Synthesis ng mga taba mula sa carbohydrates. Lipid synthesis bilang isang proseso ng reserba para sa pagkuha ng enerhiya para sa katawan Structure at mga katangian ng contractile proteins

Sa katawan ng tao, ang mga carbohydrate mula sa pagkain ay maaaring magsilbing feedstock para sa fat biosynthesis; sa mga halaman, ang sucrose mula sa mga photosynthetic tissue ay maaaring magsilbing feedstock. Halimbawa, ang biosynthesis ng fats (triacylglycerols) sa ripening oilseeds ay malapit ding nauugnay sa carbohydrate metabolism. Sa mga unang yugto ng pagkahinog, ang mga selula ng pangunahing mga tisyu ng mga buto - ang mga cotyledon at endosperm - ay puno ng mga butil ng almirol. Pagkatapos lamang, sa mga huling yugto ng pagkahinog, ang mga butil ng almirol ay pinalitan ng mga lipid, ang pangunahing bahagi nito ay triacylglycerol.

Ang mga pangunahing yugto ng fat synthesis ay kinabibilangan ng pagbuo ng glycerol-3-phosphate at fatty acids mula sa carbohydrates, at pagkatapos ay ester bonds sa pagitan ng mga alcohol group ng glycerol at carboxyl group ng fatty acids:

Figure 11– Pangkalahatang pamamaraan para sa synthesis ng taba mula sa carbohydrates

Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga pangunahing yugto ng synthesis ng taba mula sa carbohydrates (tingnan ang Fig. 12).

Synthesis ng glycerol-3-phosphate

Stage I - sa ilalim ng pagkilos ng naaangkop na glycosidases, ang mga carbohydrates ay sumasailalim sa hydrolysis na may pagbuo ng monosaccharides (tingnan ang sugnay 1.1.), na kasama sa proseso ng glycolysis sa cytoplasm ng mga cell (tingnan ang Fig. 2). Ang mga intermediate na produkto ng glycolysis ay phosphodioxyacetone at 3-phosphoglyceraldehyde.

II yugto. Ang glycerol-3-phosphate ay nabuo bilang isang resulta ng pagbawas ng phosphodioxyacetone, isang intermediate na produkto ng glycolysis:

Bilang karagdagan, ang glycero-3-phosphate ay maaaring mabuo sa panahon ng madilim na yugto ng photosynthesis.

Relasyon sa pagitan ng mga lipid at carbohydrates
1. Synthesis ng mga taba mula sa carbohydrates

Figure 12 - Scheme ng conversion ng carbohydrates sa lipids

Synthesis ng mga fatty acid

Ang bloke ng gusali para sa synthesis ng mga fatty acid sa cytosol ng cell ay acetyl-CoA, na nabuo sa dalawang paraan: alinman bilang resulta ng oxidative decarboxylation ng pyruvate. (tingnan ang Fig. 12, Stage III), o bilang resulta ng -oxidation ng fatty acids (tingnan ang Fig. 5). Alalahanin na ang pagbabagong-anyo ng pyruvate na nabuo sa panahon ng glycolysis sa acetyl-CoA at ang pagbuo nito sa panahon ng β-oxidation ng mga fatty acid ay nangyayari sa mitochondria. Ang synthesis ng mga fatty acid ay nagaganap sa cytoplasm. Ang panloob na lamad ng mitochondria ay hindi natatagusan ng acetyl-CoA. Ang pagpasok nito sa cytoplasm ay isinasagawa sa pamamagitan ng uri ng pinadali na pagsasabog sa anyo ng citrate o acetylcarnitine, na sa cytoplasm ay na-convert sa acetyl-CoA, oxaloacetate o carnitine. Gayunpaman, ang pangunahing landas para sa paglipat ng acetyl-coA mula sa mitochondria patungo sa cytosol ay citrate (tingnan ang Fig. 13).

Sa una, ang intramitochondrial acetyl-CoA ay nakikipag-ugnayan sa oxaloacetate, na nagreresulta sa pagbuo ng citrate. Ang reaksyon ay na-catalyzed ng enzyme citrate synthase. Ang nagresultang citrate ay dinadala sa mitochondrial membrane papunta sa cytosol gamit ang isang espesyal na tricarboxylate transport system.

Sa cytosol, ang citrate ay tumutugon sa HS-CoA at ATP, muling nabubulok sa acetyl-CoA at oxaloacetate. Ang reaksyong ito ay na-catalyze ng ATP-citrate lyase. Nasa cytosol na, ang oxaloacetate, kasama ang partisipasyon ng cytosolic dicarboxylate transporting system, ay bumalik sa mitochondrial matrix, kung saan ito ay na-oxidize sa oxaloacetate, at sa gayon ay nakumpleto ang tinatawag na shuttle cycle:

Figure 13 - Scheme ng paglipat ng acetyl-CoA mula sa mitochondria patungo sa cytosol

Ang biosynthesis ng mga saturated fatty acid ay nangyayari sa direksyon na kabaligtaran sa kanilang -oxidation, ang paglaki ng mga hydrocarbon chain ng fatty acid ay isinasagawa dahil sa sunud-sunod na pagdaragdag ng isang two-carbon fragment (C 2) - acetyl-CoA sa kanilang mga dulo (tingnan ang Fig. 12, yugto IV.).

Ang unang reaksyon ng fatty acid biosynthesis ay ang carboxylation ng acetyl-CoA, na nangangailangan ng CO 2, ATP, Mn ions. Ang reaksyong ito ay na-catalyzed ng enzyme acetyl-CoA - carboxylase. Ang enzyme ay naglalaman ng biotin (bitamina H) bilang isang prosthetic group. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa dalawang yugto: 1 - carboxylation ng biotin na may pakikilahok ng ATP at II - paglipat ng pangkat ng carboxyl sa acetyl-CoA, na nagreresulta sa pagbuo ng malonyl-CoA:

Ang Malonyl-CoA ay ang unang partikular na produkto ng fatty acid biosynthesis. Sa pagkakaroon ng naaangkop na sistema ng enzyme, ang malonyl-CoA ay mabilis na na-convert sa mga fatty acid.

Dapat tandaan na ang rate ng fatty acid biosynthesis ay tinutukoy ng nilalaman ng mga sugars sa cell. Ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa adipose tissue ng mga tao, hayop at isang pagtaas sa rate ng glycolysis ay nagpapasigla sa synthesis ng mga fatty acid. Ito ay nagpapahiwatig na ang taba at carbohydrate metabolismo ay malapit na magkakaugnay sa isa't isa. Ang isang mahalagang papel dito ay ginampanan ng reaksyon ng carboxylation ng acetyl-CoA kasama ang pagbabago nito sa malonyl-CoA, na na-catalyzed ng acetyl-CoA carboxylase. Ang aktibidad ng huli ay nakasalalay sa dalawang mga kadahilanan: ang pagkakaroon ng mataas na molecular weight fatty acid at citrate sa cytoplasm.

Ang akumulasyon ng mga fatty acid ay may nagbabawal na epekto sa kanilang biosynthesis; pagbawalan ang aktibidad ng carboxylase.

Ang isang espesyal na tungkulin ay ibinibigay sa citrate, na isang activator ng acetyl-CoA carboxylase. Ang citrate sa parehong oras ay gumaganap ng papel ng isang link sa pagitan ng carbohydrate at fat metabolism. Sa cytoplasm, ang citrate ay may dalawahang epekto sa pagpapasigla ng fatty acid synthesis: una, bilang isang acetyl-CoA carboxylase activator at, pangalawa, bilang isang mapagkukunan ng mga grupo ng acetyl.

Ang isang napakahalagang katangian ng fatty acid synthesis ay ang lahat ng synthesis intermediate ay covalently linked sa acyl carrier protein (HS-ACP).

Ang HS-ACP ay isang mababang molecular weight na protina na thermostable, naglalaman ng aktibong HS-group at may pantothenic acid (bitamina B3) sa prosthetic group nito. Ang function ng HS-ACP ay katulad ng sa enzyme A (HS-CoA) sa fatty acid β-oxidation.

Sa panahon ng pagtatayo ng fatty acid chain, ang mga intermediate ay bumubuo ng mga ester bond na may ABP (tingnan ang Fig. 14):

Ang fatty acid chain elongation cycle ay kinabibilangan ng apat na reaksyon: 1) condensation ng acetyl-APB (C 2) na may malonyl-APB (C 3); 2) pagbawi; 3) dehydration; at 4) pangalawang pagbawi ng mga fatty acid. Sa fig. Ang 14 ay nagpapakita ng isang pamamaraan para sa synthesis ng mga fatty acid. Ang isang cycle ng fatty acid chain extension ay nagsasangkot ng apat na magkakasunod na reaksyon.

Figure 14 - Scheme para sa synthesis ng mga fatty acid

Sa unang reaksyon (1) - ang reaksyon ng condensation - ang mga acetyl at malonyl na grupo ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa upang bumuo ng acetoacetyl-ABP na may sabay-sabay na paglabas ng CO 2 (C 1). Ang reaksyong ito ay na-catalyze ng condensing enzyme na -ketoacyl-ABP synthetase. Ang CO 2 na natanggal mula sa malonyl-APB ay ang parehong CO 2 na nakibahagi sa acetyl-APB carboxylation reaction. Kaya, bilang isang resulta ng reaksyon ng condensation, ang pagbuo ng isang apat na carbon compound (C 4) mula sa dalawang-(C 2) at tatlong-carbon (C 3) na mga bahagi ay nangyayari.

Sa pangalawang reaksyon (2), ang reduction reaction na na-catalyze ng -ketoacyl-ACP reductase, acetoacetyl-ACP ay binago sa -hydroxybutyryl-ACB. Ang ahente ng pagbabawas ay NADPH + H + .

Sa ikatlong reaksyon (3) ng ikot ng pag-aalis ng tubig, ang isang molekula ng tubig ay nahahati mula sa -hydroxybutyryl-APB upang bumuo ng crotonyl-APB. Ang reaksyon ay na-catalyzed ng -hydroxyacyl-ACP dehydratase.

Ang pang-apat (panghuling) reaksyon (4) ng cycle ay ang pagbawas ng crotonil-APB sa butyryl-APB. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa ilalim ng pagkilos ng enoyl-ACP reductase. Ang papel ng pagbabawas ng ahente dito ay ginagampanan ng pangalawang molekula NADPH + H + .

Pagkatapos ang ikot ng mga reaksyon ay paulit-ulit. Sabihin natin na ang palmitic acid (C 16) ay na-synthesize. Sa kasong ito, ang pagbuo ng butyryl-ACB ay nakumpleto lamang ng una sa 7 cycle, sa bawat isa kung saan ang simula ay ang pagdaragdag ng molekula ng molonyl-ACB (3) - reaksyon (5) sa dulo ng carboxyl ng lumalagong chain ng fatty acid. Sa kasong ito, ang pangkat ng carboxyl ay natanggal sa anyo ng CO 2 (C 1). Ang prosesong ito ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

C 3 + C 2 C 4 + C 1 - 1 cycle

C 4 + C 3 C 6 + C 1 - 2 cycle

C 6 + C 3 C 8 + C 1 -3 cycle

C 8 + C 3 C 10 + C 1 - 4 na ikot

C 10 + C 3 C 12 + C 1 - 5 cycle

C 12 + C 3 C 14 + C 1 - 6 na ikot

C 14 + C 3 C 16 + C 1 - 7 cycle

Hindi lamang mas mataas na saturated fatty acid ang maaaring synthesize, kundi pati na rin ang mga unsaturated. Ang mga monounsaturated fatty acid ay nabuo mula sa mga saturated bilang resulta ng oksihenasyon (desaturation) na na-catalyze ng acyl-CoA oxygenase. Hindi tulad ng mga tisyu ng halaman, ang mga tisyu ng hayop ay may napakalimitadong kakayahan na i-convert ang mga saturated fatty acid sa mga unsaturated. Napag-alaman na ang dalawang pinakakaraniwang monounsaturated fatty acid, palmitooleic at oleic, ay na-synthesize mula sa palmitic at stearic acid. Sa katawan ng mga mammal, kabilang ang mga tao, ang linoleic (C 18:2) at linolenic (C 18:3) acid, halimbawa, ay hindi mabubuo mula sa stearic acid (C 18:0). Ang mga acid na ito ay inuri bilang mahahalagang fatty acid. Kasama rin sa mahahalagang fatty acid ang arachidic acid (C 20:4).

Kasabay ng desaturation ng mga fatty acid (ang pagbuo ng double bonds), ang kanilang pagpapahaba (pagpahaba) ay nangyayari rin. Bukod dito, ang parehong mga prosesong ito ay maaaring pagsamahin at paulit-ulit. Ang pagpapahaba ng fatty acid chain ay nangyayari sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagdaragdag ng dalawang-carbon fragment sa kaukulang acyl-CoA na may partisipasyon ng malonyl-CoA at NADPH+H + .

Ipinapakita ng Figure 15 ang mga daanan ng pagbabago ng palmitic acid sa mga reaksyon ng desaturation at pagpahaba.

Figure 15 - Scheme ng pagbabago ng saturated fatty acids

sa unsaturated

Ang synthesis ng anumang fatty acid ay nakumpleto sa pamamagitan ng cleavage ng HS-ACP mula sa acyl-ACB sa ilalim ng impluwensya ng deacylase enzyme. Halimbawa:

Ang resultang acyl-CoA ay ang aktibong anyo ng fatty acid.

Sa adipose tissue, para sa synthesis ng mga taba, ang pangunahing mga fatty acid na inilabas sa panahon ng hydrolysis ng mga taba ng XM at VLDL ay ginagamit. Ang mga fatty acid ay pumapasok sa adipocytes, na-convert sa CoA derivatives at nakikipag-ugnayan sa glycerol-3-phosphate, na bumubuo ng unang lysophosphatidic acid at pagkatapos ay phosphatidic acid. Ang Phosphatidic acid pagkatapos ng dephosphorylation ay nagiging diacylglycerol, na na-acylated upang bumuo ng triacylglycerol.

Bilang karagdagan sa mga fatty acid na pumapasok sa adipocytes mula sa dugo, ang mga cell na ito ay nag-synthesize din ng mga fatty acid mula sa mga produkto ng glucose breakdown. Sa adipocytes, upang matiyak ang mga reaksyon ng fat synthesis, ang glucose breakdown ay nangyayari sa dalawang paraan: glycolysis, na nagbibigay ng pagbuo ng glycerol-3-phosphate at acetyl-CoA, at ang pentose phosphate pathway, ang mga oxidative reactions na nagbibigay ng pagbuo ng NADPH, na nagsisilbing hydrogen donor sa mga reaksyon ng fatty acid synthesis.

Ang mga fat molecule sa adipocytes ay nagsasama-sama sa malalaking patak ng taba na walang tubig at samakatuwid ay ang pinaka-compact na anyo ng imbakan para sa mga molekula ng gasolina. Kinakalkula na kung ang enerhiya na nakaimbak sa mga taba ay naka-imbak sa anyo ng mataas na hydrated glycogen molecules, kung gayon ang timbang ng katawan ng isang tao ay tataas ng 14-15 kg. Ang atay ay ang pangunahing organ kung saan ang mga fatty acid ay synthesize mula sa mga produkto ng glycolysis. Sa makinis na ER ng mga hepatocytes, ang mga fatty acid ay isinaaktibo at agad na ginagamit para sa fat synthesis sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa glycerol-3-phosphate. Tulad ng sa adipose tissue, ang fat synthesis ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbuo ng phosphatidic acid. Ang mga taba na na-synthesize sa atay ay nakabalot sa VLDL at tinatago sa dugo

Mga uri ng lipoprotein	Mga Chylomicron (XM)	VLDL	LPPP	LDL	HDL
Tambalan, %
Mga ardilya
FL
XC
EHS
TAG
Mga pag-andar	Transport ng mga lipid mula sa mga selula ng bituka (exogenous lipids)	Transport ng mga lipid na na-synthesize sa atay (endogenous lipids)	Isang intermediate na anyo ng conversion ng VLDL sa LDL sa pamamagitan ng pagkilos ng enzyme Lp-lipase	Transport ng kolesterol sa mga tisyu	Pag-alis ng labis na kolesterol mula sa mga selula at iba pang lipoprotein. Donor ng apoproteins A, S-P
Lugar ng edukasyon	epithelium ng maliit na bituka	mga selula ng atay	Dugo	Dugo (mula sa VLDL at LPPP)	Mga selula ng atay - HDL precursors
Densidad, g/ml	0,92-0,98	0,96-1,00		1,00-1,06	1,06-1,21
Diyametro ng butil, nM	Higit sa 120	30-100		21-100	7-15
Mga pangunahing apolipoprotein	B-48 S-P E	V-100 S-P E	B-100 E	B-100	A-I C-II E

Ang komposisyon ng VLDL, bilang karagdagan sa mga taba, ay kinabibilangan ng kolesterol, phospholipids at protina - apoB-100. Ito ay isang napaka "mahabang" protina na naglalaman ng 11,536 amino acids. Ang isang molekula ng apoB-100 ay sumasakop sa ibabaw ng buong lipoprotein.

Ang VLDL mula sa atay ay tinatago sa dugo, kung saan sila, tulad ng HM, ay apektado ng Lp-lipase. Ang mga fatty acid ay pumapasok sa mga tisyu, sa partikular na mga adipocytes, at ginagamit para sa synthesis ng mga taba. Sa proseso ng pag-alis ng taba mula sa VLDL, sa ilalim ng pagkilos ng LP-lipase, ang VLDL ay unang na-convert sa LDLP, at pagkatapos ay sa LDL. Sa LDL, ang mga pangunahing sangkap ng lipid ay kolesterol at mga ester nito, kaya ang LDL ay mga lipoprotein na naghahatid ng kolesterol sa mga peripheral tissue. Ang gliserol, na inilabas mula sa mga lipoprotein, ay dinadala ng dugo sa atay, kung saan maaari itong muling magamit para sa synthesis ng mga taba.

51. Regulasyon ng glucose sa dugo.
Konsentrasyon ng glucose sa arterial blood sa araw ay pinananatili sa isang pare-parehong antas ng 60-100 mg / dl (3.3-5.5 mmol / l). Pagkatapos ng paglunok ng isang carbohydrate na pagkain, tumataas ang mga antas ng glucose sa humigit-kumulang 1 oras hanggang 150 mg/dL

kanin. 7-58. Synthesis ng taba mula sa carbohydrates. 1 - oksihenasyon ng glucose sa pyruvate at oxidative decarboxylation ng pyruvate ay humantong sa pagbuo ng acetyl-CoA; 2 - acetyl-CoA ay isang bloke ng gusali para sa synthesis ng mga fatty acid; 3 - ang mga fatty acid at a-glycerol phosphate, na nabuo sa pagbawas ng reaksyon ng dihydroxyacetone phosphate, ay kasangkot sa synthesis ng triacylglycerols.

(∼8 mmol/l, alimentary hyperglycemia), at pagkatapos ay babalik sa normal na antas (pagkatapos ng humigit-kumulang 2 oras). Ang Figure 7-59 ay nagpapakita ng isang graph ng mga pagbabago sa konsentrasyon ng glucose sa dugo sa araw na may tatlong pagkain sa isang araw.

kanin. 7-59. Mga pagbabago sa konsentrasyon ng glucose sa dugo sa araw. A, B - ang panahon ng panunaw; C, D - postabsorptive period. Ang arrow ay nagpapahiwatig ng oras ng pagkain, ang tuldok na linya ay nagpapakita ng normal na konsentrasyon ng glucose.

A. Regulasyon ng glucose sa dugo sa absorptive at post-absorptive period

Upang maiwasan ang labis na pagtaas ng konsentrasyon ng glucose sa dugo sa panahon ng panunaw, ang pagkonsumo ng glucose ng atay at kalamnan, at sa mas mababang antas ng adipose tissue, ay pangunahing kahalagahan. Dapat alalahanin na higit sa kalahati ng lahat ng glucose (60%) na nagmumula sa bituka papunta sa portal vein ay hinihigop ng atay. Humigit-kumulang 2/3 ng halagang ito ay idineposito sa atay sa anyo ng glycogen, ang natitira ay na-convert sa mga taba at na-oxidized, na nagbibigay ng ATP synthesis. Ang pagbilis ng mga prosesong ito ay pinasimulan ng pagtaas sa index ng insulin-glucagon. Ang isa pang bahagi ng glucose na nagmumula sa bituka ay pumapasok sa pangkalahatang sirkulasyon. Humigit-kumulang 2/3 ng halagang ito ay nasisipsip ng mga kalamnan at adipose tissue. Ito ay dahil sa isang pagtaas sa pagkamatagusin ng mga lamad ng mga selula ng kalamnan at taba para sa glucose sa ilalim ng impluwensya ng isang mataas na konsentrasyon ng insulin. Ang glucose ay nakaimbak sa mga kalamnan bilang glycogen at na-convert sa taba sa mga fat cells. Ang natitirang bahagi ng glucose sa pangkalahatang sirkulasyon ay nasisipsip ng ibang mga selula (insulin-independent).

Sa isang normal na ritmo ng nutrisyon at isang balanseng diyeta, ang konsentrasyon ng glucose sa dugo at ang supply ng glucose sa lahat ng mga organo ay pinananatili pangunahin dahil sa synthesis at pagkasira ng glycogen. Sa pagtatapos lamang ng isang gabing pagtulog, i.e. sa pagtatapos ng pinakamahabang pahinga sa pagitan ng mga pagkain, ang papel ng gluconeogenesis ay maaaring bahagyang tumaas, ang halaga nito ay tataas kung ang almusal ay hindi kinuha at ang pag-aayuno ay nagpapatuloy (Larawan 7-60).

kanin. 7-60. Mga mapagkukunan ng glucose sa dugo sa panahon ng panunaw at sa panahon ng pag-aayuno. 1 - sa panahon ng panunaw, ang mga karbohidrat sa pagkain ay ang pangunahing pinagmumulan ng glucose sa dugo; 2 - sa post-absorptive period, ang atay ay nagbibigay ng glucose sa dugo dahil sa mga proseso ng glycogenolysis at gluconeogenesis, at para sa 8-12 na oras ang antas ng glucose sa dugo ay pinananatili pangunahin dahil sa pagkasira ng glycogen; 3 - ang gluconeogenesis at glycogen sa atay ay pantay na kasangkot sa pagpapanatili ng mga normal na konsentrasyon ng glucose; 4 - sa araw, ang glycogen ng atay ay halos ganap na naubos, at ang rate ng gluconeogenesis ay tumataas; 5 - na may matagal na pag-aayuno (1 linggo o higit pa), bumababa ang rate ng gluconeogenesis, ngunit ang gluconeogenesis ay nananatiling tanging pinagmumulan ng glucose sa dugo.

B. Regulasyon ng glucose sa dugo sa panahon ng matinding pag-aayuno

Sa panahon ng gutom, ang mga tindahan ng glycogen sa katawan ay naubos sa unang araw, at kalaunan ay ang gluconeogenesis lamang (mula sa lactate, glycerol at amino acids) ang nagsisilbing pinagmumulan ng glucose. Kasabay nito, ang gluconeogenesis ay pinabilis, at ang glycolysis ay pinabagal dahil sa mababang konsentrasyon ng insulin at mataas na konsentrasyon ng glucagon (ang mekanismo ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay inilarawan nang mas maaga). Ngunit, bilang karagdagan, pagkatapos ng 1-2 araw, ang pagkilos ng isa pang mekanismo ng regulasyon ay makabuluhang ipinahayag - ang induction at pagsupil ng synthesis ng ilang mga enzymes: ang halaga ng glycolytic enzymes ay bumababa at, sa kabaligtaran, ang halaga ng gluconeogenesis enzymes ay tumataas. Ang mga pagbabago sa synthesis ng mga enzyme ay nauugnay din sa impluwensya ng insulin at glucagon (ang mekanismo ng pagkilos ay tinalakay sa seksyon 11).

Simula sa ikalawang araw ng pag-aayuno, naabot ang pinakamataas na rate ng gluconeogenesis mula sa mga amino acid at gliserol. Ang rate ng gluconeogenesis mula sa lactate ay nananatiling pare-pareho. Bilang resulta, humigit-kumulang 100 g ng glucose ang na-synthesize araw-araw, pangunahin sa atay.

Dapat pansinin na sa panahon ng gutom, ang glucose ay hindi ginagamit ng mga selula ng kalamnan at taba, dahil sa kawalan ng insulin ay hindi ito tumagos sa kanila at sa gayon ay nai-save upang matustusan ang utak at iba pang mga selulang umaasa sa glucose. Dahil, sa ilalim ng iba pang mga kondisyon, ang mga kalamnan ay isa sa mga pangunahing mamimili ng glucose, ang pagtigil sa pagkonsumo ng glucose ng mga kalamnan sa panahon ng gutom ay mahalaga para sa pagbibigay ng glucose sa utak. Sa sapat na mahabang pag-aayuno (ilang araw o higit pa), ang utak ay nagsisimulang gumamit ng iba pang pinagkukunan ng enerhiya (tingnan ang Seksyon 8).

Ang isang variant ng gutom ay isang hindi balanseng diyeta, sa partikular, kapag ang calorie na nilalaman ng diyeta ay naglalaman ng ilang mga carbohydrates - carbohydrate gutom. Sa kasong ito, ang gluconeogenesis ay isinaaktibo din, at ang mga amino acid at gliserol, na nabuo mula sa mga protina at taba ng pandiyeta, ay ginagamit upang synthesize ang glucose.

B. Regulasyon ng glucose sa dugo habang nagpapahinga at habang nag-eehersisyo

Parehong sa panahon ng pahinga at sa panahon ng matagal na pisikal na trabaho, ang glycogen na nakaimbak sa mga kalamnan mismo, at pagkatapos ay glucose sa dugo, ay nagsisilbing isang mapagkukunan ng glucose para sa mga kalamnan. Ito ay kilala na ang 100 g ng glycogen ay natupok sa pamamagitan ng pagtakbo para sa mga 15 minuto, at ang glycogen ay nag-iimbak sa mga kalamnan pagkatapos ng paggamit ng carbohydrate ay maaaring 200-300 g. Ipinapakita ng Figure 7-61 ang mga halaga ng liver glycogen at gluconeogenesis upang magbigay ng glucose para sa trabaho ng kalamnan ng iba't ibang tagal. Ang regulasyon ng glycogen mobilization sa kalamnan at atay, pati na rin ang gluconeogenesis sa atay, ay inilarawan dati (Kabanata VII, X).

kanin. 7-61. Ang kontribusyon ng liver glycogen at gluconeogenesis sa pagpapanatili ng mga antas ng glucose sa dugo sa panahon ng pahinga at sa panahon ng matagal na ehersisyo. Ang madilim na bahagi ng column ay ang kontribusyon ng liver glycogen sa pagpapanatili ng blood glucose levels; liwanag - ang kontribusyon ng gluconeogenesis. Sa pagtaas ng tagal ng pisikal na aktibidad mula 40 minuto (2) hanggang 210 minuto (3), ang pagkasira ng glycogen at gluconeogenesis ay halos pantay na nagbibigay ng glucose sa dugo. 1 - estado ng pahinga (postabsorptive period); 2.3 - pisikal na aktibidad.

Kaya, ang impormasyon sa itaas ay nagbibigay-daan sa amin upang tapusin na ang koordinasyon ng mga rate ng glycolysis, gluconeogenesis, synthesis at pagkasira ng glycogen na may pakikilahok ng mga hormone ay nagbibigay:

pinipigilan ang labis na pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo pagkatapos kumain;

imbakan ng glycogen at paggamit nito sa pagitan ng mga pagkain;
supply ng glucose sa mga kalamnan, ang pangangailangan para sa kung saan ay mabilis na tumataas sa panahon ng muscular work;
supply ng glucose sa mga cell na, sa panahon ng gutom, pangunahing gumagamit ng glucose bilang pinagmumulan ng enerhiya (nerve cells, erythrocytes, kidney medulla, testes).

52. Insulin. Istraktura, pagbuo mula sa proinsulin. Pagbabago sa konsentrasyon depende sa diyeta.
Insulin- isang protina na hormone na na-synthesize at itinago sa dugo ng mga p-cell ng mga islet ng Langerhans ng pancreas, ang mga β-cell ay sensitibo sa mga pagbabago sa glucose sa dugo at naglalabas ng insulin bilang tugon sa pagtaas ng nilalaman nito pagkatapos kumain. Ang transport protein (GLUT-2), na nagsisiguro sa pagpasok ng glucose sa β-cells, ay may mababang affinity para dito. Dahil dito, ang protina na ito ay nagdadala ng glucose sa pancreatic cell lamang pagkatapos na ang nilalaman nito sa dugo ay higit sa normal na antas (higit sa 5.5 mmol / l).

Sa β-cells, ang glucose ay phosphorylated ng glucokinase, na mayroon ding mataas na K m para sa glucose - 12 mmol/L. Ang rate ng glucose phosphorylation sa pamamagitan ng glucokinase sa β-cells ay direktang proporsyonal sa konsentrasyon nito sa dugo.

Ang synthesis ng insulin ay kinokontrol ng glucose. Ang glucose (o ang mga metabolite nito) ay lumilitaw na direktang kasangkot sa regulasyon ng pagpapahayag ng gene ng insulin. Ang pagtatago ng insulin at glucagon ay kinokontrol din ng glucose, na nagpapasigla sa pagtatago ng insulin mula sa mga β-cell at pinipigilan ang pagtatago ng glucagon mula sa mga α-cell. Bilang karagdagan, ang insulin mismo ay binabawasan ang pagtatago ng glucagon (tingnan ang seksyon 11).

Ang synthesis at release ng insulin ay isang kumplikadong proseso na kinabibilangan ng ilang hakbang. Sa una, ang isang hindi aktibong hormone precursor ay nabuo, na, pagkatapos ng isang serye ng mga pagbabagong kemikal, ay nagiging isang aktibong anyo sa panahon ng pagkahinog. Ang insulin ay ginawa sa buong araw, hindi lamang sa gabi.

Ang gene na naka-encode sa pangunahing istraktura ng insulin precursor ay matatagpuan sa maikling braso ng chromosome 11.

Sa ribosomes ng magaspang na endoplasmic reticulum, isang precursor peptide ay synthesized - ang tinatawag na. preproinsulin. Ito ay isang polypeptide chain na binuo mula sa 110 amino acid residues at may kasamang sequentially located: L-peptide, B-peptide, C-peptide at A-peptide.

Halos kaagad pagkatapos ng synthesis sa ER, ang isang signal (L) na peptide ay natanggal mula sa molekula na ito, isang pagkakasunud-sunod ng 24 na amino acid na kinakailangan para sa pagpasa ng synthesized na molekula sa pamamagitan ng hydrophobic lipid membrane ng ER. Ang proinsulin ay nabuo, na dinadala sa Golgi complex, pagkatapos ay sa mga tangke kung saan nangyayari ang tinatawag na pagkahinog ng insulin.

Ang maturation ay ang pinakamahabang yugto ng pagbuo ng insulin. Sa proseso ng pagkahinog, ang isang C-peptide, isang fragment ng 31 amino acid na nagkokonekta sa B-chain at A-chain, ay pinutol mula sa molekula ng proinsulin sa tulong ng mga tiyak na endopeptidases. Iyon ay, ang molekula ng proinsulin ay nahahati sa insulin at isang biologically inert peptide residue.

Sa secretory granules, ang insulin ay pinagsama sa mga zinc ions upang bumuo ng mga crystalline na hexameric aggregate. .

53. Ang papel ng insulin sa regulasyon ng metabolismo ng carbohydrate, lipid at amino acid.
Sa isang paraan o iba pa, ang insulin ay nakakaapekto sa lahat ng uri ng metabolismo sa buong katawan. Gayunpaman, una sa lahat, ang pagkilos ng insulin ay may kinalaman sa metabolismo ng mga karbohidrat. Ang pangunahing epekto ng insulin sa metabolismo ng karbohidrat ay nauugnay sa pagtaas ng transportasyon ng glucose sa mga lamad ng cell. Ang pag-activate ng insulin receptor ay nagpapalitaw ng isang intracellular na mekanismo na direktang nakakaapekto sa pagpasok ng glucose sa cell sa pamamagitan ng pag-regulate ng dami at paggana ng mga protina ng lamad na nagdadala ng glucose sa cell.

Sa pinakadakilang lawak, ang transportasyon ng glucose sa dalawang uri ng mga tisyu ay nakasalalay sa insulin: kalamnan tissue (myocytes) at adipose tissue (adipocytes) - ito ang tinatawag na. mga tisyu na umaasa sa insulin. Binubuo ang halos 2/3 ng buong masa ng cell ng katawan ng tao, nagsasagawa sila ng mga mahahalagang tungkulin sa katawan tulad ng paggalaw, paghinga, sirkulasyon ng dugo, atbp., Iniimbak nila ang enerhiya na inilabas mula sa pagkain.

Mekanismo ng pagkilos

Tulad ng ibang mga hormone, kumikilos ang insulin sa pamamagitan ng isang receptor ng protina.

Ang insulin receptor ay isang kumplikadong integral cell membrane protein na binuo mula sa 2 subunits (a at b), bawat isa ay nabuo ng dalawang polypeptide chain.

Ang insulin na may mataas na pagtitiyak ay nagbubuklod at kinikilala ng α-subunit ng receptor, na nagbabago sa conformation nito kapag ang hormone ay nakakabit. Ito ay humahantong sa paglitaw ng aktibidad ng tyrosine kinase sa b subunit, na nag-trigger ng isang branched chain ng enzyme activation reactions na nagsisimula sa receptor autophosphorylation.

Ang buong kumplikado ng mga biochemical na kahihinatnan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng insulin at ang receptor ay hindi pa ganap na malinaw, gayunpaman, ito ay kilala na sa intermediate na yugto, ang pagbuo ng pangalawang messenger ay nangyayari: diacylglycerols at inositol triphosphate, isa sa mga epekto nito ay ang pag-activate ng enzyme - protina kinase C, na may phosphorylating (at pag-activate) na pagkilos nito sa mga enzyme at nauugnay na mga pagbabago sa intracellular metabolism.

Ang pagtaas sa pagpasok ng glucose sa cell ay nauugnay sa pag-activate ng epekto ng mga mediator ng insulin sa pagsasama ng mga cytoplasmic vesicle na naglalaman ng glucose transporter protein GLUT 4 sa lamad ng cell.

Mga pisyolohikal na epekto ng insulin

Ang insulin ay may kumplikado at multifaceted na epekto sa metabolismo at enerhiya. Marami sa mga epekto ng insulin ay natanto sa pamamagitan ng kakayahang kumilos sa aktibidad ng isang bilang ng mga enzyme.

Ang insulin ay ang tanging hormone na nagpapababa ng glucose sa dugo, ito ay natanto sa pamamagitan ng:

nadagdagan ang pagsipsip ng glucose at iba pang mga sangkap ng mga selula;

pag-activate ng mga pangunahing enzyme ng glycolysis;

isang pagtaas sa intensity ng glycogen synthesis - pinapalakas ng insulin ang pag-iimbak ng glucose ng mga selula ng atay at kalamnan sa pamamagitan ng pagpo-polimerize nito sa glycogen;

pagbaba sa intensity ng gluconeogenesis - ang pagbuo ng glucose sa atay mula sa iba't ibang mga sangkap ay bumababa

Mga Epekto ng Anabolic

pinahuhusay ang pagsipsip ng mga amino acid (lalo na ang leucine at valine) ng mga selula;

pinahuhusay ang transportasyon ng mga potassium ions, pati na rin ang magnesium at phosphate sa cell;

pinahuhusay ang pagtitiklop ng DNA at biosynthesis ng protina;

pinahuhusay ang synthesis ng mga fatty acid at ang kanilang kasunod na esterification - sa adipose tissue at sa atay, ang insulin ay nagtataguyod ng conversion ng glucose sa triglycerides; na may kakulangan ng insulin, ang kabaligtaran ay nangyayari - ang pagpapakilos ng mga taba.

Mga epektong anti-catabolic

pinipigilan ang hydrolysis ng protina - binabawasan ang pagkasira ng protina;

binabawasan ang lipolysis - binabawasan ang daloy ng mga fatty acid sa dugo.

54. Diabetes mellitus. Ang pinakamahalagang pagbabago sa hormonal status at metabolism.55. Ang pathogenesis ng mga pangunahing sintomas ng diabetes mellitus.

Diabetes. Ang insulin ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa regulasyon ng glycolysis at gluconeogenesis. Sa hindi sapat na nilalaman ng insulin, nangyayari ang isang sakit na tinatawag na "diabetes mellitus": tumataas ang konsentrasyon ng glucose sa dugo (hyperglycemia), lumilitaw ang glucose sa ihi (glucosuria) at bumababa ang nilalaman ng glycogen sa atay. Ang tissue ng kalamnan sa parehong oras ay nawawalan ng kakayahang magamit ang glucose sa dugo. Sa atay, na may pangkalahatang pagbaba sa intensity ng mga proseso ng biosynthetic: biosynthesis ng mga protina, synthesis ng mga fatty acid mula sa mga produkto ng pagkasira ng glucose, isang pagtaas ng synthesis ng gluconeogenesis enzymes ay sinusunod. Kapag ang insulin ay ibinibigay sa mga pasyente na may diabetes, ang mga metabolic shift ay naitama: ang pagkamatagusin ng mga lamad ng selula ng kalamnan para sa glucose ay na-normalize, ang ratio sa pagitan ng glycolysis at gluconeogenesis ay naibalik. Kinokontrol ng insulin ang mga prosesong ito sa antas ng genetic bilang isang inducer ng synthesis ng mga pangunahing enzyme ng glycolysis: hexokinase, phosphofructokinase at pyruvate kinase. Induces din ng insulin ang synthesis ng glycogen synthase. Kasabay nito, ang insulin ay gumaganap bilang isang repressor ng synthesis ng mga pangunahing enzyme ng gluconeogenesis. Dapat pansinin na ang mga glucocorticoids ay nagsisilbing mga inducers ng synthesis ng gluconeogenesis enzymes. Sa pagsasaalang-alang na ito, na may kakulangan sa insular at pagpapanatili o kahit na pagtaas ng pagtatago ng corticosteroids (sa partikular, sa diyabetis), ang pag-aalis ng impluwensya ng insulin ay humahantong sa isang matalim na pagtaas sa synthesis at konsentrasyon ng mga glucone enzymes.

Mayroong dalawang pangunahing punto sa pathogenesis ng diabetes mellitus:

1) hindi sapat na paggawa ng insulin ng mga endocrine cells ng pancreas,

2) isang paglabag sa pakikipag-ugnayan ng insulin sa mga selula ng mga tisyu ng katawan (insulin resistance) bilang isang resulta ng isang pagbabago sa istraktura o isang pagbawas sa bilang ng mga tiyak na receptor para sa insulin, isang pagbabago sa istraktura ng insulin mismo, o isang paglabag sa mga intracellular na mekanismo ng paghahatid ng signal mula sa mga organelle cell receptors.

Mayroong namamana na predisposisyon sa diyabetis. Kung ang isa sa mga magulang ay may sakit, kung gayon ang posibilidad na magmana ng type 1 diabetes ay 10%, at ang type 2 diabetes ay 80%.

Pancreatic insufficiency (type 1 diabetes) Ang unang uri ng disorder ay katangian ng type 1 diabetes (isang hindi napapanahong pangalan ay insulin-dependent diabetes). Ang panimulang punto sa pag-unlad ng ganitong uri ng diabetes ay ang napakalaking pagkasira ng mga endocrine cells ng pancreas (ang mga islet ng Langerhans) at, bilang isang resulta, isang kritikal na pagbaba sa antas ng insulin sa dugo. Ang napakalaking pagkamatay ng mga endocrine cell ng pancreas ay maaaring mangyari sa kaso ng mga impeksyon sa viral, cancer, pancreatitis, nakakalason na sugat ng pancreas, mga kondisyon ng stress, iba't ibang mga sakit sa autoimmune kung saan ang mga cell ng immune system ay gumagawa ng mga antibodies laban sa pancreatic β-cells, na sinisira ang mga ito. . Ang ganitong uri ng diabetes, sa karamihan ng mga kaso, ay tipikal para sa mga bata at kabataan (hanggang 40 taon). Sa mga tao, ang sakit na ito ay madalas na tinutukoy ng genetic at sanhi ng mga depekto sa isang bilang ng mga gene na matatagpuan sa ika-6 na kromosoma. Ang mga depektong ito ay bumubuo ng isang predisposisyon sa autoimmune aggression ng katawan laban sa mga pancreatic cells at masamang nakakaapekto sa regenerative capacity ng β-cells. Ang batayan ng pinsala sa autoimmune sa mga selula ay ang kanilang pinsala sa pamamagitan ng anumang mga ahente ng cytotoxic. Ang sugat na ito ay nagiging sanhi ng pagpapalabas ng mga autoantigen na nagpapasigla sa aktibidad ng mga macrophage at T-killer, na humahantong sa pagbuo at paglabas sa dugo ng mga interleukin sa mga konsentrasyon na may nakakalason na epekto sa mga pancreatic cells. Gayundin, ang mga selula ay nasira ng mga macrophage na matatagpuan sa mga tisyu ng glandula. Gayundin, ang mga nakakapukaw na kadahilanan ay maaaring maging matagal na hypoxia ng mga pancreatic cell at isang mataas na karbohidrat, mayaman sa taba at mahinang protina na diyeta, na humahantong sa pagbawas sa aktibidad ng pagtatago ng mga islet cell at, sa mahabang panahon, hanggang sa kanilang kamatayan. Matapos ang simula ng napakalaking pagkamatay ng cell, ang mekanismo ng kanilang pinsala sa autoimmune ay na-trigger.

Extrapancreatic insufficiency (type 2 diabetes). Type 2 diabetes (isang hindi napapanahong pangalan ay di-insulin-dependent diabetes) ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga karamdamang ipinahiwatig sa talata 2 (tingnan sa itaas). Sa ganitong uri ng diabetes, ang insulin ay ginawa sa normal o kahit na tumaas na mga halaga, ngunit ang mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng insulin at mga selula ng katawan (insulin resistance) ay nagambala. Ang pangunahing sanhi ng paglaban sa insulin ay isang paglabag sa mga function ng mga receptor ng lamad ng insulin sa labis na katabaan (ang pangunahing kadahilanan ng panganib, 80% ng mga pasyente ng diabetes ay sobra sa timbang) - ang mga receptor ay hindi na nakikipag-ugnayan sa hormone dahil sa mga pagbabago sa kanilang istraktura o dami . Gayundin, sa ilang uri ng type 2 diabetes, ang istraktura ng insulin mismo (mga genetic na depekto) ay maaaring maabala. Kasama ng labis na katabaan, mas matanda na edad, masamang gawi, arterial hypertension, talamak na labis na pagkain, laging nakaupo sa pamumuhay ay mga panganib na kadahilanan din para sa type 2 diabetes. Sa pangkalahatan, ang ganitong uri ng diabetes ay kadalasang nakakaapekto sa mga taong higit sa 40 taong gulang. Ang isang genetic predisposition sa type 2 diabetes ay napatunayan, gaya ng ipinahiwatig ng isang 100% na tugma sa pagkakaroon ng sakit sa homozygous twins. Sa type 2 diabetes mellitus, madalas na may paglabag sa circadian rhythms ng insulin synthesis at medyo matagal na kawalan ng mga pagbabago sa morphological sa mga tisyu ng pancreas. Ang sakit ay batay sa acceleration ng insulin inactivation o tiyak na pagkasira ng insulin receptors sa mga lamad ng insulin-dependent cells. Ang pagbilis ng pagkasira ng insulin ay madalas na nangyayari sa pagkakaroon ng porto-caval anastomoses at, bilang isang resulta, ang mabilis na daloy ng insulin mula sa pancreas patungo sa atay, kung saan ito ay mabilis na nawasak. Ang pagkasira ng mga receptor ng insulin ay isang kinahinatnan ng proseso ng autoimmune, kapag ang mga autoantibodies ay nakikita ang mga receptor ng insulin bilang mga antigens at sinisira ang mga ito, na humahantong sa isang makabuluhang pagbaba sa sensitivity ng insulin ng mga cell na umaasa sa insulin. Ang pagiging epektibo ng insulin sa parehong konsentrasyon sa dugo ay nagiging hindi sapat upang matiyak ang sapat na metabolismo ng carbohydrate.

Bilang resulta, nagkakaroon ng pangunahin at pangalawang karamdaman.

Pangunahin.

Nabawasan ang synthesis ng glycogen

Pagbawas ng rate ng reaksyon ng gluconidase

Pagpapabilis ng gluconeogenesis sa atay

Glucosuria

hyperglycemia

Pangalawa

Nabawasan ang glucose tolerance

Pabagalin ang synthesis ng protina

Paghina ng synthesis ng fatty acid

Pagpapabilis ng paglabas ng protina at fatty acid mula sa depot

Ang yugto ng mabilis na pagtatago ng insulin sa mga β-cell ay nabalisa sa panahon ng hyperglycemia.

Bilang resulta ng mga paglabag sa metabolismo ng karbohidrat sa mga selula ng pancreas, ang mekanismo ng exocytosis ay nagambala, na, naman, ay humahantong sa paglala ng mga karamdaman sa metabolismo ng karbohidrat. Kasunod ng mga karamdaman sa metabolismo ng karbohidrat, ang mga karamdaman sa metabolismo ng taba at protina ay natural na nagsisimulang magkaroon. Anuman ang mga mekanismo ng pag-unlad, isang karaniwang katangian ng lahat ng uri ng diabetes ay isang patuloy na pagtaas ng mga antas ng glucose sa dugo at isang metabolic disorder ng mga tisyu ng katawan na hindi na kaya upang sumipsip ng glucose.

Ang kawalan ng kakayahan ng mga tisyu na gumamit ng glucose ay humahantong sa pagtaas ng catabolism ng mga taba at protina na may pag-unlad ng ketoacidosis.

Ang pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo ay humahantong sa pagtaas ng osmotic pressure ng dugo, na nagiging sanhi ng malubhang pagkawala ng tubig at mga electrolyte sa ihi.

Ang patuloy na pagtaas sa konsentrasyon ng glucose sa dugo ay negatibong nakakaapekto sa kondisyon ng maraming mga organo at tisyu, na sa huli ay humahantong sa pagbuo ng mga malubhang komplikasyon, tulad ng diabetic nephropathy, neuropathy, ophthalmopathy, micro- at macroangiopathy, iba't ibang uri ng diabetic coma at iba pa.

Sa mga pasyente na may diyabetis, mayroong pagbaba sa reaktibiti ng immune system at isang matinding kurso ng mga nakakahawang sakit.

Ang diabetes mellitus, tulad ng, halimbawa, hypertension, ay isang genetically, pathophysiologically, clinically heterogenous na sakit.

56. Biochemical na mekanismo ng pag-unlad ng diabetic coma.57. Pathogenesis ng mga huling komplikasyon ng diabetes mellitus (micro- at macroangiopathy, retinopathy, nephropathy, cataract).

Ang mga huling komplikasyon ng diabetes mellitus ay isang pangkat ng mga komplikasyon na tumatagal ng mga buwan, at sa karamihan ng mga kaso, mga taon, upang bumuo.

Ang diabetic retinopathy ay pinsala sa retina sa anyo ng microaneurysms, pinpoint at spotted hemorrhages, solid exudates, edema, at pagbuo ng mga bagong vessel. Nagtatapos sa pagdurugo sa fundus, maaaring humantong sa retinal detachment. Ang mga unang yugto ng retinopathy ay tinutukoy sa 25% ng mga pasyente na may bagong diagnosed na type 2 diabetes mellitus. Ang saklaw ng retinopathy ay tumataas ng 8% bawat taon, kaya pagkatapos ng 8 taon mula sa pagsisimula ng sakit, ang retinopathy ay napansin na sa 50% ng lahat ng mga pasyente, at pagkatapos ng 20 taon sa humigit-kumulang 100% ng mga pasyente. Ito ay mas karaniwan sa uri 2, ang antas ng kalubhaan nito ay nauugnay sa kalubhaan ng neuropathy. Ang pangunahing sanhi ng pagkabulag sa nasa katanghaliang-gulang at matatandang tao.

Ang diabetic micro- at macroangiopathy ay isang paglabag sa vascular permeability, isang pagtaas sa kanilang hina, isang pagkahilig sa trombosis at pag-unlad ng atherosclerosis (ito ay nangyayari nang maaga, pangunahin ang mga maliliit na sisidlan ay apektado).

Diabetic polyneuropathy - kadalasan sa anyo ng bilateral peripheral neuropathy ng uri ng "guwantes at medyas", na nagsisimula sa mas mababang bahagi ng mga paa't kamay. Ang pagkawala ng sakit at sensitivity ng temperatura ay ang pinakamahalagang salik sa pag-unlad ng mga neuropathic ulcers at joint dislocations. Ang mga sintomas ng peripheral neuropathy ay pamamanhid, nasusunog na pandamdam, o paresthesia na nagsisimula sa distal na bahagi ng paa. Nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng mga sintomas sa gabi. Ang pagkawala ng sensasyon ay humahantong sa madaling mangyari na mga pinsala.

Diabetic nephropathy - pinsala sa bato, una sa anyo ng microalbuminuria (paglabas ng protina ng albumin sa ihi), pagkatapos ay proteinuria. Humantong sa pag-unlad ng talamak na pagkabigo sa bato.

Diabetic arthropathy - joint pain, "crunching", limitadong kadaliang kumilos, isang pagbawas sa dami ng synovial fluid at isang pagtaas sa lagkit nito.

Diabetic ophthalmopathy - maagang pag-unlad ng cataracts (clouding of the lens), retinopathy (retinal damage).

Diabetic encephalopathy - mga pagbabago sa kaisipan at mood, emosyonal na lability o depresyon.

Ang paa ng diabetes ay isang sugat ng mga paa ng isang pasyente na may diabetes mellitus sa anyo ng mga purulent-necrotic na proseso, ulser at osteoarticular lesyon, na nangyayari laban sa background ng mga pagbabago sa peripheral nerves, mga daluyan ng dugo, balat at malambot na mga tisyu, buto at kasukasuan. . Ito ang pangunahing sanhi ng amputation sa mga pasyenteng may diabetes.

Ang diabetic coma ay isang kondisyon na nabubuo dahil sa kakulangan ng insulin sa katawan sa mga pasyenteng may diabetes mellitus.

Hypoglycemic coma - mula sa kakulangan ng asukal sa dugo - Ang hypoglycemic coma ay bubuo kapag ang antas ng asukal sa dugo ay bumaba sa ibaba 2.8 mmol / l, na sinamahan ng paggulo ng sympathetic nervous system at dysfunction ng central nervous system. Sa hypoglycemia, ang isang koma ay nabubuo nang talamak, ang pasyente ay nakakaramdam ng panginginig, gutom, nanginginig sa katawan, nawalan ng malay, at paminsan-minsan ay may mga maikling kombulsyon. Sa pagkawala ng kamalayan, ang labis na pagpapawis ay nabanggit: ang pasyente ay basa, "hindi bababa sa pisilin ito", ang pawis ay malamig.

Hyperglycemic coma - mula sa labis na asukal sa dugo - ang hyperglycemic coma ay unti-unting bubuo, sa loob ng isang araw o higit pa, na sinamahan ng tuyong bibig, ang pasyente ay umiinom ng maraming, kung sa sandaling ito ay kinuha ang dugo para sa pagtatasa ng asukal; pagkatapos ay ang mga tagapagpahiwatig ay nadagdagan (karaniwang 3.3-5.5 mmol / l) ng 2-3 beses. Ang hitsura nito ay nauuna sa karamdaman, pagkawala ng gana, sakit ng ulo, paninigas ng dumi o pagtatae, pagduduwal, kung minsan ay sakit ng tiyan, at paminsan-minsan ay pagsusuka. Kung sa paunang panahon ng pag-unlad ng isang diabetic coma, ang paggamot ay hindi nagsimula sa isang napapanahong paraan, ang pasyente ay napupunta sa isang estado ng pagpapatirapa (kawalang-interes, pagkalimot, pag-aantok); nagdilim ang kanyang kamalayan. Ang isang natatanging tampok ng isang pagkawala ng malay ay na, bilang karagdagan sa isang kumpletong pagkawala ng kamalayan, ang balat ay tuyo, mainit sa pagpindot, ang amoy ng mansanas o acetone mula sa bibig, isang mahinang pulso, mababang presyon ng dugo. Ang temperatura ng katawan ay normal o bahagyang tumaas. Ang mga eyeballs ay malambot sa pagpindot.

Ang biosynthesis ng mga fatty acid ay pinakaaktibong nangyayari sa cytosol ng mga selula ng atay, bituka, adipose tissue sa pamamahinga o pagkatapos kumain.

Biosynthesis, lokalisasyon at akumulasyon ng mga coumarin sa mga halaman

Mga pagbabago sa biochemical at physico-chemical sa mga taba sa panahon ng pagproseso at pag-iimbak

Ang mga taba ay na-synthesize mula sa glycerol at fatty acid.

Ang gliserin sa katawan ay nangyayari sa panahon ng pagkasira ng taba (pagkain at sarili), at madali ring nabuo mula sa mga karbohidrat.

Ang mga fatty acid ay synthesize mula sa acetyl coenzyme A. Ang acetyl coenzyme A ay isang unibersal na metabolite. Ang synthesis nito ay nangangailangan ng hydrogen at ang enerhiya ng ATP. Ang hydrogen ay nakukuha mula sa NADP.H2. Tanging ang mga saturated at monosaturated (may isang double bond) na mga fatty acid ang na-synthesize sa katawan. Ang mga fatty acid na may dalawa o higit pang double bond sa isang molekula, na tinatawag na polyunsaturated fatty acids, ay hindi na-synthesize sa katawan at dapat ibigay sa pagkain. Para sa synthesis ng taba, maaaring gamitin ang mga fatty acid - mga produkto ng hydrolysis ng pagkain at sariling taba.

Ang lahat ng mga kalahok sa synthesis ng taba ay dapat nasa isang aktibong anyo: gliserol sa anyo glycerophosphate, at mga fatty acid sa anyo acetyl coenzyme A. Ang synthesis ng taba ay isinasagawa sa cytoplasm ng mga cell (pangunahin ang adipose tissue, atay, maliit na bituka). Ang mga fat synthesis pathway ay ipinapakita sa diagram.

Dapat tandaan na ang glycerol at fatty acid ay maaaring makuha mula sa carbohydrates. Samakatuwid, sa labis na pagkonsumo ng mga ito laban sa background ng isang laging nakaupo na pamumuhay, ang labis na katabaan ay bubuo.

DAP - dihydroacetone phosphate,

Ang DAG ay diacylglycerol.

TAG, triacylglycerol.

Pangkalahatang katangian ng lipoproteins. Ang mga lipid sa kapaligiran ng tubig (at samakatuwid ay nasa dugo) ay hindi matutunaw, samakatuwid, para sa transportasyon ng mga lipid sa pamamagitan ng dugo, ang mga complex ng lipid na may mga protina ay nabuo sa katawan - lipoproteins.

Ang lahat ng mga uri ng lipoprotein ay may katulad na istraktura - isang hydrophobic core at isang hydrophilic layer sa ibabaw. Ang hydrophilic layer ay nabuo ng mga protina, na tinatawag na apoproteins, at amphiphilic lipid molecules, phospholipids at cholesterol. Ang mga hydrophilic group ng mga molekulang ito ay nakaharap sa aqueous phase, habang ang mga hydrophobic na bahagi ay nakaharap sa hydrophobic core ng lipoprotein, na naglalaman ng transported lipids.

Mga apoprotein magsagawa ng ilang mga function:

Bumuo ng istraktura ng lipoproteins;

Makipag-ugnayan sa mga receptor sa ibabaw ng mga selula at sa gayon ay matukoy kung aling mga tisyu ang kukuha ng ganitong uri ng lipoprotein;

Nagsisilbing mga enzyme o activator ng mga enzyme na kumikilos sa mga lipoprotein.

Mga lipoprotein. Ang mga sumusunod na uri ng lipoprotein ay synthesize sa katawan: chylomicrons (XM), very low density lipoproteins (VLDL), intermediate density lipoproteins (IDL), low density lipoproteins (LDL) at high density lipoproteins (HDL). Ang bawat uri ng LP ay nabuo sa iba't ibang mga tisyu at nagdadala ng ilang mga lipid. Halimbawa, ang XM ay nagdadala ng mga exogenous (dietary fats) mula sa bituka patungo sa mga tisyu, kaya ang triacylglycerols ay bumubuo ng hanggang 85% ng masa ng mga particle na ito.

Mga katangian ng lipoproteins. Ang mga LP ay lubos na natutunaw sa dugo, hindi opalescent, dahil mayroon silang maliit na sukat at negatibong singil sa

ibabaw. Ang ilang mga gamot ay madaling dumaan sa mga dingding ng mga capillary ng mga daluyan ng dugo at naghahatid ng mga lipid sa mga selula. Ang malaking sukat ng HM ay hindi nagpapahintulot sa kanila na tumagos sa mga dingding ng mga capillary, kaya mula sa mga selula ng bituka ay pumasok muna sila sa lymphatic system at pagkatapos ay sa pamamagitan ng pangunahing daloy ng thoracic duct sa dugo kasama ang lymph. Ang kapalaran ng mga fatty acid, gliserol at natitirang chylomicrons. Bilang resulta ng pagkilos ng LP-lipase sa XM fats, nabubuo ang mga fatty acid at glycerol. Ang pangunahing masa ng mga fatty acid ay tumagos sa mga tisyu. Sa adipose tissue sa panahon ng pagsipsip, ang mga fatty acid ay idineposito sa anyo ng mga triacylglycerols, sa kalamnan ng puso at gumaganang mga kalamnan ng kalansay na ginagamit ito bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Ang isa pang produkto ng fat hydrolysis, glycerol, ay natutunaw sa dugo at dinadala sa atay, kung saan maaari itong magamit para sa fat synthesis sa panahon ng pagsipsip.

Hyperchylomicronemia, hypertriglyceronemia. Pagkatapos ng paglunok ng pagkain na naglalaman ng mga taba, bubuo ang physiological hypertriglyceronemia at, nang naaayon, hyperchylomicronemia, na maaaring tumagal ng hanggang ilang oras. Ang rate ng pag-alis ng HM mula sa bloodstream ay depende sa:

aktibidad ng LP-lipase;

Ang pagkakaroon ng HDL, na nagbibigay ng apoproteins C-II at E para sa HM;

Mga aktibidad sa paglilipat ng apoC-II at apoE sa HM.

Ang mga genetic na depekto sa alinman sa mga protina na kasangkot sa metabolismo ng CM ay humantong sa pagbuo ng familial hyperchylomicronemia, type I hyperlipoproteinemia.

Sa mga halaman ng parehong species, ang komposisyon at mga katangian ng taba ay maaaring mag-iba depende sa klimatiko na kondisyon ng paglago. Ang nilalaman at kalidad ng mga taba sa mga hilaw na materyales ng hayop ay nakasalalay din sa lahi, edad, antas ng katabaan, kasarian, panahon ng taon, atbp.

Ang mga taba ay malawakang ginagamit sa paggawa ng maraming mga produkto ng pagkain, mayroon silang mataas na calorie na nilalaman at nutritional value, na nagiging sanhi ng pangmatagalang pakiramdam ng pagkabusog. Ang mga taba ay mahalagang panlasa at mga bahagi ng istruktura sa proseso ng paghahanda ng pagkain, ay may malaking epekto sa hitsura ng pagkain. Kapag nagprito, ang taba ay gumaganap ng papel ng isang daluyan ng paglipat ng init.

Pangalan ng produkto		Pangalan ng produkto	Tinatayang nilalaman ng mga taba sa mga produktong pagkain, % ng basang timbang
Mga buto:		Rye bread	1,20
Sunflower	35-55	Sariwang gulay	0,1-0,5
abaka	31-38	Sariwang prutas	0,2-0,4
poppy		karne ng baka	3,8-25,0
butil ng kakaw		Baboy	6,3-41,3
mani	40-55	karne ng tupa	5,8-33,6
Mga nogales (kernels)	58-74	Isda	0,4-20
Mga cereal:		gatas ng baka	3,2-4,5
trigo	2,3	mantikilya	61,5-82,5
Rye	2,0	Margarin	82,5
oats	6,2	Mga itlog	12,1

Ang mga taba na nagmula sa mga tisyu ng halaman at hayop, bilang karagdagan sa mga glyceride, ay maaaring maglaman ng mga libreng fatty acid, phosphatides, sterols, pigment, bitamina, pampalasa at aromatic substance, enzymes, protina, atbp., na nakakaapekto sa kalidad at mga katangian ng taba. Ang lasa at amoy ng mga taba ay naiimpluwensyahan din ng mga sangkap na nabuo sa mga taba sa panahon ng pag-iimbak (aldehydes, ketones, peroxide at iba pang mga compound).

Ang mga taba ay na-synthesize mula sa glycerol at fatty acid.

Ang gliserin sa katawan ay nangyayari sa panahon ng pagkasira ng taba (pagkain at sarili), at madali ring nabuo mula sa mga karbohidrat.

Ang lahat ng mga kalahok sa synthesis ng taba ay dapat nasa isang aktibong anyo: gliserol sa anyo glycerophosphate, at mga fatty acid sa anyo acetyl coenzyme A. Ang fat synthesis ay isinasagawa sa cytoplasm ng mga cell (pangunahin ang adipose tissue, atay, maliit na bituka). Ang mga fat synthesis pathway ay ipinapakita sa diagram.

DAP - dihydroacetone phosphate,

Ang DAG ay diacylglycerol.

TAG, triacylglycerol.

Ang lahat ng mga uri ng lipoprotein ay may katulad na istraktura - isang hydrophobic core at isang hydrophilic layer sa ibabaw. Ang hydrophilic layer ay nabuo sa pamamagitan ng mga protina na tinatawag na apoproteins at amphiphilic lipid molecules na tinatawag na phospholipids at cholesterol. Ang mga hydrophilic group ng mga molekulang ito ay nakaharap sa aqueous phase, habang ang mga hydrophobic na bahagi ay nakaharap sa hydrophobic core ng lipoprotein, na naglalaman ng transported lipids.

Mga apoprotein magsagawa ng ilang mga function:

Bumuo ng istraktura ng lipoproteins;

Makipag-ugnayan sa mga receptor sa ibabaw ng mga selula at sa gayon ay matukoy kung aling mga tisyu ang kukuha ng ganitong uri ng lipoprotein;

Nagsisilbing mga enzyme o activator ng mga enzyme na kumikilos sa mga lipoprotein.

Mga katangian ng lipoproteins. Ang LP ay lubos na natutunaw sa dugo, hindi opalescent, dahil mayroon silang maliit na sukat at negatibong singil.

aktibidad ng LP-lipase;

Ang pagkakaroon ng HDL, na nagbibigay ng apoproteins C-II at E para sa HM;

Mga aktibidad sa paglilipat ng apoC-II at apoE sa HM.

Ang mga genetic na depekto sa alinman sa mga protina na kasangkot sa metabolismo ng CM ay humantong sa pagbuo ng familial hyperchylomicronemia, type I hyperlipoproteinemia.

Pangalan ng produkto	Pangalan ng produkto	Tinatayang nilalaman ng mga taba sa mga produktong pagkain, % ng basang timbang
	Rye bread
Sunflower	Sariwang gulay
	Sariwang prutas
	karne ng baka
butil ng kakaw
mani	karne ng tupa
Mga nogales (kernels)	Isda
Mga cereal:	gatas ng baka
	mantikilya
	Margarin

Ang mga taba sa katawan ng tao ay dapat na palaging ibinibigay sa pagkain. Ang pangangailangan para sa mga taba ay depende sa edad, likas na katangian ng trabaho, klimatiko na kondisyon at iba pang mga kadahilanan, ngunit sa karaniwan, ang isang may sapat na gulang ay nangangailangan ng 80 hanggang 100 g ng taba bawat araw. Ang pang-araw-araw na diyeta ay dapat na humigit-kumulang 70% ng hayop at 30% na taba ng gulay.

Synthesis ng mga lipid at carbohydrates sa cell

Mga lipidmay mahalagang papel sa metabolismo ng cell. Ang lahat ng mga lipid ay mga organiko, hindi malulutas sa tubig na mga compound na naroroon sa lahat ng mga buhay na selula. Dapat pansinin na ayon sa kanilang mga pag-andar, ang mga lipid ay nahahati sa tatlong grupo:

- istruktura at receptor lipid ng mga lamad ng cell

- enerhiya ʼʼdepotʼʼ ng mga cell at organismo

- mga bitamina at hormone ng pangkat na ʼʼlipidʼʼ

Ang mga lipid ay binubuo ng fatty acid(puspos at unsaturated) at organikong alkohol - gliserol. Nakukuha natin ang karamihan ng mga fatty acid mula sa pagkain (hayop at gulay). Ang mga taba ng hayop ay pinaghalong saturated (40-60%) at unsaturated (30-50%) fatty acid. Ang mga taba ng gulay ay ang pinakamayaman (75-90%) sa mga unsaturated fatty acid at ang pinaka-kapaki-pakinabang para sa ating katawan.

Ang pangunahing masa ng taba ay ginagamit para sa metabolismo ng enerhiya, na hinahati ng mga espesyal na enzyme - lipases at phospholipases. Bilang isang resulta, ang mga fatty acid at gliserol ay nakuha, na higit pang ginagamit sa mga reaksyon ng glycolysis at ang Krebs cycle. Mula sa punto ng view ng pagbuo ng mga molekula ng ATP - Ang taba ay nagiging batayan ng reserbang enerhiya ng mga hayop at tao.

Ang eukaryotic cell ay tumatanggap ng mga taba mula sa pagkain, bagama't maaari nitong i-synthesize ang karamihan sa mga fatty acid ( maliban sa dalawang hindi mapapalitan– linoleic at linolenic). Nagsisimula ang synthesis sa cytoplasm ng mga cell sa tulong ng isang kumplikadong hanay ng mga enzyme at nagtatapos sa mitochondria o makinis na endoplasmic reticulum.

Ang paunang produkto para sa synthesis ng karamihan sa mga lipid (taba, steroid, phospholipid) ay ang "unibersal" na molekula - acetyl-Coenzyme A (activated acetic acid), na isang intermediate na produkto ng karamihan sa mga reaksyon ng catabolism sa cell.

Mayroong mga taba sa anumang selula, ngunit lalo na marami sa mga ito sa mga espesyal na selula. mga selula ng taba - adipocytes bumubuo ng adipose tissue. Ang metabolismo ng taba sa katawan ay kinokontrol ng mga espesyal na pituitary hormone, pati na rin ang insulin at adrenaline.

Mga karbohidrat(monosaccharides, disaccharides, polysaccharides) ay ang pinakamahalagang compound para sa mga reaksyon ng metabolismo ng enerhiya. Bilang resulta ng pagkasira ng carbohydrates, natatanggap ng cell ang karamihan ng enerhiya at mga intermediate compound para sa synthesis ng iba pang mga organic compound (protina, taba, nucleic acid).

Ang karamihan ng mga asukal na natatanggap ng cell at ng katawan mula sa labas - mula sa pagkain, ngunit maaaring mag-synthesize ng glucose at glycogen mula sa mga non-carbohydrate compound. Ang mga substrate para sa iba't ibang uri ng carbohydrate synthesis ay mga molekula ng lactic acid (lactate) at pyruvic acid (pyruvate), amino acids at glycerol. Ang mga reaksyong ito ay nagaganap sa cytoplasm na may pakikilahok ng isang buong kumplikadong mga enzyme - glucose-phosphatases. Ang lahat ng reaksyon ng synthesis ay nangangailangan ng enerhiya - ang synthesis ng 1 molekula ng glucose ay nangangailangan ng 6 na molekula ng ATP!

Ang karamihan ng sarili nitong glucose synthesis ay nangyayari sa mga selula ng atay at bato, ngunit hindi napupunta sa puso, utak at kalamnan (walang kinakailangang mga enzyme). Para sa kadahilanang ito, ang mga karamdaman sa metabolismo ng karbohidrat ay pangunahing nakakaapekto sa gawain ng mga organ na ito. Ang metabolismo ng karbohidrat ay kinokontrol ng isang pangkat ng mga hormone: pituitary hormones, adrenal glucocorticosteroid hormones, insulin at pancreatic glucagon. Ang mga pagkagambala sa balanse ng hormonal ng metabolismo ng karbohidrat ay humahantong sa pag-unlad ng diabetes.

Dagli naming sinuri ang mga pangunahing bahagi ng plastic exchange. Maaaring gumawa ng isang hilera pangkalahatang konklusyon:

Synthesis ng mga lipid at carbohydrates sa cell - konsepto at mga uri. Pag-uuri at mga tampok ng kategoryang "Synthesis ng lipids at carbohydrates sa cell" 2017, 2018.

Synthesis ng glycerol-3-phosphate

Relasyon sa pagitan ng mga lipid at carbohydrates

Synthesis ng mga taba mula sa carbohydrates

Synthesis ng mga fatty acid