प्रत्येकाला माहित आहे की पचनाच्या सर्वात महत्वाच्या प्रक्रियेसाठी, जी मानवी शरीराच्या जीवन समर्थन प्रणालींपैकी एक आहे. या प्रक्रियेसाठी प्रथिने रेणू किंवा आरएनए रेणू जबाबदार असतात, सोप्या भाषेत सांगायचे तर एन्झाईम्स.

या रेणूंचा मुख्य उद्देश मानवी शरीरातील रासायनिक अभिक्रियांना गती देणे हा आहे, ज्यामुळे पचन सुनिश्चित होते. आपण जीवशास्त्रात न गेल्यास, एन्झाईम्स, सोप्या शब्दात, पदार्थांवर प्रक्रिया करा, त्यांना शरीरासाठी उपयुक्त आणि आवश्यक असलेल्यांमध्ये विभागून घ्या आणि ज्यांना त्वरित मुक्त करणे आवश्यक आहे.

Lipases तोंडात आढळतात; पोट; आणि स्वादुपिंड. भाषिक लिपेस गॅस्ट्रिक ऍसिडद्वारे निष्क्रिय केले गेले असल्याने, हे मुख्यतः तोंडी स्वच्छतेसाठी आणि तोंडात त्याच्या बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ कृतीसाठी सादर केले गेले आहे असे मानले जाते, तथापि ते पोटाच्या निधीमध्ये साठवलेल्या अन्नावर कार्य करणे सुरू ठेवू शकते आणि हे लिपेस असू शकते. पचलेले. 30% पर्यंत चरबी. गॅस्ट्रिक लिपेस मानवांसाठी फारसे महत्त्व नाही.

खालील तक्त्यामध्ये चरबी पचवण्यासाठी एन्झाईम्स आहेत. पित्त ग्लायकोकॉलेट यकृताद्वारे स्रावित केले जातात आणि त्यांची हायड्रोफोबिक आणि हायड्रोफिलिक बाजू असते. ते फॅट ग्लोब्यूल्सला जोडतील, त्यांना इमल्सीफाय करतील आणि त्यांना मायकेल्स बनवतील. पित्त मिठाच्या जैवरासायनिक रचनेसह मायकेलचे शरीरशास्त्र खालील चित्रात दर्शविले आहे.

सर्वसाधारणपणे, मानवी पचनसंस्था तोंडापासून सुरू होते आणि गुद्द्वार येथे संपते. काही कारणास्तव, हे सामान्यतः स्वीकारले जाते की सर्व पाचन प्रक्रिया केवळ पोट आणि आतड्यांमध्येच होतात. खरं तर, हे प्रकरण होण्यापासून दूर आहे. पचनाची सर्वात महत्वाची प्रक्रिया एखाद्या व्यक्तीच्या तोंडात आणि घशात सुरू होते आणि विचित्रपणे, एंजाइम देखील असतात.

Micelles लहान असतात आणि त्यांची बाहेरून हायड्रोफिलिक बाजू असल्यामुळे ते प्रभावीपणे चरबीला पाण्यात विरघळणारे कण म्हणून काम करू देतात. हे त्यांना लहान आतड्याच्या एपिथेलियमला ​​लागून असलेल्या अज्ञात थरात प्रवेश करण्यास आणि शोषून घेण्यास अनुमती देते. पित्त क्षारांच्या अनुपस्थितीत, फारच कमी फॅटी ऍसिडस् या थरातून जातात आणि बहुतेक चरबी आतड्यांतील अडथळ्यांमधून जातात आणि शोषली जात नाहीत, ज्यामुळे स्टीटोरिया होतो.

मायकेल्स फॅटी ऍसिडस् आणि कोलेस्टेरॉलला अस्थिर थर ओलांडू देतात आणि ब्रशच्या काठाच्या संपर्कात येतात, जिथे ते चरबी-विरघळणारे पेशी पडदा सहजपणे ओलांडतात. अनेक लहान मुक्त फॅटी ऍसिड सेलमधून ओव्हरफ्लो होतात आणि बेसल-लॅटरल सीमेवर बाहेर पडतात, केशिकामध्ये जातात. तथापि, बहुतेक फॅटी ऍसिडस् गुळगुळीत एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलममध्ये प्रवेश करतात जेथे सीरम कोलेमिक्रॉनमध्ये पुन्हा पॅक केले जाते. ते एक्सोसाइटोसिसद्वारे सेलमधून बाहेर काढले जातात.

घसा आणि तोंडात पचन

मौखिक पोकळी आणि घशाची पोकळी मध्ये अन्न प्रक्रियेची प्रक्रिया सुरू होते हे तथ्य प्रायोगिकरित्या सिद्ध झाले आहे. सर्व प्रथम, मानवी लाळ चघळण्याच्या प्रक्रियेत अन्नावर कार्य करण्यास सुरवात करते.

तोंडी पोकळी आणि घशाची पोकळी मध्ये अनेक लहान लाळ ग्रंथी आणि तीन जोड्या मोठ्या असतात - त्यांच्या नलिका थेट तोंडी पोकळीत उघडतात. अन्न तोंडात येताच ते सर्व सक्रियपणे लाळ द्रव तयार करण्यास सुरवात करतात.

कोलेमिक्रॉन केशिकामध्ये प्रवेश करत नाहीत, परंतु त्याऐवजी लिम्फॅटिक प्रणालीमध्ये जातात, जिथे ते वक्षस्थळाच्या नलिकामध्ये जातात. थोरॅसिक कालवा वरच्या वेना कावामध्ये रिकामा होतो. न्यूक्लिक बेस सक्रिय वाहतुकीद्वारे घेतले जातात, पेंटोसेस इतर शर्कराद्वारे घेतले जातात.

फॅट मॅलॅबसोर्प्शन कारणीभूत घटक देखील या जीवनसत्त्वांच्या शोषणावर परिणाम करू शकतात. व्हिटॅमिन बी 12 इलियममध्ये शोषले जाते आणि शोषणासाठी पोटात स्रावित प्रथिने, आंतरिक घटकाशी बांधील असणे आवश्यक आहे. शरीरातील 30 ते 80% कॅल्शियमचे प्रमाण शोषले जाते. शोषण दर मानवी शरीरावर अवलंबून असतो. जवळजवळ सर्व लोहाचे शोषण ड्युओडेनममधील ग्रंथीच्या स्वरूपात होते. फेरीटिक रिडक्टेजद्वारे फेरिक फॉर्म फेरोअलॉयमध्ये रूपांतरित केला जातो.

स्वारस्याच्या फायद्यासाठी, आपण लाळ ग्रंथींचे स्थान शोधू शकता आणि तोंड आणि घशातील पचन प्रक्रियेचे अनुसरण करण्यासाठी आरसा वापरू शकता. हे खालीलप्रमाणे केले जाते:

• प्रथम, पॅरोटीड लाळ ग्रंथी शोधूया. गाल अगदी खाली आणि कानासमोर दोन्ही बाजूंनी दाबा. लाळेचा सक्रिय स्राव जाणवताच तुम्ही ग्रंथी शोधल्या आहेत. या क्षणी, मौखिक पोकळीमध्ये लाळेची सक्रिय निर्मिती देखील आरशात पाहिली जाऊ शकते.
• सबमॅन्डिब्युलर लाळ ग्रंथी जबड्याच्या काठावरुन 2-3 सेंटीमीटर अंतरावर दोन बिंदूंवर दाबून शोधल्या जाऊ शकतात. योग्यरित्या केले तर, तुम्हाला लगेचच तुमचे तोंड लाळेने भरलेले जाणवेल.
• सबलिंग्युअल ग्रंथी.ते खूप दूर स्थित आहे आणि ते जाणवणे खूप कठीण आहे. तथापि, जर तुम्ही तुमची जीभ झपाट्याने आकाशाकडे वाढवली तर तुम्हाला नक्कीच एक लहान कारंजे दिसेल - ही क्रियाशील अवलिंगी ग्रंथी आहे.

एन्टरोसाइटच्या बेसोलॅटरल भागात, लोह आयन फेरोपोर्टिन नावाच्या ट्रान्सपोर्टरद्वारे इंटरस्टेलर फ्लुइडमध्ये वाहून नेले जातात. प्लाझ्मामध्ये, लोहाचा फॉर्म पुन्हा फेरिक फॉर्ममध्ये परत येतो आणि लोह हस्तांतरण प्रोटीन वाहकाला बांधला जातो. लहान आतडे 9 लीटर, 2 बाह्य आणि 7 अंतर्गत, पुनर्शोषणासाठी दररोज द्रवपदार्थाने दर्शविले जाते. आरोग्यामध्ये, 200 सीसी वगळता सर्व पुन्हा शोषले जातात.

मोठ्या आतड्यातील एपिथेलियल पेशींमधील जंक्शन लहान आतड्यांपेक्षा जास्त घन असतात, ज्यामुळे ल्यूमनमध्ये सोडियमची गळती थांबते. बहुतेक द्रव आणि इलेक्ट्रोलाइट्स चढत्या कोलनमध्ये शोषले जातात. जरी प्रथिने आणि शर्करा सामान्यतः सर्व द्रवपदार्थ कोलनमध्ये पोहोचल्यावर शोषले जातात, कोलन हे थर शोषण्यास सक्षम आहे. सोयाबीनसारखे काही अपचनीय पदार्थ कोलन बॅक्टेरियाद्वारे पचवले जाऊ शकतात आणि हे जीवाणू अगदी कमी प्रमाणात सेल्युलोज देखील पचवू शकतात.

सर्वसाधारणपणे, तोंड आणि घशातील पाचन प्रक्रियेची सुरुवात आपण खाणे सुरू करण्यापूर्वीच जाणवू शकते. लक्षात ठेवा की तोंडात मधुर वासातून लाळ पटकन कशी भरते किंवा पिकलेले लिंबू कापून त्याची सक्रिय निर्मिती होते.

या प्रक्रिया सूचित करतात की तोंड आणि घशातील एन्झाईम पचन प्रक्रिया सुरू करण्यासाठी आधीच तयार आहेत आणि जे काही उरते ते आपल्या तोंडात अन्नाचा तुकडा टाकणे आणि सक्रियपणे चघळणे सुरू करणे. तसे, तुम्ही चघळायला सुरुवात करताच, पोटातील एंजाइम देखील कार्य करण्यास सुरवात करतात.

आपण कधी विचार केला आहे का की आपण अन्न खाल्ल्यानंतर आपल्या शरीरात त्याचे पचन कसे होते? आपल्या शरीराची अंतर्गत रचना असंख्य कार्ये पार पाडण्यात अत्यंत कार्यक्षम आहे, ज्यामध्ये होणार्‍या सर्व प्रक्रियांमध्ये पचन ही सर्वात महत्वाची आहे.

आपल्या शरीरातील चयापचय पाचक एंझाइम्सच्या समूहाद्वारे नियंत्रित केले जाते जे पचनसंस्थेच्या विविध अवयवांद्वारे स्रवले जाते. हे एन्झाइम अन्नाचे योग्य पचन होण्यास मदत करतात. एन्झाईमॅटिक ब्रेकडाउन तोंडात सुरू होते आणि आतड्यांमध्ये पसरते जिथे ते साध्या कणांमध्ये रूपांतरित होते आणि नंतर आपल्या शरीराद्वारे उत्सर्जित होते. हे पाचक एंझाइम कर्बोदकांमधे, चरबी आणि प्रथिनांच्या विघटनासाठी उत्प्रेरक म्हणून काम करतात.

जबडे हलण्यास सुरवात होताच, गॅस्ट्रिक रस सक्रियपणे तयार होतो. त्यामुळेच अनेक डॉक्टर पचनक्रिया सुधारण्यासाठी जेवणाच्या अर्धा तास आधी च्युइंगम चा सल्ला देतात.

तसे, आताही, पाचन तंत्राच्या ज्ञानासाठी, मानवी लाळेचा अभ्यास चालू आहे. बायोमटेरियल विशेष सक्शन कप कॅप्सूल वापरून काढले जाते, जे श्लेष्मल त्वचेला जोडलेले असते.अशाप्रकारे, चाचणी नळीद्वारे लाळेचा द्रव बाहेर जातो, जिथे तो गोळा केला जातो आणि संशोधनासाठी पाठविला जातो.

पाचक एन्झाईम्सचा स्रोत. हे एन्झाईम लाळेमध्ये देखील असतात जेथे ते पचनाच्या पहिल्या टप्प्यात मदत करतात. एन्झाईम्सचे वर्गीकरण ते ज्या सब्सट्रेट्समध्ये करतात त्यांच्या स्वरूपानुसार केले जाते. पाचक एन्झाईम्सचे चार गटांमध्ये वर्गीकरण केले जाते.

• प्रोटीओलाइटिक एंझाइम: प्रथिने अमीनो ऍसिडमध्ये मोडतात.
• लिपोलिटिक एंझाइम: फॅट्सचे फॅटी ऍसिड आणि ग्लिसरॉलमध्ये विभाजन करा.
• अमायलोलाइटिक एन्झाइम: कार्बोहायड्रेट आणि स्टार्चचे साध्या शर्करामध्ये विभाजन करा.
• न्यूक्लियोलाइटिक एंझाइम: न्यूक्लिक अॅसिडचे न्यूक्लियोटाइड्समध्ये विभाजन करा.

तोंडी पोकळी किंवा तोंडात लाळ ग्रंथी असतात.

लाळेची कार्ये

सर्वसाधारणपणे, लाळ शरीरात सर्वात महत्वाचे संरक्षणात्मक कार्य करते, म्हणजे:

• लाळ तोंड आणि घशातील श्लेष्मल त्वचा कोरडे होण्यापासून संरक्षण करते.
• लाळेच्या द्रवामध्ये असलेले न्यूक्लिझ एन्झाईम्स आपल्या प्रतिकारशक्तीचा एक भाग असल्याने शक्य तितक्या विषाणू आणि रोगजनक जीवाणूंशी लढतात.
• लाळेमध्ये रक्त गोठण्यासाठी आवश्यक एंजाइम देखील असतात, जे तोंड आणि घशात जळजळ होण्यास प्रतिबंध करतात.

तथापि, लाळ द्रवपदार्थाचे प्राथमिक कार्य आहे - पाचक. या महत्त्वपूर्ण प्रक्रियेत लाळेच्या सहभागाशिवाय, एखादी व्यक्ती विशिष्ट प्रकारचे अन्न पचवू शकत नाही. आणि काही परिचित पदार्थ आमच्यासाठी प्राणघातक असतील.

लाळ ग्रंथी लाइसोझाइम एंझाइम स्राव करते, ज्यामध्ये बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ प्रभाव असतो. मौखिक पोकळीद्वारे स्रावित एन्झाईम्स प्रामुख्याने जीवाणूंपासून संरक्षण प्रदान करतात. Betaine तोंडात द्रव संतुलन राखण्यास मदत करते. एमायलेज - स्टार्चचे विद्रव्य शर्करामध्ये रूपांतर करते. बेटेन. ऑस्मोलाइट्स म्हणून सेल फ्लुइडचे संतुलन राखते. ब्रोमेलेन एक दाहक-विरोधी एजंट आहे जे मांस मऊ करते.

पोटातून स्रवलेल्या एन्झाईम्सना गॅस्ट्रिक एन्झाईम्स म्हणतात. पोट हायड्रोक्लोरिक ऍसिड स्रावित करते, जे जीवाणू आणि जंतू नष्ट करते आणि प्रोटीज एन्झाईम्सच्या योग्य एंझाइमॅटिक क्रियाकलापांसाठी अम्लीय वातावरण प्रदान करते. गॅस्ट्रिक अमायलेस - स्टार्च जिलेटिनेजचे ऱ्हास - जिलेटिन आणि कोलेजनचे ऱ्हास. रेनिन. द्रव दुधाचे घन कणांमध्ये रूपांतर करणे. गॅस्ट्रिक लिपेस - तेलकट चरबीचा ऱ्हास.

लाळेची रचना आणि एंजाइम

खरं तर, लाळ हे एकमेव बायोमटेरियल आहे ज्यामुळे मानवी तोंड आणि घशात एंजाइम असतात. लाळेच्या द्रवामध्ये काय असते हे थेट रुग्णाच्या वयावर आणि आरोग्याच्या स्थितीवर अवलंबून असते. सर्वप्रथम, द्रव स्रावाचा अभ्यास केला जातो, जो सामान्यतः 1 ते 200 मिलीलीटर प्रति तास असतो. अन्न प्रक्रियेच्या वेळी जास्तीत जास्त दर येतो.

स्वादुपिंड ही आपल्या शरीरातील मुख्य पाचक ग्रंथी आहे. पाचक एन्झाईम्स कार्बोहायड्रेट स्वादुपिंड आणि स्टार्चचे रेणू साध्या शर्करामध्ये मोडतात. ते एनजाइमचा एक गट देखील हायलाइट करतात जे न्यूक्लिक अॅसिडच्या ऱ्हासाला प्रोत्साहन देतात. हे अंतःस्रावी आणि बहिःस्रावी ग्रंथी म्हणून कार्य करते.

फॉस्फोलिपेस - फॉस्फोलिपिड्सचे फॅटी ऍसिडमध्ये हायड्रोलिसिस. ट्रिप्सिन - प्रथिनांचे मूलभूत अमीनो ऍसिडमध्ये रूपांतर करते. स्टेप्सिन. ट्रायग्लिसराइड्सचे ग्लिसरॉल आणि फॅटी ऍसिडमध्ये विघटन. कार्बोक्सीपेप्टिडेस - प्रथिनांचे अमीनो ऍसिडमध्ये ऱ्हास. स्वादुपिंड अमायलेस. कार्बोहायड्रेट्सचे साध्या शर्करामध्ये ऱ्हास.

बाहेरून, लाळ एक चिकट, रंगहीन, किंचित ढगाळ द्रव आहे. द्रवामध्ये विविध सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ असतात या वस्तुस्थितीमुळे थोडीशी टर्बिडिटी होते.

आता एंजाइम बद्दल. लाळेमध्ये, ते तीन मुख्य प्रकारांमध्ये आढळतात:

• जे पॅरेन्कायमल पेशींद्वारे तयार होतात.
• शरीराच्या मायक्रोफ्लोराची कचरा उत्पादने किंवा, अधिक सोप्या पद्धतीने, जीवाणू.
• जे तोंडात पांढऱ्या रक्त पेशी नष्ट झाल्यामुळे दिसतात.

Amylase लाळेतील सर्वात महत्वाचे एंझाइम आहे. तीच स्टार्चच्या विघटनासारख्या जटिल प्रक्रियेत सामील आहे, जी वनस्पतीपासून प्राण्यांपर्यंत जवळजवळ सर्व प्रकारच्या अन्नामध्ये आढळते. अमायलेस स्टार्चला सॅकराइड आणि थोड्या प्रमाणात ग्लुकोजमध्ये मोडते, जे शरीराद्वारे चांगले शोषले जाते.

इलास्टेस - प्रथिने इलॅस्टिन न्यूक्लीसेस कमी करते - न्यूक्लिक अॅसिडचे न्यूक्लियोटाइड्स आणि न्यूक्लियोसाइड्समध्ये रूपांतर. या विभागाच्या शेवटी, आपण सक्षम व्हाल. शरीरातील अन्न प्रक्रियेत गुंतलेल्या अवयवांची विशेष कार्ये स्पष्ट करा. अन्न पचवण्यासाठी आणि पोषकद्रव्ये शोषून घेण्यासाठी अवयव एकत्र कसे काम करतात याचे वर्णन करा. पचन आणि शोषण प्रक्रिया स्पष्ट करा. . सर्व सजीवांना जगण्यासाठी पोषक तत्वांची गरज असते. वनस्पती त्यांच्या मुळांपासून पोषक तत्वे आणि सेल्युलर फंक्शनसाठी आवश्यक असलेले ऊर्जा रेणू प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे मिळवू शकतात, तर प्राणी इतर जीवांच्या वापराद्वारे त्यांचे पोषक मिळवतात.

एमायलेस ग्रंथीच्या पेशींद्वारे तयार केले जाते, सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य त्यांच्यामध्ये निष्क्रिय स्वरूपात जमा होते.जेव्हा प्रथिने असलेले अन्न खाल्ले जाते तेव्हा या एन्झाइमचे सक्रियकरण होते. अमायलेस कार्य करण्यासाठी आदर्श वातावरण म्हणजे 36.6 अंशांपेक्षा जास्त नसलेले तापमान आणि शरीरातील सामान्य ऍसिड-बेस वातावरण.

माल्टेज सारख्या एंजाइमचा उल्लेख न करणे देखील अशक्य आहे. हे एंझाइम सक्रियपणे माल्टोस सॅकराइडच्या विघटनात गुंतलेले आहे आणि शरीरासाठी सुरक्षित ग्लुकोजमध्ये रूपांतरित करते.

सेल्युलर स्तरावर, प्राण्यांच्या कार्यासाठी आवश्यक असलेले जैविक रेणू म्हणजे अमिनो अॅसिड, लिपिड रेणू, न्यूक्लियोटाइड्स आणि साधी शर्करा. तथापि, सेवन केलेल्या अन्नामध्ये प्रथिने, चरबी आणि जटिल कार्बोहायड्रेट्स असतात. सेल्युलर फंक्शन राखण्यासाठी आवश्यक असलेल्या साध्या रेणूंमध्ये प्राण्यांनी या मॅक्रोमोलिक्यूल्सचे रूपांतर केले पाहिजे. खाल्लेल्या अन्नाचे आवश्यक पोषकतत्त्वांमध्ये रूपांतर ही एक बहु-चरण प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये पचन आणि शोषण समाविष्ट आहे. पचन दरम्यान, अन्नाचे कण लहान घटकांमध्ये विभागले जातात जे नंतर शरीराद्वारे शोषले जातात.

लाळ एंझाइमचे सक्रिय कार्य तोंडी पोकळीत सुरू होत नाही, परंतु त्या क्षणी जेव्हा अन्नाचा ढेकूळ घशाची पोकळी आणि नंतर अन्ननलिका आणि पोटात जाऊ लागतो. प्रत्येकाला माहित आहे की पोटातील आम्ल आश्चर्यकारकपणे अम्लीय आहे. अन्न पोटात प्रवेश करताच, कार्बोहायड्रेट्सच्या हायड्रोलिसिसची प्रतिक्रिया सुरू होते, जी पचण्यास सुरवात होते. हळूहळू, अन्नाचा ढेकूळ मिसळला जातो आणि लाळेतील एंजाइम काम करू लागतात.

हे चघळण्यासारख्या भौतिक माध्यमांद्वारे आणि रासायनिक माध्यमांद्वारे घडते. मानवी पोषणातील आव्हानांपैकी एक म्हणजे अन्न सेवन, साठवणूक आणि ऊर्जा खर्च यांच्यातील संतुलन राखणे. क्रियाकलापांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या अन्नापेक्षा जास्त ऊर्जा घेतल्याने शरीरातील चरबीच्या रूपात जास्तीचे संचय होते. लठ्ठपणा वाढणे आणि टाईप 2 मधुमेहासारखे रोग यामुळे चांगले आरोग्य राखण्यासाठी आहार आणि पोषणाची भूमिका समजून घेणे अधिक महत्त्वाचे आहे.

अन्नाच्या सेवनाने तोंडात पचनाची प्रक्रिया सुरू होते. अन्न पीसण्यात किंवा शारीरिकदृष्ट्या लहान कणांमध्ये तोडण्यात दात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. लाळेमध्ये असलेले एन्झाईम देखील रासायनिकरित्या अन्न तोडण्यास सुरवात करतात. नंतर अन्न गिळले जाते आणि अन्ननलिकेत प्रवेश करते, एक लांब नळी जी तोंडाला पोटाशी जोडते. पेरिस्टॅलिसिस किंवा गुळगुळीत स्नायूंच्या लहरीसारखे आकुंचन वापरून, अन्ननलिकेचे स्नायू अन्न पोटाकडे ढकलतात. पोटातील सामुग्री अत्यंत अम्लीय आहे, पीएच 5 च्या दरम्यान आहे आणि ही आम्लता सूक्ष्मजीव मारते, अन्नाच्या ऊतींचे विघटन करते आणि पाचक एंजाइम सक्रिय करते.

तसे, एन्झाईम्सच्या कृतीसह एक उत्सुक वस्तुस्थिती अशी आहे की जेव्हा आपण ब्रेड किंवा बटाटे चघळता तेव्हा त्यांना किंचित गोड चव येते. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की गोड आणि सुरक्षित चव दिसल्यामुळे सॅकराइड्स आणि मोनोसॅकराइड सक्रियपणे खंडित होऊ लागतात.

आणि लाळेच्या एन्झाईम्सबद्दल धन्यवाद, कोणीही असे म्हणू शकतो की ते फळांच्या प्रक्रियेच्या वेळेस लक्षणीय गती देतात. लाळ प्रत्यक्षात आतड्यांचे कार्य सुलभ करते. त्याच्यासह, कार्बोहायड्रेट्स आधीच अर्धवट पचलेल्या स्वरूपात आतड्यांमध्ये येतात.

अन्नाचे पुढील विघटन लहान आतड्यात होते, जेथे यकृताद्वारे तयार केलेले पित्त आणि लहान आतडे आणि स्वादुपिंड द्वारे उत्पादित एन्झाईम्स पचन प्रक्रिया सुरू ठेवतात. लहान रेणू लहान आतड्याच्या भिंतींना रेषा असलेल्या उपकला पेशींद्वारे रक्तप्रवाहात शोषले जातात. कचरा मोठ्या आतड्यात जातो, जिथे पाणी शोषले जाते आणि कोरडे पदार्थ विष्ठेमध्ये घट्ट होतात; गुदद्वारातून बाहेर काढेपर्यंत ते टिकून राहते.

आकृती 4 मानवी पाचन तंत्राचे घटक दर्शविते. तोंडी किंवा तोंडी पोकळीमध्ये भौतिक आणि रासायनिक दोन्ही पचन सुरू होते, जे पाचन तंत्रात अन्न प्रवेशाचे बिंदू आहे. दातांच्या चघळण्याच्या क्रियेमुळे अन्न चघळल्याने लहान कणांमध्ये मोडले जाते. सर्व सस्तन प्राण्यांना दात असतात आणि ते त्यांचे अन्न चर्वण करू शकतात ज्यामुळे ते लहान कणांमध्ये शारीरिकरित्या मोडण्याची प्रक्रिया सुरू होते.

तोंड आणि घशातील एन्झाईम्सची संख्या कमी होण्याची कारणे

असे होते की मानवी शरीरात एंजाइमची कमतरता असते आणि पचनासह समस्या सुरू होतात. बहुतेकदा, याचे कारण पाचन किंवा अंतःस्रावी प्रणालींचे जुनाट रोग असतात.उदाहरणार्थ, मधुमेह मेल्तिस, शरीरातील दाहक प्रक्रिया आणि क्वचितच लाळेच्या रचनेचे उल्लंघन, अगदी तीव्र ताण देखील होऊ शकते.

लाळेमध्ये लाइसोझाइम देखील असते, ज्यामध्ये बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ प्रभाव असतो. त्यात सॅलिव्हरी अमायलेज नावाचे एन्झाइम देखील असते, जे अन्नातील स्टार्चचे माल्टोज नावाच्या डिसॅकराइडमध्ये रूपांतर करण्याची प्रक्रिया सुरू करते. लिपेस नावाचे आणखी एक एंझाइम जीभेतील पेशींद्वारे चरबी तोडण्यासाठी तयार केले जाते. दात आणि लाळेने चघळणे आणि ओले करणे या क्रियांमुळे अन्न तयार होते ज्याला गिळणारा बोलस म्हणतात. जीभ गिळण्यास मदत करते - बोलस तोंडातून घशात हलवते. घशाची पोकळी दोन परिच्छेदांमध्ये उघडते: अन्ननलिका आणि श्वासनलिका.

लाळ एंझाइममध्ये थोडीशी घट देखील खालील लक्षणे होऊ शकते:

• अपचन, कधी कधी अतिसार. फक्त लाळ द्रवपदार्थाचे एंजाइम स्टार्च आणि सॅकराइड्स पचवण्यास सक्षम असतात - हे तोंड आणि घशाची पोकळी मध्ये होते.
• ओटीपोटात वेदना.
• शरीराची नशा.

केवळ एक डॉक्टर अचूक निदान करू शकतो, तसेच पुरेसे उपचार लिहून देऊ शकतो. आपण स्वत: ची निदानात गुंतू नये, एंजाइमची तयारी मोठ्या प्रमाणात वापरा - यामुळे परिस्थिती आणखी वाढू शकते.

शक्य तितक्या लवकर एखाद्या पात्र तज्ञाशी संपर्क साधणे चांगले आहे, तसेच वेळेवर उपचार सुरू करणे चांगले आहे - यामुळे भविष्यात अनेक गुंतागुंत टाळण्यास मदत होईल.

तोंड आणि पोटात पचन ही एक जटिल प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये अनेक अवयवांचा समावेश होतो. अशा क्रियाकलापांच्या परिणामी, ऊती आणि पेशींचे पोषण केले जाते आणि ऊर्जा देखील प्रदान केली जाते.

पचन ही एक परस्परसंबंधित प्रक्रिया आहे जी अन्न बोलसचे यांत्रिक पीस आणि पुढील रासायनिक विघटन प्रदान करते. एखाद्या व्यक्तीला शरीरात ऊती आणि पेशी तयार करण्यासाठी आणि उर्जेचा स्रोत म्हणून अन्न आवश्यक आहे.

खनिज ग्लायकोकॉलेट, पाणी आणि जीवनसत्त्वे यांचे एकत्रीकरण त्याच्या मूळ स्वरूपात होते, परंतु प्रथिने, चरबी आणि कार्बोहायड्रेट्सच्या स्वरूपात अधिक जटिल उच्च-आण्विक संयुगे सोप्या घटकांमध्ये विभाजित करणे आवश्यक आहे. अशी प्रक्रिया कशी होते हे समजून घेण्यासाठी, तोंडी पोकळी आणि पोटात पचनाचे विश्लेषण करूया.

आपण पाचन तंत्र जाणून घेण्याच्या प्रक्रियेत "डुबकी" करण्यापूर्वी, आपल्याला त्याच्या कार्यांबद्दल जाणून घेणे आवश्यक आहे:

• जैविक पदार्थ आणि एंजाइम असलेल्या पाचक रसांचे उत्पादन आणि प्रकाशन आहे;
• क्षय उत्पादने, पाणी, जीवनसत्त्वे, खनिजे इ. गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टच्या श्लेष्मल झिल्लीद्वारे थेट रक्तामध्ये हस्तांतरित करते;
• हार्मोन्स स्रावित करते;
• अन्न वस्तुमान पीसणे आणि प्रोत्साहन देते;
• शरीरातून चयापचय क्रियांची परिणामी उत्पादने उत्सर्जित करते;
• संरक्षणात्मक कार्य प्रदान करते.

लक्ष द्या: पाचन कार्य सुधारण्यासाठी, वापरलेल्या उत्पादनांच्या गुणवत्तेचे निरीक्षण करणे आवश्यक आहे, त्यांच्यासाठी किंमत, जरी कधीकधी जास्त असते, परंतु फायदे बरेच जास्त असतात. पोषण संतुलनाकडे लक्ष देणे देखील योग्य आहे. जर तुम्हाला पाचक समस्या असतील तर या समस्येबद्दल डॉक्टरांचा सल्ला घेणे चांगले.

पचनसंस्थेतील एन्झाईम्सचे महत्त्व

मौखिक पोकळी आणि गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टच्या पाचन ग्रंथी एंजाइम तयार करतात जे पचनक्रियेतील एक मुख्य भूमिका बजावतात.

जर आपण त्यांचा अर्थ सामान्यीकृत केला तर आपण काही गुणधर्म हायलाइट करू शकतो:

1. प्रत्येक एंजाइम अत्यंत विशिष्ट आहे, केवळ एक प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते आणि एका प्रकारच्या बाँडवर कार्य करते. उदाहरणार्थ, प्रोटीओलाइटिक एन्झाईम्स किंवा प्रोटीसेस प्रथिनांचे अमीनो ऍसिडमध्ये विघटन करण्यास सक्षम असतात, लिपसेस चरबीचे फॅटी ऍसिड आणि ग्लिसरॉलमध्ये विघटन करतात, अमायलेसेस कर्बोदकांमधे मोनोसेकराइड्समध्ये मोडतात.
2. ते 36-37C च्या श्रेणीतील विशिष्ट तापमानातच कार्य करण्यास सक्षम आहेत. या सीमांच्या बाहेर असलेली कोणतीही गोष्ट त्यांच्या क्रियाकलापांमध्ये घट आणि पचन प्रक्रियेत व्यत्यय आणते.
3. उच्च "कार्यप्रदर्शन" केवळ विशिष्ट पीएच मूल्यावर प्राप्त केले जाते. उदाहरणार्थ, पोटातील पेप्सिन केवळ अम्लीय वातावरणात सक्रिय होते.
4. ते मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन करू शकतात, कारण ते अत्यंत सक्रिय आहेत.

तोंड आणि पोटातील एंजाइम:

एन्झाइमचे नाव	कार्य
तोंडात (लाळ आढळते)
Ptyalin (amylase)	स्टार्च मोडून माल्टोज (डिसॅकराइड्स)
माल्टसे	ग्लुकोजमध्ये डिसॅकराइड्सचे विघटन करते
पोटात
पेप्सिन	हे एंझाइम मुख्य आहे आणि विकृत प्रथिने पेप्टाइड्समध्ये मोडते. त्याचा प्रारंभिक फॉर्म निष्क्रिय पेप्सिनोजेनच्या स्वरूपात सादर केला जातो, जो अतिरिक्त भागाच्या उपस्थितीमुळे या अवस्थेत असतो. हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या प्रभावाखाली, हा भाग वेगळा होतो आणि यामुळे पेप्सिन तयार होते. पुढे, हे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य सहजपणे प्रथिने विरघळते, ज्यानंतर प्रक्रिया केलेले लोक आतड्यांसंबंधी झोनमध्ये जातात.
लिपेस	हे एंजाइम चरबी तोडण्यास सक्षम आहे. प्रौढांमध्ये, ही प्रक्रिया लहान मुलांप्रमाणे फार महत्त्वाची नसते. उच्च तापमान आणि पेरिस्टॅलिसिस यौगिकांचे लहान भागांमध्ये विघटन होते, परिणामी एंजाइमॅटिक प्रभावाचा प्रभावी निर्देशक वाढतो. हे सर्व आतड्यांमधील फॅटी घटकांचे पचन मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते.

लक्ष द्या: पोटात, हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या उत्पादनामुळे एंजाइमची क्रिया वाढते. हा एक अजैविक घटक आहे जो पचनक्रियेतील एक महत्त्वाचा कार्य करतो, प्रथिने नष्ट करण्यास हातभार लावतो. हे अन्नासोबत येणार्‍या रोगजनक सूक्ष्मजीवांचे निर्जंतुकीकरण देखील करते आणि परिणामी, पोटाच्या पोकळीतील अन्न जनतेचा संभाव्य क्षय प्रतिबंधित करते.

शरीरातील एंजाइमची भूमिका बहुआयामी आहे आणि खालील फोटोद्वारे याचा पुरावा आहे.

तोंडात पचन

रक्तातील पोषक घटकांच्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, उपासमारीची भावना सुरू होते. या भावनेचा शारीरिक आधार हायपोथालेमसच्या पार्श्व केंद्रकामध्ये स्थानिकीकृत आहे. हे भूक केंद्राचे उत्तेजन आहे जे अन्न शोधण्याचा हेतू आहे.

तर, अन्न आपल्या डोळ्यांसमोर आहे, आम्ही त्याची चव वापरून पाहिली आणि संतृप्त झालो, परंतु मला आश्चर्य वाटते की त्या क्षणी शरीरात काय घडत होते?

पाचन तंत्राचा प्रारंभिक भाग मौखिक पोकळी आहे. खालून, ते तोंडाच्या डायाफ्रामद्वारे मर्यादित आहे, वरून टाळू (कठोर आणि मऊ) आणि बाजूंनी आणि समोर हिरड्या आणि दातांनी मर्यादित आहे. तसेच येथे, पाचक ग्रंथींच्या नलिका तोंडी पोकळीत उघडतात, हे सबलिंग्युअल, पॅरोटीड, सबमंडिब्युलर आहेत.

याव्यतिरिक्त, तोंडी पोकळीमध्ये इतर श्लेष्मल लहान लाळ ग्रंथी आहेत. दाताने अन्नाचा एक गोळा पकडल्यानंतर (आणि त्यापैकी फक्त 32 आहेत, खालच्या भागासाठी 16 आणि वरच्या जबड्यासाठी 16), ते चघळले जाते आणि लाळेने ओले केले जाते, ज्यामध्ये एंजाइम ptyalin असते.

त्यात काही सहज विरघळणारे पदार्थ विरघळण्याची आणि अन्नाला मऊ करण्याची आणि श्लेष्माने झाकण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे गिळण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात सुलभ होते. लाळेमध्ये लाइसोझाइमसह म्यूसिन देखील असते, ज्याचा जीवाणूनाशक प्रभाव असतो.

जिभेच्या मदतीने, श्लेष्मल त्वचेने झाकलेला स्नायूचा अवयव, चव लक्षात येते आणि चघळल्यानंतर अन्न घशाची पोकळीकडे ढकलले जाते. पुढे, अन्नाचा तयार केलेला गोळा अन्ननलिकेतून पोटात जातो.

गिळणे ही एक जटिल प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये घशाची पोकळी आणि जीभ यांच्या स्नायूंचा समावेश होतो. या हालचाली दरम्यान, मऊ टाळू वर येतो, ज्यामुळे अनुनासिक पोकळीचे प्रवेशद्वार बंद होते आणि अन्न या भागात प्रवेश करण्यास प्रतिबंधित केले जाते. एपिग्लॉटिसच्या मदतीने, स्वरयंत्रात प्रवेश करणे बंद होते.

पचनमार्गाच्या वरच्या भागातून - घशाची पोकळी, अन्ननलिका अन्ननलिकेच्या बाजूने फिरू लागते - सुमारे 25 सेमी लांबीची एक नळी, जी घशाची पोकळी चालू असते. यावेळी वरच्या आणि खालच्या अन्ननलिका स्फिंक्‍टर उघडतात आणि पोटात अन्न पोचायला 3-9 सेकंद लागतात, तरल अन्न 1-2 सेकंदात हलते.

अन्ननलिकेमध्ये कोणतेही बदल होत नाहीत, कारण तेथे पाचक रस स्राव होत नाही, उर्वरित फूट पोटात होईल. आपण या लेखातील व्हिडिओमधून मौखिक पोकळीतील पचन बद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.

पोटात पचन

अन्ननलिका नंतर, अन्न बोलस पोटात प्रवेश करते. हा गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचा सर्वात विस्तारित भाग आहे, ज्याची क्षमता 3 लिटर पर्यंत आहे.

या अवयवाचा आकार आणि आकार स्नायूंच्या आकुंचनाची डिग्री आणि खाल्लेल्या अन्नाच्या प्रमाणात बदलू शकतात. श्लेष्मल त्वचा रेखांशाच्या पटांद्वारे तयार होते ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने ग्रंथी असतात ज्यामुळे गॅस्ट्रिक रस तयार होतो.

हे तीन प्रकारच्या पेशींद्वारे दर्शविले जाते:

• मुख्य- हे ते आहेत जे गॅस्ट्रिक ज्यूसचे एंजाइम तयार करतात;
• अस्तर- ते हायड्रोक्लोरिक ऍसिड तयार करण्यास सक्षम आहेत;
• अतिरिक्त- त्यांच्या मदतीने, श्लेष्मा (म्यूकोइड आणि म्यूसिन) तयार होण्यास सुरवात होते, ज्यामुळे पोटाच्या भिंती पेप्सिनच्या कृतीपासून संरक्षित असतात.

शरीरात गॅस्ट्रिक ज्यूसच्या स्रावचे उल्लंघन झाल्यास, या प्रक्रियेस सामान्य करण्यासाठी विशेष तयारी आहेत, ज्या वापरासाठी सूचनांसह आहेत. तथापि, स्वयं-औषधांची शिफारस केलेली नाही, कारण यामुळे गुंतागुंत होऊ शकते.

अन्नाच्या वस्तुमानात गॅस्ट्रिक ज्यूसच्या प्रवेशाचा क्षण म्हणजे पाचन प्रक्रियेच्या गॅस्ट्रिक टप्प्याची सुरूवात, ज्या दरम्यान प्रथिने कणांचे विघटन प्रामुख्याने होते. हे एन्झाइम्स आणि गॅस्ट्रिक ऍसिडच्या समन्वित कार्याच्या परिणामी घडते. पोटातून पुढे, अर्ध-पचलेले अन्न पायलोरिक स्फिंक्टरद्वारे ड्युओडेनममध्ये पाठवले जाते, जे आकुंचन दरम्यान पोट आणि आतडे पूर्णपणे वेगळे करते.

पोटाच्या पोकळीतील अन्नाचा कालावधी त्याच्या रचनेवर अवलंबून असतो. सॉलिड प्रोटीन फूड गॅस्ट्रिक ज्यूसचे स्राव अधिक सक्रियपणे उत्तेजित करते आणि या अवयवामध्ये जास्त काळ टिकते, तर द्रव अन्न खूप जलद सोडते.

सरासरी, अन्न पोटात 4-6 तास रेंगाळू शकते. पचन टप्प्याच्या शेवटी, ते कोलमडलेल्या अवस्थेत आहे आणि प्रत्येक 45-90 मिनिटांनी पोटाचे नियतकालिक आकुंचन सुरू होते, तथाकथित भुकेलेला पेरिस्टॅलिसिस.

जसे आपण समजले, पचन ही एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया आहे जी मध्यवर्ती मज्जासंस्था विभागांद्वारे नियंत्रित केली जाते. प्रत्येक टप्पा सहजतेने एकमेकांचे अनुसरण करतो आणि त्या प्रत्येकामध्ये अनेक अवयव गुंतलेले असतात. हे सर्व चिंताग्रस्त आणि विनोदी नियमन प्रणालीद्वारे नियंत्रित केले जाते.

तथापि, कोणत्याही गडबडीमुळे पाचन तंत्राच्या स्वयंचलित क्रियांमध्ये बिघाड होऊ शकतो, ज्यामध्ये विशिष्ट लक्षणे आणि चिन्हे असतील. या प्रकरणात, आपण ताबडतोब वैद्यकीय मदत घ्यावी जिथे डॉक्टर आवश्यक निदान तपासू शकतात आणि लिहून देऊ शकतात.

कर्बोदकांमधे लाळेच्या एंझाइमद्वारे तोंडात पचले जाते. α-amylase. एंझाइम अंतर्गत α(1→4)-ग्लायकोसिडिक बंध तोडतो. या प्रकरणात, स्टार्च (किंवा ग्लायकोजेन) च्या अपूर्ण हायड्रोलिसिसची उत्पादने तयार होतात - dextrins. माल्टोज देखील थोड्या प्रमाणात तयार होते. α-amylase च्या सक्रिय केंद्रामध्ये Ca 2+ आयन असतात. Na + आयन एंझाइम सक्रिय करतात.

गॅस्ट्रिक ज्यूसमध्ये, कार्बोहायड्रेट्सचे पचन रोखले जाते, कारण अमायलेस अम्लीय वातावरणात निष्क्रिय होते.

कार्बोहायड्रेट पचनाचे मुख्य ठिकाण म्हणजे पक्वाशय, जिथे ते स्वादुपिंडाच्या रसाचा भाग म्हणून उत्सर्जित होते. α- amylase हे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य स्टार्च आणि ग्लायकोजेनचे विघटन पूर्ण करते, लाळ अमायलेसद्वारे माल्टोजमध्ये सुरू होते. α(1→6)-ग्लायकोसिडिक बाँडचे हायड्रोलिसिस हे आतड्यांतील एंजाइम एमायलो-1,6-ग्लुकोसिडेस आणि ऑलिगो-1,6-ग्लुकोसिडेसद्वारे उत्प्रेरित केले जाते. .

अन्नातून माल्टोज आणि डिसॅकराइड्सचे पचन लहान आतड्याच्या एपिथेलियल पेशी (एंटरोसाइट्स) च्या ब्रश बॉर्डरच्या क्षेत्रामध्ये केले जाते. डिसॅकरिडेस हे एन्टरोसाइट मायक्रोव्हिलीचे अविभाज्य प्रथिने आहेत. ते चार एन्झाईम्स असलेले पॉलीएन्झाइमॅटिक कॉम्प्लेक्स तयार करतात, ज्याची सक्रिय केंद्रे आतड्यांसंबंधी लुमेनमध्ये निर्देशित केली जातात.

1M अल्ताझा(-ग्लुकोसिडेस) हायड्रोलायझेशन माल्टोजदोन रेणूंसाठी डी- ग्लुकोज.

2. लैक्टेज(-galactosidase) hydrolyzes दुग्धशर्करावर डी- गॅलेक्टोज आणि डी- ग्लुकोज.

3. Isomaltase / Sugarase(दुहेरी-अभिनय एंजाइम) मध्ये वेगवेगळ्या डोमेनमध्ये दोन सक्रिय केंद्रे आहेत. एन्झाइम हायड्रोलायझेशन सुक्रोजआधी डी- फ्रक्टोज आणि डी- ग्लुकोज, आणि दुसर्या सक्रिय साइटच्या मदतीने, एंजाइम हायड्रोलिसिस उत्प्रेरित करते isomaltoseदोन रेणू पर्यंत डी- ग्लुकोज.

काही लोकांमध्ये दुधाची असहिष्णुता, ओटीपोटात दुखणे, फुगवणे (फुशारकी) आणि अतिसार द्वारे प्रकट होते, हे लैक्टेज क्रियाकलाप कमी झाल्यामुळे होते. लैक्टेजची कमतरता तीन प्रकारची आहे.

1. आनुवंशिक लैक्टेजची कमतरता. दुर्बल सहनशीलता लक्षणे जन्मानंतर फार लवकर विकसित होतात . दुग्धशर्करामुक्त अन्न दिल्याने लक्षणे गायब होतात.

2. कमी प्राथमिक लैक्टेज क्रियाकलाप(पूर्वस्थिती असलेल्या व्यक्तींमध्ये लैक्टेज क्रियाकलाप हळूहळू कमी होणे). युरोपमधील 15% मुलांमध्ये आणि पूर्व, आशिया, आफ्रिका, जपानमधील 80% मुलांमध्ये, या एंझाइमचे संश्लेषण हळूहळू थांबते जसे ते मोठे होतात आणि प्रौढांना वरील लक्षणांसह दुधाबद्दल असहिष्णुता विकसित होते. अशा लोकांद्वारे दुग्धजन्य पदार्थ चांगले सहन केले जातात.

2. कमी दुय्यम लैक्टेज क्रियाकलाप. दुधाचे अपचन हे बहुतेक वेळा आतड्यांसंबंधी रोगांचे परिणाम असते (उष्णकटिबंधीय आणि नॉन-उष्णकटिबंधीय प्रकार स्प्रू, क्वाशिओरकोर, कोलायटिस, गॅस्ट्रोएन्टेरिटिस).

लैक्टेजच्या कमतरतेसाठी वर्णन केलेल्या लक्षणांसारखीच लक्षणे इतर डिसॅकरिडेसेसच्या कमतरतेची वैशिष्ट्ये आहेत. उपचारांचा उद्देश आहारातून संबंधित डिसॅकराइड्स काढून टाकणे आहे.

Nb! ग्लुकोज वेगवेगळ्या यंत्रणेद्वारे वेगवेगळ्या अवयवांच्या पेशींमध्ये प्रवेश करतो.

स्टार्च आणि डिसॅकराइड्सचे संपूर्ण पचन करणारी मुख्य उत्पादने म्हणजे ग्लुकोज, फ्रक्टोज आणि गॅलेक्टोज. मोनोसॅकराइड्स आतड्यांमधून रक्तात प्रवेश करतात, दोन अडथळ्यांवर मात करतात: ब्रश बॉर्डर झिल्ली आतड्यांसंबंधी लुमेन आणि एन्टरोसाइटची बेसोलेटरल झिल्ली.

पेशींमध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशाच्या दोन पद्धती ज्ञात आहेत: ना + आयनच्या हस्तांतरणाशी संबंधित प्रसार आणि दुय्यम सक्रिय वाहतूक. अंजीर.5.1. ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टरची रचना

ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्स (GLUTs), सेल झिल्लीद्वारे त्याच्या सुलभ प्रसारासाठी एक यंत्रणा प्रदान करतात, संबंधित एकसंध प्रथिनांचे एक कुटुंब तयार करतात, ज्याचे वैशिष्ट्यपूर्ण संरचनात्मक वैशिष्ट्य म्हणजे एक लांब पॉलीपेप्टाइड साखळी आहे जी 12 ट्रान्समेम्ब्रेन हेलिकल सेगमेंट बनवते (चित्र 5.1). झिल्लीच्या बाह्य पृष्ठभागावर असलेल्या डोमेनपैकी एकामध्ये ऑलिगोसॅकराइड असते. एन- आणि सी- वाहकाचे टर्मिनल विभाग सेलच्या आत वळवले जातात. ट्रान्सपोर्टरचा 3रा, 5वा, 7वा आणि 11वा ट्रान्समेम्ब्रेन सेगमेंट एक चॅनेल बनवतो ज्याद्वारे ग्लुकोज सेलमध्ये प्रवेश करतो. या विभागांच्या संरचनेत बदल केल्याने सेलमध्ये ग्लुकोज हलविण्याची प्रक्रिया सुनिश्चित होते. या कुटुंबातील वाहकांमध्ये 492-524 एमिनो ऍसिडचे अवशेष असतात आणि ग्लुकोजच्या त्यांच्या आत्मीयतेमध्ये भिन्न असतात. प्रत्येक वाहतूकदार विशिष्ट कार्ये करताना दिसतो.

दुय्यम, सोडियम आयन-आश्रित, आतड्यांमधून सक्रिय ग्लुकोज वाहतूक प्रदान करणारे वाहक आणि मूत्रपिंडाच्या नलिका (SGLT) वाहकांच्या GLUT कुटुंबातील एमिनो ऍसिडच्या रचनेत लक्षणीय भिन्न आहेत, जरी ते बारा ट्रान्समेम्ब्रेन डोमेनमधून देखील तयार केले गेले आहेत.

खाली, टॅबमध्ये. ५.१. मोनोसेकराइड वाहकांचे काही गुणधर्म दिले आहेत.

तक्ता 5.1.प्राण्यांमध्ये ग्लुकोज वाहतूक करणाऱ्यांचे वैशिष्ट्य
			शिक्षणाची मुख्य ठिकाणे
दुय्यम सक्रिय वाहतूक
	ग्लुकोज शोषण		लहान आतडे, मूत्रपिंड नलिका
	ग्लुकोज शोषण		मूत्रपिंडाच्या नलिका
प्रवेगक प्रसार
			प्लेसेंटा, रक्त-मेंदूचा अडथळा, मेंदू, लाल रक्तपेशी, मूत्रपिंड, मोठे आतडे, इतर अवयव
	बी पेशींमध्ये ग्लुकोज सेन्सर; मूत्रपिंड आणि आतड्यांच्या उपकला पेशींमधून वाहतूक		आयलेट पेशी, यकृत, लहान आतडे एपिथेलियम, मूत्रपिंड
	शारीरिक परिस्थितीत पेशींद्वारे ग्लुकोजचा वापर		मेंदू, प्लेसेंटा, मूत्रपिंड, इतर अवयव
	इंसुलिन-उत्तेजित ग्लुकोजचे सेवन		स्केलेटल आणि ह्रदयाचा स्नायू, ऍडिपोज टिश्यू, इतर ऊतक
	फ्रक्टोज वाहतूक		लहान आतडे, शुक्राणूजन्य

ग्लुकोज आणि इतर मोनोसॅकराइड्सचे एन्टरोसाइटमध्ये संक्रमण GLUT 5 द्वारे सुलभ होते, जे एन्टरोसाइटच्या ऍपिकल मेम्ब्रेनमध्ये स्थित आहे (एकाग्रता ग्रेडियंटसह सुलभ प्रसार) आणि SGLT 1, जे सोडियम आयनांसह, हालचाली (समर्थन) प्रदान करते. एन्टरोसाइटमध्ये ग्लुकोज. नंतर सोडियम आयन सक्रियपणे, Na + -K + -ATPase च्या सहभागासह, एन्टरोसाइटमधून काढून टाकले जातात, जे त्यांच्या एकाग्रतेचा स्थिर ग्रेडियंट राखतात. ग्लुकोज एकाग्रता ग्रेडियंटसह GLUT 2 च्या मदतीने बेसोलॅटरल झिल्लीद्वारे एन्टरोसाइट सोडते.

पेंटोसेसचे शोषण साध्या प्रसाराने होते.

मोनोसॅकराइड्सची जबरदस्त मात्रा पोर्टल रक्ताभिसरण प्रणाली आणि यकृतामध्ये प्रवेश करते, एक लहान भाग - लिम्फॅटिक प्रणाली आणि फुफ्फुसीय अभिसरणात. अतिरिक्त ग्लुकोज यकृतामध्ये ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात साठवले जाते.

NB! सेलमधील ग्लुकोजची देवाणघेवाण त्याच्या फॉस्फोरिलेशनपासून सुरू होते.

पी
कोणत्याही पेशीमध्ये ग्लुकोजचा प्रवेश त्याच्या फॉस्फोरिलेशनपासून सुरू होतो. ही प्रतिक्रिया अनेक समस्यांचे निराकरण करते, त्यातील मुख्य म्हणजे इंट्रासेल्युलर वापरासाठी ग्लुकोजचे "कॅप्चर" आणि त्याचे सक्रियकरण.

ग्लुकोजचे फॉस्फोरीलेटेड फॉर्म प्लाझ्मा झिल्लीतून जात नाही, सेलची "मालमत्ता" बनते आणि ग्लूकोज चयापचयच्या जवळजवळ सर्व मार्गांमध्ये वापरली जाते. अपवाद फक्त पुनर्प्राप्ती मार्ग आहे (Fig.5.2.).

फॉस्फोरिलेशन प्रतिक्रिया दोन एन्झाइम्सद्वारे उत्प्रेरित केली जाते: हेक्सोकिनेज आणि ग्लुकोकिनेज. जरी ग्लुकोकिनेज हे चार हेसोकिनेज आयसोएन्झाइम्सपैकी एक आहे ( हेक्सोकिनेज ४), हेक्सोकिनेज आणि ग्लुकोकिनेजमध्ये महत्त्वाचे फरक आहेत: 1) हेक्सोकिनेज केवळ ग्लुकोजच नाही तर इतर हेक्सोसेस (फ्रुक्टोज, गॅलेक्टोज, मॅनोज) देखील फॉस्फोरिलेट करण्यास सक्षम आहे, तर ग्लुकोकिनेज केवळ ग्लुकोज सक्रिय करते; 2) हेक्सोकिनेज सर्व ऊतींमध्ये असते, ग्लुकोकिनेज - हेपॅटोसाइट्समध्ये; 3) हेक्सोकिनेजला ग्लुकोजसाठी उच्च आत्मीयता आहे ( TOएम< 0,1 ммоль/л), напротив, глюкокиназа имеет высокую К M (около 10 ммоль/л), т.е. ее сродство к глюкозе мало и фосфорилирование глюкозы возможно только при массивном поступлении ее в клетки, что в физиологических условиях происходит на высоте пищеварения в печеночных клетках. Активирование глюкокиназы препятствует резкому увеличению поступления глюкозы в общий кровоток; в перерывах между приемами пищи для включения глюкозы в обменные процессы вполне достаточно гексокиназной активности. При диабете из-за низкой активности глюкокиназы (синтез и активность которой зависят от инсулина) этот механизм не срабатывает, поэтому глюкоза не задерживается в печени и вызывает гипергликемию.

प्रतिक्रिया मध्ये तयार ग्लुकोज -6-फॉस्फेट एक allosteric अवरोधक मानले जाते हेक्सोकिनेज (परंतु ग्लुकोकिनेज नाही).

ग्लुकोकिनेज प्रतिक्रिया ही इंसुलिनवर अवलंबून असल्याने, ग्लुकोजऐवजी, मधुमेही रुग्णांना फ्रक्टोज लिहून दिले जाऊ शकते (फ्रुक्टोज हेक्सोकिनेझद्वारे थेट फ्रक्टोज-6-फॉस्फेटमध्ये फॉस्फोरिलेटेड आहे).

ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचा वापर ग्लायकोजेन संश्लेषणाच्या यंत्रणेमध्ये, ग्लुकोजच्या रूपांतरणासाठी सर्व ऑक्सिडेटिव्ह मार्गांमध्ये आणि सेलसाठी आवश्यक असलेल्या इतर मोनोसेकराइड्सच्या संश्लेषणामध्ये केला जातो. ही प्रतिक्रिया ग्लुकोज चयापचय मध्ये व्यापलेली जागा ही कार्बोहायड्रेट चयापचयची मुख्य प्रतिक्रिया मानली जाऊ शकते.

हेक्सोकिनेज प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय आहे (G = -16.7 kJ / mol), म्हणून, यकृत आणि मूत्रपिंडाच्या पेशींमध्ये ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे मुक्त ग्लुकोजमध्ये रूपांतर करण्यासाठी, ग्लुकोज-6-फॉस्फेट फॉस्फेट एंजाइम उपस्थित आहे, उत्प्रेरक करते. ग्लुकोज-6-फॉस्फेटचे हायड्रोलिसिस. या अवयवांच्या पेशी अशा प्रकारे रक्ताला ग्लुकोज पुरवू शकतात आणि इतर पेशींना ग्लुकोज पुरवू शकतात.

तोंडी पोकळीमध्ये वेस्टिब्यूल आणि तोंडाचा समावेश होतो. ओठ, गाल, दात आणि हिरड्या यांच्या बाहेरील बाजूने वेस्टिब्युल तयार होतो. ओठ बाहेरील बाजूस एपिथेलियमच्या पातळ थराने झाकलेले असतात, आतून ते श्लेष्मल झिल्लीने रेखाटलेले असतात, जे गालांच्या आतील बाजूस चालू असते. वरच्या आणि खालच्या ब्रिडल्सच्या मदतीने हिरड्यांना जोडलेले दात घट्ट झाकून ठेवा.

तोंड याद्वारे तयार होते:

• बुक्कल म्यूकोसा;
• incisors, canines, मोठे आणि लहान molars;
• हिरड्या;
• इंग्रजी;
• मऊ आणि कडक टाळू.

तांदूळ. 1. मौखिक पोकळीची रचना.

तोंडी पोकळीच्या संरचनेबद्दल अधिक तपशील टेबलमध्ये सादर केले आहेत.

मौखिक पोकळी	रचना	कार्ये
	बाहेरील बाजू त्वचेच्या एपिथेलियमने झाकलेली असते, आतील बाजू श्लेष्मल झिल्लीने झाकलेली असते. इंटरमीडिएट लेयर हा स्नायू तंतूंनी बनलेला असतो जो रक्तवाहिन्या आणि मज्जातंतूंद्वारे आत प्रवेश करतो.	ते तोंडी फिशर उघडतात आणि बंद करतात, फूड बोलसच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतात
	मज्जातंतू तंतू आणि रक्तवाहिन्यांद्वारे प्रवेश केलेला स्नायू (स्ट्रायटेड स्नायू) अवयव. वरून ते श्लेष्मल झिल्लीने झाकलेले असते, ज्याच्या पृष्ठभागावर रिसेप्टर्स असलेले संवेदनशील पॅपिले असतात. लगाम तोंडात ठेवला	अन्नाची गुणवत्ता आणि भौतिक मापदंडांचे मूल्यमापन करते, फूड बोलस तयार करते आणि प्रोत्साहन देते
	कठीण - श्लेष्मल त्वचेने झाकलेले हाड, मऊ - कडक टाळूच्या मागे पडलेला श्लेष्मल पट	फूड बोलस तयार होण्यास आणि घशाखाली हलवण्यास मदत करते
	ते मुलामा चढवणे सह झाकलेले दंत बनलेले असतात. डेंटीनच्या आत लगदाने भरलेली पोकळी असते - सैल संयोजी ऊतक. चॅनेल पोकळी सोडतात ज्याद्वारे रक्तवाहिन्या आणि मज्जातंतू तंतू दातमध्ये प्रवेश करतात.	अन्न यांत्रिक पीसणे. इन्सिझर्स आणि फॅन्ग अन्न पकडतात आणि धरून ठेवतात, मोलर्स पीसतात
	श्लेष्मल झिल्लीने झाकलेल्या जबड्यांची प्रक्रिया	दात आणि ओठ धरा

तांदूळ. 2. दातांची अंतर्गत रचना.

कार्ये

पचन प्रक्रियेत मौखिक पोकळीची मुख्य कार्ये:

शीर्ष 1 लेखजे यासह वाचले

• चव ओळखणे;
• घन अन्न पीसणे;
• येणार्‍या उत्पादनांना शरीराचे तापमान देणे;
• फूड बोलसची निर्मिती;
• साखरेचे तुकडे होणे;
• रोगजनक सूक्ष्मजीवांच्या प्रवेशापासून संरक्षण.

मानवी मौखिक पोकळीतील पचनाचे मुख्य कार्य लाळेद्वारे केले जाते. श्लेष्मल झिल्लीमध्ये स्थित लाळ ग्रंथी, स्रावित लाळ आणि जिभेच्या मदतीने अन्न ओलावतात आणि अन्नाची गाठ बनवतात.
मोठ्या ग्रंथींच्या तीन जोड्या आहेत:

• पॅरोटीड;
• submandibular;
• sublingual

तांदूळ. 3. लाळ ग्रंथींचे स्थान.

लाळ 99% पाणी आहे. उर्वरित टक्केवारी विविध गुणधर्म प्रदर्शित करणारे जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ आहेत.
लाळ समाविष्टीत आहे:

• लाइसोझाइम - बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ एंजाइम;
• mucin - एक प्रथिने चिकट पदार्थ जो अन्न कणांना एकाच ढेकूळमध्ये बांधतो;
• amylase आणि maltase - एंजाइम जे स्टार्च आणि इतर जटिल शर्करा मोडतात.

एंजाइम हे प्रथिने संयुगे आहेत जे रासायनिक अभिक्रियांना गती देतात. ते अन्नाच्या विघटनात उत्प्रेरक आहेत.

लाळेमध्ये इतर उत्प्रेरक एन्झाइम्स तसेच सेंद्रिय क्षार आणि सूक्ष्म घटक असतात.

पचन

तोंडी पोकळीमध्ये पचन कसे होते याचे थोडक्यात वर्णन करा:

• अन्नाचा तुकडा incisors द्वारे पोकळीत प्रवेश करतो;
• जबडा धरून ठेवणाऱ्या च्युइंग स्नायूंमुळे, चघळण्याची प्रक्रिया सुरू होते;
• मोलर्स अन्न पीसतात, जे लाळेने भरपूर प्रमाणात ओले केले जाते;
• गाल, जीभ आणि कडक टाळू अन्नाची गुठळी गुंडाळतात;
• मऊ टाळू आणि जीभ तयार अन्न घशाखाली ढकलतात.

मौखिक पोकळीत प्रवेश करणारे अन्न विविध कारणांसाठी रिसेप्टर्सला त्रास देतात (तापमान, स्पर्श, घाणेंद्रिया), जे लाळ, जठरासंबंधी रस, पित्त तयार करण्यास प्रतिसाद देतात.

आम्ही काय शिकलो?

पचन प्रक्रियेत मौखिक पोकळीला खूप महत्त्व आहे. गाल, दात, जीभ याद्वारे येणारे अन्न ठेचून घशात जाते. लाळेने ओले केलेले अन्न मऊ होते आणि एकाच अन्नाच्या गाठीत चिकटते. लाळेतील एंजाइम स्टार्च आणि इतर शर्करा तोडून पचन सुरू करतात.

विषय क्विझ

अहवाल मूल्यांकन

सरासरी रेटिंग: ४ . एकूण मिळालेले रेटिंग: 440.

1. पाचन तंत्राच्या विभागांची यादी करा.

पाचक प्रणालीचे विभाग: तोंडी पोकळी, घशाची पोकळी, अन्ननलिका, पोट, लहान आणि मोठे आतडे, गुद्द्वार आणि अनेक मोठ्या पाचक ग्रंथी: यकृत, स्वादुपिंड, लाळ ग्रंथी.

2. मौखिक पोकळीत कोणते पदार्थ विघटित होऊ लागतात? कोणत्या रासायनिक वातावरणात लाळ ग्रंथी एंझाइम सक्रिय असतात? मौखिक पोकळीतील या फटीच्या अंतिम उत्पादनाचे नाव द्या.

लाळेची किंचित अल्कधर्मी प्रतिक्रिया (pH = 6.5-7.5) असते आणि त्यात 98-99% पाणी आणि 1-2% श्लेष्मा, सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ आणि पाचक एन्झाईम असतात. लाळ एन्झाईम्स: अमायलेज आणि माल्टेज (तोंडी पोकळीतील कर्बोदकांमधे विघटन सुरू होते) आणि लिपेज (चरबीचे विघटन सुरू होते). मौखिक पोकळीमध्ये अन्न कमी राहिल्यामुळे तोंडी पोकळीतील पदार्थांचे संपूर्ण विघटन होत नाही. एन्झाईम्सच्या प्रभावाखाली दीर्घकाळ राहिल्याने, स्टार्च माल्टोजमध्ये आणि माल्टोज ते ग्लुकोजमध्ये मोडले जाते.

3. दातांच्या संरचनेबद्दल सांगा.

दातामध्ये जबडाच्या हाडांच्या पेशीमध्ये लपलेले मूळ आणि एक दृश्य भाग - मुकुट आणि मान यांचा समावेश होतो. एक कालवा मुळाच्या आत जातो, दाताच्या पोकळीत विस्तारतो आणि रक्तवाहिन्या आणि नसा असलेल्या लगद्याने भरलेला असतो. दात हाडासारख्या दाट पदार्थाने बांधला जातो - डेंटीन, मूळ भागात सिमेंटमने झाकलेला असतो आणि मुकुटच्या भागात खूप दाट मुलामा चढवणे, जे दाताला घर्षण आणि बॅक्टेरियाच्या प्रवेशापासून संरक्षण करते.

4. कोणत्या वयात दुधाचे दात कायमस्वरूपी बदलतात?

शहाणपणाचे दात वगळता कायमचे दातांचा उद्रेक 6-7 वर्षांनी सुरू होतो आणि 10-12 वर्षांनी संपतो; शहाणपणाचे दात कधी कधी 20-30 वर्षांच्या वयात संपू शकतात, क्वचितच नंतर.

5. एखाद्या व्यक्तीला किती दात असतात? दंत फॉर्म्युला म्हणजे काय आणि ते कसे लिहिले जाते ते शोधा. रेखाचित्र वापरुन, एखाद्या व्यक्तीचे दंत सूत्र तयार करा.

एकूण, एखाद्या व्यक्तीला 32 दात असतात: प्रत्येक जबड्यावर 4 इंसिझर, 2 कॅनाइन्स, 4 लहान मोलार्स (प्रीमोलर) आणि 6 मोठे दात (मोलार्स) असतात.

दंत फॉर्म्युला - सस्तन प्राण्यांच्या दंत प्रणालीचे संक्षिप्त वर्णन आणि इतर हेटरोडॉन्ट टेट्रापॉड्स विशेष नोटेशनच्या स्वरूपात लिहिलेले आहेत. सर्व दात 4 विभागांमध्ये (घड्याळाच्या उलट दिशेने) विभागलेले आहेत. दातांची संख्या 1 ते 8 पर्यंत आहे. फक्त 32 हाडांची रचना असल्याने, प्रत्येक क्रमांकाचा वापर वरच्या आणि खालच्या जबड्यात समान नावाचे चार दात नियुक्त करण्यासाठी केला जाईल. हे करण्यासाठी, दोन्ही डेन्टिशन्स सशर्तपणे मध्यवर्ती छेदन दरम्यानच्या रेषेसह अर्ध्या भागात विभागले जातात, जेणेकरून या ओळीच्या प्रत्येक बाजूला आहेत: मध्यवर्ती छेदन - 1; बाजूकडील incisor - 2; फॅंग - 3; प्रथम प्रीमोलर - 4; दुसरा प्रीमोलर - 5; प्रथम मोलर - 6; दुसरा दाढ - 7; तिसरा दाढ - 8.

6. आपल्यापैकी बरेच जण दातदुखीशी परिचित आहेत. दात नक्की काय दुखते? क्षय कशामुळे होतो? तो धोकादायक का आहे?

दातांच्या लगद्यामधील संवेदनशील रिसेप्टर्सच्या जळजळीमुळे दातदुखी होते. दातदुखीचे सर्वात सामान्य कारण म्हणजे कॅरीज. अस्वच्छ दात अन्न मलबा, जीवाणू, लाळ घटकांनी झाकलेले असतात. या श्लेष्माला प्लेक म्हणतात. बॅक्टेरिया, अन्नाच्या ढिगाऱ्यातून शर्करा खातात, आम्ल स्राव करतात, जे प्रथम मुलामा चढवणे आणि नंतर डेंटिन नष्ट करतात. परिणामी, दात मध्ये पोकळी तयार होते आणि तीव्र वेदना होतात. जर कॅरियस प्रक्रिया थांबवली गेली नाही, तर नुकसान दातांच्या कालव्यावर आणि जबड्याच्या हाडांच्या ऊतींवर देखील परिणाम करेल, ज्यामुळे कॅरियस दात काढून टाकण्याची गरज भासू शकते. जर क्षय दुधाच्या दातांवर दिसली तर जीवाणू कायमच्या दातांवर येऊ शकतात आणि नंतर त्यांना देखील संसर्ग होईल.

7. लाळ म्हणजे काय? ते कोणते कार्य करते?

लाळ हे लाळ ग्रंथींचे रहस्य आहे, जे मौखिक पोकळीत स्रावित होते आणि त्यात पाणी, श्लेष्मा, सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ आणि पाचक एंजाइम असतात. लाळेची कार्ये: लाळ चघळताना अन्न ओले करते, अन्न गिळण्यासाठी फूड बोलस तयार करण्यास हातभार लावते; पाचक एंजाइम कर्बोदकांमधे आणि चरबीचे विघटन सुरू करतात; लाळेमध्ये असलेल्या लाइसोझाइमचा जंतुनाशक प्रभाव असतो, जिवाणू पेशींचा पडदा नष्ट करतो.

8. भाषा कोणती भूमिका बजावते?

चघळताना, ते अन्न दातांकडे निर्देशित करते, ते मिसळते आणि गिळण्यासाठी घशाची पोकळी मध्ये हलवते. तसेच, जीभ हा चवीचा अवयव आहे आणि बोलण्याच्या आवाजाच्या निर्मितीमध्ये सामील आहे.

9. अन्ननलिकेद्वारे अन्न बोलसच्या हालचालीची यंत्रणा काय आहे?

चघळलेले, लाळेने ओले केलेले, अन्नाचा एक निसरडा ढेकूळ घशाची पोकळी आणि नंतर अन्ननलिकेमध्ये प्रवेश करतो. अन्ननलिकेद्वारे अन्ननलिकेद्वारे पेरिस्टॅलिसिसद्वारे ढकलले जाते - त्याच्या भिंतींच्या लहरीसारखे आकुंचन. या प्रकरणात, अन्ननलिकेच्या भिंतीमध्ये असलेले स्नायू संकुचित केले जातात, अन्नाचा ढेकूळ पोटात ढकलतात. या प्रक्रियेस 6-8 सेकंद लागतात.

घशाची पोकळी, शरीरात प्रवेश करणार्या हवा आणि अन्नाचे मार्ग एकमेकांना छेदतात. संभाव्यतः, यामुळे अन्नाचे गुठळ्या श्वसनाच्या अवयवांमध्ये - स्वरयंत्रात, नासोफरीनक्समध्ये येऊ शकतात असा धोका निर्माण होतो. तथापि, असे होत नाही, कारण गिळताना, उपास्थि - एपिग्लॉटिस स्वरयंत्राचे प्रवेशद्वार बंद करते, आणि मऊ टाळूचे यूव्हुला उगवते आणि नासोफरीनक्सला ऑरोफरीनक्सपासून वेगळे करते. या प्रक्रिया रिफ्लेक्सिव्हली होतात. आपण जेवताना बोलल्यास, एपिग्लॉटिस मध्यवर्ती स्थिती घेऊ शकते, ज्यामुळे अन्न बोलस श्वसनमार्गामध्ये प्रवेश करू शकतो.

11. अन्न पूर्णपणे चघळणे का महत्त्वाचे आहे?

अन्न जितक्या काळजीपूर्वक तोंडात चिरडले जाते, ते एन्झाईम्सद्वारे प्रक्रियेसाठी चांगले तयार केले जाते आणि म्हणूनच, ते अधिक सक्रियपणे आणि त्वरीत त्याच्या घटक भागांमध्ये विभागले जाते. याउलट, अन्नाचे तुकडे जेवढे मोठे पोटात जातात, तेवढा पाचक रस भिजवून त्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी जास्त वेळ लागतो. आणि पाचन तंत्राच्या ग्रंथींच्या अत्यधिक कामामुळे त्यांच्या कार्याचे उल्लंघन होते, ज्यामुळे पाचन तंत्राच्या विविध रोगांचा समावेश होतो, उदाहरणार्थ, जठराची सूज. तसेच, पोटाचा अतिप्रवाह डायाफ्रामवर दाबतो आणि हृदयाच्या कामात व्यत्यय आणतो.

न चघळलेले मोठे तुकडे प्रथम अन्ननलिकेत प्रवेश करतात. ते त्याला सहज इजा करू शकतात.

जो माणूस पटकन खातो तो हळूहळू तृप्त होतो. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की जेव्हा चघळताना, हिस्टामाइन तयार होऊ लागते, जे मेंदूपर्यंत पोहोचते, ते संपृक्ततेचे संकेत देते. तथापि, जेवण सुरू झाल्यानंतर वीस मिनिटांतच हे घडते. जर एखाद्या व्यक्तीने हळूहळू खाल्ले तर या वीस मिनिटांत तो कमी अन्न खाईल आणि कमी कॅलरीजमधून तृप्तिचा अनुभव घेईल.

आतड्यात फक्त मोनोसेकराइड शोषले जातात: ग्लुकोज, गॅलेक्टोज, फ्रक्टोज. म्हणून, oligo- आणि polysaccharides जे अन्नासह शरीरात प्रवेश करतात ते मोनोसॅकेराइड्स तयार करण्यासाठी एन्झाईम सिस्टमद्वारे हायड्रोलायझ करणे आवश्यक आहे. अंजीर वर. 5.11 योजनाबद्धपणे कार्बोहायड्रेट्सच्या पचनामध्ये गुंतलेल्या एंजाइमॅटिक सिस्टमचे स्थानिकीकरण दर्शविते, जे तोंडी पोकळीमध्ये तोंडी -amylase च्या क्रियेसह सुरू होते आणि नंतर स्वादुपिंडाच्या -amylase, sucrase-isomaltase च्या मदतीने आतड्याच्या वेगवेगळ्या भागात चालू राहते. , glycoamylase, -glycosidase (lactase), trehalase complexes.

तांदूळ. ५.११. कार्बोहायड्रेट्सच्या पचनाच्या एंजाइमॅटिक सिस्टमच्या स्थानिकीकरणाची योजना

५.२.१. कर्बोदकांमधे तोंड आणि स्वादुपिंड द्वारे पचन -अमायलेज ( -1,4-ग्लायकोसिडेस).आहारातील पॉलिसेकेराइड्स, म्हणजे स्टार्च (एक रेखीय अमायलोज पॉलिसेकेराइडचा समावेश असतो, ज्यामध्ये ग्लुकोसिल अवशेष -1,4-ग्लायकोसिडिक बॉन्ड्सने जोडलेले असतात, आणि अमायलोपेक्टिन, एक ब्रँचेड पॉलिसेकेराइड, जेथे -1,6-ग्लायकोसिडिक बंध देखील आढळतात) -amylase (-1,4-glycosidase) (EC 3.2.1.1) असलेल्या हायड्रोलाइटिक एन्झाईम असलेल्या लाळेने ओले झाल्यानंतर तोंडी पोकळीमध्ये आधीच हायड्रोलायझ करणे सुरू होते, जे स्टार्चमध्ये 1,4-ग्लायकोसिडिक बंध तोडते, परंतु कार्य करत नाही. 1,6-ग्लायकोसिडिक बंधांवर.

याव्यतिरिक्त, मौखिक पोकळीतील स्टार्चसह एन्झाईमचा संपर्क वेळ कमी असतो, म्हणून स्टार्च अंशतः पचला जातो, मोठ्या तुकड्या - डेक्सट्रिन्स आणि काही माल्टोज डिसॅकराइड तयार करतात. लाळेच्या अमायलेसद्वारे डिसॅकराइड्स हायड्रोलायझ केलेले नाहीत.

अम्लीय वातावरणात पोटात प्रवेश करताना, लाळ अमायलेसला प्रतिबंधित केले जाते, पचन प्रक्रिया फक्त अन्न कोमामध्येच होऊ शकते, जेथे अमायलेस क्रियाकलाप काही काळ टिकू शकतो, जोपर्यंत संपूर्ण तुकड्यातील पीएच अम्लीय होत नाही. गॅस्ट्रिक ज्यूसमध्ये कोणतेही एंजाइम नाहीत जे कार्बोहायड्रेट्सचे विघटन करतात, फक्त ग्लायकोसिडिक बॉन्ड्सचे थोडेसे ऍसिड हायड्रोलिसिस शक्य आहे.

ऑलिगो- आणि पॉलिसेकेराइड्सच्या हायड्रोलिसिसचे मुख्य ठिकाण लहान आतडे आहे, ज्याच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये विशिष्ट ग्लायकोसिडेसेस स्रावित होतात.

ड्युओडेनममध्ये, बायकार्बोनेट्स एचसीओ 3 - आणि 7.5-8.0 पीएच असलेल्या स्वादुपिंडाच्या स्रावाने पोटातील सामग्री तटस्थ केली जाते. स्वादुपिंडाच्या गुप्ततेमध्ये, स्वादुपिंडाचा अमायलेस आढळतो, जो स्टार्च आणि डेक्सट्रिन्समधील -1,4-ग्लायकोसिडिक बॉन्ड्सचे हायड्रोलायझेशन करते आणि माल्टोज डिसॅकराइड्सच्या निर्मितीसह (या कार्बोहायड्रेटमध्ये, दोन ग्लुकोज अवशेष -1,4-ग्लायकोसिडिक बॉन्ड्सद्वारे जोडलेले असतात. बॉन्ड्स) आणि आयसोमल्टोज (या कार्बोहायड्रेटमध्ये, स्टार्च रेणूमधील शाखांच्या ठिकाणी स्थित दोन ग्लुकोज अवशेष आणि α-1,6-ग्लायकोसिडिक बॉन्ड्सद्वारे जोडलेले). -1,4-ग्लायकोसिडिक आणि -1,6-ग्लायकोसिडिक बॉण्ड्सद्वारे जोडलेले 8-10 ग्लुकोज अवशेष असलेले ऑलिगोसॅकराइड्स देखील तयार होतात.

दोन्ही अमायलेसेस एंडोग्लायकोसिडेसेस आहेत. स्वादुपिंडातील अमायलेस देखील स्टार्चमधील -1,6-ग्लायकोसिडिक बॉण्ड्स आणि -1,4-ग्लायकोसिडिक बाँड्सचे हायड्रोलायझ करत नाही, ज्याद्वारे सेल्युलोज रेणूमध्ये ग्लुकोजचे अवशेष जोडलेले असतात.

सेल्युलोज अपरिवर्तित आतड्यांमधून जातो आणि गिट्टीचे पदार्थ म्हणून काम करते, अन्नाचे प्रमाण देते आणि पचन प्रक्रिया सुलभ करते. मोठ्या आतड्यात, बॅक्टेरियल मायक्रोफ्लोराच्या कृती अंतर्गत, अल्कोहोल, सेंद्रिय ऍसिड आणि CO 2 तयार करून सेल्युलोज अंशतः हायड्रोलायझ केले जाऊ शकते, जे आतड्यांसंबंधी गतिशीलतेचे उत्तेजक म्हणून कार्य करू शकते.

वरच्या आतड्यात तयार होणारी माल्टोज, आयसोमल्टोज आणि ट्रायओज शर्करा विशिष्ट ग्लायकोसिडेसेसद्वारे लहान आतड्यात हायड्रोलायझ केली जाते. आहारातील डिसॅकराइड्स, सुक्रोज आणि लैक्टोज देखील लहान आतड्यात विशिष्ट डिसॅकरिडेसद्वारे हायड्रोलायझ केले जातात.

आतड्यांसंबंधी लुमेनमध्ये, ऑलिगो- आणि डिसॅकरिडेसेसची क्रिया कमी असते, परंतु बहुतेक एन्झाईम उपकला पेशींच्या पृष्ठभागाशी संबंधित असतात, जे आतड्यात बोटांसारख्या वाढीवर स्थित असतात - विली आणि त्याऐवजी, झाकलेले असतात. मायक्रोव्हिली, या सर्व पेशी ब्रश बॉर्डर बनवतात ज्यामुळे त्यांच्या सब्सट्रेट्ससह हायड्रोलाइटिक एन्झाईमची संपर्क पृष्ठभाग वाढते.

डिसॅकराइड्समधील क्लिव्हिंग ग्लायकोसिडिक बंध, एन्झाईम्स (डिसॅकरिडेसेस) एन्टरोसाइट्सच्या साइटोप्लाज्मिक झिल्लीच्या बाह्य पृष्ठभागावर स्थित एन्झाईम कॉम्प्लेक्समध्ये गटबद्ध केले जातात: सुक्रेस-आयसोमाल्टेज, ग्लायकोमायलेज, -ग्लायकोसिडेस.

५.२.२. सुक्रेझ-आयसोमल्टेज कॉम्प्लेक्स.या कॉम्प्लेक्समध्ये दोन पॉलीपेप्टाइड साखळ्या असतात आणि पॉलीपेप्टाइडच्या एन-टर्मिनल भागात स्थित ट्रान्समेम्ब्रेन हायड्रोफोबिक डोमेन वापरून एन्टरोसाइटच्या पृष्ठभागाशी संलग्न असतात. सुक्रेस-आयसोमल्टेज कॉम्प्लेक्स (EC 3.2.1.48 आणि 3.2.1.10) सुक्रोज आणि आयसोमल्टोजमध्ये -1,2- आणि -1,6-ग्लायकोसिडिक बंध जोडतात.

कॉम्प्लेक्सचे दोन्ही एन्झाईम माल्टोज आणि माल्टोट्रिओज (तीन ग्लुकोज अवशेष असलेले ट्रायसॅकराइड आणि स्टार्चच्या हायड्रोलिसिस दरम्यान तयार झालेले) मध्ये α-1,4-ग्लायकोसिडिक बंधांचे हायड्रोलायझिंग करण्यास सक्षम आहेत.

जरी कॉम्प्लेक्समध्ये माल्टेजची क्रिया बर्‍यापैकी जास्त आहे, ऑलिगो- आणि पॉलिसेकेराइड्सच्या पचन दरम्यान तयार झालेल्या माल्टोजच्या 80% हायड्रोलायझिंगमुळे, त्याची मुख्य विशिष्टता अजूनही सुक्रोज आणि आयसोमल्टोजचे हायड्रोलिसिस आहे, ज्यामध्ये ग्लायकोसिडिक बाँड्सच्या हायड्रोलिसिसचा दर जास्त आहे. माल्टोज आणि माल्टोट्रिओजमधील बाँडच्या हायड्रोलिसिसचा दर. सुक्रोज सब्यूनिट हे एकमेव आतड्यांसंबंधी एन्झाइम आहे जे सुक्रोजचे हायड्रोलायझेशन करते. कॉम्प्लेक्स मुख्यतः जेजुनममध्ये स्थानिकीकृत आहे; आतड्याच्या जवळच्या आणि दूरच्या भागांमध्ये, सुक्रेस-आयसोमल्टेज कॉम्प्लेक्सची सामग्री नगण्य आहे.

५.२.३. ग्लायकोमायलेज कॉम्प्लेक्स.हे कॉम्प्लेक्स (EC 3.2.1.3 आणि 3.2.1.20) ऑलिगोसॅकराइड्समधील ग्लुकोजच्या अवशेषांमधील -1,4-ग्लायकोसिडिक बंधांचे हायड्रोलायझेशन करते. ग्लायकोमायलेज कॉम्प्लेक्सच्या अमीनो ऍसिड अनुक्रमात सुक्रेस-आयसोमल्टेज कॉम्प्लेक्सच्या अनुक्रमासह 60% समरूपता असते. दोन्ही कॉम्प्लेक्स 31 ग्लायकोसिल हायड्रोलेसेसच्या कुटुंबातील आहेत. एक्सोग्लायकोसीडेस असल्याने, एन्झाइम कमी करणार्‍या टोकापासून कार्य करते, ते माल्टोज देखील क्लीव्ह करू शकते, या प्रतिक्रियेत माल्टेज म्हणून कार्य करते (या प्रकरणात, ग्लायकोमायलेज कॉम्प्लेक्स उर्वरित 20% माल्टोज ऑलिगो- आणि पॉलिसेकेराइड्स पचन दरम्यान तयार होते) . कॉम्प्लेक्समध्ये दोन उत्प्रेरक उपयुनिट्स समाविष्ट आहेत ज्यामध्ये सब्सट्रेट विशिष्टतेमध्ये थोडा फरक आहे. कॉम्प्लेक्स लहान आतड्याच्या खालच्या भागात सर्वात सक्रिय आहे.

5.2.4.  - ग्लायकोसिडेस कॉम्प्लेक्स (लैक्टेज).हे एन्झाइम कॉम्प्लेक्स लैक्टोजमधील गॅलेक्टोज आणि ग्लुकोजमधील -1,4-ग्लायकोसिडिक बंधांचे हायड्रोलायझेशन करते.

ग्लायकोप्रोटीन ब्रशच्या सीमेशी संबंधित आहे आणि लहान आतड्यात असमानपणे वितरीत केले जाते. वयानुसार, लैक्टेज क्रियाकलाप कमी होतो: लहान मुलांमध्ये ते जास्तीत जास्त असते, प्रौढांमध्ये ते लहान मुलांमध्ये एंजाइम क्रियाकलापांच्या 10% पेक्षा कमी असते.

५.२.५. ट्रेगलसे. हे एन्झाइम (EC 3.2.1.28) एक ग्लायकोसीडेस कॉम्प्लेक्स आहे जे ट्रेहॅलोजमधील मोनोमर्समधील बंधांचे हायड्रोलायझेशन करते, बुरशीमध्ये आढळणारे डिसॅकराइड आणि पहिल्या एनोमेरिक कार्बनमधील ग्लायकोसिडिक बॉण्डद्वारे जोडलेले दोन ग्लुकोसिल अवशेष असतात.

ग्लायकोसिल हायड्रोलेसेसच्या क्रियेच्या परिणामी, ग्लायकोसिल हायड्रोलेसेसच्या क्रियेच्या परिणामी अन्न कर्बोदकांमधे मोनोसॅकराइड्स तयार होतात: ग्लुकोज, फ्रक्टोज, गॅलेक्टोज मोठ्या प्रमाणात, थोड्या प्रमाणात - मॅनोज, झायलोज, अरबीनोज, जे शोषून घेतात. जेजुनम ​​आणि इलियमच्या उपकला पेशी आणि विशेष यंत्रणा वापरून या पेशींच्या पडद्याद्वारे वाहून नेले जातात.

५.२.६. आतड्यांसंबंधी उपकला पेशींच्या पडद्यावर मोनोसॅकेराइड्सची वाहतूक.आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचेच्या पेशींमध्ये मोनोसॅकराइड्सचे हस्तांतरण सुलभ प्रसार आणि सक्रिय वाहतुकीद्वारे केले जाऊ शकते. सक्रिय वाहतुकीच्या बाबतीत, ग्लुकोज एका वाहक प्रथिनाद्वारे Na + आयनसह पडद्याद्वारे वाहून नेले जाते आणि हे पदार्थ या प्रथिनांच्या वेगवेगळ्या भागांशी संवाद साधतात (चित्र 5.12). Na + आयन एकाग्रता ग्रेडियंटसह सेलमध्ये प्रवेश करतो आणि ग्लुकोज  एकाग्रता ग्रेडियंट (दुय्यम सक्रिय वाहतूक) च्या विरूद्ध, म्हणून, ग्रेडियंट जितका मोठा असेल तितके जास्त ग्लुकोज एन्टरोसाइट्समध्ये हस्तांतरित केले जाईल. बाह्य द्रवपदार्थातील Na + च्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, ग्लुकोजचा पुरवठा कमी होतो. Na + एकाग्रता ग्रेडियंट अंतर्निहित सक्रिय सिम्पोर्ट Na + , K + -ATPase च्या क्रियेद्वारे प्रदान केले जाते, जे K + आयनच्या बदल्यात सेलमधून Na + पंपिंग पंप म्हणून कार्य करते. त्याच प्रकारे, गॅलेक्टोज दुय्यम सक्रिय वाहतुकीच्या यंत्रणेद्वारे एन्टरोसाइट्समध्ये प्रवेश करतो.

तांदूळ. ५.१२. एन्टरोसाइट्समध्ये मोनोसेकराइड्सचा प्रवेश. SGLT1 - उपकला पेशींच्या पडद्यामध्ये सोडियम-आश्रित ग्लुकोज/गॅलेक्टोज ट्रान्सपोर्टर; बेसोलॅटरल झिल्लीवरील Na +, K + -ATPase SGLT1 च्या कार्यासाठी आवश्यक असलेल्या सोडियम आणि पोटॅशियम आयनचा एकाग्रता ग्रेडियंट तयार करतो. GLUT5 प्रामुख्याने फ्रुक्टोज झिल्लीद्वारे सेलमध्ये वाहून नेते. बेसोलॅटरल झिल्लीवरील GLUT2 ग्लुकोज, गॅलेक्टोज आणि फ्रक्टोज सेलमधून बाहेर टाकते (त्यानुसार)

सक्रिय वाहतुकीमुळे, एन्टरोसाइट्स आतड्यांसंबंधी लुमेनमध्ये कमी एकाग्रतेवर ग्लुकोज शोषू शकतात. ग्लुकोजच्या उच्च एकाग्रतेवर, ते विशेष वाहक प्रथिने (वाहतूक) च्या मदतीने सुलभ प्रसाराद्वारे पेशींमध्ये प्रवेश करते. त्याच प्रकारे, फ्रक्टोज उपकला पेशींमध्ये हस्तांतरित केले जाते.

मोनोसॅकराइड्स मुख्यतः सुलभ प्रसाराद्वारे एन्टरोसाइट्समधून रक्तवाहिन्यांमध्ये प्रवेश करतात. पोर्टल शिराद्वारे विलीच्या केशिकांद्वारे अर्धा ग्लुकोज यकृताकडे नेला जातो, अर्धा रक्ताद्वारे इतर ऊतकांच्या पेशींमध्ये पोहोचविला जातो.

५.२.७. रक्तापासून पेशींमध्ये ग्लुकोजची वाहतूक.रक्तातून पेशींमध्ये ग्लुकोजचा प्रवेश सुलभ प्रसाराद्वारे केला जातो, म्हणजेच, ग्लुकोजच्या वाहतुकीचा दर पडद्याच्या दोन्ही बाजूंच्या एकाग्रतेच्या ग्रेडियंटद्वारे निर्धारित केला जातो. स्नायूंच्या पेशी आणि ऍडिपोज टिश्यूमध्ये, अग्नाशयी संप्रेरक इन्सुलिनद्वारे सुलभ प्रसार नियंत्रित केला जातो. इन्सुलिनच्या अनुपस्थितीत, सेल झिल्लीमध्ये ग्लुकोज वाहतूक करणारे नसतात. एरिथ्रोसाइट्स (GLUT1) पासून ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर (ट्रान्सपोर्टर), अंजीर मध्ये पाहिल्याप्रमाणे. 5.13 हे ट्रान्समेम्ब्रेन प्रोटीन आहे ज्यामध्ये 492 अमीनो ऍसिड अवशेष असतात आणि डोमेन रचना असते. ध्रुवीय अमीनो ऍसिडचे अवशेष पडद्याच्या दोन्ही बाजूंना असतात, हायड्रोफोबिक झिल्लीमध्ये स्थानिकीकृत असतात, ते अनेक वेळा ओलांडतात. झिल्लीच्या बाहेरील बाजूस ग्लुकोज बंधनकारक साइट आहे. जेव्हा ग्लुकोज बांधले जाते, तेव्हा वाहकाची रचना बदलते आणि मोनोसॅकराइड बंधनकारक जागा सेलच्या आत उघडते. ग्लुकोज वाहक प्रथिनांपासून वेगळे होऊन सेलमध्ये जाते.

५.२.७.१. ग्लुकोज वाहतूक करणारे: GLUT 1, 2, 3, 4, 5.सर्व ऊतींमध्ये ग्लुकोज वाहतूक करणारे आढळले आहेत, त्यापैकी अनेक जाती आहेत, त्यांच्या शोधाच्या क्रमाने क्रमांकित आहेत. पाच प्रकारच्या GLUT चे वर्णन केले आहे ज्यांची प्राथमिक रचना आणि डोमेन संघटना समान आहे.

GLUT 1, मेंदू, प्लेसेंटा, मूत्रपिंड, मोठे आतडे, एरिथ्रोसाइट्स, मेंदूला ग्लुकोजचा पुरवठा करते.

GLUT 2 रक्तामध्ये स्राव करणाऱ्या अवयवांमधून ग्लुकोजचे वाहतूक करते: एन्टरोसाइट्स, यकृत, ते स्वादुपिंडाच्या लॅन्गरहॅन्सच्या बेटांच्या β-पेशींमध्ये वाहतूक करते.

GLUT 3 मेंदू, प्लेसेंटा, मूत्रपिंड यासह अनेक ऊतींमध्ये आढळते आणि मज्जातंतूंच्या पेशींना ग्लुकोजचा प्रवाह प्रदान करते.

GLUT 4 ग्लुकोज स्नायूंच्या पेशींमध्ये (कंकाल आणि ह्रदयाचा) आणि ऍडिपोज टिश्यूमध्ये वाहून नेते आणि ते इन्सुलिनवर अवलंबून असते.

GLUT 5 लहान आतड्याच्या पेशींमध्ये आढळते आणि ते फ्रक्टोज देखील सहन करू शकते.

सर्व वाहक साइटोप्लाज्मिकमध्ये दोन्ही स्थित असू शकतात

तांदूळ. ५.१३. एरिथ्रोसाइट्स (GLUT1) पासून ग्लुकोज वाहक (वाहतूक) प्रोटीनची रचना (त्यानुसार)

पेशी आणि प्लाझ्मा झिल्लीमधील वेसिकल्स. इंसुलिनच्या अनुपस्थितीत, GLUT 4 फक्त सेलच्या आत स्थित आहे. इंसुलिनच्या प्रभावाखाली, वेसिकल्स प्लाझ्मा झिल्लीकडे नेले जातात, त्याच्याशी फ्यूज केले जाते आणि GLUT 4 झिल्लीमध्ये समाविष्ट केले जाते, त्यानंतर ट्रान्सपोर्टर सेलमध्ये ग्लुकोजच्या प्रसारास सुलभ करते. रक्तातील इन्सुलिनच्या एकाग्रतेत घट झाल्यानंतर, वाहतूकदार पुन्हा साइटोप्लाझममध्ये परत येतात आणि सेलमध्ये ग्लुकोजचे वाहतूक थांबते.

ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्सच्या कामात विविध विकार ओळखले गेले आहेत. वाहक प्रथिनांमध्ये आनुवंशिक दोष असल्यास, नॉन-इन्सुलिन-आश्रित मधुमेह मेल्तिस विकसित होतो. प्रथिनांच्या दोषांव्यतिरिक्त, इतर विकारांमुळे उद्भवू शकतात: 1) ट्रान्सपोर्टरच्या झिल्लीच्या हालचालींबद्दल इन्सुलिन सिग्नलच्या प्रसारणात दोष, 2) ट्रान्सपोर्टरच्या हालचालीतील दोष, 3) दोष पडद्यामध्ये प्रथिने समाविष्ट करणे, 4) पडद्यापासून लेसिंगचे उल्लंघन.

५.२.८. इन्सुलिन.हे कंपाऊंड स्वादुपिंडाच्या लॅन्गरहॅन्सच्या बेटांच्या β-पेशींद्वारे स्रावित हार्मोन आहे. इन्सुलिन एक पॉलीपेप्टाइड आहे ज्यामध्ये दोन पॉलीपेप्टाइड चेन असतात: एकामध्ये 21 एमिनो अॅसिड अवशेष (साखळी A) असतात, दुसऱ्यामध्ये 30 अमीनो अॅसिड अवशेष असतात (साखळी B). साखळ्या दोन डायसल्फाइड बंधांनी एकमेकांशी जोडलेल्या आहेत: A7-B7, A20-B19. A-साखळीच्या आत सहाव्या आणि अकराव्या अवशेषांमध्ये इंट्रामोलेक्युलर डायसल्फाइड बंध आहे. हार्मोन दोन रूपात अस्तित्वात असू शकतो: टी आणि आर (चित्र 5.14).

तांदूळ. ५.१४. इंसुलिनच्या मोनोमेरिक स्वरूपाची अवकाशीय रचना: ए पोर्सिन इंसुलिन, टी-कन्फॉर्मेशन, b मानवी इन्सुलिन, आर-कन्फॉर्मेशन (ए-साखळी दर्शविली आहे लालरंग, बी-चेन  पिवळा) (त्यानुसार)

हार्मोन मोनोमर, डायमर आणि हेक्सॅमर म्हणून अस्तित्वात असू शकतो. हेक्सामेरिक स्वरूपात, इन्सुलिन हे झिंक आयनद्वारे स्थिर केले जाते जे सर्व सहा उपयुनिट्स (चित्र 5.15) च्या His10 B साखळीशी समन्वय साधते.

सस्तन इन्सुलिनमध्ये मानवी इंसुलिनच्या प्राथमिक संरचनेत एक उत्तम समरूपता असते: उदाहरणार्थ, डुक्कर इंसुलिनमध्ये फक्त एक पर्याय असतो - बी-साखळीच्या कार्बोक्सिलच्या शेवटी थ्रोनिनऐवजी अॅलॅनिन असते, बोवाइन इंसुलिनमध्ये तीन इतर अमीनो ऍसिड असतात. मानवी इन्सुलिनच्या तुलनेत अवशेष. बर्‍याचदा, ए चेनच्या 8, 9 आणि 10 स्थानांवर बदल घडतात, परंतु ते हार्मोनच्या जैविक क्रियाकलापांवर लक्षणीय परिणाम करत नाहीत.

डायसल्फाइड बाँडच्या स्थितीत अमिनो आम्ल अवशेषांची जागा, ए-साखळीच्या सी- आणि एन-टर्मिनल क्षेत्रांमध्ये आणि बी-साखळीच्या सी-टर्मिनल प्रदेशांमध्ये हायड्रोफोबिक अवशेष अत्यंत दुर्मिळ आहेत, जे यांचे महत्त्व दर्शवतात. इंसुलिनच्या जैविक क्रियाकलापांच्या प्रकटीकरणातील क्षेत्र. बी-चेनचे Phe24 आणि Phe25 अवशेष आणि A-साखळीचे C- आणि N-टर्मिनल अवशेष हार्मोनच्या सक्रिय केंद्राच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतात.

तांदूळ. ५.१५. इन्सुलिन हेक्सॅमरची अवकाशीय रचना (R 6) (यानुसार)

५.२.८.१. इन्सुलिनचे जैवसंश्लेषण.इंसुलिन पूर्ववर्ती म्हणून संश्लेषित केले जाते, प्रीप्रोइनसुलिन, ज्यामध्ये 110 अमीनो ऍसिड अवशेष असतात, उग्र एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलममधील पॉलीरिबोसोम्सवर. बायोसिंथेसिस सिग्नल पेप्टाइडच्या निर्मितीपासून सुरू होते जे एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या लुमेनमध्ये प्रवेश करते आणि वाढत्या पॉलीपेप्टाइडच्या हालचालींना निर्देशित करते. संश्लेषणाच्या शेवटी, सिग्नल पेप्टाइड, 24 एमिनो ऍसिडचे अवशेष लांब, प्रीप्रोइन्सुलिनपासून प्रोइन्स्युलिन तयार करण्यासाठी क्लीव्ह केले जाते, ज्यामध्ये 86 अमीनो ऍसिडचे अवशेष असतात आणि ते गोल्गी उपकरणामध्ये हस्तांतरित केले जातात, जेथे टाक्यांमध्ये इन्सुलिनची आणखी परिपक्वता येते. प्रोइनसुलिनची अवकाशीय रचना अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. ५.१६.

दीर्घकालीन परिपक्वता प्रक्रियेत, सेरीन एंडोपेप्टिडेसेस PC2 आणि PC1/3 च्या कृती अंतर्गत, प्रथम Arg64 आणि Lys65 मधील पेप्टाइड बॉण्ड क्लीव्ह केला जातो, नंतर Arg31 आणि Arg32 द्वारे तयार झालेले पेप्टाइड बंध हायड्रोलायझ केले जातात, ज्यामध्ये C-पेप्टाइड असते. 31 अमीनो ऍसिडचे अवशेष क्लीव्ह केले जात आहेत. 51 अमीनो ऍसिड अवशेष असलेल्या इंसुलिनमध्ये प्रोइन्स्युलिनचे रूपांतर ए-चेनच्या एन-टर्मिनस आणि बी-साखळीच्या सी-टर्मिनसवर कार्बोक्सीपेप्टिडेस ईच्या कृती अंतर्गत आर्जिनिन अवशेषांच्या हायड्रोलिसिससह समाप्त होते, जे सारखीच विशिष्टता दर्शवते. carboxypeptidase B, म्हणजे, hydrolyzes पेप्टाइड बॉन्ड्स, imino गट जो मुख्य amino acid (Fig. 5.17 आणि 5.18) चा आहे.

तांदूळ. ५.१६. प्रोटिओलिसिसला प्रोत्साहन देणार्‍या रचनामध्ये प्रोइन्सुलिनची प्रस्तावित अवकाशीय रचना. लाल गोळे अमिनो ऍसिडचे अवशेष दर्शवतात (Arg64 आणि Lys65; Arg31 आणि Arg32), पेप्टाइड बॉण्ड्स ज्यामध्ये प्रोइन्स्युलिन प्रक्रियेच्या परिणामी हायड्रोलिसिस होते (त्यानुसार)

इन्सुलिन आणि सी-पेप्टाइड समान प्रमाणात स्रावित ग्रॅन्यूलमध्ये प्रवेश करतात, जेथे इन्सुलिन, जस्त आयनशी संवाद साधून, डायमर आणि हेक्सॅमर बनवते. सेक्रेटरी ग्रॅन्युल्स, प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये विलीन होतात, एक्सोसाइटोसिसच्या परिणामी बाह्य पेशींमध्ये इन्सुलिन आणि सी-पेप्टाइड स्राव करतात. रक्ताच्या प्लाझ्मामध्ये इन्सुलिनचे अर्धे आयुष्य 3-10 मिनिटे असते, सी-पेप्टाइडचे सुमारे 30 मिनिटे असते. इन्सुलिन एंझाइम इन्सुलिनेजच्या कृतीमुळे खराब होते, ही प्रक्रिया यकृत आणि मूत्रपिंडांमध्ये होते.

५.२.८.२. इंसुलिन संश्लेषण आणि स्राव यांचे नियमन.इंसुलिन स्रावाचे मुख्य नियामक ग्लुकोज आहे, जे मुख्य ऊर्जा वाहकांच्या चयापचयात सामील असलेल्या इंसुलिन जनुक आणि प्रथिने जनुकांच्या अभिव्यक्तीचे नियमन करते. ग्लुकोज थेट ट्रान्सक्रिप्शन घटकांशी जोडू शकतो, ज्याचा थेट परिणाम जनुकांच्या अभिव्यक्तीच्या दरावर होतो. इंसुलिन आणि ग्लुकागॉनच्या स्राववर दुय्यम प्रभाव शक्य आहे, जेव्हा स्रावी ग्रॅन्यूलमधून इन्सुलिन सोडले जाते तेव्हा इंसुलिन एमआरएनएचे प्रतिलेखन सक्रिय होते. परंतु इन्सुलिनचा स्राव Ca 2+ आयनच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतो आणि त्यांच्या कमतरतेमुळे ग्लुकोजच्या उच्च एकाग्रतेवर देखील कमी होते, जे इंसुलिनचे संश्लेषण सक्रिय करते. याव्यतिरिक्त, जेव्हा ते 2 रिसेप्टर्सशी बांधले जाते तेव्हा ते एड्रेनालाईनद्वारे प्रतिबंधित होते. इन्सुलिन स्राव उत्तेजक म्हणजे ग्रोथ हार्मोन्स, कोर्टिसोल, एस्ट्रोजेन्स, गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचे हार्मोन्स (सेक्रेटिन, कोलेसिस्टोकिनिन, गॅस्ट्रिक इनहिबिटरी पेप्टाइड).

तांदूळ. ५.१७. प्रीप्रोइन्सुलिनचे संश्लेषण आणि प्रक्रिया (त्यानुसार)

रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे लॅन्गरहॅन्सच्या बेटांच्या β-पेशींद्वारे इन्सुलिनचा स्राव खालीलप्रमाणे लक्षात येतो:

तांदूळ. ५.१८. Arg64 आणि Lys65 मधील पेप्टाइड बाँडच्या हायड्रोलिसिसद्वारे, सेरीन एंडोपेप्टिडेस PC2 द्वारे उत्प्रेरित करून, आणि Arg31 आणि Arg32 मधील पेप्टाइड बाँडचे सेरीन एंडोपेप्टिडेस PC1/3 द्वारे हायड्रोलिसिस करून प्रोइन्स्युलिनची इन्सुलिनमध्ये प्रक्रिया करणे, आरगिनचे रूपांतर एन-एन्डोपेप्टिडेस PC1/3 द्वारे समाप्त होते. -A-साखळीचे टर्मिनस आणि C-टर्मिनस B-साखळी कार्बोक्सीपेप्टीडेस ईच्या कृती अंतर्गत (क्लीव्ह ऑफ आर्जिनिन अवशेष वर्तुळांमध्ये दर्शविलेले आहेत). प्रक्रियेच्या परिणामी, इन्सुलिन व्यतिरिक्त, एक सी-पेप्टाइड तयार होतो (त्यानुसार)

1) ग्लुकोज -पेशींमध्ये GLUT 2 वाहक प्रथिनेद्वारे वाहून नेले जाते;

2) सेलमध्ये, ग्लुकोजचे ग्लायकोलिसिस होते आणि एटीपीच्या निर्मितीसह श्वसन चक्रात पुढे ऑक्सिडाइझ केले जाते; एटीपी संश्लेषणाची तीव्रता रक्तातील ग्लुकोजच्या पातळीवर अवलंबून असते;

3) एटीपीच्या कृती अंतर्गत, पोटॅशियम आयन वाहिन्या बंद केल्या जातात आणि पडदा विध्रुवीकृत केला जातो;

4) झिल्लीचे विध्रुवीकरण व्होल्टेज-आधारित कॅल्शियम चॅनेल उघडण्यास आणि सेलमध्ये कॅल्शियमच्या प्रवेशास कारणीभूत ठरते;

5) सेलमधील कॅल्शियमच्या पातळीत वाढ झाल्याने फॉस्फोलिपेस सी सक्रिय होते, जे झिल्लीतील फॉस्फोलिपिड्स - फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-4,5-डायफॉस्फेट - इनोसिटॉल-1,4,5-ट्रायफॉस्फेट आणि डायसिलग्लिसेरॉलमध्ये क्लिव्ह करते;

6) इनोसिटॉल ट्रायफॉस्फेट, एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या रिसेप्टर प्रथिनांना बंधनकारक, बाउंड इंट्रासेल्युलर कॅल्शियमच्या एकाग्रतेत तीक्ष्ण वाढ होते, ज्यामुळे स्रावी ग्रॅन्यूलमध्ये साठवलेले पूर्व-संश्लेषित इंसुलिन सोडले जाते.

५.२.८.३. इन्सुलिनच्या कृतीची यंत्रणा.स्नायू आणि चरबीच्या पेशींवर इन्सुलिनचा मुख्य प्रभाव म्हणजे पेशीच्या पडद्यावरील ग्लुकोजची वाहतूक वाढवणे. इन्सुलिनच्या उत्तेजनामुळे सेलमध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशाचा दर 20-40 पटीने वाढतो. इंसुलिनसह उत्तेजित केल्यावर, प्लाझ्मा झिल्लीतील ग्लुकोज वाहतूक प्रथिनांच्या सामग्रीमध्ये 5-10-पट वाढ होते आणि इंट्रासेल्युलर पूलमध्ये त्यांच्या सामग्रीच्या 50-60% ने एकाचवेळी घट होते. एटीपीच्या रूपात आवश्यक असलेली उर्जा मुख्यतः इन्सुलिन रिसेप्टरच्या सक्रियतेसाठी आवश्यक आहे, ट्रान्सपोर्टर प्रोटीनच्या फॉस्फोरिलेशनसाठी नाही. ग्लुकोज वाहतूक उत्तेजित केल्याने ऊर्जेचा वापर 20-30 पटीने वाढतो, तर ग्लुकोज वाहतूक करणाऱ्यांना हलविण्यासाठी फक्त थोड्या प्रमाणात ग्लुकोजची आवश्यकता असते. रिसेप्टरसह इन्सुलिनच्या परस्परसंवादानंतर काही मिनिटांतच ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्सचे सेल झिल्लीमध्ये स्थानांतर दिसून येते आणि ट्रान्सपोर्टर प्रोटीनच्या सायकलिंग प्रक्रियेला गती देण्यासाठी किंवा राखण्यासाठी इन्सुलिनचे पुढील उत्तेजक प्रभाव आवश्यक असतात.

इन्सुलिन, इतर हार्मोन्सप्रमाणे, संबंधित रिसेप्टर प्रोटीनद्वारे पेशींवर कार्य करते. इन्सुलिन रिसेप्टर हे दोन -सब्युनिट्स (130 kDa) आणि दोन -सब्युनिट्स (95 kDa) असलेले एक जटिल अविभाज्य सेल झिल्ली प्रोटीन आहे; पूर्वीचे पूर्णपणे सेलच्या बाहेर स्थित आहेत, त्याच्या पृष्ठभागावर, नंतरचे प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये प्रवेश करतात.

इन्सुलिन रिसेप्टर हा एक टेट्रामर आहे ज्यामध्ये दोन बाह्य पेशी α-सब्युनिट्स हार्मोनशी संवाद साधतात आणि सिस्टीन 524 आणि Cys682, Cys683, Cys685 या दोन्ही α-सब्युनिट्समधील डायसल्फाइड पुलांद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात (चित्र पहा.19,5. ए), आणि Cys647 () आणि Cys872 मधील डायसल्फाइड ब्रिजद्वारे जोडलेले टायरोसिन किनेज क्रियाकलाप प्रदर्शित करणारे दोन ट्रान्समेम्ब्रेन -सब्युनिट्स. 135 kDa च्या आण्विक वजन असलेल्या α-सब्युनिटच्या पॉलीपेप्टाइड साखळीमध्ये 719 एमिनो-

तांदूळ. ५.१९. इन्सुलिन रिसेप्टर डायमरची रचना: एइन्सुलिन रिसेप्टरची मॉड्यूलर रचना. वरील - डायसल्फाइड ब्रिज Cys524, Cys683-685 द्वारे जोडलेले α-सब्युनिट्स आणि सहा डोमेन्सचा समावेश आहे: दोन leucine पुनरावृत्ती L1 आणि L2, एक सिस्टीन-समृद्ध CR प्रदेश, आणि तीन प्रकार III fibronectin डोमेन Fn o , Fn 1 , IDindu ( डोमेन) . खाली - डायसल्फाइड ब्रिज Cys647Cys872 द्वारे -सब्युनिटशी संबंधित -सब्युनिट्स आणि त्यात सात डोमेन असतात: तीन फायब्रोनेक्टिन डोमेन आयडी, Fn 1 आणि Fn 2, ट्रान्समेम्ब्रेन डोमेन TM, झिल्लीला लागून असलेले ट्रान्समेम्ब्रेन डोमेन, JMasekintyros डोमेन टीके, सी-टर्मिनल एसटी; b रिसेप्टरची अवकाशीय व्यवस्था, एक डायमर रंगात दर्शविलेला आहे, दुसरा पांढरा आहे, A  हार्मोन बाइंडिंग साइटच्या विरूद्ध सक्रिय होणारा लूप, X (लाल)  -सब्युनिटचा सी-टर्मिनल भाग, X (काळा)  N - -सब्युनिटचा टर्मिनल भाग, पिवळे गोळे 1,2,3 - 524, 683-685, 647-872 पोझिशन्सवर सिस्टीन अवशेषांमधील डायसल्फाइड बॉन्ड (त्यानुसार)

ऍसिडचे अवशेष आणि त्यात सहा डोमेन असतात: दोन डोमेन L1 आणि L2 ज्यामध्ये ल्युसीन रिपीट असतात, एक सिस्टीन-समृद्ध CR प्रदेश, जेथे इन्सुलिन बंधनकारक केंद्र स्थित आहे आणि तीन प्रकारचे III फायब्रोनेक्टिन डोमेन Fn o , Fn 1 , Ins (परिचय डोमेन) ( अंजीर 5.18 पहा). -सब्युनिटमध्ये 620 एमिनो अॅसिड अवशेषांचा समावेश आहे, त्याचे आण्विक वजन 95 kDa आहे आणि त्यात सात डोमेन आहेत: तीन फायब्रोनेक्टिन डोमेन आयडी, Fn 1 आणि Fn 2, एक ट्रान्समेम्ब्रेन TM डोमेन, पडद्याला लागून असलेले JM डोमेन, एक TK टायरोसिन किनेज डोमेन आणि सी-टर्मिनल सीटी. रिसेप्टरवर दोन इन्सुलिन बंधनकारक साइट्स आढळल्या: एक उच्च आत्मीयता असलेली, दुसरी कमी आत्मीयतेसह. सेलमध्ये संप्रेरक सिग्नल आयोजित करण्यासाठी, इन्सुलिन उच्च आत्मीयतेच्या ठिकाणी बांधले पाहिजे. हे केंद्र तयार होते जेव्हा इंसुलिन एका -सब्युनिटच्या L1, L2 आणि CR डोमेन आणि दुसर्‍याच्या फायब्रोनेक्टिन डोमेनला बांधते, तर -सब्युनिट्सची व्यवस्था एकमेकांच्या विरुद्ध असते, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. ५.१९, सह.

रिसेप्टरच्या उच्च आत्मीयतेच्या केंद्राशी इन्सुलिनच्या परस्परसंवादाच्या अनुपस्थितीत, -सब्युनिट्स प्रोट्र्यूजन (कॅम) द्वारे -सब्युनिट्सपासून दूर हलविले जातात, जो सीआर डोमेनचा भाग आहे, जो सक्रिय लूप (ए) च्या संपर्कास प्रतिबंधित करतो. -लूप) एका -सब्युनिटच्या टायरोसिन किनेज डोमेनचा दुसर्‍या - उप-युनिटवर फॉस्फोरिलेशन साइटसह (आकृती 5.20, b). जेव्हा इंसुलिन इंसुलिन रिसेप्टरच्या उच्च आत्मीयता केंद्राशी जोडते तेव्हा रिसेप्टरची रचना बदलते, प्रोट्र्यूजन यापुढे - आणि -सब्युनिट्सला जवळ येण्यापासून प्रतिबंधित करत नाही, TK डोमेनचे सक्रिय लूप विरुद्ध TK वर टायरोसिन फॉस्फोरिलेशन साइटशी संवाद साधतात. डोमेन, -सब्युनिट्सचे ट्रान्सफोस्फोरिलेशन सात टायरोसिन अवशेषांवर होते: Y1158 , Y1162, Y1163 सक्रिय करण्याच्या लूपचे (हे एक किनेज नियामक डोमेन आहे), ST डोमेनचे Y1328, Y1334, Y965, J972ig डोमेनचे Y965, Y972ig. , ए), ज्यामुळे रिसेप्टरच्या टायरोसिन किनेज क्रियाकलापात वाढ होते. टीकेच्या 1030 व्या स्थानावर उत्प्रेरक सक्रिय केंद्र - एटीपी-बाइंडिंग सेंटरमध्ये समाविष्ट असलेले लाइसिन अवशेष आहे. साइट-निर्देशित म्युटाजेनेसिसद्वारे इतर अनेक अमीनो ऍसिडसह या लाइसिनच्या बदलीमुळे इन्सुलिन रिसेप्टरची टायरोसिन किनेज क्रियाकलाप संपुष्टात येतो परंतु इन्सुलिन बंधनकारक बिघडत नाही. तथापि, अशा रिसेप्टरमध्ये इन्सुलिन जोडल्याने पेशींच्या चयापचय आणि प्रसारावर कोणताही परिणाम होत नाही. काही सेरीन-थ्रेओनाईन अवशेषांचे फॉस्फोरिलेशन, त्याउलट, इन्सुलिनची आत्मीयता कमी करते आणि टायरोसिन किनेज क्रियाकलाप कमी करते.

अनेक इन्सुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट्स ज्ञात आहेत: IRS-1 (इन्सुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट), IRS-2, STAT कुटुंबातील प्रथिने (सिग्नल ट्रान्सड्यूसर आणि ट्रान्स्क्रिप्शनचे अॅक्टिव्हेटर - सिग्नल ट्रान्सड्यूसर आणि ट्रान्स्क्रिप्शन ऍक्टिव्हेटर्सची भाग 4 मध्ये तपशीलवार चर्चा केली आहे "संरक्षणाचा बायोकेमिकल आधार प्रतिक्रिया").

IRS-1 हे एक सायटोप्लाज्मिक प्रथिन आहे जे इंसुलिन रिसेप्टर TK च्या फॉस्फोरीलेटेड टायरोसाइनला त्याच्या SH2 डोमेनसह बांधते आणि इन्सुलिन उत्तेजना नंतर लगेच रिसेप्टरच्या टायरोसिन किनेजद्वारे फॉस्फोरिलेटेड होते. सब्सट्रेटच्या फॉस्फोरिलेशनची डिग्री इन्सुलिनला सेल्युलर प्रतिसादात वाढ किंवा घट, पेशींमधील बदलांचे मोठेपणा आणि हार्मोनची संवेदनशीलता यावर अवलंबून असते. IRS-1 जनुकाचे नुकसान हे इन्सुलिनवर अवलंबून असलेल्या मधुमेहाचे कारण असू शकते. IRS-1 पेप्टाइड साखळीमध्ये सुमारे 1200 एमिनो अॅसिड अवशेष, 20-22 संभाव्य टायरोसिन फॉस्फोरिलेशन केंद्रे आणि सुमारे 40 सेरीन-थ्रोनाइन फॉस्फोरिलेशन केंद्रे आहेत.

तांदूळ. ५.२०. इन्सुलिन रिसेप्टरला इंसुलिनच्या बंधनात संरचनात्मक बदलांची सरलीकृत योजना: ए उच्च आत्मीयता केंद्रात संप्रेरक बंधनाच्या परिणामी रिसेप्टरच्या रूपात बदल झाल्यामुळे प्रोट्र्यूजनचे विस्थापन, सबयुनिट्सचे अभिसरण आणि TK डोमेनचे ट्रान्सफोस्फोरिलेशन होते; b इंसुलिन रिसेप्टरवरील उच्च आत्मीयता बंधनकारक साइटसह इन्सुलिनच्या परस्परसंवादाच्या अनुपस्थितीत, प्रोट्र्यूजन (कॅम) - आणि -सब्युनिट्स आणि TK डोमेनच्या ट्रान्सफोस्फोरिलेशनच्या दृष्टिकोनास प्रतिबंध करते. ए-लूप - टीके डोमेनचा लूप सक्रिय करणे, वर्तुळातील क्रमांक 1 आणि 2 - सबयुनिट्समधील डायसल्फाइड बॉन्ड्स, टीके - टायरोसिन किनेज डोमेन, सी - टीकेचे उत्प्रेरक केंद्र, सेट 1 आणि सेट 2 - -सबनिट्सचे एमिनो अॅसिड अनुक्रम जे रिसेप्टरशी इन्सुलिनच्या उच्च आत्मीयतेचे स्थान बनवते (त्यानुसार)

अनेक टायरोसिन अवशेषांवर IRS-1 चे फॉस्फोरिलेशन SH2 डोमेन असलेल्या प्रथिनांना बांधण्याची क्षमता देते: टायरोसिन फॉस्फेटस syp, PHI-3-kinase (phosphatidylinositol-3-kinase), अडॅप्टर प्रोटीन Grb2, प्रोटीन- hattyrosineSH. PTP2, phospholipase C , GAP (लहान GTP-बाइंडिंग प्रथिनांचे सक्रियक). समान प्रथिनांसह IRS-1 च्या परस्परसंवादाचा परिणाम म्हणून, अनेक डाउनस्ट्रीम सिग्नल तयार होतात.

तांदूळ. ५.२१. ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर प्रोटीन GLUT 4 चे स्नायु आणि चरबीच्या पेशींमध्ये इन्सुलिनच्या कृती अंतर्गत साइटोप्लाझमपासून प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये स्थानांतर. रिसेप्टरसह इन्सुलिनच्या परस्परसंवादामुळे इन्सुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट (IRS) चे फॉस्फोरिलेशन होते जे PI-3-kinase (PI3K) बांधते, जे फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-3,4,5-ट्रायफॉस्फेट फॉस्फोलिपिड (PtdInss(3,4,5-ट्रायफॉस्फेट) चे संश्लेषण उत्प्रेरित करते. ४,५)पी३). नंतरचे संयुग, plextrin डोमेन (PH) बांधून, प्रथिने किनासेस PDK1, PDK2, आणि PKV ला सेल झिल्लीमध्ये एकत्रित करते. PDK1 फॉस्फोरिलेट्स RKB Thr308 वर, ते सक्रिय करते. फॉस्फोरिलेटेड RKV GLUT4-युक्त पुटिकांसोबत जोडते, ज्यामुळे त्यांचे प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये स्थानांतर होते, ज्यामुळे स्नायू आणि चरबी पेशींमध्ये ग्लुकोजची वाहतूक वाढते (यानुसार)

फॉस्फोरीलेटेड IRS-1 द्वारे उत्तेजित, फॉस्फोलिपेस सी सेल झिल्ली फॉस्फोलिपिड फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-4,5-डायफॉस्फेटचे हायड्रोलायझेशन करून दोन दुसरे संदेशवाहक बनवते: इनोसिटॉल-3,4,5-ट्रायफॉस्फेट आणि डायसिलग्लिसेरॉल. इनोसिटॉल-3,4,5-ट्रायफॉस्फेट, एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या आयन वाहिन्यांवर कार्य करते, त्यातून कॅल्शियम सोडते. डायसिलग्लिसेरॉल कॅल्मोड्युलिन आणि प्रोटीन किनेज सी वर कार्य करते, जे विविध सब्सट्रेट्स फॉस्फोरिलेट करते, ज्यामुळे सेल्युलर सिस्टमच्या क्रियाकलापांमध्ये बदल होतो.

फॉस्फोरिलेटेड IRS-1 देखील PHI-3-किनेज सक्रिय करते, जे फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-4-फॉस्फेटचे फॉस्फोरायलेशन उत्प्रेरक करते आणि फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-4,5-डिफॉस्फेट 3 स्थानावर फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-3-फॉस्फॉस्फेट, 4-फॉस्फेट-3-फॉस्फॉस्फेट, 3-फॉस्फॉस्फेट-3 तयार करते. आणि फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल, अनुक्रमे -3,4,5-ट्रायफॉस्फेट.

PHI-3-kinase एक heterodimer आहे ज्यामध्ये नियामक (p85) आणि उत्प्रेरक (p110) उपयुनिट्स असतात. नियामक सबयुनिटमध्ये दोन SH2 डोमेन आणि एक SH3 डोमेन आहे, म्हणून PI-3 किनेज उच्च आत्मीयतेसह IRS-1 ला जोडते. फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल डेरिव्हेटिव्ह्ज झिल्लीमध्ये तयार होतात, स्थान 3 वर फॉस्फोरिलेटेड, तथाकथित प्लेक्सट्रिन (PH) डोमेन असलेले प्रथिने बांधतात (डोमेन फॉस्फेटिडायलिनोसिटॉल-3-फॉस्फेट्ससाठी उच्च आत्मीयता दर्शवते): प्रोटीन किनेज PDK1 (प्रोटीन kinase-डिपेंडेंट) किनेस बी (पीकेव्ही).

प्रोटीन किनेज बी (पीकेबी) मध्ये तीन डोमेन असतात: एन-टर्मिनल प्लेक्सट्रिन, केंद्रीय उत्प्रेरक आणि सी-टर्मिनल नियामक. RKV सक्रिय करण्यासाठी plectrin डोमेन आवश्यक आहे. पेशीच्या पडद्याजवळील प्लेक्सट्रिन डोमेनच्या मदतीने बांधून, PKV प्रोटीन किनेज PDK1 पर्यंत पोहोचते, ज्याद्वारे

त्याचे plextrin डोमेन देखील सेल झिल्लीजवळ स्थानिकीकृत आहे. PDK1 फॉस्फोरिलेट्स PKV किनेज डोमेनचे Thr308, परिणामी PKV सक्रिय होते. सक्रिय PKV फॉस्फोरीलेट्स ग्लायकोजेन सिंथेस किनेज 3 (Ser9 स्थितीत), ज्यामुळे एन्झाइम निष्क्रिय होते आणि त्यामुळे ग्लायकोजेन संश्लेषणाची प्रक्रिया होते. Phi-3-phosphate-5-kinase देखील फॉस्फोरिलेशनमधून जाते, जे वेसिकल्सवर कार्य करते ज्यामध्ये GLUT 4 वाहक प्रथिने ऍडिपोसाइट्सच्या साइटोप्लाझममध्ये साठवले जातात, ज्यामुळे सेल झिल्लीमध्ये ग्लुकोज ट्रान्सपोर्टर्सची हालचाल होते, त्यात समाविष्ट होते आणि ट्रान्समेम्ब्रेन ट्रान्समेम्ब्रेन वाहतूक होते. स्नायू आणि चरबी पेशींमध्ये (चित्र 5.21).

इन्सुलिन केवळ GLUT 4 वाहक प्रथिनांच्या मदतीने सेलमध्ये ग्लुकोजच्या प्रवेशावर परिणाम करत नाही. ते प्रथिनांच्या संश्लेषणामध्ये ग्लुकोज, चरबी, अमीनो ऍसिडस्, आयन यांच्या चयापचय नियमनमध्ये गुंतलेले आहे आणि प्रक्रियांवर परिणाम करते. प्रतिकृती आणि प्रतिलेखन.

सेलमधील ग्लुकोज चयापचय वर परिणाम या प्रक्रियेत गुंतलेल्या एन्झाईम्सची क्रिया वाढवून ग्लायकोलिसिसच्या प्रक्रियेस उत्तेजन देऊन चालते: ग्लुकोकिनेज, फॉस्फोफ्रुक्टोकिनेज, पायरुवेट किनेज, हेक्सोकिनेज. इन्सुलिन, अॅडेनिलेट सायक्लेस कॅस्केडद्वारे, फॉस्फेटस सक्रिय करते, जे ग्लायकोजेन सिंथेस डिफॉस्फोरिलेट्स करते, ज्यामुळे ग्लायकोजेन संश्लेषण (चित्र 5.22) सक्रिय होते आणि त्याच्या विघटनाच्या प्रक्रियेस प्रतिबंध होतो. फॉस्फोएनॉलपायरुवेट कार्बोक्झिकिनेस प्रतिबंधित करून, इंसुलिन ग्लुकोनोजेनेसिसच्या प्रक्रियेस प्रतिबंध करते.

तांदूळ. ५.२२. ग्लायकोजेन संश्लेषणाचे आकृती

यकृत आणि ऍडिपोज टिश्यूमध्ये, इन्सुलिनच्या कृती अंतर्गत, चरबीचे संश्लेषण एन्झाईम्सच्या सक्रियतेद्वारे उत्तेजित केले जाते: एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेस, लिपोप्रोटीन लिपेस. या प्रकरणात, चरबीचे विघटन रोखले जाते, कारण इन्सुलिन-सक्रिय फॉस्फेटस, संप्रेरक-संवेदनशील ट्रायसिलग्लिसेरॉल लिपेसचे डिफॉस्फोरीलेटिंग, या एन्झाइमला प्रतिबंधित करते आणि रक्तात फिरत असलेल्या फॅटी ऍसिडची एकाग्रता कमी होते.

यकृत, ऍडिपोज टिश्यू, कंकाल स्नायू आणि हृदयामध्ये, इंसुलिन शंभरहून अधिक जनुकांच्या प्रतिलेखनाच्या दरावर परिणाम करते.

५.२.९. ग्लुकागन.रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत घट झाल्याच्या प्रतिसादात, स्वादुपिंडाच्या लॅन्गरहॅन्सच्या आयलेट्सच्या -पेशी "हंगर हार्मोन" तयार करतात - ग्लूकागॉन, जे आण्विक वजन 3485 Da चे पॉलीपेप्टाइड आहे, ज्यामध्ये 29 अमीनो ऍसिड असते. अवशेष

ग्लुकागॉनची क्रिया इंसुलिनच्या प्रभावाच्या विरुद्ध असते. इंसुलिन ग्लायकोजेनेसिस, लिपोजेनेसिस आणि प्रथिने संश्लेषण उत्तेजित करून ऊर्जा संचयनास प्रोत्साहन देते आणि ग्लुकागॉन, ग्लायकोजेनोलिसिस आणि लिपोलिसिस उत्तेजित करून, संभाव्य ऊर्जा स्त्रोतांचे जलद एकत्रीकरण करते.

तांदूळ. ५.२३. मानवी प्रोग्लुकागॉनची रचना आणि प्रोग्लुकागनची प्रोग्लुकागन-व्युत्पन्न पेप्टाइड्समध्ये टिश्यू-विशिष्ट प्रक्रिया: ग्लुकागॉन आणि एमपीजीएफ (मेयर प्रोग्लुकागन फ्रॅगमेंट) स्वादुपिंडातील प्रोग्लुकागनपासून तयार होतात; आतड्याच्या न्यूरोएंडोक्राइन पेशींमध्ये आणि मध्यवर्ती मज्जासंस्थेच्या काही भागांमध्ये, ग्लायसेंटिन, ऑक्सिंटोमोड्युलिन, जीएलपी-1 (प्रोग्लुकागॉनपासून मिळणारे पेप्टाइड), जीएलपी-2, दोन इंटरमीडिएट पेप्टाइड्स (इंटरव्हनिंग पेप्टाइड-आयपी), जीआरपीपी-ग्लिसेंटिन-संबंधित स्वादुपिंडाचा पॉलीपेप्टाइड (स्वादुपिंडातील पॉलीपेप्टाइड - ग्लायसेंटाइनचे व्युत्पन्न) (त्यानुसार)

स्वादुपिंडाच्या लॅन्गरहॅन्सच्या बेटांच्या -पेशींद्वारे, तसेच आतड्याच्या न्यूरोएंडोक्राइन पेशींमध्ये आणि मध्यवर्ती मज्जासंस्थेमध्ये संप्रेरक एक निष्क्रिय अग्रदूत  प्रोग्लुकागन (आण्विक वजन 9,000 Da) च्या स्वरूपात संश्लेषित केले जाते. 180 एमिनो अॅसिडचे अवशेष आणि कन्व्हर्टेज 2 वापरून प्रक्रिया सुरू आहे आणि विविध लांबीचे अनेक पेप्टाइड्स तयार करतात, ज्यात ग्लुकागॉन आणि दोन ग्लुकागॉन-सदृश पेप्टाइड्स (ग्लूकागन सारखे पेप्टाइड  GLP-1, GLP-2, ग्लिसेंटिन) (चित्र 5.23). ग्लुकागॉनच्या 27 पैकी 14 एमिनो अॅसिडचे अवशेष गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टच्या सेक्रेटिन या अन्य हार्मोनच्या रेणूंसारखे असतात.

ग्लुकागॉनला प्रतिसाद देणाऱ्या पेशींच्या रिसेप्टर्सला बांधण्यासाठी, एन-टर्मिनसपासून त्याच्या 1-27 अनुक्रमांची अखंडता आवश्यक आहे. हार्मोनच्या प्रभावाच्या प्रकटीकरणात महत्त्वाची भूमिका एन-टर्मिनसवर स्थित हिस्टिडाइन अवशेषांद्वारे खेळली जाते आणि रिसेप्टर्सला बंधनकारक, 20-27 तुकडा.

रक्ताच्या प्लाझ्मामध्ये, ग्लुकागॉन कोणत्याही वाहतूक प्रथिनांना बांधत नाही, त्याचे अर्धे आयुष्य 5 मिनिटे असते, यकृतामध्ये ते प्रोटीननेसमुळे नष्ट होते, तर ब्रेकडाउनची सुरुवात Ser2 आणि Gln3 मधील बंधनाच्या विघटनाने होते आणि डायपेप्टाइड काढून टाकते. N-टर्मिनस पासून.

ग्लुकागन स्राव ग्लुकोजद्वारे प्रतिबंधित केला जातो परंतु प्रथिनयुक्त पदार्थांमुळे उत्तेजित होतो. GLP-1 ग्लुकागन स्राव रोखते आणि इन्सुलिन स्राव उत्तेजित करते.

ग्लुकागॉनचा प्रभाव केवळ हेपॅटोसाइट्स आणि फॅट पेशींवर होतो ज्यांना प्लाझ्मा झिल्लीमध्ये रिसेप्टर्स असतात. हेपॅटोसाइट्समध्ये, प्लाझ्मा झिल्लीवरील रिसेप्टर्सला बांधून, ग्लुकागॉन अॅडेनिलेट सायक्लेस सक्रिय करते, जी सीएएमपीच्या निर्मितीस उत्प्रेरक करते, जी-प्रोटीनच्या सहाय्याने, ज्यामुळे फॉस्फोरिलेझ सक्रिय होते, ज्यामुळे ग्लायकोजेनच्या विघटनास गती मिळते. , आणि ग्लायकोजेन संश्लेषणाचा प्रतिबंध आणि ग्लायकोजेन निर्मितीचा प्रतिबंध. ग्लुकागॉन या प्रक्रियेत सामील असलेल्या एन्झाईम्सच्या संश्लेषणास प्रेरित करून ग्लुकोनोजेनेसिसला उत्तेजित करते: ग्लुकोज-6-फॉस्फेटस, फॉस्फोएनॉलपायरुवेट कार्बोक्झिकिनेस, फ्रक्टोज-1,6-डायफॉस्फेटेस. यकृतातील ग्लुकागॉनचा निव्वळ परिणाम म्हणजे ग्लुकोजचे उत्पादन वाढवणे.

चरबीच्या पेशींमध्ये, संप्रेरक, अॅडेनिलेट सायक्लेस कॅस्केडचा वापर करून, संप्रेरक-संवेदनशील ट्रायसिलग्लिसेरॉल लिपेस सक्रिय करते, लिपोलिसिस उत्तेजित करते. ग्लुकागन अॅड्रेनल मेडुलाद्वारे कॅटेकोलामाइन्सचा स्राव वाढवते. "लढा किंवा उड्डाण" सारख्या प्रतिक्रियांच्या अंमलबजावणीत सहभागी होऊन, ग्लुकागॉन कंकाल स्नायूंसाठी ऊर्जा सब्सट्रेट्स (ग्लुकोज, फ्री फॅटी ऍसिड) ची उपलब्धता वाढवते आणि हृदयाचे कार्य वाढवून कंकाल स्नायूंना रक्तपुरवठा वाढवते.

ग्लुकागॉनचा कंकाल स्नायू ग्लायकोजेनवर कोणताही परिणाम होत नाही कारण त्यांच्यामध्ये ग्लूकागन रिसेप्टर्स जवळजवळ पूर्ण नसतात. हार्मोनमुळे स्वादुपिंडाच्या β-पेशींमधून इन्सुलिन स्राव वाढतो आणि इन्सुलिनेज क्रियाकलाप रोखतो.

५.२.१०. ग्लायकोजेन चयापचय नियमन.ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात शरीरात ग्लुकोजचे संचय आणि त्याचे विघटन शरीराच्या ऊर्जेच्या गरजांशी सुसंगत आहे. ग्लायकोजेन चयापचय प्रक्रियेची दिशा संप्रेरकांच्या क्रियेवर अवलंबून असलेल्या यंत्रणेद्वारे नियंत्रित केली जाते: यकृत, इन्सुलिन, ग्लुकागन आणि एड्रेनालाईन; स्नायूंमध्ये, इन्सुलिन आणि एड्रेनालाईन. ग्लायकोजेनचे संश्लेषण किंवा विघटन प्रक्रियेचे स्विचिंग शोषक कालावधीपासून अवशोषणानंतरच्या कालावधीत संक्रमण दरम्यान किंवा विश्रांतीची स्थिती शारीरिक कार्यामध्ये बदलते तेव्हा होते.

५.२.१०.१. ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज आणि ग्लायकोजेन सिंथेस क्रियाकलापांचे नियमन.जेव्हा रक्तातील ग्लुकोजची एकाग्रता बदलते तेव्हा इंसुलिन आणि ग्लुकागॉनचे संश्लेषण आणि स्राव होतो. हे संप्रेरक ग्लायकोजेन संश्लेषण आणि विघटन या प्रक्रियेच्या मुख्य एन्झाईम्सच्या क्रियाकलापांवर प्रभाव टाकून नियमन करतात: ग्लायकोजेन सिंथेस आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज त्यांच्या फॉस्फोरिलेशन-डिफोस्फोरिलेशनद्वारे.

तांदूळ. 5.24 ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज किनेजद्वारे Ser14 अवशेषांच्या फॉस्फोरिलेशनद्वारे ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझचे सक्रियकरण आणि सेरीन अवशेषांचे डिफॉस्फोरिलेशन उत्प्रेरक फॉस्फेटसद्वारे निष्क्रियीकरण (त्यानुसार)

दोन्ही एन्झाईम दोन स्वरूपात अस्तित्वात आहेत: फॉस्फोरीलेटेड (सक्रिय ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझ एआणि निष्क्रिय ग्लायकोजेन सिंथेस) आणि डिफॉस्फोरीलेटेड (निष्क्रिय फॉस्फोरिलेज) bआणि सक्रिय ग्लायकोजेन सिंथेस) (आकडे 5.24 आणि 5.25). फॉस्फोरिलेशन एका किनेजद्वारे एटीपीमधून फॉस्फेट अवशेषांचे सेरीन अवशेषांमध्ये हस्तांतरण उत्प्रेरक करते आणि फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटद्वारे डिफॉस्फोरिलेशन उत्प्रेरित केले जाते. Kinase आणि phosphatase क्रियाकलाप देखील phosphorylation-dephosphorylation द्वारे नियंत्रित केले जातात (चित्र 5.25 पहा).

तांदूळ. ५.२५. ग्लायकोजेन सिंथेस क्रियाकलापांचे नियमन. एंझाइम फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस (PP1) च्या क्रियेद्वारे सक्रिय होतो, जे ग्लायकोजेन सिंथेसमध्ये सी-टर्मिनसजवळील तीन फॉस्फोसरिन अवशेषांना डिफॉस्फोरिलेट करते. ग्लायकोजेन सिंथेस किनेज 3 (GSK3), जे ग्लायकोजेन सिंथेसमधील तीन सेरीन अवशेषांचे फॉस्फोरिलेशन उत्प्रेरित करते, ग्लायकोजेन संश्लेषण रोखते आणि केसिन किनेज (CKII) फॉस्फोरिलेशनद्वारे सक्रिय होते. इन्सुलिन, ग्लुकोज आणि ग्लुकोज-6-फॉस्फेट फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट सक्रिय करतात, तर ग्लुकागन आणि एपिनेफ्रिन (एपिनेफ्रिन) त्यास प्रतिबंध करतात. इंसुलिन ग्लायकोजेन सिंथेस किनेज 3 ची क्रिया प्रतिबंधित करते (त्यानुसार)

सीएएमपी-आश्रित प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) फॉस्फोरिलेट्स फॉस्फोरिलेज किनेज, त्यास सक्रिय अवस्थेत बदलते, ज्यामुळे ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज फॉस्फोरिलेट्स होते. सीएएमपी संश्लेषण एड्रेनालाईन आणि ग्लुकागॉनद्वारे उत्तेजित केले जाते.

रास प्रोटीन (रास सिग्नलिंग पाथवे) चा समावेश असलेल्या कॅस्केडद्वारे इन्सुलिन प्रोटीन किनेज pp90S6 सक्रिय करते, जे फॉस्फोरिलेट्स करते आणि त्याद्वारे फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटस सक्रिय करते. सक्रिय फॉस्फेटस डिफॉस्फोरिलेट्स आणि फॉस्फोरिलेज किनेज आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज निष्क्रिय करते.

ग्लायकोजेन सिंथेसच्या PKA द्वारे फॉस्फोरिलेशन त्याच्या निष्क्रियतेकडे नेतो आणि फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटसद्वारे डिफॉस्फोरिलेशन एंझाइम सक्रिय करते.

५.२.१०.२. यकृत मध्ये ग्लायकोजेन चयापचय नियमन.रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत बदल झाल्यामुळे हार्मोन्सची सापेक्ष एकाग्रता देखील बदलते: इन्सुलिन आणि ग्लुकागन. इंसुलिनच्या एकाग्रतेच्या रक्तातील ग्लुकागॉनच्या एकाग्रतेच्या गुणोत्तराला "इन्सुलिन-ग्लुकागन इंडेक्स" म्हणतात. शोषणानंतरच्या कालावधीत, निर्देशांक कमी होतो आणि रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेचे नियमन ग्लुकागनच्या एकाग्रतेमुळे प्रभावित होते.

ग्लुकागॉन, वर नमूद केल्याप्रमाणे, ग्लायकोजेनच्या विघटनामुळे (ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझचे सक्रियकरण आणि ग्लायकोजेन सिंथेसचे प्रतिबंध) किंवा इतर पदार्थांच्या संश्लेषणामुळे - ग्लुकोनोजेनेसिसमुळे रक्तात ग्लुकोज सोडण्यास सक्रिय करते. ग्लायकोजेनपासून, ग्लूकोज-1-फॉस्फेट तयार होतो, जो ग्लूकोज-6-फॉस्फेटमध्ये आयसोमराइज होतो, जो ग्लुकोज-6-फॉस्फेटच्या क्रियेद्वारे हायड्रोलायझ्ड होऊन मुक्त ग्लुकोज तयार होतो जो सेलमधून रक्तामध्ये सोडू शकतो (चित्र 5.26).

हिपॅटोसाइट्सवरील एड्रेनालाईनची क्रिया 2 रिसेप्टर्सच्या वापराच्या बाबतीत ग्लुकागॉनच्या क्रियेसारखीच असते आणि फॉस्फोरिलेशन आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझच्या सक्रियतेमुळे होते. प्लाझ्मा झिल्लीच्या  1 रिसेप्टर्ससह एड्रेनालाईनच्या परस्परसंवादाच्या बाबतीत, इनोसिटॉल फॉस्फेट यंत्रणा वापरून हार्मोनल सिग्नलचे ट्रान्समेम्ब्रेन ट्रांसमिशन केले जाते. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, ग्लायकोजेन ब्रेकडाउनची प्रक्रिया सक्रिय केली जाते. एक किंवा दुसर्या प्रकारच्या रिसेप्टरचा वापर रक्तातील एड्रेनालाईनच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतो.

तांदूळ. ५.२६. ग्लायकोजेन फॉस्फोरोलिसिसची योजना

पचन दरम्यान, इन्सुलिन-ग्लुकागन निर्देशांक वाढतो आणि इन्सुलिनचा प्रभाव प्रबळ होतो. इन्सुलिन रक्तातील ग्लुकोजची एकाग्रता कमी करते, रास मार्ग, सीएएमपी फॉस्फोडीस्टेरेसद्वारे फॉस्फोरिलेशनद्वारे सक्रिय करते, जे एएमपीच्या निर्मितीसह या दुसऱ्या मेसेंजरला हायड्रोलायझ करते. इंसुलिन ग्लायकोजेन ग्रॅन्यूलच्या रास मार्ग फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेटसद्वारे देखील सक्रिय होते, जे ग्लायकोजेन सिंथेस डिफॉस्फोरिलेट्स आणि सक्रिय करते आणि फॉस्फोरिलेज किनेज आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझ स्वतः निष्क्रिय करते. इन्सुलिन सेलमधील ग्लुकोजच्या फॉस्फोरिलेशनला गती देण्यासाठी आणि ग्लायकोजेनमध्ये त्याचा समावेश करण्यासाठी ग्लुकोकिनेजच्या संश्लेषणास प्रेरित करते. अशा प्रकारे, इंसुलिन ग्लायकोजेन संश्लेषणाची प्रक्रिया सक्रिय करते आणि त्याचे विघटन रोखते.

5.2.10.3. स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेन चयापचय नियमन.तीव्र स्नायूंच्या कामाच्या बाबतीत, ग्लायकोजेनचे विघटन अॅड्रेनालाईनद्वारे प्रवेगक होते, जे 2 रिसेप्टर्सशी बांधले जाते आणि अॅडनिलेट सायक्लेस प्रणालीद्वारे फॉस्फोरिलेझ किनेज आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझचे फॉस्फोरिलेशन आणि सक्रियकरण आणि ग्लायकोजेन आणि सिंक्शन ऑफ ग्लायकोजेन 5.7. ५.२८). ग्लायकोजेनपासून तयार झालेल्या ग्लुकोज-6-फॉस्फेटच्या पुढील रूपांतरणाच्या परिणामी, एटीपीचे संश्लेषण केले जाते, जे गहन स्नायूंच्या कार्याच्या अंमलबजावणीसाठी आवश्यक आहे.

तांदूळ. ५.२७. स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज क्रियाकलापांचे नियमन (त्यानुसार)

विश्रांतीच्या वेळी, स्नायू ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज निष्क्रिय असते, कारण ते डिफॉस्फोरिलेटेड अवस्थेत असते, परंतु एटीपी हायड्रोलिसिस दरम्यान तयार झालेल्या एएमपी आणि ऑर्थोफॉस्फेटच्या मदतीने ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेज बी च्या अॅलोस्टेरिक सक्रियतेमुळे ग्लायकोजेन ब्रेकडाउन होते.

तांदूळ. ५.२८. स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेन सिंथेस क्रियाकलापांचे नियमन (त्यानुसार)

मध्यम स्नायूंच्या आकुंचनासह, फॉस्फोरिलेज किनेज अॅलोस्टरिकली (Ca 2+ आयनद्वारे) सक्रिय केले जाऊ शकते. मोटार नर्व्ह सिग्नलला प्रतिसाद म्हणून स्नायूंच्या आकुंचनाने Ca 2+ एकाग्रता वाढते. जेव्हा सिग्नल कमी केला जातो, तेव्हा Ca 2+ एकाग्रतेत घट झाल्याने किनेज क्रियाकलाप "बंद" होतो, अशा प्रकारे

Ca 2+ आयन केवळ स्नायूंच्या आकुंचनामध्येच नव्हे तर या आकुंचनांना ऊर्जा प्रदान करण्यातही गुंतलेले असतात.

Ca 2+ आयन कॅल्मोड्युलिन प्रथिनाशी बांधले जातात, या प्रकरणात किनेज सबयुनिट्सपैकी एक म्हणून काम करतात. स्नायू फॉस्फोरिलेज किनेजची रचना  4  4  4  4 आहे. केवळ -सब्युनिटमध्ये उत्प्रेरक गुणधर्म आहेत, - आणि -सब्युनिट, नियामक असल्याने, पीकेए वापरून सेरीन अवशेषांवर फॉस्फोरिलेटेड असतात, -सब्युनिट कॅल्मोड्युलिन प्रोटीनसारखेच असते (विभाग 2.3.2, भाग 2.3.2 मध्ये तपशीलवार चर्चा केली आहे. बायोकेमिस्ट्री ऑफ मूव्हमेंट"), चार Ca 2+ आयन बांधतात, ज्यामुळे रचनात्मक बदल होतात, उत्प्रेरक -सब्युनिट सक्रिय होते, जरी किनेज डिफॉस्फोरीलेटेड अवस्थेत राहते.

विश्रांतीच्या वेळी पचन दरम्यान, स्नायू ग्लायकोजेन संश्लेषण देखील होते. ग्लुकोज GLUT 4 वाहक प्रथिनांच्या मदतीने स्नायूंच्या पेशींमध्ये प्रवेश करते (इन्सुलिनच्या कृती अंतर्गत पेशींच्या पडद्यामध्ये त्यांचे एकत्रीकरण विभाग 5.2.4.3 आणि अंजीर 5.21 मध्ये तपशीलवार चर्चा केली आहे). स्नायूंमध्ये ग्लायकोजेनच्या संश्लेषणावर इंसुलिनचा प्रभाव ग्लायकोजेन सिंथेस आणि ग्लायकोजेन फॉस्फोरिलेझच्या डिफॉस्फोरिलेशनद्वारे देखील केला जातो.

५.२.११. प्रथिनांचे नॉन-एंझाइमॅटिक ग्लायकोसिलेशन.प्रथिनांच्या अनुवादानंतरच्या सुधारणांपैकी एक प्रकार म्हणजे ग्लायकोसिलट्रान्सफेरेसेस वापरून सेरीन, थ्रेओनाइन, एस्पॅरागिन आणि हायड्रॉक्सीलिसिन अवशेषांचे ग्लायकोसिलेशन. कार्बोहायड्रेट्सची उच्च एकाग्रता (शर्करा कमी करणे) पचन दरम्यान रक्तामध्ये तयार होते, प्रथिने, लिपिड्स आणि न्यूक्लिक अॅसिडचे नॉन-एंझाइमॅटिक ग्लायकोसिलेशन, ज्याला ग्लायकेशन म्हणतात, शक्य आहे. प्रथिनांसह साखरेच्या बहु-चरण परस्परसंवादामुळे निर्माण होणाऱ्या उत्पादनांना प्रगत ग्लायकेशन एंड-प्रॉडक्ट्स (AGEs) म्हणतात आणि ते अनेक मानवी प्रथिनांमध्ये आढळतात. या उत्पादनांचे अर्धे आयुष्य प्रथिनांपेक्षा जास्त असते (अनेक महिन्यांपासून अनेक वर्षांपर्यंत), आणि त्यांच्या निर्मितीचा दर साखर कमी करण्याच्या प्रदर्शनाच्या पातळी आणि कालावधीवर अवलंबून असतो. असे गृहीत धरले जाते की मधुमेह, अल्झायमर रोग आणि मोतीबिंदूमुळे उद्भवणार्या अनेक गुंतागुंत त्यांच्या निर्मितीशी संबंधित आहेत.

ग्लायकेशन प्रक्रिया दोन टप्प्यात विभागली जाऊ शकते: लवकर आणि उशीरा. ग्लायकेशनच्या पहिल्या टप्प्यावर, लाइसिनच्या -अमीनो गटाद्वारे ग्लुकोजच्या कार्बोनिल गटाचा किंवा आर्जिनिनच्या ग्वानिडिनियम गटाचा न्यूक्लियोफिलिक हल्ला होतो, परिणामी शिफ बेस तयार होतो - एन-ग्लायकोसिलिमीन (चित्र 5.29). शिफ बेसची निर्मिती ही तुलनेने जलद आणि उलट करता येणारी प्रक्रिया आहे.

पुढे पुनर्रचना येते एन- अमाडोरी उत्पादनाच्या निर्मितीसह ग्लायकोसिलिमाइन - 1-अमीनो-1-डीऑक्सीफ्रुक्टोज. या प्रक्रियेचा दर ग्लायकोसिलिमीन तयार होण्याच्या दरापेक्षा कमी आहे, परंतु शिफ बेसच्या हायड्रोलिसिसच्या दरापेक्षा लक्षणीय आहे.

तांदूळ. ५.२९. प्रोटीन ग्लायकेशनचे आकृती. कार्बोहायड्रेटचे खुले स्वरूप (ग्लूकोज) लायसिनच्या -अमीनो गटाशी प्रतिक्रिया देऊन शिफ बेस तयार करते, जे एनोलामाइनच्या मध्यवर्ती निर्मितीद्वारे केटोमाइनमध्ये अमाडोरीची पुनर्रचना करते. एस्पार्टेट आणि आर्जिनिन अवशेष लाइसिन अवशेषांजवळ असल्यास अमाडोरी पुनर्रचना वेगवान होते. केटोमाइन नंतर विविध उत्पादने देऊ शकतात (ग्लायकेशन एंड उत्पादने - AGE). डायकेटोमाइन तयार करण्यासाठी दुसऱ्या कार्बोहायड्रेट रेणूसह प्रतिक्रिया दर्शविते (त्यानुसार)

त्यामुळे, 1-अमीनो-1-डीऑक्सीफ्रुक्टोज अवशेष असलेली प्रथिने रक्तामध्ये जमा होतात. ग्लायकेशनच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर प्रथिनांमधील लाइसिनच्या अवशेषांमध्ये बदल करणे, वरवर पाहता, हिस्टिडाइन, लाइसिन किंवा आर्जिनिन अवशेषांच्या उपस्थितीमुळे सुलभ होते. प्रतिक्रिया देणारा अमीनो गट, जो आम्ल- प्रक्रियेचा मुख्य उत्प्रेरक, तसेच एस्पार्टेट अवशेष, साखरेच्या दुसऱ्या कार्बन अणूमधून प्रोटॉन खेचतो. केटोमाइन दुहेरी-ग्लाइकेटेड लाइसिन तयार करण्यासाठी इमिनो गटातील दुसरे कार्बोहायड्रेट अवशेष बांधू शकते, जे डायकेटोमाइनमध्ये बदलते (चित्र 5.29 पहा).

पुढील परिवर्तनांसह ग्लायकेशनचा शेवटचा टप्पा एन‑ग्लायकोसिलिमाइन आणि अमाडोरी उत्पादन, एक धीमी प्रक्रिया ज्यामुळे स्थिर ग्लायकेशन एंड उत्पादने (AGEs) तयार होतात. अलीकडे, α-डायकार्बोनिल संयुगे (ग्लायॉक्सल, मिथाइलग्लायॉक्सल, 3-डीऑक्सीग्लुकोझोन) च्या AGE च्या निर्मितीमध्ये थेट सहभागावर डेटा दिसून आला आहे. मध्ये vivoग्लुकोजच्या ऱ्हासाच्या वेळी आणि ग्लुकोजसह प्रथिनांच्या रचनेत लायसिनच्या बदलादरम्यान शिफ बेसच्या परिवर्तनाचा परिणाम म्हणून (चित्र 5.30). विशिष्ट reductases आणि sulhydryl संयुगे (lipoic acid, glutathione) प्रतिक्रियाशील dicarbonyl संयुगे निष्क्रिय चयापचयांमध्ये रूपांतरित करण्यास सक्षम आहेत, जे ग्लायकेशन एंड उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये कमी होण्यामध्ये परावर्तित होते.

α-dicarbonyl संयुगेच्या ε-amino गटांच्या लाइसिन अवशेषांसह किंवा प्रथिनांमधील आर्जिनिन अवशेषांच्या ग्वानिडिनियम गटांच्या प्रतिक्रियांमुळे प्रथिने क्रॉसलिंक्स तयार होतात, जे मधुमेह आणि इतर रोगांमध्ये प्रथिने ग्लायकेशनमुळे उद्भवणार्या गुंतागुंतांसाठी जबाबदार असतात. याव्यतिरिक्त, C4 आणि C5 येथे अमाडोरी उत्पादनाच्या अनुक्रमिक निर्जलीकरणाच्या परिणामी, 1-amino-4-deoxy-2,3-dione आणि -enedione तयार होतात, जे इंट्रामोलेक्युलर आणि इंटरमॉलिक्युलर प्रोटीन क्रॉसलिंक्सच्या निर्मितीमध्ये देखील भाग घेऊ शकतात. .

AGEs मध्ये वैशिष्ट्यीकृत एन ε ‑कार्बोक्सीमेथिलिसिन (CML) आणि एन ε -carboxyethyllysine (CEL), bis(lysyl)imidazole addducts (GOLD - glyoxal-lysyl-lysyl-dimer, MOLD - methylglyoxal-lysyl-lysyl-dimer, DOLD - deoxyglucoson-lysyl-lysyl-dimer), imidazolones (MG‑Glones), H आणि 3DG‑H), पायरलाइन, आर्गपायरीमिडीन, पेंटोसिडीन, क्रॉसलिन आणि वेस्परलिसिन. 5.31 काही दाखवते

तांदूळ. ५.३०. डी-ग्लूकोजच्या उपस्थितीत प्रोटीन ग्लायकेशनची योजना. बॉक्स ग्लायकेशनच्या परिणामी AGE उत्पादनांचे मुख्य पूर्ववर्ती दर्शवितो (त्यानुसार)

ग्लायकेशनची अंतिम उत्पादने. उदाहरणार्थ, पेंटोसिडीन आणि कार्बोक्झिमेथिल लायसिन (सीएमएल), ऑक्सिडेटिव्ह परिस्थितीत तयार होणारी ग्लायकेशन एंड उत्पादने, दीर्घकाळ टिकणाऱ्या प्रथिनांमध्ये आढळतात: त्वचा कोलेजन आणि लेन्स क्रिस्टलिन. कार्बोक्झिमेथिलिसिन सकारात्मक चार्ज केलेल्या अमिनो गटाऐवजी प्रथिनांमध्ये नकारात्मक चार्ज केलेल्या कार्बोक्झिल गटाचा परिचय देते, ज्यामुळे प्रथिनांच्या पृष्ठभागावरील चार्जमध्ये बदल होऊ शकतो, प्रथिनांच्या अवकाशीय संरचनेत बदल होऊ शकतो. CML हे प्रतिपिंडांनी ओळखले जाणारे प्रतिजन आहे. या उत्पादनाची मात्रा वयानुसार रेषीय वाढते. पेंटोसिडिन हे अमाडोरी उत्पादन आणि प्रथिनांच्या कोणत्याही स्थितीतील आर्जिनिन अवशेष यांच्यातील क्रॉस-लिंक (क्रॉस-लिंकिंग उत्पादन) आहे, ते एस्कॉर्बेट, ग्लुकोज, फ्रक्टोज, राइबोजपासून तयार होते, अल्झायमर रोग असलेल्या रुग्णांच्या मेंदूच्या ऊतींमध्ये आढळते, मधुमेहाच्या रुग्णांच्या त्वचेत आणि रक्ताच्या प्लाझ्मामध्ये.

ग्लायकेशन एंड उत्पादने फ्री-रॅडिकल ऑक्सिडेशनला प्रोत्साहन देऊ शकतात, प्रथिने पृष्ठभागावरील चार्ज बदलू शकतात, प्रथिनांच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये अपरिवर्तनीय क्रॉस-लिंकिंग, जे

त्यांची अवकाशीय रचना आणि कार्यप्रणाली व्यत्यय आणते, त्यांना एंजाइमॅटिक प्रोटीओलिसिसला प्रतिरोधक बनवते. या बदल्यात, फ्री-रॅडिकल ऑक्सिडेशनमुळे नॉन-एंझाइमॅटिक प्रोटीओलिसिस किंवा प्रोटीनचे विखंडन, लिपिड पेरोक्सिडेशन होऊ शकते.

बेसमेंट मेम्ब्रेन प्रथिने (कोलेजन प्रकार IV, लॅमिनिन, हेपरन सल्फेट प्रोटीओग्लायकन) वर ग्लायकेशन एंड उत्पादनांच्या निर्मितीमुळे ते घट्ट होते, केशिका लुमेन अरुंद होते आणि त्यांच्या कार्यामध्ये व्यत्यय येतो. एक्स्ट्रासेल्युलर मॅट्रिक्सचे हे उल्लंघन रक्तवाहिन्यांची रचना आणि कार्य बदलते (संवहनी भिंतीची लवचिकता कमी होते, नायट्रिक ऑक्साईडच्या वासोडिलेटिंग प्रभावाच्या प्रतिसादात बदल), एथेरोस्क्लेरोटिक प्रक्रियेच्या अधिक प्रवेगक विकासास हातभार लावतात.

ग्लायकेशन एंड उत्पादने (AGEs) फायब्रोब्लास्ट्स, टी-लिम्फोसाइट्स, मूत्रपिंडात (मेसेन्जियल पेशी), रक्तवहिन्यासंबंधी भिंतीमध्ये (एंडोथेलियम आणि गुळगुळीत स्नायू पेशी), मेंदूतील विशिष्ट AGE रिसेप्टर्सला बांधून अनेक जनुकांच्या अभिव्यक्तीवर परिणाम करतात. , तसेच यकृत आणि प्लीहामध्ये, जिथे ते जास्त प्रमाणात आढळतात, म्हणजे, मॅक्रोफेजेस समृद्ध असलेल्या ऊतींमध्ये, जे ऑक्सिजन मुक्त रॅडिकल्सची निर्मिती वाढवून या सिग्नलच्या ट्रान्सडक्शनमध्ये मध्यस्थी करतात. नंतरचे, यामधून, आण्विक घटक NF-kB चे लिप्यंतरण सक्रिय करते, जे विविध नुकसानांना प्रतिसाद देणाऱ्या अनेक जनुकांच्या अभिव्यक्तीचे नियमन करते.

प्रथिनांच्या नॉन-एंझाइमॅटिक ग्लायकोसिलेशनचे अवांछित परिणाम टाळण्याचा एक प्रभावी मार्ग म्हणजे अन्नातील कॅलरी सामग्री कमी करणे, जे रक्तातील ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत घट आणि गैर-एंझाइमॅटिक संलग्नक कमी झाल्यामुळे दिसून येते. ग्लुकोज ते दीर्घायुषी प्रथिने, जसे की हिमोग्लोबिन. ग्लुकोजच्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे प्रथिने ग्लायकोसिलेशन आणि लिपिड पेरोक्सिडेशन दोन्ही कमी होते. ग्लायकोसिलेशनचा नकारात्मक प्रभाव जेव्हा दीर्घकाळ टिकणाऱ्या प्रथिनांना ग्लुकोज जोडलेले असते तेव्हा रचना आणि कार्ये यांचे उल्लंघन आणि परिणामी प्रथिनांचे ऑक्सिडेटिव्ह नुकसान होते ज्यामुळे संक्रमण धातूच्या आयनांच्या उपस्थितीत शर्करा ऑक्सिडेशन दरम्यान मुक्त रॅडिकल्स तयार होतात. . न्यूक्लियोटाइड्स आणि डीएनए देखील नॉन-एंझाइमॅटिक ग्लायकोसिलेशनमधून जातात, ज्यामुळे थेट डीएनए नुकसान आणि दुरुस्ती प्रणाली निष्क्रिय झाल्यामुळे उत्परिवर्तन होते, ज्यामुळे गुणसूत्रांची नाजूकता वाढते. सध्या, फार्माकोलॉजिकल आणि अनुवांशिक हस्तक्षेपांचा वापर करून दीर्घकालीन प्रथिनांवर ग्लायकेशनचा प्रभाव टाळण्यासाठी दृष्टिकोनांचा अभ्यास केला जात आहे.