हार्मोनल विनियमन और कार्बोहाइड्रेट चयापचय की विकृति। प्रश्न और कार्य कार्बोहाइड्रेट चयापचय के विनियमन का अंतर-अंग स्तर

तनाव की अवधारणा को परिभाषित करें, तनाव के चरणों की सूची बनाएं।

बताएं कि तनाव को "सामान्य अनुकूलन सिंड्रोम" क्यों कहा जाता है

तनाव मुक्त करने वाले हार्मोनल सिस्टम का नाम बताइए।

सामान्य अनुकूलन सिंड्रोम के विकास में शामिल सबसे महत्वपूर्ण हार्मोन की सूची बनाएं।

अल्पकालिक अनुकूलन प्रदान करने वाले हार्मोन के मुख्य प्रभावों की सूची बनाएं, तंत्र की व्याख्या करें।

"अनुकूलन के प्रणालीगत संरचनात्मक निशान" की अवधारणा को समझाएं, इसकी शारीरिक भूमिका क्या है?

किस हार्मोन का प्रभाव दीर्घकालिक अनुकूलन सुनिश्चित करता है; इस हार्मोन की क्रिया के तंत्र क्या हैं?

अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोनों की सूची बनाएं।

ग्लूकोकार्टिकोइड्स के प्रभाव को इंगित करें

प्रोटीन चयापचय के लिए

वसा चयापचय के लिए

कार्बोहाइड्रेट चयापचय के लिए

होमोस्टैसिस के मुख्य मापदंडों के नियमन में हार्मोन चयापचय का हार्मोनल विनियमन

जब हम सभी प्रकार के चयापचय के नियमन के बारे में बात करते हैं, तो हम थोड़े कपटी हो जाते हैं। तथ्य यह है कि वसा की अधिकता से उनके चयापचय और गठन में व्यवधान होगा, उदाहरण के लिए, एथेरोस्क्लोरोटिक सजीले टुकड़े, और कमी से लंबे समय के बाद ही हार्मोन संश्लेषण में व्यवधान होगा। यही बात प्रोटीन चयापचय संबंधी विकारों पर भी लागू होती है। केवल रक्त में ग्लूकोज का स्तर ही होमियोस्टैटिक पैरामीटर है, जिसके स्तर में कमी से कुछ ही मिनटों में हाइपोग्लाइसेमिक कोमा हो जाएगा। ऐसा मुख्य रूप से इसलिए होगा क्योंकि न्यूरॉन्स को ग्लूकोज नहीं मिलेगा। इसलिए, चयापचय के बारे में बोलते हुए, हम सबसे पहले रक्त में ग्लूकोज के स्तर के हार्मोनल विनियमन पर ध्यान देंगे, और साथ ही हम वसा और प्रोटीन चयापचय के नियमन में इन्हीं हार्मोनों की भूमिका पर ध्यान देंगे।

कार्बोहाइड्रेट चयापचय का विनियमन

ग्लूकोज, वसा और प्रोटीन के साथ, शरीर में ऊर्जा का एक स्रोत है। ग्लाइकोजन (कार्बोहाइड्रेट) के रूप में शरीर का ऊर्जा भंडार वसा के रूप में ऊर्जा भंडार की तुलना में छोटा है। इस प्रकार, 70 किलोग्राम वजन वाले व्यक्ति के शरीर में ग्लाइकोजन की मात्रा 480 ग्राम (400 ग्राम - मांसपेशी ग्लाइकोजन और 80 ग्राम - यकृत ग्लाइकोजन) है, जो 1920 किलो कैलोरी (320 किलो कैलोरी - यकृत ग्लाइकोजन और 1600 - मांसपेशी ग्लाइकोजन) के बराबर है। . रक्त में परिसंचारी ग्लूकोज की मात्रा केवल 20 ग्राम (80 किलो कैलोरी) है। इन दो डिपो में मौजूद ग्लूकोज इंसुलिन-स्वतंत्र ऊतकों के लिए पोषण का मुख्य और लगभग एकमात्र स्रोत है। इस प्रकार, 60 मिली/100 ग्राम प्रति मिनट की रक्त आपूर्ति तीव्रता के साथ 1400 ग्राम वजन वाला मस्तिष्क 80 मिलीग्राम/मिनट ग्लूकोज की खपत करता है, यानी। 24 घंटे में लगभग 115 ग्राम। लीवर 130 मिलीग्राम/मिनट की दर से ग्लूकोज उत्पन्न करने में सक्षम है। इस प्रकार, यकृत में उत्पादित ग्लूकोज का 60% से अधिक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की सामान्य गतिविधि सुनिश्चित करने के लिए जाता है, और यह मात्रा न केवल हाइपरग्लेसेमिया के दौरान, बल्कि मधुमेह कोमा के दौरान भी अपरिवर्तित रहती है। सीएनएस ग्लूकोज की खपत तभी कम होती है जब इसका रक्त स्तर 1.65 mmol/L (30 mg%) से नीचे चला जाता है। एक ग्लाइकोजन अणु के संश्लेषण में 2,000 से 20,000 ग्लूकोज अणु शामिल होते हैं। ग्लूकोज से ग्लाइकोजन का निर्माण ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (जी-6-पी) के निर्माण के साथ एंजाइम ग्लूकोकाइनेज (यकृत में) और हेक्सोकाइनेज (अन्य ऊतकों में) की मदद से फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया से शुरू होता है। यकृत से बहने वाले रक्त में ग्लूकोज की मात्रा मुख्य रूप से दो परस्पर संबंधित प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है: ग्लाइकोलाइसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस, जो क्रमशः प्रमुख एंजाइम फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज और फ्रुक्टोज-1, 6-बिस्फोस्फेटेज द्वारा नियंत्रित होते हैं। इन एंजाइमों की गतिविधि हार्मोन द्वारा नियंत्रित होती है।

रक्त ग्लूकोज एकाग्रता का विनियमन दो तरीकों से होता है: 1) सामान्य मूल्यों से पैरामीटर विचलन के सिद्धांत के आधार पर विनियमन। सामान्य रक्त ग्लूकोज सांद्रता 3.6 - 6.9 mmol/l है। रक्त में ग्लूकोज सांद्रता का नियमन, उसकी सांद्रता के आधार पर, विपरीत प्रभाव वाले दो हार्मोनों द्वारा किया जाता है - इंसुलिन और ग्लूकागन; 2) गड़बड़ी के सिद्धांत के अनुसार विनियमन - यह विनियमन रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि विभिन्न, आमतौर पर तनावपूर्ण स्थितियों में रक्त में ग्लूकोज के स्तर को बढ़ाने की आवश्यकता के अनुसार किया जाता है। इसलिए जो हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाते हैं उन्हें कॉन्ट्रांसुलर कहा जाता है। इनमें शामिल हैं: ग्लूकागन, एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन, कोर्टिसोल, थायराइड हार्मोन, सोमाटोट्रोपिन, क्योंकि रक्त शर्करा के स्तर को कम करने वाला एकमात्र हार्मोन इंसुलिन है (चित्र 18)।

शरीर में ग्लूकोज होमियोस्टैसिस के हार्मोनल विनियमन में मुख्य स्थान इंसुलिन को दिया गया है।इंसुलिन के प्रभाव में, ग्लूकोज फॉस्फोराइलेशन एंजाइम सक्रिय होते हैं, जो जी-6-पी के गठन को उत्प्रेरित करते हैं। इंसुलिन कोशिका झिल्ली की ग्लूकोज के प्रति पारगम्यता को भी बढ़ाता है, जिससे इसका उपयोग बढ़ जाता है। कोशिकाओं में जी-6-पी की सांद्रता में वृद्धि के साथ, उन प्रक्रियाओं की गतिविधि बढ़ जाती है जिनके लिए यह प्रारंभिक उत्पाद है (हेक्सोज मोनोफॉस्फेट चक्र और एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस)। ऊर्जा उत्पादन के समग्र स्तर को स्थिर बनाए रखते हुए इंसुलिन ऊर्जा निर्माण की प्रक्रियाओं में ग्लूकोज की हिस्सेदारी बढ़ाता है। इंसुलिन द्वारा ग्लाइकोजन सिंथेटेज़ और ग्लाइकोजन ब्रांचिंग एंजाइम का सक्रियण ग्लाइकोजन संश्लेषण में वृद्धि को बढ़ावा देता है। इसके साथ ही, इंसुलिन लीवर ग्लूकोज-6-फॉस्फेट पर निरोधात्मक प्रभाव डालता है और इस प्रकार रक्त में मुक्त ग्लूकोज की रिहाई को रोकता है। इसके अलावा, इंसुलिन उन एंजाइमों की गतिविधि को रोकता है जो ग्लूकोनियोजेनेसिस प्रदान करते हैं, जिससे अमीनो एसिड से ग्लूकोज का निर्माण बाधित होता है। इंसुलिन की क्रिया का अंतिम परिणाम (यदि यह अधिक है) हाइपोग्लाइसीमिया है, जो गर्भनिरोधक हार्मोन के स्राव को उत्तेजित करता है इंसुलिन विरोधी.

इंसुलिन- हार्मोन का संश्लेषण अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स की  कोशिकाओं द्वारा किया जाता है। स्राव के लिए मुख्य उत्तेजना रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि है। हाइपरग्लेसेमिया इंसुलिन के उत्पादन को बढ़ाता है, हाइपोग्लाइसीमिया रक्त में हार्मोन के निर्माण और प्रवाह को कम करता है। इसके अलावा, प्रभाव में इंसुलिन का स्राव बढ़ जाता है। एसिटाइलकोलाइन (पैरासिम्पेथेटिक उत्तेजना), -एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से नॉरपेनेफ्रिन, और -एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स के माध्यम से नॉरपेनेफ्रिन इंसुलिन स्राव को रोकता है। कुछ गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल हार्मोन, जैसे गैस्ट्रिक इनहिबिटरी पेप्टाइड, कोलेसीस्टोकिनिन, सेक्रेटिन, इंसुलिन आउटपुट बढ़ाते हैं। हार्मोन का मुख्य प्रभाव रक्त शर्करा के स्तर को कम करना है।

इंसुलिन के प्रभाव में, रक्त प्लाज्मा में ग्लूकोज की सांद्रता में कमी आती है (हाइपोग्लाइसीमिया)। ऐसा इसलिए है क्योंकि इंसुलिन यकृत और मांसपेशियों में ग्लूकोज को ग्लाइकोजन में बदलने (ग्लाइकोजेनेसिस) को बढ़ावा देता है। यह ग्लूकोज को लीवर ग्लाइकोजन में बदलने में शामिल एंजाइमों को सक्रिय करता है और ग्लाइकोजन को तोड़ने वाले एंजाइमों को रोकता है।

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यदि किसी जानवर के शरीर में कार्बोहाइड्रेट चयापचय के स्तर का अभिन्न संकेतक रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता है, तो वसा चयापचय की तीव्रता का एक समान संकेतक एनईएफए की एकाग्रता है। आराम करने पर, इसका औसत 500-600 µmol/100 ml प्लाज्मा होता है। यह पैरामीटर एक ओर वसा ऊतक और यकृत में लिपोलिसिस और लिपोसिंथेसिस की दर के अनुपात पर निर्भर करता है, और दूसरी ओर मांसपेशियों और अन्य ऊतकों में ऊर्जा के स्रोत के रूप में मुक्त फैटी एसिड की खपत पर निर्भर करता है।

ट्राइग्लिसराइड्स की तुलना में कार्बोहाइड्रेट का उपयोग और शरीर में अधिक आसानी से और समान रूप से उपयोग किया जाता है। इसलिए, रक्त शर्करा का स्तर एनईएफए सांद्रता की तुलना में अधिक स्थिर है। यदि रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता में ± 30% का उतार-चढ़ाव होता है, तो कुछ स्थितियों (उपवास, तीव्र मांसपेशी व्यायाम, गंभीर तनाव) में मुक्त फैटी एसिड की सांद्रता 500% तक बढ़ सकती है (न्यूशोल्मे, स्टार्ट, 1973)।

रक्त में एनईएफए के स्तर में इतनी महत्वपूर्ण वृद्धि को इस तथ्य से समझाया गया है कि लिपोलिसिस प्रतिक्रियाओं की दर एनईएफए उपयोग प्रतिक्रियाओं की दर से तेजी से अधिक है। और यद्यपि एनईएफए का उपयोग ग्लूकोज या अन्य मोनोसेकेराइड की तुलना में कुछ ऊतकों में अधिक धीरे-धीरे किया जाता है, वे कामकाजी ऊतकों में ऑक्सीकरण के लिए काफी सुलभ हैं और इसलिए, कई शारीरिक स्थितियों में, कई प्रकार की कोशिकाओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण और यहां तक ​​कि प्राथमिक ऊर्जा स्रोत हैं, विशेष रूप से कंकाल की मांसपेशियों में, जब ग्लूकोज की कमी होती है।

मायोकार्डियम में, एनईएफए किसी भी परिस्थिति में मुख्य ईंधन उत्पाद हैं। मोनोसेकेराइड के विपरीत, सभी ऊतकों में फैटी एसिड की खपत की दर रक्त में उनकी एकाग्रता पर निर्भर करती है और उनके लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता पर निर्भर नहीं करती है (ईटन और स्टाइनबर्ग, 1961)।

लिपोलिसिस और लिपोसिंथेसिस के नियामक मुख्य रूप से वही हार्मोन होते हैं जो कार्बोहाइड्रेट चयापचय के नियमन में भाग लेते हैं। साथ ही, हाइपरग्लेसेमिया को उत्तेजित करने वाले हार्मोन भी हाइपरलिपेसिडेमिक होते हैं, जबकि इंसुलिन, जिसमें हाइपोग्लाइसेमिक प्रभाव होता है, हाइपरलिपेसिडेमिया के विकास को रोकता है। इसके अलावा, ACTH, लिपोट्रोपिन और MSH, जिनमें हाइपरलिपेसिडेमिक प्रभाव होता है, कशेरुकियों में वसा चयापचय के नियमन में कुछ हिस्सा लेते हैं (चित्र 99)।

चावल। 99. लिपोलिसिस और लिपोसिंथेसिस का मल्टीहार्मोनल विनियमन:

ग्लूकागन, एड्रेनालाईन, वृद्धि हार्मोन (भ्रूणों में भी सीएसएम), ग्लूकोकार्टोइकोड्स, एसीटीएच और संबंधित हार्मोन वसा ऊतक और यकृत में लिपोलिसिस के उत्तेजक हैं। ग्लूकागॉन और एड्रेनालाईन एडिनाइलेट साइक्लेज़ को सक्रिय करके और सीएमपी के गठन को बढ़ाकर अपने हाइपरलिपेसिडेमिक प्रभाव डालते हैं, जो सीएमपी-निर्भर पीसी के माध्यम से लाइपेस के सक्रिय लाइपेस ए (रूइसन एट अल।, 1971) में रूपांतरण को बढ़ाता है। जाहिरा तौर पर, ACTH, लिपोट्रोपिन और MSH, GH (या इसके लिपोलाइटिक टुकड़े) और ग्लूकोकार्टोइकोड्स लिपोलिसिस पर समान तरीके से कार्य करते हैं, और CSM लिपोलिसिस को भी बढ़ाता है, संभवतः प्रतिलेखन और अनुवाद के स्तर पर प्रोटीन एंजाइमों के संश्लेषण को उत्तेजित करता है (फेन, सिनरस्टीन, 1970).

ग्लूकागन और एड्रेनालाईन के प्रभाव में रक्त में एनईएफए के स्तर को बढ़ाने की गुप्त अवधि 10-20 मिनट है, जबकि वृद्धि हार्मोन और कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स के प्रभाव में यह 1 घंटे या उससे अधिक है। यह याद रखना चाहिए कि ACTH का लिपिड चयापचय पर जटिल प्रभाव पड़ता है। यह सीधे वसा ऊतकों पर और अधिवृक्क प्रांतस्था द्वारा ग्लुकोकोर्तिकोइद उत्पादन की उत्तेजना के माध्यम से कार्य करता है, इसके अलावा, यह α-MSH और स्रैक्टर का एक प्रोहॉर्मोन है, जो इंसुलिन स्राव को उत्तेजित करता है (बेलोफ़-चेन एट अल।, 1976)। T3 और T4 में लिपोलाइटिक प्रभाव भी होता है।

उपवास या तनाव की स्थिति में वसा ऊतक और यकृत में लिपोलिसिस की हार्मोनल उत्तेजना और बाद में हाइपरलिपेसिडिमिया से न केवल एनईएफए ऑक्सीकरण में वृद्धि होती है, बल्कि मांसपेशियों और संभवतः अन्य ऊतकों में कार्बोहाइड्रेट के उपयोग में भी बाधा आती है। इस प्रकार, ग्लूकोज मस्तिष्क के लिए "संग्रहीत" होता है, जो फैटी एसिड के बजाय कार्बोहाइड्रेट का अधिमानतः उपयोग करता है। इसके अलावा, हार्मोन द्वारा वसा ऊतक में लिपोलिसिस की महत्वपूर्ण उत्तेजना से लीवर में फैटी एसिड से कीटोन बॉडी का निर्माण बढ़ जाता है। उत्तरार्द्ध, और मुख्य रूप से एसिटोएसिटिक और हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड, मस्तिष्क में श्वसन के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम कर सकते हैं (हॉकिन्स एट अल।, 1971)।

लिपिड चयापचय का एक अन्य अभिन्न संकेतक विभिन्न घनत्वों के लिपोप्रोटीन (एलपी) हैं, जो कोलेस्ट्रॉल और अन्य लिपिड को यकृत से अन्य ऊतकों तक पहुंचाते हैं और इसके विपरीत (ब्राउन, गोल्डस्टीन, 1977-1985)। कम घनत्व वाली दवाएं एथेरोजेनिक (एथेरोस्क्लेरोसिस का कारण बनने वाली) होती हैं, उच्च घनत्व वाली दवाएं एंटी-एथेरोजेनिक होती हैं। लीवर में कोलेस्ट्रॉल का जैवसंश्लेषण और विभिन्न दवाओं के चयापचय को टी3, ग्लूकोकार्टोइकोड्स और सेक्स हार्मोन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। साथ ही, टी3 और एस्ट्रोजेन संवहनी एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास को रोकते हैं।

अंतरालीय चयापचय को विनियमित करने वाले हार्मोन की अनुकूली भूमिका और इसके अंतःस्रावी विकृति के बारे में संक्षिप्त जानकारी।

कार्बोहाइड्रेट और वसा चयापचय को नियंत्रित करने वाले हार्मोन के एक परिसर के स्राव का स्तर ऊर्जा संसाधनों के लिए शरीर की जरूरतों पर निर्भर करता है। उपवास, मांसपेशियों और तंत्रिका तनाव के साथ-साथ तनाव के अन्य रूपों के दौरान, जब कार्बोहाइड्रेट और वसा के उपयोग की आवश्यकता बढ़ जाती है, तो एक स्वस्थ शरीर में उन हार्मोनों के स्राव की दर में वृद्धि होती है जो गतिशीलता और पुनर्वितरण को बढ़ाते हैं। पोषक तत्वों के आरक्षित रूप और हाइपरग्लेसेमिया और हाइपरलिपेसिडिमिया का कारण बनते हैं (चित्र 100)।

उसी समय, इंसुलिन स्राव बाधित होता है (हसी, 1963; फ़ोआ, 1964, 1972)। और, इसके विपरीत, भोजन खाने से मुख्य रूप से इंसुलिन का स्राव उत्तेजित होता है, जो यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन, वसा ऊतक और यकृत में ट्राइग्लिसराइड्स, साथ ही विभिन्न ऊतकों में प्रोटीन के संश्लेषण को बढ़ावा देता है।

चित्र: 100. अंतरालीय कार्बोहाइड्रेट और लिपिड चयापचय के नियमन और स्व-नियमन में हार्मोन की भागीदारी:
ठोस तीर उत्तेजना का संकेत देते हैं, रुक-रुक कर चलने वाले तीर अवरोध का संकेत देते हैं

अंतरालीय कार्बोहाइड्रेट चयापचय के अनुकूली स्व-नियमन में शामिल इंसुलिन, ग्लूकागन, एड्रेनालाईन और अन्य हार्मोन के स्राव को नियंत्रित करने वाले मुख्य संकेतों में से एक, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, रक्त में ग्लूकोज का स्तर है।

रक्त ग्लूकोज एकाग्रता में वृद्धि एक प्रतिक्रिया तंत्र के माध्यम से इंसुलिन के स्राव को उत्तेजित करती है और ग्लूकागन और अन्य हाइपरग्लाइसेमिक हार्मोन (एफओए, 1964, 1972; रैंडल और हेल्स, 1972) के स्राव को रोकती है। यह दिखाया गया है कि अग्न्याशय के α- और β-कोशिकाओं के साथ-साथ क्रोमैफिन कोशिकाओं की स्रावी गतिविधि पर ग्लूकोज का प्रभाव काफी हद तक ग्रंथि कोशिका झिल्ली के विशिष्ट रिसेप्टर्स के साथ हेक्सोज की सीधी बातचीत का परिणाम है।

साथ ही, अन्य हार्मोनों के स्राव पर ग्लूकोज के प्रभाव को हाइपोथैलेमस और/या मस्तिष्क के ऊपरी हिस्सों के स्तर पर महसूस किया जाता है। ग्लूकोज के समान, फैटी एसिड स्पष्ट रूप से अग्न्याशय और अधिवृक्क मज्जा पर भी कार्य कर सकते हैं, लेकिन मस्तिष्क पर नहीं, वसा चयापचय का स्व-नियमन प्रदान करते हैं। उपरोक्त हार्मोन के स्राव के स्व-नियमन के कारकों के साथ-साथ, बाद वाले कई आंतरिक और बाहरी तनाव एजेंटों से प्रभावित हो सकते हैं।

एक गंभीर अंतःस्रावी रोग, मधुमेह मेलेटस, मनुष्यों में कार्बोहाइड्रेट और वसा चयापचय में गहरी गड़बड़ी से जुड़ा हुआ है। मधुमेह की प्राकृतिक जटिलताओं में से एक छोटी और बड़ी वाहिकाओं को नुकसान है, जो रोगियों में एथेरोस्क्लेरोसिस और अन्य संवहनी विकारों के विकास के लिए पूर्व शर्त बनाता है। इस प्रकार, मधुमेह हृदय रोगों से पीड़ित लोगों की संख्या में वृद्धि में योगदान देता है।

यह माना गया कि मधुमेह मेलेटस का विकास मुख्य रूप से पूर्ण इंसुलिन की कमी से जुड़ा है। वर्तमान में यह माना जाता है कि मधुमेह का रोगजनन इंसुलिन की विनियामक कार्रवाई के संयुक्त उल्लंघन पर आधारित है और, संभवतः, ऊतक पर कई अन्य हार्मोन, जिसके परिणामस्वरूप शरीर में इंसुलिन की पूर्ण या सापेक्ष कमी होती है, जो पूर्ण के साथ संयुक्त होती है। या ग्लूकागन या अन्य "मधुमेहजन्य" हार्मोन की सापेक्ष अधिकता (अनटर, 1975)।

हार्मोन की क्रिया में असंतुलन, तदनुसार, लगातार हाइपरग्लेसेमिया (130 मिलीग्राम% से ऊपर रक्त शर्करा एकाग्रता), ग्लूकोसुरिया और पॉल्यूरिया के विकास की ओर ले जाता है। अंतिम दो लक्षण रोग को नाम देते हैं - मधुमेह मेलिटस, या मधुमेह मेलिटस। कार्बोहाइड्रेट लोडिंग (ग्लूकोज टॉलरेंस टेस्ट) की स्थितियों के तहत, रोगियों में ग्लाइसेमिक वक्र बदल जाता है: 50 ग्राम ग्लूकोज मौखिक रूप से लेने के बाद, रोगियों में हाइपरग्लेसेमिया, मानक की तुलना में, समय के साथ बढ़ता है और अधिक मूल्यों तक पहुंचता है।

मधुमेह में कार्बोहाइड्रेट के खराब उपयोग और भंडारण के साथ, वसा चयापचय के संबंधित विकार उत्पन्न होते हैं: लिपोलिसिस में वृद्धि, लिपोजेनेसिस का निषेध, रक्त में एनईएफए सामग्री में वृद्धि, यकृत में ऑक्सीकरण में वृद्धि, कीटोन निकायों का संचय। कीटोन बॉडीज (केटोसिस) के बढ़ते गठन से रक्त पीएच - एसिडोसिस में कमी आती है, जो रोग के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है (रेनॉल्ड एट अल।, 1961)।

केटोएसिडोसिस संभवतः संवहनी घावों (सूक्ष्म- और मैक्रोएंजियोपैथिस) के विकास में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। इसके अलावा, कीटोएसिडोसिस मधुमेह की सबसे गंभीर जटिलताओं में से एक है - मधुमेह कोमा। बहुत अधिक रक्त शर्करा (800-1200 मिलीग्राम%) के साथ एक अन्य प्रकार का कोमा विकसित हो सकता है। यह मूत्र में पानी की महत्वपूर्ण कमी और रक्त के सामान्य पीएच (हाइपरोस्मोलर कोमा) को बनाए रखते हुए आसमाटिक दबाव में वृद्धि के कारण होता है।

पानी-नमक संतुलन में गड़बड़ी के साथ कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन चयापचय के दीर्घकालिक और विभिन्न विकारों के परिणामस्वरूप, रोगियों में विभिन्न प्रकार की सूक्ष्म और मैक्रोएंजियोपैथियां विकसित होती हैं, जिससे रेटिना (रेटिनोपैथी), गुर्दे (नेफ्रोपैथी) के रोग होते हैं। , तंत्रिका तंत्र (न्यूरोपैथी), त्वचा पर ट्रॉफिक अल्सर, सामान्य एथेरोस्क्लेरोसिस, मानसिक विकार।

यह स्थापित हो चुका है कि मधुमेह मेलिटस एक बहुरोगजनक रोग है। प्रारंभ में इसका कारण हो सकता है: इंसुलिन स्राव की प्राथमिक कमी और मधुमेहजन्य हार्मोन का हाइपरसेक्रिशन (इंसुलिन-संवेदनशील, या किशोर, मधुमेह के रूप); इंसुलिन के प्रति लक्ष्य ऊतकों की संवेदनशीलता तेजी से कम हो गई (इंसुलिन-प्रतिरोधी रूप, या "बुजुर्गों, मोटापे से ग्रस्त मधुमेह")। रोग के पहले रूप के रोगजनन में, जो मधुमेह के 15-20% रोगियों में होता है, एक वंशानुगत कारक और आइलेट तंत्र के प्रोटीन के लिए ऑटोएंटीबॉडी का गठन एक निश्चित भूमिका निभा सकता है। रोग के दूसरे रूप (80% से अधिक लोग मधुमेह से पीड़ित हैं) के विकास में, कार्बोहाइड्रेट खाद्य पदार्थों का अत्यधिक सेवन, मोटापा और गतिहीन जीवन शैली आवश्यक हैं।

मधुमेह मेलेटस की भरपाई के लिए, प्रतिस्थापन चिकित्सा के रूप में विभिन्न इंसुलिन तैयारियों का उपयोग किया जाता है; कम कार्बोहाइड्रेट (कभी-कभी कम वसा वाला) आहार और सिंथेटिक हाइपोग्लाइसेमिक दवाएं - सल्फोनीलुरिया और बिगुआनाइड्स। तदनुसार, इंसुलिन केवल रोग के इंसुलिन-संवेदनशील रूपों में प्रभावी है। इसके अलावा, एक "कृत्रिम अग्न्याशय" बनाने का प्रयास चल रहा है - इंसुलिन और ग्लूकागन से चार्ज किया गया एक कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक-मैकेनिकल उपकरण, जो रक्तप्रवाह से जुड़ा होने पर, रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता के आधार पर हार्मोन इंजेक्ट कर सकता है।

मधुमेह मेलिटस के लक्षण कई अन्य बीमारियों के साथ भी हो सकते हैं जो मुख्य रूप से अग्न्याशय के अंतःस्रावी कार्यों या इंसुलिन और ग्लूकागन की क्रिया (हाइपरकोर्टिसोलिज़्म, एक्रोमेगाली के विभिन्न रूप) से संबंधित नहीं हैं।

वी.बी. रोजेन

कार्बोहाइड्रेट चयापचय का विनियमन सभी चरणों में तंत्रिका तंत्र और हार्मोन द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, गतिविधि एंजाइमोंकार्बोहाइड्रेट चयापचय के कुछ मार्गों को "फीडबैक" सिद्धांत के अनुसार नियंत्रित किया जाता है, जो एंजाइम और प्रभावकारक के बीच बातचीत के एलोस्टेरिक तंत्र पर आधारित है। कार्बोहाइड्रेट चयापचय का विनियमन सभी चरणों में तंत्रिका तंत्र और हार्मोन द्वारा किया जाता है। इसके अलावा, गतिविधि एंजाइमोंकार्बोहाइड्रेट चयापचय के कुछ मार्गों को "फीडबैक" सिद्धांत के अनुसार नियंत्रित किया जाता है, जो एंजाइम और प्रभावकारक के बीच बातचीत के एलोस्टेरिक तंत्र पर आधारित है। एलोस्टेरिक प्रभावकों में अंतिम प्रतिक्रिया उत्पाद, सब्सट्रेट, कुछ मेटाबोलाइट्स और एडेनिल मोनोन्यूक्लियोटाइड शामिल हैं। में सबसे अहम भूमिका केंद्रकार्बोहाइड्रेट चयापचय (कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण या टूटना) कोएंजाइम NAD + / NADH∙H + और कोशिका की ऊर्जा क्षमता के अनुपात द्वारा खेला जाता है।

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

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

इनमें सबसे प्रमुख भूमिका हार्मोन्स की होती है इंसुलिन. इंसुलिन का प्रभाव केवल इंसुलिन पर निर्भर ऊतकों, मुख्य रूप से मांसपेशियों और वसा पर होता है। मस्तिष्क, लसीका ऊतक और लाल रक्त कोशिकाएं इंसुलिन-स्वतंत्र हैं। अन्य अंगों के विपरीत, इंसुलिन की क्रिया हेपेटोसाइट्स के चयापचय पर इसके प्रभाव के रिसेप्टर तंत्र से जुड़ी नहीं है। यद्यपि ग्लूकोज स्वतंत्र रूप से यकृत कोशिकाओं में प्रवेश करता है, यह तभी संभव है जब रक्त में इसकी सांद्रता बढ़ जाए। दूसरी ओर, हाइपोग्लाइसीमिया में, यकृत रक्त में ग्लूकोज छोड़ता है (उच्च सीरम इंसुलिन स्तर के बावजूद भी)।

शरीर पर इंसुलिन का सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव सामान्य या ऊंचे रक्त शर्करा के स्तर में कमी है - जब इंसुलिन की उच्च खुराक दी जाती है तो हाइपोग्लाइसेमिक शॉक का विकास होता है। रक्त शर्करा का स्तर निम्न के परिणामस्वरूप कम हो जाता है: 1. कोशिकाओं में ग्लूकोज प्रवेश का त्वरण। 2. कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज का उपयोग बढ़ाना।

इंसुलिन इंसुलिन-निर्भर ऊतकों में मोनोसेकेराइड के प्रवेश को तेज करता है, विशेष रूप से ग्लूकोज (साथ ही सी 1-सी 3 स्थिति में समान विन्यास की शर्करा), लेकिन फ्रुक्टोज नहीं। प्लाज्मा झिल्ली पर इंसुलिन को इसके रिसेप्टर से बांधने से भंडारण ग्लूकोज परिवहन प्रोटीन की गति होती है ( ग्लूटेन 4) इंट्रासेल्युलर डिपो से और झिल्ली में उनका समावेश।

इंसुलिन कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग को सक्रिय करता है:

ग्लाइकोलाइसिस के प्रमुख एंजाइमों (ग्लूकोकाइनेज, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज, पाइरूवेट किनेज) के संश्लेषण को सक्रिय करना और शामिल करना।

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

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

ग्लूकोनियोजेनेसिस के प्रमुख एंजाइमों (पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज़, फ़ॉस्फ़ोइनोल-पीवीके-कार्बोक्सिकिनेज़, बाइफ़ॉस्फ़ेटेज़, ग्लूकोज-6-फॉस्फेटेज़) की गतिविधि का निषेध और उनके संश्लेषण का दमन (फ़ॉस्फ़ोनोल-पीवीके कार्बोक्सीकिनेज़ जीन के दमन का तथ्य स्थापित किया गया है)।

अन्य हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाते हैं।

ग्लूकागनऔर ए एड्रेनालाईनयकृत में ग्लाइकोजेनोलिसिस को सक्रिय करके (ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ को सक्रिय करके) ग्लाइसेमिया में वृद्धि होती है, हालांकि, एड्रेनालाईन के विपरीत, ग्लूकागन ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ को प्रभावित नहीं करता है मांसपेशियों. इसके अलावा, ग्लूकागन यकृत में ग्लूकोनियोजेनेसिस को सक्रिय करता है, जिसके परिणामस्वरूप रक्त ग्लूकोज सांद्रता में भी वृद्धि होती है।

ग्लुकोकोर्तिकोइदग्लूकोनोजेनेसिस को उत्तेजित करके रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाने में मदद करें (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 समय, ग्लूकोनियोजेनेसिस के लिए सब्सट्रेट बन जाते हैं)। इसके अलावा, ग्लूकोकार्टोइकोड्स शरीर की कोशिकाओं को ग्लूकोज का उपयोग करने से रोकते 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 की ओर जाता है, जिससे ग्लूकोज की आवश्यकता कम हो जाती है ( फैटी एसिड कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज के उपयोग के अवरोधक हैं)।

थायरोक्सिन,विशेष रूप से हाइपरथायरायडिज्म के दौरान अधिक मात्रा में उत्पादित, रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि में भी योगदान देता है (ग्लाइकोजेनोलिसिस में वृद्धि के कारण)।

सामान्य ग्लूकोज स्तर के साथरक्त में, गुर्दे इसे पूरी तरह से पुनः अवशोषित कर लेते हैं और मूत्र में शर्करा का पता नहीं चलता है। हालाँकि, यदि ग्लाइसेमिया 9-10 mmol/l से अधिक है ( वृक्क दहलीज ), फिर प्रकट होता है ग्लूकोसुरिया . कुछ किडनी घावों के साथ, नॉर्मोग्लाइसीमिया में भी मूत्र में ग्लूकोज पाया जा सकता है।

रक्त शर्करा के स्तर को नियंत्रित करने की शरीर की क्षमता का परीक्षण करता है ( ग्लुकोज़ सहनशीलता ) का उपयोग मौखिक रूप से दिए जाने पर मधुमेह मेलेटस के निदान के लिए किया जाता है ग्लूकोज सहिष्णुता परीक्षण:

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

चावल। 10 सामान्य एवं रोगात्मक स्थितियों में "शुगर कर्व"।

बेलारूस गणराज्य का स्वास्थ्य मंत्रालय

शैक्षिक संस्था

"गोमेल स्टेट मेडिकल यूनिवर्सिटी"

जैविक रसायन विज्ञान विभाग

विभाग की बैठक में चर्चा की गई (एमके या टीएसयूएनएमएस)____________________

प्रोटोकॉल संख्या _______

जैविक रसायन शास्त्र में

चिकित्सा संकाय के द्वितीय वर्ष के छात्रों के लिए

विषय: कार्बोहाइड्रेट 4. कार्बोहाइड्रेट चयापचय की विकृति

समय__90 मिनट____________________________

सीखने का उद्देश्य:

1. कार्बोहाइड्रेट चयापचय के मुख्य विकारों के आणविक तंत्र के बारे में विचार तैयार करें।

साहित्य

1. मानव जैव रसायन: आर. मरे, डी. ग्रेनर, पी. मेयस, वी. रोडवेल। - एम. ​​पुस्तक, 2004. - खंड 1. पी. 205-211., 212-224.

2. जैव रसायन के मूल सिद्धांत: ए. व्हाइट, एफ. हेंडलर, ई. स्मिथ, आर. हिल, आई. लेहमैन.-एम. किताब,

1981, खंड. -.2,.एस. 639-641,

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

4.जैवरासायनिक आधार...अन्तर्गत। ईडी। संबंधित सदस्य आरएएस ई.एस. सेवेरिना। एम. मेडिसिन, 2000.-पी.179-205.

सामग्री समर्थन

1.मल्टीमीडिया प्रस्तुति

अध्ययन समय की गणना

कुल: 90 मिनट

परिचय।मधुमेह की रोकथाम और उपचार के संबंध में कार्बोहाइड्रेट की खपत को विनियमित और सीमित करने का कार्य विशेष रूप से जरूरी है, साथ ही कुछ बीमारियों की घटनाओं के साथ अत्यधिक कार्बोहाइड्रेट की खपत के बीच संबंध की पहचान करना - "मोटापे के साथी", साथ ही साथ एथेरोस्क्लेरोसिस का विकास।