सामान्य रक्त शर्करा का स्तर हार्मोन द्वारा बनाए रखा जाता है। ग्लूकोज और इंसुलिन के स्तर को निर्धारित करने के अन्य तरीके। थायराइड हार्मोन के कार्य
मधुमेह इन दिनों एक बेहद आम बीमारी है। आंकड़ों के मुताबिक 80 फीसदी से ज्यादा बुजुर्ग इससे प्रभावित हैं। इसके अलावा, मध्यम आयु वर्ग और यहां तक कि युवा लोगों के साथ-साथ बच्चों को भी इसका खतरा बढ़ रहा है। यह कुपोषण के कारण है और अधिक वज़न, वंशानुगत प्रवृत्ति और चयापचय संबंधी विकार, ऑटोइम्यून और विभिन्न दैहिक रोग. क्या आपने कभी सोचा है कि मधुमेह को "मधुमेह" क्यों कहा जाता है? और आम तौर पर बोलते हुए,हार्मोनल सिस्टम में चीनी - इसकी भूमिका क्या है? ग्लूकोज क्या है और कौन से हार्मोन रक्त में इसके स्तर को नियंत्रित करते हैं?
जिगर में ग्लाइकोजन की भंडारण संरचना को बढ़ावा देना। . ग्लूकागन भी एक पेप्टाइड हार्मोन है और एक झिल्ली-बाध्य रिसेप्टर पर कार्य करता है। यह वही है जो ग्लाइकोजन के टूटने की ओर जाता है और इस प्रकार रक्त में ग्लूकोज की रिहाई होती है। यदि रक्त शर्करा का स्तर सही नहीं है: मधुमेह मेलेटस।
रक्त शर्करा के स्तर को पूरे दिन नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। लेकिन कभी-कभी लगातार समस्याएं होती हैं। यहां की मुख्य बीमारी मधुमेह है। मधुमेह एक चयापचय विकार है जो ग्लूकोज की एकाग्रता और उपयोग के उल्लंघन में प्रकट होता है। आमतौर पर दो प्रकार होते हैं।
ग्लूकोज क्या है?
अंगूर चीनी या ग्लूकोज मोनोसैकराइड समूह का एक कार्बोहाइड्रेट है, जो मानव शरीर की चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल मुख्य घटकों में से एक है। यह ग्लूकोज है जो जीवित कोशिकाओं को ऊर्जा प्रदान करता है और लगभग सभी पदार्थों के जैवसंश्लेषण का प्रारंभिक उत्पाद है।
टाइप 1 डायबिटीज मेलिटस: वंशानुगत, ऑटोइम्यून बीमारी, बीटा कोशिकाओं का विनाश। एक नया यौगिक जो तीन गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल हार्मोन के प्रभाव को जोड़ता है, रक्त शर्करा को कम करता है और शरीर में वसा को अभूतपूर्व स्तर तक कम करता है।
ट्रिपल हार्मोन शरीर की क्षमता को कम करता है और इंसुलिन संवेदनशीलता को बढ़ाता है
उनका मुख्य ध्यान नए अणुओं के विकास पर है जो विभिन्न चयापचय हार्मोन के प्रभावों को जोड़ते हैं। ट्रायगोनिस्ट ने शरीर के वजन को लगभग 30 प्रतिशत कम किया, एक ही खुराक पर दोहरे सह-एगोनिस्ट से दोगुना। इसके अलावा, ट्रिपल हार्मोन ने इंसुलिन संवेदनशीलता में काफी सुधार दिखाया।
आम तौर पर, मानव रक्त में ग्लूकोज का स्तर स्थिर (100 मिलीग्राम) होता है, जो ग्लाइकोजन के संश्लेषण और टूटने की प्रक्रिया में सुनिश्चित होता है। हार्मोन प्रणाली में चीनीलगभग मुख्य खेलता है भूमिका, क्योंकि यह ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है जो मांसपेशियों के ऊतकों के स्थिर कामकाज का समर्थन करता है, पूरी तरह से सक्रिय भाग लेता है रसायनिक प्रतिक्रियामनुष्यों सहित जीवित प्राणियों के शरीर में होता है।
तीसरा हार्मोन, ग्लूकागन, लंबे समय में कैलोरी बर्निंग को बढ़ाता है। एक अणु में यह ट्रिपल हार्मोनल क्रिया अद्वितीय प्रभावशीलता प्रदर्शित करती है। हेल्महोल्ट्ज़ डायबिटीज सेंटर के प्रमुख लेखक ब्रायन फिनन बताते हैं कि यह अग्न्याशय, यकृत, वसा ऊतक और मस्तिष्क में चयापचय नियंत्रण के कई केंद्रों को प्रभावित करता है।
"यह नवीनतम सफलता हमें दिखाती है कि हम मोटापे और मधुमेह से लड़ने के लिए बेहतर तरीके विकसित करने के लिए सही रास्ते पर हैं," चोप कहते हैं। सबसे महत्वपूर्ण अगला कदम नैदानिक परीक्षण है। हम चार, पांच या अधिक हार्मोन घटकों के संयोजन अणुओं के साथ व्यक्तिगत चिकित्सा अवधारणाओं और अधिक कुशल चयापचय प्रोग्रामिंग पर काम करना जारी रखना चाहते हैं।
शरीर की कोशिकाओं में शर्करा के वितरण के साथ-साथ इसे बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है सामान्य स्तरअंतःस्रावी तंत्र को सौंपे गए रक्त में। अंतःस्रावी ग्रंथियां हार्मोन का उत्पादन करती हैं जो चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करती हैं।
ग्लूकोज रक्त से शरीर के सभी अंगों और ऊतकों की कोशिकाओं में प्रवेश करता है, और इसके लिए हार्मोन इंसुलिन जिम्मेदार है, जो अग्न्याशय के अंतःस्रावी भाग द्वारा निर्मित होता है - एक स्रावी अंग पाचन तंत्र. इंसुलिन के अलावा, यह अंग हार्मोन ग्लूकागन और सी-सेप्टाइड का उत्पादन करता है, जो इंसुलिन के साथ, में शामिल होते हैं हास्य विनियमन, और भोजन के पाचन के लिए आवश्यक विशेष एंजाइमों के साथ अग्नाशयी रस - कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन।
कई स्ट्रिंग चीनी अणुओं से कार्बोहाइड्रेट वस्तुतः अप्रभेद्य हैं। और जब वजन घटाने की बात आती है तो वे इतने डरावने हो जाते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो स्टार्च चीनी बन जाता है। कार्बोहाइड्रेट से भरपूर भोजन के बाद, हमारा रक्त "चीनी" से भर जाता है। उसी समय, अग्न्याशय इंसुलिन जारी करता है। इंसुलिन अब शरीर की कोशिकाओं को खोलता है ताकि वे रक्त में शर्करा ले सकें। साथ ही, वे वसा कोशिकाओं को बंद कर देते हैं ताकि "भुखमरी" भंडार पर हमला न हो। शरीर को सिर्फ एक संकेत मिला है कि पर्याप्त चीनी है।
इस प्रकार, जो लोग मुख्य रूप से अनाज से चीनी और स्टार्च खाते हैं, उनमें रक्त शर्करा का स्तर बहुत अधिक होता है। सभी सभ्यतागत रोग, जैसे अधिक वजन, लोहे की कमी, ऑस्टियोपोरोसिस, मधुमेह से लेकर कैंसर तक, अनाज और चीनी से भरपूर आहार का पक्ष लेते हैं।
हार्मोनल प्रणाली में चीनी की भूमिका, साथ ही अन्य सभी प्रणालियों और मानव शरीर के अंगों में अमूल्य है। अग्न्याशय के कार्यों का उल्लंघन, यानी, हार्मोन उत्पादन की अस्थिरता, मधुमेह मेलेटस सहित कई बीमारियों के विकास का कारण बनती है।
हास्य विनियमन में इंसुलिन का महत्व
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इंसुलिन का मुख्य कार्य रक्त से शरीर की कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश को प्रोत्साहित करना है। इस हार्मोन के प्रभाव में, सभी संश्लेषण प्रक्रियाएं सक्रिय होती हैं, मांसपेशियों और वसा ऊतकों द्वारा चीनी का अवशोषण बढ़ जाता है, और ग्लूकोज को ग्लाइकोजन में बदलने की प्रक्रिया उत्तेजित होती है।
कार्बोहाइड्रेट खाने के बाद क्या होता है? अधिकांश कार्बोहाइड्रेट जल्दी से सरल शर्करा में टूट जाते हैं, जो बाद में अवशोषित हो जाते हैं। छोटी आंतज्यादातर ग्लूकोज के रूप में और रक्त में अवशोषित। फिर रक्त में ग्लूकोज को यकृत में ले जाया जाता है। जब जिगर में ग्लाइकोजन भंडार भर जाता है, तो अधिकांश रक्त शर्करा रक्तप्रवाह में छोड़ दिया जाता है।
500 कैलोरी प्रोटीन और उतनी ही मात्रा में चीनी के साथ, इंसुलिन का स्तर फट जाता है। लेकिन हमारी कोशिकाएं इतनी मात्रा में चीनी यानी ग्लूकोज को अवशोषित नहीं कर पाती हैं। वे इसके लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर नहीं हैं। इसलिए, शरीर अब खुद की मदद करने की कोशिश करता है और "आपातकालीन केंद्र" को सूचित करता है: अग्न्याशय अब हार्मोन इंसुलिन का उत्पादन कर रहा है। यह हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर को कम करने के लिए जारी किया जाता है। इस प्रकार अतिरिक्त ग्लूकोज को रक्तप्रवाह से हटा दिया जाता है, वसा में परिवर्तित कर दिया जाता है, और शरीर की वसा कोशिकाओं में जमा कर दिया जाता है।
वही इंसुलिन फैटी एसिड के संश्लेषण को बढ़ावा देता है, जिसके लिए वसा वसा ऊतकों में जमा होता है, साथ ही, वसा का टूटना बाधित होता है और, तदनुसार, विषाक्त कीटोन निकायों का निर्माण होता है। अन्य बातों के अलावा, यह हार्मोन यकृत में ग्लूकोज और अन्य जैविक पदार्थों के निर्माण को रोकता है, अर्थात यह ग्लाइकोजेनेसिस और ग्लूकोनेोजेनेसिस की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।
यदि वे पहले से ही भरे हुए हैं, तो शरीर में नई वसा कोशिकाएं बनती हैं और भरी जाती हैं। ग्लूकोज का स्तर जो पहले 45 मिनट में ऊपर चला गया था, अगले 45 मिनट में "तहखाने" से उतनी ही तेजी से टकराया। अगला "हाइपोग्लाइसीमिया" क्रेविंग का कारण बनता है, और जल्दी से उपयोग किए जाने वाले साधारण शर्करा का फिर से उपयोग करना बेहतर होता है। यह शुरुआत से "चक्र" शुरू करता है।
दिन में 5 से 7 छोटे भोजन की आहार संबंधी सलाह का विनाशकारी प्रभाव पड़ता है: इंसुलिन का स्तर लगातार सीमा पर होता है, और शरीर में वसा की पहुंच हमेशा बंद रहती है। यही कारण है कि कार्बोहाइड्रेट आहार काम नहीं कर सकता। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि इंसुलिन एक वृद्धि हार्मोन हार्मोन है: यह रक्त शर्करा के स्तर को कम करता है, भूख बढ़ाता है और शरीर में वसा बढ़ाता है। जिस तरह यह सबसे शुद्ध "वसा हार्मोन" बन सकता है, यह हर एक कोशिका के लिए अमूल्य देखभाल सेवाएं प्रदान करता है।
यदि किसी कारण से अग्न्याशय अपने प्रत्यक्ष कर्तव्यों का सामना नहीं करता है और अपर्याप्त या अत्यधिक मात्रा में इंसुलिन का उत्पादन होता है, तो रक्त में इसकी सामग्री गड़बड़ा जाती है। नतीजतन, सभी रासायनिक प्रक्रियाएं जिनमें ग्लूकोज शामिल है, बाधित हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक रोग की स्थिति उत्पन्न होती है। दूसरे शब्दों में, मधुमेह मेलिटस और कई अन्य गंभीर बीमारियां विकसित होती हैं। इस तरह के विकृति के उपचार के लिए गंभीर दवा चिकित्सा के उपयोग की आवश्यकता होती है, और कुछ मामलों में, सर्जिकल हस्तक्षेप।
यदि अग्न्याशय का लगातार उपयोग किया जाता है, तो यह अक्सर बुढ़ापे में मधुमेह की ओर ले जाता है, अग्न्याशय अंततः पर्याप्त इंसुलिन का उत्पादन करने में असमर्थ होता है। यह ऐसा है जैसे उसने उत्पादन बंद कर दिया हो। इंसुलिन के अलावा, अग्न्याशय भी हार्मोन ग्लूकागन का उत्पादन करता है। इसका विपरीत प्रभाव पड़ता है।
ग्लूकागन रक्त शर्करा के स्तर में वृद्धि, वसा ऊतक के टूटने और भूख को रोकने का कारण बनता है। इस प्रकार, इसे वजन घटाने के लिए हार्मोन कहा जा सकता है। वसा रहित आटे के मामले में, ग्लूकागन का स्तर बढ़ जाता है, अधिकतम कई घंटों तक बना रहता है, और कई घंटों में बहुत धीरे-धीरे गिरता है। ग्लूकागन सुनिश्चित करता है कि वसा जलना चालू है। शरीर के वसा भंडार अब उपयोग किए जा रहे हैं - वे अंत में हैं।
ए आहार में निहित कार्बोहाइड्रेट।
अधिकांश आहार कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज, गैलेक्टोज या फ्रुक्टोज बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, जो पोर्टल शिरा के माध्यम से यकृत में प्रवेश करते हैं। गैलेक्टोज और फ्रुक्टोज यकृत में तेजी से ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं (आंकड़े 21.2 और 21.3 देखें)।
B. ग्लूकोनोजेनेसिस के पथ में प्रवेश करने वाले विभिन्न ग्लूकोज बनाने वाले यौगिक (चित्र 22.2)। इन यौगिकों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: (1) यौगिक जो ग्लूकोज में परिवर्तित होते हैं और इसके चयापचय के उत्पाद नहीं होते हैं, जैसे अमीनो एसिड और प्रोपियोनेट; (2) यौगिक जो कई ऊतकों में आंशिक ग्लूकोज चयापचय के उत्पाद हैं; उन्हें यकृत और गुर्दे में ले जाया जाता है, जहां से ग्लूकोज को फिर से संश्लेषित किया जाता है। तो, लैक्टेट, जो ग्लूकोज से कंकाल की मांसपेशियों और लाल रक्त कोशिकाओं में बनता है, को यकृत और गुर्दे में ले जाया जाता है, जहां से ग्लूकोज फिर से बनता है, जो तब रक्त और ऊतकों में प्रवेश करता है। इस प्रक्रिया को कॉर्न चक्र या लैक्टिक एसिड चक्र (चित्र 22.6) कहा जाता है। वसा ऊतक में ट्राईसिलग्लिसरॉल के संश्लेषण के लिए आवश्यक ग्लिसरॉल का स्रोत रक्त ग्लूकोज है, क्योंकि इस ऊतक में मुक्त ग्लिसरॉल का उपयोग मुश्किल है। वसा ऊतक में Acylglycerols निरंतर से गुजरते हैं
इससे यह भी पता चलता है कि आटा 11 बजे से पहले क्यों भर जाता है। कार्बोहाइड्रेट खाने के बाद इंसुलिन का निर्माण होता है। रक्त शर्करा का स्तर उच्च उतार-चढ़ाव के अधीन है। इंसुलिन का उत्पादन लगातार होना चाहिए। ग्लूकागन का उत्पादन वसा रहित आटे के बाद होता है। भूख की समानता बनी रहती है, रक्त शर्करा का स्तर स्थिर रहता है। हमें केवल थोड़ी मात्रा में इंसुलिन की आवश्यकता होती है, लेकिन अब ग्लूकागन निकलता है। शरीर में आपका ही फैट बर्न होने लगता है।
टिप्पणी। हार्मोन इंसुलिन नितांत आवश्यक है और स्वाभाविक रूप से महत्वपूर्ण कार्य करता है। इंसुलिन का इंजेक्शन लगाना चाहिए। पेप्टाइड हार्मोन इंसुलिन हाइपोग्लाइसेमिक है और शरीर द्वारा निर्मित होता है। अग्न्याशय बहुत कम या कोई इंसुलिन पैदा नहीं करता है। हालांकि, चूंकि इंसुलिन को आहार में प्रभावी ढंग से नहीं लिया जा सकता है, इसलिए इंसुलिन की कमी वाले रोगियों को प्रशासित किया जाना चाहिए।
चावल। 22.6. लैक्टिक एसिड चक्र (कोरी चक्र) और ग्लूकोज-अलैनिन चक्र।
हाइड्रोलिसिस, जिसके परिणामस्वरूप मुक्त ग्लिसरॉल का निर्माण होता है, जो ऊतक से रक्त में फैलता है। यकृत और गुर्दे में, यह ग्लूकोनेोजेनेसिस के मार्ग में प्रवेश करता है और वापस ग्लूकोज में बदल जाता है। इस प्रकार, एक चक्र लगातार कार्य कर रहा है जिसमें यकृत और गुर्दे से ग्लूकोज को वसा ऊतक में ले जाया जाता है, और इस ऊतक से ग्लिसरॉल यकृत और गुर्दे में प्रवेश करता है, जहां यह ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाता है।
इंसुलिन के कार्य और कार्य
इंसुलिन एक महत्वपूर्ण हार्मोन है जो लैंगरहैंस के आइलेट्स के अग्नाशयी बीटा कोशिकाओं में निर्मित होता है और रक्तप्रवाह में छोड़ा जाता है। इंसुलिन रक्त शर्करा के स्तर को कम करता है और एनाबॉलिक हार्मोन के रूप में कार्य करता है। इंसुलिन का कार्य विशेष रूप से रक्त शर्करा के नियमन पर निर्भर करता है। इंसुलिन के अलावा, इसके लिए हार्मोन ग्लूकागन की आवश्यकता होती है। जबकि इंसुलिन रक्त शर्करा के स्तर को कम करता है, ग्लूकागन मांसपेशियों और यकृत में कार्बोहाइड्रेट जारी करके रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाने में सक्षम है।
ग्लूकागन, एड्रेनालाईन, कोर्टिसोन और कुछ थायराइड हार्मोन के अलावा, रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है। रक्त शर्करा का स्तर बढ़ता है, विशेष रूप से, भोजन में पाए जाने वाले अंगूर की चीनी से। इसके बाद रक्त में इंसुलिन की रिहाई होती है। इंसुलिन का शरीर की कोशिकाओं पर एक महत्वपूर्ण कार्य होता है। यहाँ, ऐसा बोलने के लिए, यह कोशिकाओं को बंद कर देता है और रक्त से रक्त शर्करा को रक्तप्रवाह में प्रवेश करने की अनुमति देता है। इंसुलिन वसा और प्रोटीन के चयापचय के साथ-साथ पोटेशियम के संतुलन को भी प्रभावित करता है। पुरानी चयापचय संबंधी बीमारियों में, इंसुलिन पूरी तरह या आंशिक रूप से अनुपस्थित है या पर्याप्त रूप से काम नहीं कर सकता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मांसपेशियों से यकृत तक उपवास के दौरान ले जाने वाले अमीनो एसिड में, एलेनिन प्रबल होता है। इससे ग्लूकोज-अलैनिन चक्र (चित्र 22.6) के अस्तित्व को निर्धारित करना संभव हो गया, जिसके माध्यम से ग्लूकोज यकृत से मांसपेशियों तक और मांसपेशियों से यकृत में एलानिन प्रवाहित होता है, जिससे मांसपेशियों से अमीनो नाइट्रोजन का स्थानांतरण सुनिश्चित होता है। यकृत को और यकृत से मांसपेशियों तक "मुक्त ऊर्जा"। जिगर में पाइरूवेट से ग्लूकोज को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा फैटी एसिड ऑक्सीकरण से आती है।
अग्न्याशय में इंसुलिन का उत्पादन
अग्न्याशय में लैंगरहैंस के आइलेट्स की बीटा कोशिकाओं में इंसुलिन का उत्पादन होता है। इसे अग्न्याशय में एक हेक्सामर के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है। इंसुलिन को स्टोर करने और इंसुलिन का उत्पादन करने के लिए एक सूक्ष्म पोषक तत्व की आवश्यकता होती है। कई मधुमेह रोगी जस्ता की कमी से पीड़ित होते हैं और जस्ता की खुराक से लाभान्वित होते हैं।
मधुमेह के इलाज के लिए एक दवा के रूप में इंसुलिन
इंसुलिन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है औषधीय उत्पादमधुमेह मेलेटस के उपचार में। यह सूअरों और मवेशियों के अग्न्याशय से प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, इंसुलिन को बायोसिंथेटिक रूप से उत्पादित किया जा सकता है: मानव इंसुलिन. तथाकथित इंसुलिन एनालॉग भी हैं। सिद्धांत रूप में, इंसुलिन गोलियों के माध्यम से मधुमेह मेलिटस का इलाज करना असंभव है, क्योंकि हार्मोन पच जाएगा जठरांत्र पथऔर कोई प्रभाव नहीं हो सकता है।
B. लीवर ग्लाइकोजन। रक्त ग्लूकोज एकाग्रता
मनुष्यों में, भोजन के बीच, रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता 80 से भिन्न होती है। कार्बोहाइड्रेट से भरपूर भोजन करने के बाद, ग्लूकोज की सांद्रता बढ़ जाती है। उपवास के दौरान, ग्लूकोज की सांद्रता लगभग गिर जाती है। जुगाली करने वालों में, ग्लूकोज की सांद्रता बहुत कम होती है - भेड़ और मवेशियों में। यह स्पष्ट रूप से इस तथ्य के कारण है कि इन जानवरों में भोजन के साथ आपूर्ति किए गए लगभग सभी कार्बोहाइड्रेट कम (वाष्पशील) फैटी एसिड में टूट जाते हैं, जो सामान्य पोषण के दौरान ऊतकों में ग्लूकोज को ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रतिस्थापित करते हैं।
इंसुलिन को इंसुलिन पर निर्भर मधुमेह रोगियों द्वारा या तथाकथित इंसुलिन पेन के साथ चमड़े के नीचे की वसा में प्रशासित किया जाता है। इंसुलिन पंप से जुड़े कैथेटर के माध्यम से भी इंसुलिन दिया जा सकता है। इंसुलिन के इतिहास में महत्वपूर्ण 20 साल बाद पॉल लैंगरहैंस द्वारा अग्न्याशय में इंसुलिन-उत्पादक आइलेट कोशिकाओं की खोज थी, ऑस्कर मिंकोव्स्की और जोसेफ वॉन मेहरिंग यह साबित करने में सक्षम थे कि अग्न्याशय लोगों को मधुमेह से बचाता है। इंसुलिन के वास्तविक खोजकर्ता फ्रेडरिक बैंटिंग और चार्ल्स बेस्ट हैं।
शोधकर्ताओं ने पहले से ही कई मोनोमोलेक्यूलर हार्मोन बनाए हैं जो दो चयापचय हार्मोन के प्रभाव को जोड़ते हैं। पहली बार, शोधकर्ता तीन चयापचय रूप से सक्रिय अवयवों के बारीक संयोजन का उपयोग करके अभूतपूर्व शक्ति की दवा का उत्पादन करने में सक्षम हुए हैं। मैथियास ज़ोप, ब्रायन फिनन: स्रोत: हेल्महोल्ट्ज़ ज़ेंट्रम म्यूनिख।
रक्त ग्लूकोज एकाग्रता का विनियमन
एक निश्चित स्तर पर रक्त शर्करा को बनाए रखना होमोस्टैसिस के सबसे उन्नत तंत्रों में से एक का एक उदाहरण है, जिसमें यकृत, अतिरिक्त ऊतक और कुछ हार्मोन शामिल हैं। ग्लूकोज आसानी से यकृत की कोशिकाओं में प्रवेश करता है और अपेक्षाकृत धीरे-धीरे अतिरिक्त ऊतकों की कोशिकाओं में प्रवेश करता है। इसलिए, कोशिका झिल्ली से गुजरना अतिरिक्त ऊतकों द्वारा ग्लूकोज के अवशोषण में दर-सीमित कदम है। कोशिकाओं में प्रवेश करने वाला ग्लूकोज हेक्सोकाइनेज की क्रिया के तहत तेजी से फॉस्फोराइलेट होता है। दूसरी ओर, यह संभव है कि कुछ अन्य एंजाइम गतिविधियों और प्रमुख मध्यवर्ती की सांद्रता का जिगर से ग्लूकोज तेज या ग्लूकोज उत्पादन पर अधिक प्रभाव पड़ता है। हालांकि, रक्त ग्लूकोज एकाग्रता एक महत्वपूर्ण कारक है जो यकृत और अतिरिक्त ऊतकों दोनों द्वारा ग्लूकोज तेज करने की दर को नियंत्रित करता है।
हेल्महोल्ट्ज़ डायबिटीज सेंटर के प्रमुख लेखक ब्रायन फिनन बताते हैं कि यह अग्न्याशय, यकृत, वसा ऊतक और मस्तिष्क में चयापचय नियंत्रण के कई केंद्रों को भी प्रभावित करता है। इसके अलावा, हम व्यक्तिगत चिकित्सा अवधारणाओं पर काम करना जारी रखना चाहते हैं और व्यक्तिगत रूप से चयापचय को और भी अधिक कुशलता से प्रोग्राम करने के लिए चार, पांच या अधिक हार्मोन घटकों के संयुक्त अणुओं का उपयोग करने का प्रयास करते हैं। जर्मन की तरह अनुसंधान केंद्रस्वास्थ्य और पर्यावरण, हेल्महोल्ट्ज़ ज़ेंट्रम म्यूनिख मधुमेह और फेफड़ों की बीमारी जैसी सामान्य बीमारियों के निदान, उपचार और रोकथाम के लिए व्यक्तिगत दवा विकसित करने के लिए प्रतिबद्ध है।
ग्लूकोकोनेस की भूमिका। विशेष रूप से ध्यान देने योग्य बात यह है कि ग्लूकोज-6-फॉस्फेट हेक्सोकाइनेज को रोकता है और इस प्रकार अतिरिक्त ग्लूकोज तेज होता है, जो हेक्सोकाइनेज पर निर्भर होता है, जो ग्लूकोज फास्फारिलीकरण को उत्प्रेरित करता है और प्रतिक्रिया विनियमित होती है। यह लीवर में नहीं होता है क्योंकि ग्लूकोज-6-फॉस्फेट ग्लूकोकाइनेज को बाधित नहीं करता है। इस एंजाइम का ग्लूकोज के लिए हेक्सोकाइनेज की तुलना में अधिक मूल्य (निम्न आत्मीयता) है; शारीरिक ग्लूकोज सांद्रता के भीतर ग्लूकोकाइनेज गतिविधि बढ़ जाती है (चित्र 22.7); एक कार्बोहाइड्रेट युक्त भोजन खाने के बाद, एंजाइम पोर्टल शिरा के माध्यम से जिगर में प्रवेश करने वाले ग्लूकोज की उच्च सांद्रता को "ट्यून" करता है। ध्यान दें कि जुगाली करने वालों में यह एंजाइम अनुपस्थित होता है, जिसमें आंत से केवल थोड़ी मात्रा में ग्लूकोज पोर्टल शिरापरक तंत्र में प्रवेश करता है।
ऐसा करने के लिए, वह आनुवंशिकी, पर्यावरणीय कारकों और जीवन शैली के परस्पर क्रिया की पड़ताल करता है। केंद्र का मुख्यालय म्यूनिख के उत्तर में न्यूएरबर्ग में स्थित है। मधुमेह और मोटापा संस्थान विकारों की जांच करता है चयापचयी लक्षणसेल सिस्टम, आनुवंशिक रूप से संशोधित माउस मॉडल और नैदानिक हस्तक्षेप अनुसंधान के आधार पर सिस्टम जीव विज्ञान और अनुवाद संबंधी दृष्टिकोण का उपयोग करना। इसका उद्देश्य मोटापे, मधुमेह और उनके सहवर्ती रोगों की व्यक्तिगत रोकथाम और उपचार के लिए बहु-विषयक नवीन चिकित्सीय दृष्टिकोणों के विकास के लिए नए सिग्नलिंग मार्ग की खोज करना है।
सामान्य रक्त शर्करा के स्तर के तहत, यकृत रक्त में ग्लूकोज की आपूर्ति करता प्रतीत होता है। रक्त में ग्लूकोज के स्तर में वृद्धि के साथ, यकृत से इसका बाहर निकलना बंद हो जाता है, और पर्याप्त उच्च सांद्रता पर, यकृत में ग्लूकोज का प्रवाह शुरू हो जाता है। जैसा कि चूहों पर किए गए प्रयोगों द्वारा दिखाया गया है, यकृत के पोर्टल शिरा में ग्लूकोज की एकाग्रता पर, यकृत में ग्लूकोज के प्रवेश की दर और यकृत से इसके बाहर निकलने की दर समान होती है।
इंसुलिन की भूमिका। हाइपरग्लेसेमिया की स्थिति में, यकृत और परिधीय ऊतकों दोनों को ग्लूकोज की आपूर्ति बढ़ जाती है। हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर के नियमन में एक केंद्रीय भूमिका निभाता है।
चावल। 22.7. रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता पर हेक्सोकाइनेज और ग्लूकोकाइनेज की ग्लूकोज फॉस्फोराइलेटिंग गतिविधि की निर्भरता। हेक्सोकाइनेज में ग्लूकोज का मान 0.05 (0.9 मिलीग्राम / 100 मिली) है, और ग्लूकोकाइनेज में - 10
इंसुलिन। यह अग्न्याशय में लैंगरहैंस के आइलेट्स की बी कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित किया जाता है, और रक्तप्रवाह में इसका प्रवेश हाइपरग्लाइसेमिया के साथ बढ़ जाता है। रक्त में इस हार्मोन की एकाग्रता ग्लूकोज की एकाग्रता के समानांतर बदलती है; इसका परिचय जल्दी से हाइपोग्लाइसीमिया का कारण बनता है। पदार्थ जो इंसुलिन स्राव का कारण बनते हैं उनमें अमीनो एसिड, मुक्त फैटी एसिड, कीटोन बॉडी, ग्लूकागन, सेक्रेटिन और ड्रग टॉलबुटामाइड शामिल हैं; एपिनेफ्रीन और नॉरपेनेफ्रिन, इसके विपरीत, इसके स्राव को रोकते हैं। इंसुलिन तेजी से ग्लूकोज के परिवहन को तेज करके वसा ऊतक और मांसपेशियों द्वारा ग्लूकोज तेज करने में वृद्धि का कारण बनता है कोशिका की झिल्लियाँग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों को साइटोप्लाज्म से प्लाज्मा झिल्ली तक ले जाकर। हालांकि, यकृत कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश पर इंसुलिन का कोई सीधा प्रभाव नहीं पड़ता है; यह डेटा के अनुरूप है कि यकृत कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज चयापचय की दर कोशिका झिल्ली के माध्यम से इसके पारित होने की दर से सीमित नहीं है। हालांकि, इंसुलिन ग्लाइकोलाइसिस और ग्लाइकोजेनोलिसिस (ऊपर देखें) में शामिल एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करके अप्रत्यक्ष रूप से कार्य करता है।
पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि हार्मोन का स्राव करती है जिसकी क्रिया इंसुलिन के विपरीत होती है, अर्थात वे रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाते हैं। इनमें वृद्धि हार्मोन, एसीटीएच (कॉर्टिकोट्रोपिन) और शायद अन्य "मधुमेह" कारक शामिल हैं। हाइपोग्लाइसीमिया वृद्धि हार्मोन के स्राव को उत्तेजित करता है। यह मांसपेशियों जैसे कुछ ऊतकों को ग्लूकोज की आपूर्ति में कमी का कारण बनता है। वृद्धि हार्मोन की क्रिया कुछ हद तक अप्रत्यक्ष होती है, क्योंकि यह वसा ऊतक से मुक्त फैटी एसिड के एकत्रीकरण को उत्तेजित करता है, जो ग्लूकोज तेज करने के अवरोधक हैं। ग्रोथ हार्मोन के लंबे समय तक सेवन से मधुमेह होता है। हाइपरग्लेसेमिया पैदा करके, यह इंसुलिन के निरंतर स्राव को उत्तेजित करता है, जो अंततः बी कोशिकाओं की कमी की ओर जाता है।
ग्लूकोकार्टिकोइड्स (-हाइड्रॉक्सीस्टेरॉइड्स) अधिवृक्क प्रांतस्था द्वारा स्रावित होते हैं और कार्बोहाइड्रेट चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इन स्टेरॉयड की शुरूआत ऊतकों में प्रोटीन अपचय को तेज करके, यकृत द्वारा अमीनो एसिड की खपत को बढ़ाकर, साथ ही यकृत में ग्लूकोनोजेनेसिस की प्रक्रिया में शामिल ट्रांसएमिनेस और अन्य एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ाकर ग्लूकोनोजेनेसिस को बढ़ाती है। इसके अलावा, ग्लुकोकोर्टिकोइड्स अतिरिक्त ऊतकों में ग्लूकोज के उपयोग को रोकता है। इन मामलों में, ग्लूकोकार्टिकोइड्स इंसुलिन विरोधी की तरह काम करते हैं।
तनावपूर्ण उत्तेजनाओं (भय, तीव्र उत्तेजना, रक्तस्राव, ऑक्सीजन की कमी, हाइपोग्लाइसीमिया, आदि) के जवाब में एड्रेनालाईन अधिवृक्क मज्जा द्वारा स्रावित होता है। फॉस्फोराइलेज को उत्तेजित करके, यह यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजेनोलिसिस का कारण बनता है। मांसपेशियों में, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की अनुपस्थिति के कारण, ग्लाइकोजेनोलिसिस लैक्टेट के चरण में पहुंच जाता है, जबकि यकृत में, ग्लाइकोजन रूपांतरण का मुख्य उत्पाद ग्लूकोज होता है, जो रक्त में प्रवेश करता है, जहां इसका स्तर बढ़ जाता है।
ग्लूकागन एक हार्मोन है जो अग्न्याशय में लैंगरहैंस के आइलेट्स की ए कोशिकाओं द्वारा स्रावित होता है (इसका स्राव हाइपोग्लाइसीमिया द्वारा उत्तेजित होता है)। जब ग्लूकागन पोर्टल शिरा के माध्यम से यकृत में प्रवेश करता है, तो यह एड्रेनालाईन की तरह, फॉस्फोरिलेज़ को सक्रिय करता है और ग्लाइकोजेनोलिसिस का कारण बनता है। अधिकांश अंतर्जात ग्लूकागन यकृत में बनाए रखा जाता है। एड्रेनालाईन के विपरीत, ग्लूकागन मांसपेशी फॉस्फोरिलेज़ को प्रभावित नहीं करता है। यह हार्मोन अमीनो एसिड और लैक्टेट से ग्लूकोनेोजेनेसिस को भी बढ़ाता है। ग्लूकागन का हाइपरग्लाइसेमिक प्रभाव यकृत में ग्लाइकोजेनोलिसिस और ग्लूकोनोजेनेसिस दोनों के कारण होता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि थायराइड हार्मोन रक्त शर्करा के स्तर को भी प्रभावित करता है। प्रायोगिक आंकड़ों से संकेत मिलता है कि थायरोक्सिन का मधुमेह संबंधी प्रभाव होता है, और थायरॉयड ग्रंथि को हटाने से मधुमेह के विकास को रोकता है। यह नोट किया गया कि थायरोटॉक्सिकोसिस वाले जानवरों के जिगर में ग्लाइकोजन पूरी तरह से अनुपस्थित है। अति सक्रिय थायराइड वाले लोगों में, उपवास रक्त शर्करा अधिक होता है, जबकि कम सक्रिय थायराइड वाले लोगों में यह कम होता है। हाइपरथायरायडिज्म में, ग्लूकोज का उपयोग सामान्य या बढ़ी हुई दर से होता है, जबकि हाइपोथायरायडिज्म में, ग्लूकोज का उपयोग करने की क्षमता कम हो जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाइपोथायरायडिज्म वाले रोगी स्वस्थ लोगों और हाइपरथायरायडिज्म वाले रोगियों की तुलना में इंसुलिन की कार्रवाई के प्रति कम संवेदनशील होते हैं।
ग्लूकोज, ग्लाइकोसुरिया के लिए गुर्दे की दहलीज
जब रक्त शर्करा अपेक्षाकृत तक पहुँच जाता है उच्च स्तर, गुर्दे भी विनियमन प्रक्रिया में शामिल हैं। ग्लूकोज वृक्क ग्लोमेरुली द्वारा फ़िल्टर किया जाता है और आमतौर पर वृक्क नलिकाओं में पुनर्अवशोषण (पुनर्अवशोषण) के परिणामस्वरूप पूरी तरह से रक्त में वापस आ जाता है। ग्लूकोज के पुन:अवशोषण की प्रक्रिया वृक्क नलिकाओं की कोशिकाओं में एटीपी की खपत से जुड़ी होती है। वृक्क नलिकाओं में ग्लूकोज के पुनर्अवशोषण की अधिकतम दर लगभग 350 है। पर उन्नत सामग्रीरक्त ग्लूकोज ग्लोमेरुलर छानना होता है अधिक ग्लूकोजनलिकाओं में पुन: अवशोषित किया जा सकता है। अतिरिक्त ग्लूकोज मूत्र में उत्सर्जित होता है, यानी ग्लाइकोसुरिया होता है। पर स्वस्थ लोगग्लाइकोसुरिया तब होता है जब ग्लूकोज का स्तर में होता है नसयुक्त रक्त 170-180 मिलीग्राम / 100 मिलीलीटर से अधिक; इस स्तर को वृक्क ग्लूकोज थ्रेशोल्ड कहा जाता है।
प्रायोगिक जानवरों में, ग्लाइकोसुरिया को फ्लोरिडज़िन का उपयोग करके प्रेरित किया जा सकता है, जो रोकता है
चावल। 22.8. ग्लूकोज सहिष्णुता के लिए परीक्षण। 50 ग्राम ग्लूकोज के अंतर्ग्रहण के बाद एक स्वस्थ और मधुमेह व्यक्ति में रक्त शर्करा के स्तर में कमी। कृपया ध्यान दें कि मधुमेह के रोगी में, प्रारंभिक रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है। सामान्य सहिष्णुता का एक संकेतक दो घंटे के भीतर रक्त में ग्लूकोज के प्रारंभिक स्तर की वापसी है।
वृक्क नलिकाओं में ग्लूकोज का पुनर्अवशोषण। बिगड़ा हुआ ग्लूकोज पुन: अवशोषण के कारण इस ग्लाइकोसुरिया को वृक्क ग्लाइकोसुरिया कहा जाता है। रेनल ग्लाइकोसुरिया गुर्दे में वंशानुगत दोष के कारण हो सकता है, या यह कई बीमारियों के परिणामस्वरूप विकसित हो सकता है। ग्लाइकोसुरिया अक्सर मधुमेह मेलिटस का संकेत है।
ग्लुकोज़ सहनशीलता
ग्लूकोज का उपयोग करने के लिए शरीर की क्षमता का अंदाजा उसकी सहनशीलता से लगाया जा सकता है। ग्लूकोज की एक निश्चित मात्रा की शुरूआत के बाद, रक्त ग्लूकोज गतिकी वक्र निर्मित होते हैं (चित्र 22.8), जो ग्लूकोज सहिष्णुता की विशेषता है। पर मधुमेहस्रावित इंसुलिन की मात्रा में कमी के कारण इसे कम किया जाता है; इस बीमारी के साथ, रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है (हाइपरग्लेसेमिया), ग्लाइकोसुरिया होता है, और वसा चयापचय में परिवर्तन हो सकता है। न केवल मधुमेह में ग्लूकोज सहिष्णुता कम हो जाती है, बल्कि कुछ स्थितियों में बिगड़ा हुआ यकृत समारोह के साथ, कई में भी होता है संक्रामक रोग, मोटापा, एक्शन सीरीज़ दवाईऔर कभी-कभी एथेरोस्क्लेरोसिस। इन अंतःस्रावी ग्रंथियों और इंसुलिन द्वारा स्रावित हार्मोन के बीच विरोध के कारण पिट्यूटरी या अधिवृक्क प्रांतस्था के हाइपरफंक्शन के साथ ग्लूकोज सहिष्णुता में कमी भी देखी जा सकती है।
इंसुलिन ग्लूकोज के प्रति शरीर की सहनशीलता को बढ़ाता है। इसकी शुरूआत के साथ, रक्त में ग्लूकोज की मात्रा कम हो जाती है, और यकृत और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के रूप में इसकी खपत और सामग्री बढ़ जाती है। अतिरिक्त इंसुलिन की शुरूआत के साथ, गंभीर हाइपोग्लाइसीमिया आक्षेप के साथ हो सकता है; यदि इस अवस्था में ग्लूकोज को जल्दी से प्रशासित नहीं किया जाता है, तो एक घातक परिणाम हो सकता है। मनुष्यों में, हाइपोग्लाइसेमिक दौरे रक्त शर्करा में 20 मिलीग्राम / 100 मिलीलीटर की तेजी से कमी के साथ दिखाई देते हैं। बढ़ी हुई सहनशीलतापिट्यूटरी ग्रंथि या अधिवृक्क प्रांतस्था के अपर्याप्त कार्य के साथ ग्लूकोज मनाया जाता है; यह इंसुलिन के संबंध में इन ग्रंथियों द्वारा स्रावित हार्मोन के विरोधी प्रभाव में कमी का परिणाम है। नतीजतन, शरीर में इंसुलिन की "सापेक्ष सामग्री" बढ़ जाती है।
साहित्य
कोहेन पी। एंजाइम गतिविधि का नियंत्रण, दूसरा संस्करण। चैपमैन एंड हॉल, 1983।
Hers H. G. जिगर में ग्लाइकोजन चयापचय का नियंत्रण, अन्नू। रेव बायोकेम।, 1976, 45, 167।
Hers H. G., Hue L. Gluconeogenesis और ग्लाइकोलाइसिस के संबंधित पहलू। अन्नू रेव बायोकेम।, 1983, 52, 617।
Hers H. G., Van Schaftingen E. Fructose 2-6-bisphosphate अपनी खोज के दो साल बाद, Biochem। जे., 1982, 206, 1.
ह्यू एल., वैन डे वेर्वे जी. (संस्करण)। लिवर मेटाबॉलिज्म का शॉर्ट-टर्म रेगुलेशन, एल्सेवियर/नॉर्थ हॉलैंड, 1981।
न्यूशोल्मे ईए, क्रैबट्री बी। चयापचय नियंत्रण में फ्लक्स-जनरेटिंग और नियामक कदम, ट्रेंड्स बायोकेम। एससी।, 1981, 6, 53।
न्यूशोल्मे ई.ए., स्टार्ट सी. रेगुलेशन इन मेटाबॉलिज्म। विली, 1973।
Storey K. B. पाश्चर प्रभाव का पुनर्मूल्यांकन, मोल। फिजियोल।, 1985, 8, 439।
