होता है। शरीर में इसका कुल भंडार औसतन 350 ग्राम है। रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में कमी के साथ, यकृत ग्लाइकोजन का गहन टूटना और रक्त में ग्लूकोज की रिहाई होती है। इसके लिए धन्यवाद, रक्त में ग्लूकोज का एक निरंतर स्तर बना रहता है और अन्य अंगों की इसकी आवश्यकता को पूरा करता है।

शरीर में यकृत, रक्त, मांसपेशियों, मस्तिष्क और अन्य अंगों के बीच ग्लूकोज का निरंतर आदान-प्रदान होता है। ग्लूकोज का मुख्य उपभोक्ता कंकाल की मांसपेशी है। उनमें कार्बोहाइड्रेट का टूटना अवायवीय और एरोबिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार के अनुसार किया जाता है। कार्बोहाइड्रेट के टूटने वाले उत्पादों में से एक लैक्टिक एसिड है।

शारीरिक कार्य के दौरान कार्बोहाइड्रेट भंडार का विशेष रूप से गहन उपयोग किया जाता है। हालांकि, वे कभी भी पूरी तरह से थके नहीं होते हैं। यकृत में ग्लाइकोजन स्टोर में कमी के साथ, इसका और टूटना बंद हो जाता है, जिससे रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में 0.05-0.06% और कुछ मामलों में 0.04-0.038% तक की कमी हो जाती है।बाद के मामले में, मांसपेशियों की गतिविधि जारी नहीं रह सकती। इस प्रकार, रक्त शर्करा में कमी उन कारकों में से एक है जो लंबे समय तक और ज़ोरदार मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान शरीर के प्रदर्शन को कम करते हैं। इस तरह के काम के साथ, शरीर में कार्बोहाइड्रेट के भंडार को फिर से भरना आवश्यक है, जो कि आहार में कार्बोहाइड्रेट को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है, अतिरिक्त रूप से काम शुरू करने से पहले और इसके कार्यान्वयन के तुरंत बाद उन्हें पेश किया जाता है। कार्बोहाइड्रेट के साथ शरीर की संतृप्ति रक्त में ग्लूकोज की निरंतर एकाग्रता बनाए रखने में मदद करती है, जो उच्च मानव प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

खेल गतिविधियों के दौरान प्रयोगशाला प्रयोगों और टिप्पणियों द्वारा प्रदर्शन पर कार्बोहाइड्रेट सेवन का प्रभाव स्थापित किया गया है। काम से पहले लिए गए कार्बोहाइड्रेट का प्रभाव, क्रेटरिस परिबस, उनकी मात्रा और सेवन के समय पर निर्भर करता है।

शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित किया जाता है. यह क्लॉड बर्नार्ड द्वारा स्थापित किया गया था, जिसे फंडस में सुई चुभाने के बादचतुर्थब्रेन वेंट्रिकल ("चीनी चुभन") ने जिगर से कार्बोहाइड्रेट के उत्पादन में वृद्धि देखी, इसके बाद हाइपरग्लेसेमिया और ग्लाइकोसुरिया।ये अवलोकन उपस्थिति का संकेत देते हैं मेडुला ऑबोंगटा केंद्रों में जो कार्बोहाइड्रेट चयापचय को नियंत्रित करते हैं। बाद में पता चला कि उच्च केंद्र जो कार्बोहाइड्रेट के चयापचय को नियंत्रित करते हैं, डाइसेफेलॉन के हाइपोथैलेमिक क्षेत्र में स्थित होते हैं। इन केंद्रों की जलन के साथ, चतुर्थ वेंट्रिकल के नीचे इंजेक्शन के साथ समान घटनाएं देखी जाती हैं। कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन में बहुत महत्व है वातानुकूलित पलटा उत्तेजना . में से एक इसका प्रमाण भावनाओं के उत्पन्न होने पर रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता में वृद्धि है (उदाहरण के लिए, एथलीटों में जिम्मेदारी से शुरू होने से पहले)।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय पर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का प्रभाव मुख्य रूप से सहानुभूतिपूर्ण संक्रमण के माध्यम से किया जाता है।. सहानुभूति तंत्रिकाओं की जलन अधिवृक्क ग्रंथियों में एड्रेनालाईन के गठन को बढ़ाती है। यह यकृत और कंकाल की मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के टूटने का कारण बनता है और इसके संबंध में रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में वृद्धि होती है। अग्नाशयी हार्मोन ग्लूकागन भी इन प्रक्रियाओं को उत्तेजित करता है। अग्नाशयी हार्मोन इंसुलिन एड्रेनालाईन और ग्लाइकोजन का विरोधी है। यह यकृत कोशिकाओं के कार्बोहाइड्रेट चयापचय को सीधे प्रभावित करता है, ग्लाइकोजन के संश्लेषण को सक्रिय करता है और इस तरह इसके जमाव में योगदान देता है। अधिवृक्क, थायरॉयड और पिट्यूटरी ग्रंथियों के हार्मोन कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन में शामिल हैं।