Почему глюкоза в организме животных и человека хранится в форме гликогена: Почему глюкоза в организме животных и человека хранится в форме гликогена?

Содержание

Урок по биологии «Органические вещества. Строение, свойства и функции углеводов.» | План-конспект урока по биологии (9 класс):

Урок № 3.

Тема урока: Органические вещества. Строение, свойства и функции углеводов.

Цель урока: углубить и обобщить знания о строении и функциях углеводов.

Задачи урока:

Образовательные: Познакомить учащихся с классификацией углеводов, продолжить развитие у школьников умения выявлять связь между составом, строением молекулы органического вещества и его функциями в клетке, показать большую позитивную роль углеводов в жизнедеятельности растений, животных, грибов;

Развивающие: Формировать умения обнаруживать углеводы и их значение в жизни человека, продолжить развитие логического мышления учащихся, продолжить формирование умений работать с различными источниками информации; продолжить развитие познавательных мотивов, направленных на получение нового знания о живой природе;

Воспитательные: Продолжить формирование научного мировоззрения, воспитание биологически грамотной личности; становление и развитие нравственных и мировоззренческих устоев личности; продолжить формирование экологического сознания, воспитание любви к природе;

Оборудование: Пробирки, 1-процентный раствор глюкозы, 10-процентный раствор гидроксида натрия, 5-процентный раствор медного купороса, крахмальный клейстер, йод, крахмал, компьютерная презентация

Основные понятия: биополимеры, моносахариды, дисахариды, полисахариды, хитин.

Методы обучения: репродуктивные, частично-поисковые, экспериментальные

Обучающиеся должны:

— знать особенности строения молекул биополимеров, основные функции углеводов;

— уметь объяснять значение органических веществ в процессах жизнедеятельности.

Ход урока

I этап урока. Организационный.

II этап урока. Проверка знаний учащихся.

Тест «Неорганические вещества клетки»

Экспресс-опрос.

1. Какова общая формула углеводов? ( Углеводы – Cn(h3O)m )

2. Опишите глюкозу по плану описания физических свойств:

Агрегатное состояние (твердый),

Цвет (бесцветный),

Вкус (сладкий),

Растворимость в воде (хорошая).

3. Укажите формулу глюкозы (С6 Н12 О6)

4. Запишите уравнение реакции в результате, которого образуется глюкоза (фотосинтеза).

Какие продукты лучше использовать для быстрого восстановления энергозатрат, утоления чувства голода?

Как доказать наличие углеводов (глюкозы, крахмала) в овощах и фруктах?

III этап урока. Мотивационно-ориентационный

Называется тема и цель урока

Что же это за вещества такие – углеводы?

Обратимся к истории и литературе.

Это сейчас сахар – постоянный спутник нашего стола, без которого гостей не накормишь, да и самим чашки чая не выпьешь. Было время, когда сахар считали дорогим лекарством и покупали в аптеках по той же цене, что и серебро. В России сахар появился в 1273 году (первое упоминание о кристаллическом сахаре, ввозимом с заморскими товарами, относится ко времени правления великого князя Василия Ярославича), а в Европе – в 1747 году. Спрос на сахар сильно возрос с середины XVII века, когда в России начали употреблять чай, быстро ставший национальным напитком. В 1718 году указом Петра I купцу Верстову было поручено строительство первой в России «сахарной мануфактуры».

4 этап урока. Изложение нового материала.

Углеводы — самые распространенные на Земле органические вещества. Они содержатся в клетках всех живых организмов. Название «углеводы» произошло потому, что первые известные вещества этого класса состояли как бы из углерода и воды. Общая их формула Cn(h3O)m. У большинства углеводов число атомов водорода в 2 раза превышает количество атомов кислорода. Позднее были найдены углеводы, не отвечающие этой общей формуле, но название «углеводы» сохранилось.

В животных клетках углеводов немного: 1-2, иногда до 5% (например, в клетках печени). Растительные клетки, напротив, богаты углеводами — там их содержание достигает 90% сухой массы.

Углеводы, или сахариды, по особенностям строения делятся на три группы. (По ходу объяснения учителя дети заполняют схему в тетради)

Углеводы

Моносахариды Олигосахариды Полисахариды

1. 1. 1.

2. 2. 2.

3. 3. 3.

Моносахариды (монозы, или простые сахара) — состоят из одной молекулы и представляют собой твердые кристаллические вещества, бесцветные и хорошо растворимые в воде. Почти все они обладают приятным сладким вкусом.

Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов (в простейшем случае — глицерина). При окислении глицерина получаются два простейших моносахарида — глицериновый альдегид и диоксиацетон, которые играют важную роль в обмене веществ в клетке.

Из тетроз в процессах жизнедеятельности наиболее важна эритроза. Этот сахар в растениях является одним из промежуточных продуктов фотосинтеза.

Наиболее широко распространены в животном и растительном мире пентозы и гексозы. Пентозы представлены такими важными соединениями, как рибоза (С5Н10О5) и дезоксирибоза (С5Н18О4). В дезоксирибозе около одного из атомов углерода отсутствует кислород, отсюда и название этого углевода. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, а также в состав АТФ.

Из гексоз наиболее широко распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Их общая формула С6Н12О6. Глюкоза — виноградный сахар. Она входит в состав важнейших ди- и полисахаридов. Глюкоза — первичный и главный источник энергии для клеток. Фруктоза в большом количестве встречается в плодах, поэтому ее часто называют плодовым сахаром. Особенно много фруктозы в меде, фруктах, сахарной свекле. Галактоза – пространственный изомер глюкозы. Она входит в состав лактозы — молочного сахара, а также некоторых полисахаридов.

Олигосахариды (полисахариды первого порядка) составляют промежуточную группу между моносахаридами и высшими полисахаридами (полисахаридами второго порядка). Они содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков. В зависимости от количества остатков моносахаридов (количества мономерных звеньев), входящих в молекулы олигосахаров, различают дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее широко распространены в природе дисахариды, молекулы которых образованы двумя остатками моносахаридов. К ним относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Сахароза — хорошо знакомый нам тростниковый или свекловичный сахар; общая формула С12Н22О11. Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. Она чрезвычайно широко распространена в растениях (семена, ягоды, корни, клубни, плоды) и играет большую роль в питании многих животных и человека. Этот дисахарид легко растворим в воде. Главное сырье для получения сахарозы — сахарная свекла и сахарный тростник.

Лактоза — молочный сахар, имеет в составе глюкозу и галактозу. Этот дисахарид находится в молоке (от 2 до 8,5%) и является основным источником энергии для детенышей млекопитающих. Используется в микробиологической промышленности для приготовления питательных сред.

Мальтоза — солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

Полисахариды второго порядка, или несахароподобные сложные углеводы, в воде не растворяются, сладкого вкуса не имеют. Важнейшими полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, муреин.

Крахмал является смесью двух полимеров глюкозы: амилозы и амилопектина. Амилопектин окрашивается йодом в сине-фиолетовый цвет.

Количество остатков глюкозы в молекуле крахмала исчисляется несколькими тысячами. Его общая формула (С6Н10О5)п. Крахмал содержится в большом количестве, например, в клубнях картофеля, в большинстве семян и во многих плодах.

Гликоген — полисахарид, содержащийся в тканях тела животных и человека, а также грибах, дрожжах и зерне сахарной кукурузы. Гликоген играет важную роль в превращениях углеводов в животных организмах. Он в значительных количествах накапливается в печени, мышцах, сердце и других органах. Гликоген поставляет глюкозу в кровь. Клетчатка (целлюлоза) — главный структурный полисахарид клеточных стенок растений. В ней аккумулировано около 50% всего углерода биосферы.

Хитин является еще одним строительным материалом, которого особенно много в наружном скелете членистоногих и в клеточных стенках грибов.

Для подтверждения их химических свойств проведем лабораторную работу.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Опыт 1. Растворимость углеводов в воде

В колбу или стакан со 100 мл воды присыпать 20 г глюкозы и перемешать. Тоже самое проделать с крахмалом.

Опыт 2. Качественная реакция на глюкозу

В пробирку налить 8 мл 1-процентного раствора глюкозы и 4 мл 10-процентного раствора гидроксида натрия. К смеси прибавить при встряхивании несколько капель 5-процентного раствора медного купороса. После появления синего окрашивания пробирку нагреть в верхней части до кипения.

Опыт 3. Качественная реакция на крахмал и гликоген

В стакан с крахмальным клейстером добавить несколько капель йода. Содержимое пробирки нагреть и наблюдать за происходящими изменениями. Нагревание прекратить и продолжить наблюдения.

К раствору гликогена добавить 2-3 капли йода. Результаты внести в таблицу:

Объекты исследования	Наблюдаемые изменения
Крахмал + йод Гликоген + йод

Таким образом, углеводы — разнообразная по своему строению, а, следовательно, и по физическим и химическим свойствам, группа веществ. Это многообразие позволяет им выполнять в клетках и организмах многочисленные функции:

Со многими функциями этих органических веществ мы уже познакомились выше, поэтому подчеркнем лишь главные функции углеводов.

1. Энергетическая — углеводы служат источником энергии для организма. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии. Следует отметить, что сахара являются главным источником быстро мобилизуемой энергии, так как в процессе пищеварения они легко переводятся в форму, пригодную для удовлетворения энергетических потребностей клеток.

2.Строительная — целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин обнаруживается в клеточной стенке грибов и в наружном скелете членистоногих, гликопротеиды – соединения углеводов с белками входят в состав хрящевой и костной ткани животных.

3. Запасающая – выражается в том, что крахмал накапливается клетками растений, а гликоген – клетками животных. Эти вещества служат для клеток и организмов источником глюкозы, которая легко высвобождается по мере необходимости.

4. Защитная – гепарин – ингибитор свертывания крови; слизи, выделяемые различными железами и богатые углеводами, предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов; камеди, выделяющиеся в местах повреждения стволов и ветвей, защищают деревья и кустарники от проникновения инфекций через раны.

5. Составная часть жизненно важных веществ – входят вместе с белками в состав ферментов, ДНК, РНК, АТФ.

5 этап урока. Закрепление изученного материала.

Работа в группах по карточкам.

Карточка 1. Почему промороженный картофель вскоре после оттаивания становится сладким? За счет чего сорванные незрелые плоды растений (яблоки, груши, бананы) при хранении становятся мягкими и сладкими?

Карточка 2. Почему глюкоза в организме животных хранится в форме гликогена, хотя его синтез из глюкозы требует дополнительных затрат энергии? А для чего в организме растений из глюкозы образуется целлюлоза и крахмал?

Карточка 3. Почему в тканях растений количество углеводов значительно больше, чем у животных?

Карточка 4. Каково значение углеводов в жизнедеятельности человека? Какие виды патологий может вызывать нарушение превращений углеводов в организме?

Карточка 5. Почему наши клетки обычно запасают глюкозу в виде полимера гликогена, а не в виде собственно глюкозы?

Карточка 6. Желудочно — кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, тогда как крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы и усваиваются организмом. Объясните причину такого явления, учитывая, что все перечисленные полисахариды состоят из остатков глюкозы. За счет чего происходит переваривание клетчатки в организме травоядных животных?

6 этап урока Домашнее задание: п.2.5

Творческое задание. Составьте схему (таблицу или кластер) применения глюкозы в повседневной жизни человека и в промышленности.

Диабет от A до Я

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

абдоминальное ожирение

См. распределение жира.

абсцесс

Абсцесс — это инкапсулированное скопление гноя, часто вызванное бактериями.

аденозинтрифосфат (АТФ)

Это химическое соединение является самым важным накопителем энергии для клеток человеческого тела.

адреналин

Адреналин — это гормон стресса, который, помимо прочего, повышает частоту пульса, потребление кислорода и расщепление жира, а также расширяет бронхи. Этот гормон также повышает уровень сахара в крови, подавляя высвобождение инсулина, снижая его действие и способствуя расщеплению хранящегося в печени сахара (гликогена) до глюкозы.

акарбоза, см. также «ингибиторы альфа-глюкозидазы»

Акарбоза — это медикамент в таблетированной форме, поэтому относится к пероральным противодиабетическим препаратам. Используется для терапии при диабете 2-го типа, снижающей уровень сахара в крови.

альбуминурия

Альбумин — это белок крови, который образуется в печени. Альбуминурия — это выделение альбумина с мочой. Это может быть признаком заболевания почек. Альбумин в норме не выводится через почки. См. также микроальбуминурия и макроальбуминурия.

альфа-клетки

Альфа-клетки — это клетки, которые синтезируют гормон глюкагон, повышающий уровень сахара в крови. Они расположены небольшими скоплениями в поджелудочной железе. Эти скопления клеток называются островками Лангерганса.

аминокислоты

Аминокислоты — это структурные элементы, из которых состоят белки. Белки в организме состоят в общей сложности из 20 различных аминокислот. Большинство из них организм может вырабатывать самостоятельно. Некоторые из этих аминокислот должны поступать в организм с пищей. Они называются незаменимыми аминокислотами.

анамнез

Анамнез, или история болезни, —это совокупность сведений, полученных врачом путем расспроса, в том числе о характере, начале и развитии симптомов заболевания.

аналоги инсулина

Аналоги инсулина — это препараты, используемые для лечения диабета. Они образуются в результате замены и модификации определенных составляющих инсулина. Таким образом можно изменять время наступления воздействия и его продолжительность. Это позволяет лучше управлять инсулинотерапией. В процессе производства используются генетически модифицированные бактерии и дрожжевые грибки.

ангиопатия

Этот термин описывает заболевания кровеносных сосудов. При диабете различают микроангиопатию и макроангиопатию.

аномальный уровень глюкозы натощак

Это термин для обозначения уровня сахара в крови, который выше нормы, но ниже пороговых значений для диабета. Уровень сахара в крови натощак составляет от 100 до 125 мг/дл.

антигены

Антигены обычно представляют собой чужеродные белковые структуры, но также могут быть углеводами, жирами или другими компонентами. Иммунная система реагирует на антигены, вырабатывая антитела. Антигены находятся, например, на поверхности многих бактерий.

антитела

Антитела — это белки, которые связываются с чужеродными веществами (антигенами), например возбудителями болезней, и таким образом маркируют их. После этого иммунная система может запустить ответную реакцию и побороть «захватчиков».

антиоксиданты

Антиоксиданты — это растительные вещества, которые защищают клетки и генетическую информацию от повреждений, вызванных радикалами кислорода. Антиоксиданты содержатся во многих фруктах и овощах.

артерия

Артерии — это кровеносные сосуды, которые разносят богатую кислородом кровь из сердца по организму.

артериосклероз

Артериосклероз часто называют в бытовой речи кальцификацией сосудов. Патологические отложения образуются во внутренних стенках сосудов, вызывая их сужение и затвердение. Эти отложения также называются бляшками. Сужение сосудов может привести к закупорке сосудов и к инфаркту. Артериосклероз развивается медленно и часто в течение многих лет.

АСГ

Аббревиатура АСГ расшифровывается как алкогольный стеатогепатит. Это жировое воспаление печени, вызванное высоким потреблением алкоголя.

АТФ

См. аденазинтрифосфат.

аутоиммунное заболевание

При аутоиммунном заболевании иммунная система, то есть собственная защитная система организма, перестает функционировать. Иммунная система больше не может отличать собственные клетки организма от чужеродных «захватчиков», таких как бактерии или вирусы. Таким образом при диабете 1-го типа разрушаются вырабатывающие инсулин клетки поджелудочной железы.

ацетон

Ацетон — это продукт обмена веществ, который может возникнуть, например, при дефиците инсулина.

Без инсулина организм не может получить достаточно энергии из сахара (глюкозы). Поэтому клетки организма расщепляют жир для получения энергии. В результате образуются так называемые кетоновые тела, в том числе ацетон. Накапливаясь в крови, они могут привести к закислению организма.

базальный инсулин

Базальный инсулин покрывает основную потребность в инсулине независимо от приема пищи, даже ночью. Базальный инсулин вводится не реже 1 раза в день или чаще, в зависимости от вида. Для этих целей используются НПХ-инсулин, а также аналоги инсулина гларгин, детемир и деглудек.

базальная норма

Базальная норма покрывает индивидуальную базовую потребность в инсулине при терапии с использованием инсулиновой помпы. Не зависит от приема пищи.

базальная пероральная терапия (БОТ)

Базальная пероральная

терапия, также называемая сокращенно БОТ, является одной из форм инсулинотерапии.

При этом прием пероральных противодиабетических препаратов сочетается с инъекциями инсулина. Используется базальный инсулин длительного действия. БОТ — это форма терапии, которая может применяться у людей с диабетом 2-го типа. Врачи назначают ее, когда уровень сахара в крови не удается в достаточной степени снизить, несмотря на изменение образа жизни и прием пероральных противодиабетических препаратов. Преимуществами такой терапии могут быть меньший набор веса и меньшее количество эпизодов гипогликемии, чем при лечении только инсулином.

базальный метаболизм

Базальный метаболизм характеризует количество энергии, необходимое для поддержания жизненно важных функций в состоянии покоя. Скорость базального метаболизма зависит, в частности, от массы тела, роста, возраста, пола, климата, температуры тела или мышечной массы.

базисно-болюсная концепция

Это форма инсулинотерапии, при которой вводятся инсулин замедленного действия для покрытия базовой потребности в инсулине (базисный инсулин) и пищевой инсулин (болюсный).

байпас, шунт

Bypass в переводе с английского означает «обход». Шунтирование — это создание обходного пути посредством хирургического вмешательства для преодоления препятствия в проходе. Это можно осуществить, например, взяв сосуды из другой части тела. Узкие или полностью заблокированные сосуды можно таким образом обойти для обеспечения кровоснабжения. При желудочном шунтировании желудок разделяется. Меньшая часть желудка отделяется и соединяется непосредственно с тонкой кишкой, через которую проходит пищевая масса. После операции в оставшуюся часть желудка пищевая масса не попадает.

бариатрическая хирургия

Бариатрическая хирургия — это хирургическое лечение крайне избыточного веса, также называемого ожирением. При этом проводится операция на желудочно-кишечном тракте. Это делается для того, чтобы снизить потребление пищи или уменьшить усвоение высококалорийных питательных веществ. Одним из хирургических методов лечения ожирения является, например, желудочное шунтирование.

бета-блокаторы

Бета-блокаторы — это препараты, используемые для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, таких как высокое артериальное давление, сердечная недостаточность или стенокардия.

бета-клетки

Бета-клетки — это клетки, которые выделяют гормон инсулин, снижающий уровень сахара в крови. Они расположены небольшими скоплениями в поджелудочной железе. Эти скопления клеток называются островками Лангерганса. При диабете 1-го типа бета-клетки разрушаются собственной иммунной системой организма. При диабете 2-го типа бета-клетки сначала вырабатывают больше инсулина, чтобы противостоять инсулинрезистентности, пока бета-клетки не истощаются и выработка инсулина не прекращается.

Бигуаниды

См. метформин.

биомаркеры

Биомаркеры — это биологические показатели, которые можно измерить и оценить в образцах крови или тканей. Биомаркеры могут указывать не только на патологические изменения, но и на здоровые процессы в организме. Поэтому каждый показатель лабораторного исследования является классическим биомаркером.

биоза (дисахарид)

Дисахарид — это более крупная молекула сахара, состоящая из двух отдельных молекул сахара, соединенных вместе. Примером дисахарида является сахароза, классический бытовой сахар.

биопсия

Биопсия — это диагностическая процедура, при которой берется небольшой образец ткани или клеток, а затем исследуется в лаборатории.

болюсный инсулин

Болюсный инсулин — это быстродействующий инсулин, который обычно вводится во время приема пищи, сразу или с интервалом между инъекцией и приемом пищи. Для этой цели можно использовать либо человеческий инсулин, либо аналоги инсулина. Инсулин также можно использовать в виде болюса для коррекции повышенного уровня сахара в крови, независимо от приема пищи. Однако доза болюса обычно намного меньше, чем доза болюса перед приемом пищи.

бронхиальная система

Бронхиальная система — это широко разветвленная система трубок, по которым воздух, которым мы дышим, поступает из трахеи в маленькие альвеолы в легких. Здесь кислород переходит из вдыхаемого воздуха в кровь, а двуокись углерода поглощается из крови и выводится (выдыхается) через бронхиальную систему.

вена

Вены — это кровеносные сосуды, которые транспортируют кровь с низким содержанием кислорода к сердцу.

виноградный сахар, декстроза

См. глюкоза.

витамин D

Витамин D — это витамин, который в небольших количествах содержится в яйцах и молочных продуктах. Организм получает наибольшее количество этого витамина через кожу. Под воздействием солнечного света витамин D может вырабатываться в самой коже. Он играет важную роль в росте костей.

внутривенно

Это введение лекарства в виде инъекции или инфузии в вену.

внутривенный глюкозотолерантный тест (ivGTT)

Он используется для диагностики диабета и проводится, когда невозможно провести пероральный тест на толерантность к глюкозе. При проведении внутривенного теста на толерантность к глюкозе врач вводит раствор глюкозы непосредственно в систему кровообращения. Затем он измеряет, сколько инсулина вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы. Это позволяет определить, насколько хорошо функционируют бета-клетки в отношении выработки инсулина.

время нахождения в целевом диапазоне

Time in Range переводится как «время нахождения в целевом диапазоне». Время нахождения в целевом диапазоне — это один из новых показателей управления диабетом и метаболического контроля. Измерение возможно только с использованием систем НМГ или iscCGM. Эти системы измеряют уровень сахара в крови постоянно в течение суток. Таким образом, можно оценить, сколько часов в день уровень сахара в крови находился в определенном целевом диапазоне.

гастропарез диабетический

Гастропарез — это паралич желудка, который может быть осложнением диабета. Он возникает на фоне повреждения вегетативной нервной системы желудочно-кишечного тракта (полинейропатия). Следствием этого могут быть сильные колебания сахара в крови в виде тяжелой гипогликемии (см. реактивная гипогликемия).

ген

Ген — это носитель генетической информации. Он описывает участок ДНК, содержащий генетическую информацию. Это служит клеткам человека, так сказать, кодом, который им необходим, в частности для построения белков.

гепатит

Гепатитом называется воспаление печени. Он может иметь множество различных причин.

гестационный диабет

См. сахарный диабет беременных.

гидрамнион

Гидрамнион, также называемый полигидрамнионом, является распространенным осложнением, возникающим при диабетической беременности. Этот термин описывает патологическое увеличение амниотической жидкости до объема более 2 литров. Слишком большое количество околоплодных вод может проявляться, в частности, в виде сильного растяжения живота или затрудненного дыхания. Это может привести к преждевременному отхождению вод и вызвать преждевременные роды.

гипергликемия (повышенный уровень сахара)

Гипергликемия — это специальный термин для обозначения повышенного уровня сахара в крови, который может возникнуть в результате диабета или преддиабета. Уровень глюкозы в крови не натощак 200 мг/дл (11,1 ммоль/л) или выше указывает на наличие диабета.

гиперлипидемия

Гиперлипидемия — это повышенный уровень жиров в крови, например повышенный уровень общего холестерина или ЛПНП-холестерина или повышенный уровень триглицеридов. В этом случае возникает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

гипертония

Гипертония — это медицинский термин, обозначающий высокое артериальное давление. О высоком артериальном давлении можно говорить, если при неоднократных измерениях оно составляет 140/90 мм рт. ст. или выше. Высокое артериальное давление повышает риск инфаркта, инсульта, почечной недостаточности и других заболеваний. Риск развития таких заболеваний дополнительно возрастает, если диабет присутствует в сочетании с высоким артериальным давлением. Риск высокого артериального давления можно снизить, если вести здоровый образ жизни, например придерживаться более здоровой диеты или увеличить физическую нагрузку.

гипогликемия

Гипогликемия — это специальный термин, обозначающий низкий уровень сахара в крови.

Гипогликемия является наиболее распространенным побочным эффектом лечения инсулином и/или некоторыми таблетками, снижающими уровень сахара в крови. Она возникает, когда количество инсулина или противодиабетических таблеток не соответствует количеству доступных углеводов, например в следующих ситуациях.

Неправильная оценка количества потребленных углеводов
Слишком большой промежуток времени между инъекцией и приемом пищи
После физической активности
После употребления алкоголя
При заболеваниях желудочно-кишечного тракта
Из-за взаимодействия лекарств

гипоталамус

Гипоталамус — это область мозга, которая является местом сопряжения гормональной и нервной систем. Гипоталамус может получать нервные сигналы и активировать гипофиз, который затем выделяет в кровь определенные гормоны. Многие нервные клетки гипоталамуса также могут непосредственно чувствовать глюкозу, поэтому они служат датчиками уровня сахара в крови.

гларгин

Гларгин — это аналог инсулина длительного действия, в который добавлены отдельные компоненты (аминокислоты) молекулярной структуры человеческого инсулина. Это значительно продлевает действие инсулина. Этот препарат относится к базальным инсулинам.

гликемический индекс

Гликемический индекс — это показатель, позволяющий определить, как углеродсодержащая пища влияет на уровень сахара в крови. Он описывает, как быстро и насколько сильно повышается уровень сахара в крови после приема пищи. Ориентиром является виноградный сахар (глюкоза), который вызывает наибольшее повышение сахара в крови. У нее самый высокий гликемический индекс — 100.

гликоген

Гликоген — это форма хранения виноградного сахара (глюкозы). Организм может преобразовывать глюкозу в гликоген и хранить ее в основном в печени и мышцах. Если уровень сахара в крови низкий или организму требуется больше энергии, запасенный гликоген также может быть преобразован обратно в глюкозу, которая поступает в органы и клетки в качестве энергоносителя. Гликоген — это полисахарид.

гликогенолиз

Это процесс расщепления запасенного сахара гликогена до глюкозы, в основном в печени и мышцах. Если гликоген необходим организму в качестве источника энергии, при помощи гормонов адреналина и глюкагона происходит расщепление гликогена до глюкозы.

глимепирид

Глимепирид — это пероральный противодиабетический препарат из группы сульфонилмочевины, который применяется при диабете 2-го типа. Активное вещество, снижающее уровень сахара в крови, увеличивает выделение организмом собственного инсулина.

глиниды

Глиниды — это пероральные противодиабетические препараты. Они увеличивают выработку инсулина поджелудочной железой. Благодаря повышенной секреции инсулина сахар из пищи усваивается в клетках организма лучше. Высвобождение инсулина происходит быстрее и менее продолжительно, чем при использовании сульфонилмочевины. Поэтому глиниды принимают вместе с основными приемами пищи.

глиптин

Глиптины — это пероральные противодиабетические препараты, используемые для лечения диабета 2-го типа. Они относятся к группе ингибиторов ДПП-4. К глиптинам относятся, например, активные вещества ситаглиптин, вилдаглиптин или саксаглиптин.

глитазоны

Глитазоны — это пероральные противодиабетические препараты. Они повышают уровень глюкозы в крови за счет увеличения чувствительности к инсулину клеток жировой ткани, мышц и печени. Благодаря такому повышению чувствительности больше сахара из крови снова достигает клеток и может там перерабатываться. Из-за побочных эффектов глитазоны сегодня используются для лечения диабета 2-го типа только в исключительных случаях.

глюкагон

Глюкагон — это гормон поджелудочной железы. Он образуется в альфа-клетках островков Лангерганса. Этот гормон повышает уровень сахара в крови и, таким образом, является антагонистом инсулина.

глюкоза натощак (сахар в крови натощак)

Уровень глюкозы в крови натощак или уровень сахара в крови натощак, т. е. после последнего приема пищи в течение как минимум 8 часов.

глюкоза

Глюкоза — это специальный термин для обозначения виноградного сахара (также называемого декстрозой). Глюкоза является простым сахаром и относится к группе углеводов. Углеводы, поступающие с пищей, расщепляются в кишечнике до глюкозы. После этого глюкоза попадает в кровь (сахар в крови). Глюкоза является важнейшим источником энергии для человеческого тела и его органов. С помощью инсулина она всасывается в клетки, которым она необходима в качестве топлива.

глюкозурия

Она характеризуется повышенным выделением глюкозы с мочой через почки.

глюконеогенез

Под этим понимают глюкозы в печени и, в меньшей степени, в почках — из жиров, компонентов белка и молочной кислоты. Глюконеогенез, например, поддерживает энергоснабжение мозга и мышц, когда с пищей поступает недостаточное количество углеводов.

гормон

Гормоны — это медиаторы, которые образуются в тканях желез и переносятся кровотоком. Своими сигналами они контролируют многие процессы в организме, например регулируют уровень сахара в крови.

гормон роста

Гормон вырабатывается в гипофизе. Помимо прочего, он способствует росту тела у детей и обновлению клеток у взрослых. Гормон роста повышает также уровень сахара в крови за счет усиленного образования глюкозы (глюконеогенез).

гормоны стресса

Гормоны стресса выделяются организмом в стрессовых ситуациях, к ним относятся адреналин, кортизон или гормон роста.

ГПП-1

Сокращение ГПП-1 значит глюкагоноподобные пептиды, англ. Glukagon-like Peptide. Это гормон, который вырабатывается в клетках кишечника, как только новая пища попадает в пищеварительный тракт. Затем клетки кишечника выделяют ГПП-1 в кровь. ГПП-1 стимулирует поджелудочную железу выделять больше инсулина. В то же время ГПП-1 препятствует выделению поджелудочной железой в кровь глюкагона, антагониста инсулина. Таким образом, ГПП-1 помогает снизить уровень сахара в крови. Кроме того, ГПП-1 тормозит опорожнение желудка, поэтому при употреблении пищи чувство сытости наступает раньше. В долгосрочной перспективе это обычно приводит к потере веса. Но ГПП-1 очень быстро расщепляется в крови ферментом дипептидилпептидазой-4 (ДПП-4). Поэтому некоторых людей с диабетом лечат препаратами, которые ингибируют ДПП-4, чтобы концентрация ГПП-1 в крови оставалась высокой как можно дольше. Эти медикаменты называются ингибиторами ДПП-4.

дапаглифлозин

Этот препарат для снижения уровня сахара в крови используется у взрослых с диабетом 2-го типа при непереносимости обычно применяемого препарата метформина, когда изменения образа жизни не позволили достаточно снизить уровень сахара в крови. Дапаглифлозин относится к ингибиторам SGLT2. Его также можно комбинировать с другими препаратами, снижающими уровень сахара в крови.

деглудек

Деглудек — это аналог инсулина длительного действия, в котором изменены отдельные компоненты (аминокислоты) молекулярной структуры человеческого инсулина. Благодаря этому действие инсулина значительно продлевается. Этот препарат относится к базальным инсулинам.

детемир

Детемир — это аналог инсулина длительного действия (см. аналоги инсулина), в который добавлены отдельные компоненты (аминокислоты) молекулярной структуры человеческого инсулина. Благодаря этому действие инсулина значительно продлевается. Этот препарат относится к базальным инсулинам.

джоуль

Джоуль — это единица измерения пищевой ценности продуктов питания. 1 джоуль соответствует 0,239 килокалории. Содержание энергии в продуктах питания выражается в двух единицах: килоджоули (кДж) и килокалории (ккал).

диабетолог

Диабетолог — это специалист в области медицины (например, терапевт или гинеколог), имеющий дополнительную квалификацию для оказания медицинской помощи людям с диабетом.

диализ

Диализ — это лечебная процедура, в ходе которой из крови удаляются вещества, которые должны выводиться с мочой. Эти вещества обычно выводятся через почки. Диализ, также известный как очистка крови, — это процесс удаления токсинов из крови с помощью искусственной почки или путем очищения ее через брюшину стерильными жидкостями. Это лечение становится необходимым, когда функция почек сильно ослаблена и почка больше не может выполнять эту задачу.

диабетическая кома

Диабетическая кома — это опасное для жизни нарушение обмена веществ, вызванное дефицитом инсулина у людей с диабетом. Чрезвычайно высокий уровень сахара в крови может привести к потере сознания. Люди в диабетической коме нуждаются в немедленной медицинской помощи и должны проходить лечение в отделении интенсивной терапии. В основном различается два вида. Диабетическая кетоацидотическая кома (ДКА), которая возникает в основном у людей с диабетом 1-го типа. Люди с диабетом 2-го типа преимущественно страдают от гиперосмолярной или дегидратационной комы.

диабетическая стопа

Диабетическая стопа, также называемая синдромом диабетической стопы, является осложнением диабета. Из-за нарушений нервной системы и кровообращения люди с диабетом часто также теряют чувствительность ступней. Могут возникнуть проблемы со ступнями, например плохо заживающие раны.

дисахариды

Это специальный термин, означающий дисахарид. Это соединение, углевод, состоит из двух простых сахаров (моносахаридов). Одним из примеров является классический бытовой сахар — сахароза, который состоит из простых сахаров глюкозы и фруктозы.

ДНК

Дезоксирибонуклеиноваякислота (ДНК), по-английски deoxyribonucleic acid (DNA) — это длинноцепочечная молекула, на которой хранится генетическая информация. ДНК состоит из молекул сахара, фосфата и четырех оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин). Последовательность оснований образует генетический код. ДНК состоит из двух нитей, идущих в противоположных направлениях, которые соединены друг с другом, как замок-молния. Два основания всегда точно соответствуют друг другу: аденин связывается только с тимином, а гуанин — только с цитозином.

допплер-эхокардиография тканей

Допплер-эхокардиография тканей может выявить нарушения функций сердечных мышц. Это специальная техника эхокардиографии — специальный метод визуализации. Используя ультразвук, можно оценить как форму, так и функцию сердца.

дулоксетин

Дулоксетин — это лекарственный препарат, используемый для облегчения боли при диабетической нейропатии, осложнении диабета.

дыхание Куссмауля

В случае кетоацидоза дыхание может приобрести характерный запах ацетона (сравнимый с жидкостью для снятия лака или испорченными фруктами). Запах вызывается продуктами обмена веществ (кетоновыми телами), которые организм выделяет при расщеплении жиров для получения энергии. Поскольку глюкоза не может достичь клеток большинства органов без инсулина, необходимо использовать альтернативные пути метаболизма. Кроме того, стимуляция дыхания пациентов проводится для того, чтобы они могли выдохнуть больше углекислого газа (CO₂), образующегося при повышенной кислотности. Эта форма дыхания названа в честь врача Адольфа Куссмауля, который впервые описал ее в 1874 году.

Как животные запасают глюкозу? Вырабатывают ли животные глюкозу?

СОДЕРЖАНИЕ

Как животные запасают глюкозу?
Животные сами производят глюкозу?
Что такое гликоген у животных?
Как и где животные получают глюкозу?
Как животные используют накопленную глюкозу для получения энергии?
Почему клетки животных хранят гликоген, а не глюкозу?

Как животные запасают глюкозу?

Животные запасают глюкозу в виде гликогена. Гликоген хранится в печени и клетках скелетных мышц.

Глюкоза превращается в гликоген в ходе процесса, называемого гликогенезом. Во время гликогенеза молекулы глюкозы добавляются к цепям гликогена для хранения в организме в зависимости от будущей потребности в доступности глюкозы и потребности в энергии АТФ.

Гликоген в основном доступен в клетках печени по сравнению с клетками скелетных мышц.

Глюкоза — это моносахарид, а гликоген — это полисахарид. Это означает, что глюкоза представляет собой простую молекулу сахара, тогда как гликоген представляет собой полимер, состоящий из множества молекул глюкозы, соединенных вместе.

И глюкоза, и гликоген являются углеводами, и разница в том, что глюкоза является мономером, а гликоген — полимером.

Глюкоза, наряду с аминокислотами и жирами, является основным источником энергии для тела животного, а также тем, что питает мозг.

Когда организму не нужно использовать избыток глюкозы для получения энергии, он запасает ее в печени и мышцах.

ПОСЛЕДНИЕ ВИДЕО

Несколько интересных вещей, которые нужно знать, ле…

Пожалуйста, включите JavaScript

Несколько интересных фактов о ДНК, которые нужно знать, изучать и делиться ими

Тело животного также имеет биохимический механизм для хранения этой глюкозы в форме гликогена в качестве будущего резервуара энергии.

Мышечный гликоген преобразуется в глюкозу мышечными клетками, а печеночный гликоген преобразуется в глюкозу для использования во всем организме, включая центральную нервную систему (ЦНС).

Структура глюкозы

Вырабатывают ли животные собственную глюкозу?

Глюкоза является наиболее важным и обильным источником мгновенной энергии в любом биологическом организме.

У животных эта глюкоза хранится в виде гликогена, а у растений глюкоза хранится в форме крахмала в качестве запаса углеводов.

Да, животные могут производить свою собственную глюкозу, но для этого им необходимо питаться лактозой, сахарозой, мальтозой, крахмалом, подобными углеводам, содержащимся в пище.

Но если животный организм не получает никаких углеводов, то он не может производить собственную глюкозу.

Вот если организм животного получает глюкозу непосредственно из пищи, то все в порядке. Но если организм принимает пищу, богатую другими дисахаридами или полисахаридами, то организм будет синтезировать собственную глюкозу из дисахаридов и полисахаридов.

Итак, животному организму нужно откуда-то получать углеводы. Таким образом, он получает углеводы в форме глюкозы или других дисахаридов или полисахаридов, употребляя в пищу такие продукты, как рыба, мясо, хлеб, рис, картофель, овощи, фрукты, сахар, йогурт и молоко.

Итак, основным источником глюкозы является пища, которую ест животное. В целом при переработке пищи в сутки образуется 300 г глюкозы.

Если животные съели пищу с дисахаридами, такими как фруктоза и галактоза, то эти молекулы попадут в печень, где они могут быть преобразованы в глюкозу.

Расщепление глюкозосодержащих полисахаридов, таких как крахмал, целлюлоза и др. , также может происходить во рту животного при пережевывании пищи с помощью амилазы, содержащейся в слюне, а также с помощью ферментов мальтазы, лактазы и сахаразы, секретируемых в тонком кишечнике.

Также следует отметить, что глюкоза в очень малых количествах может также синтезироваться из других метаболитов в клетках организма. Таким образом, организм также может производить глюкозу самостоятельно за счет метаболитов других биохимических реакций, идущих внутри сложного организма.

Например, если вы видите, глюкоза также может быть получена из неуглеводных предшественников, таких как пируват, аминокислоты и глицерин.

Что такое гликоген у животных?

Гликоген представляет собой полисахаридный запас углеводов у животных, который действует как будущий запас энергии. Его часто называют животным крахмалом.

Он присутствует в высокой концентрации в печени, затем в мышцах, мозге и т. д. Клетки печени и скелетных мышц являются местами хранения гликогена, в то время как мозг использует глюкозу из гликогена в качестве топлива.

Структура гликогена аналогична структуре амилопектина с большим количеством разветвлений. И гликоген, и амилопектин являются полимерами глюкозы.

Глюкоза на самом деле представляет собой повторяющиеся звенья гликогена, соединенные вместе гликозидными связями α(1→4) и гликозидными связями α(1→6) в точках ветвления.

Глюкоза — это простой сахар с молекулярной формулой C ₆ H ₁₂ O ₆ . В то время как гликоген представляет собой сложный и длинный сахарный полимер глюкозы с молекулярной формулой (C ₆ H ₁₀ O ₅) _n, где «n» — количество молекул глюкозы в полимере гликогена.

Гликоген представляет собой полимер глюкозы, содержащий до 120 000 остатков глюкозы или минимум 2 000–60 000 остатков глюкозы на одну молекулу гликогена.

Гликоген состоит из единиц глюкозы, связанных α(1→4) с ответвлениями α(1→6) приблизительно после каждых 8–12 остатков.

Глюкоза является осмотической молекулой и может оказывать сильное влияние на осмотическое давление в высоких концентрациях, что может привести к повреждению или гибели клеток, если хранится в клетке без модификации.

Гликоген также является неосмотической молекулой, поэтому его также можно использовать в качестве раствора для хранения глюкозы в клетке без нарушения осмотического давления.

Как и где животные получают глюкозу?

Животные получают глюкозу из богатой углеводами пищи, которую они едят, такой как мясо, рыба, листья, овощи, рис, трава и т. д.

Если животные непосредственно потребляют такую пищу, как рыба, мясо, рис и т. д., то они напрямую получают необходимую им глюкозу.

Если животные потребляют такие продукты, как рыба, мясо, сахарный тростник, зеленые листья, картофель, сладкие корнеплоды, такие как свекла и морковь, и т. д., то они будут получать дисахариды, полисахариды из пищи, которые будут расщепляться в их организме, чтобы получить из нее моносахаридную глюкозу.

Таким образом, очень простыми словами пища, содержащая углеводы, является единственным прямым или косвенным источником глюкозы.

Пища, включающая мясо, рыбу, хлеб, рис, макаронные изделия, картофель, овощи, фрукты, сахар, йогурт и молоко, является главным источником углеводов как для людей, так и для животных.

После употребления пищи организм животных способен превращать 100% углеводов в глюкозу для нужд энергии.

Итак, вы часто будете видеть, что после приема пищи уровень сахара в крови может измениться или измениться быстро, в течение часа или двух после еды.

Итак, как принимается глюкоза? Слюна содержит амилазу, которая может расщеплять амилозу, крахмал и амилопектин на более мелкие цепочки глюкозы, называемые декстринами и мальтозой.

Желудок и тонкий кишечник поглощают глюкозу с помощью ферментов амилазы, мальтазы, лактазы и сахаразы, которые всасываются в кровоток.

Теперь глюкоза, попадающая в кровоток в результате расщепления пищи, может либо попасть в клетку для ее утилизации, либо может быть преобразована в гликоген путем гликогенеза в клетках печени и скелетных мышц.

Глюкоза может поступать непосредственно в клетки организма из кровотока для производства энергии АТФ в соответствии с механизмом облегченной диффузии через семейство переносчиков гексозы, встроенных в клеточную мембрану, под действием гормона инсулина.

Например: В клетках скелетных мышц своеобразным переносчиком гексозы, встроенным в клеточную мембрану, является GLUT4 для поглощения глюкозы.

Если необходимо преобразовать избыток глюкозы, то эти молекулы глюкозы будут проходить процесс глюконеогенеза в основном в печени. Глюконеогенез в очень малых количествах может происходить также в скелетных мышцах, почках, головном мозге, а также в мышцах сердца.

Как животные используют накопленную глюкозу для получения энергии?

Накопленная глюкоза в организме животного на самом деле представляет собой гликоген и ничего больше. Глюкоза (или гликоген), хранящаяся в организме животного, приводит к выработке энергии для клеток тела путем гликолиза.

Проще говоря, гликолиз определяется как последовательность реакций превращения глюкозы (или гликогена) в пируват или лактат с образованием АТФ в качестве энергии для удовлетворения энергетических потребностей организма и для поддержания метаболической активности организма.

Гликолиз – это первый этап расщепления глюкозы с целью извлечения энергии для клеточного метаболизма.

Этот процесс гликолиза состоит из фазы, требующей энергии, за которой следует фаза высвобождения энергии.

Этот процесс гликолиза происходит внутри каждой клетки тела. И все ферменты, обеспечивающие гликолиз, присутствуют в цитоплазме каждой клетки.

Фактически, гликолиз является основным путем синтеза энергии АТФ в клетках, лишенных митохондрий. Например, в эритроцитах, роговице глаза, хрусталике и т. д.

Помните, мы говорили, что гликолиз приводит к превращению глюкозы (или гликогена) в пируват или лактат с образованием АТФ. Итак, здесь пируват является результатом аэробного дыхания, тогда как лактат является результатом анаэробного дыхания.

Итак, гликолиз происходит как в отсутствие кислорода (анаэробно), так и в присутствии кислорода (аэробно).

Лактат является конечным продуктом в анаэробных условиях. В аэробных условиях образуется пируват, который затем окисляется до CO ₂ и H ₂ O в качестве конечных продуктов.

Почему клетки животных запасают гликоген, а не глюкозу?

Первая причина, по которой клетки животных хранят гликоген, а не глюкозу, заключается в том, что если молекулы глюкозы остаются в клетке, то в конечном итоге она начнет поглощать воду внутри клетки посредством процесса, называемого осмосом.

Это может привести к взрыву и разрыву ячейки, если внутрь ячейки попадет избыток воды. Таким образом, гликоген, будучи очень большим полимером, не поглощает воду за счет осмоса.

Глюкоза присутствует в крови в очень небольшом количестве и хорошо растворима в воде. Если глюкоза присутствует в крови в большем количестве, то она будет высасывать воду из клеток в кровоток, вызывая проблемы для клеток и изменяя нормальное функционирование организма.

Итак, избыток глюкозы откладывается в виде гликогена внутри клеток в виде макромолекулярных частиц, нерастворимых в воде.

Итак, очень простыми словами, глюкоза не может храниться в клетках животного тела из-за высокого осмотического давления, которое глюкоза оказывает внутри клетки, вызывая попадание воды в клетку путем эндосмоза.

По этой причине глюкоза превращается в гликоген в печени для хранения, поскольку гликоген осмотически более стабилен, чем глюкоза.

Еще одна причина заключается в том, что контролируемое расщепление гликогена и высвобождение глюкозы увеличивают количество глюкозы, доступной между приемами пищи. Следовательно, гликоген служит буфером для поддержания уровня глюкозы в крови.

Документ без названия

Большинство животных вынуждены катаболизировать пищу и использовать высвободившуюся энергию для запуска анаболического синтеза. Другими словами, мы потребляем сложные вещества, расщепляем их для высвобождения энергии и используем эту энергию для подпитки, создания и восстановления наших собственных клеточных компонентов.

От плесени до млекопитающих глюкоза в количественном отношении является наиболее важным источником топлива для жизни на Земле. Это основное топливо для нашей нервной системы и предпочтительный источник энергии во время начальной физической активности. Глюкоза также является важным строительным материалом для клеточных структур. Когда организму необходимо производить лактозу, гликопротеины и гликолипиды, все они синтезируются с использованием глюкозы.

У нас есть два источника глюкозы: 1) пища, 2) продукты метаболизма. Пища содержит углеводы, липиды, белки и т. д. Пищевые углеводы перевариваются с образованием простых молекул сахара в кишечнике. Простые сахара, такие как глюкоза, галактоза и фруктоза, выходят из просвета кишечника через портальную циркуляцию. Глюкоза составляет около 80% абсорбированных диетических сахаров. Галактоза и фруктоза составляют разницу.

Помимо пищевых углеводов мы синтезируем глюкозу из неуглеводных продуктов метаболизма (глюконеогенез). Глюконеогенез особенно важен во время поста и голодания, потому что эритроциты, почки, хрусталик и роговица зависят от глюкозы как от единственного источника энергии. Глюкоза является основным топливом для мозга, но если глюкозы мало, мозг может переключиться на кетоновые тела, чтобы восполнить около 20% потребности в глюкозе. Глюконеогенез обеспечивает постоянную поставку глюкозы в нервную систему даже при длительном голодании.

Глюкоза является неотъемлемой частью каждого процесса организма. Однако организм может хранить лишь небольшое количество глюкозы. Всего во внеклеточной жидкости взрослого человека растворено около 20 г глюкозы. Чтобы удовлетворить потребности в энергии во время упражнений, между приемами пищи и во время сна, организм запасает избыток глюкозы в виде гликогена или жирных кислот.

Жировая ткань, мышцы и клетки печени являются основными местами накопления энергии. Жир использует глюкозу для синтеза жирных кислот и триглицеридов. Жировая ткань служит практически неограниченным долговременным хранилищем высококалорийных липидов. Жирные кислоты и триглицериды имеют метаболический путь, отличный от пути метаболизма глюкозы, и не будут подробно обсуждаться. Достаточно сказать, что жир действительно снижает уровень глюкозы в крови, поглощая, трансформируя и сохраняя ее вдали от циркулирующей крови.

Мышцы хранят глюкозу в виде гликогена (≈400 г), который может быть быстро преобразован обратно в глюкозу для мышечной активности. Печень может хранить глюкозу в виде гликогена (≈75 г) и жирных кислот. Печень также может преобразовывать накопленный гликоген в глюкозу для использования остальными частями тела между приемами пищи, во время голодания и стресса. Печень может поставлять глюкозу примерно на 16 часов; после этого должны быть мобилизованы другие источники энергии.

Взрослые ценности	Глюкоза плазмы натощак	2-часовой тест на глюкозу
Обычный	<100 мг/дл (<5,6 ммоль/л)	<140 мг/дл (<7,8 ммоль/л)
Нарушение уровня глюкозы натощак	100–125 мг/дл (5,6–6,9 ммоль/л)
Нарушенная толерантность к глюкозе		140–199 мг/дл (7,8–11,0 ммоль/л)
Диабет	≥126 мг/дл (≥7,0 ммоль/л)	≥200 мг/дл (≥11,1 ммоль/л)

У здоровых людей чувствительные к инсулину ткани, такие как жировая ткань, мышцы и печень, быстро поглощают глюкозу, чтобы поддерживать постпрандиальную глюкозу крови в довольно узком диапазоне. У людей с диабетом I и II типа инсулин либо отсутствует, либо неэффективен. Важные действия инсулина включают абсорбцию глюкозы и подавление глюкагона. Гипергликемия может возникнуть, когда любое из этих действий уменьшается. В 2003 г. Американская диабетическая ассоциация – Экспертный комитет по диагностике и классификации сахарного диабета опубликовала следующие пороговые значения уровня глюкозы в крови:

ГЛЮТ
ГЛЮТ1	Все ячейки	Низкое сродство/высокая емкость
ГЛЮТ2	Печень, В-клетки, кишечник	Низкое сродство/высокая емкость
ГЛЮТ3	Центральные и периферические нейроны, плацента, яички, тромбоциты	Низкое сродство/высокая емкость
ГЛЮТ4	Поперечно-полосатые и сердечные мышцы, жир	инсулин и активация при физической нагрузке
ГЛЮТ5	Слизистая оболочка, кишечник, сперма	Носитель фруктозы
Скорость диффузии глюкозы в клетку зависит от концентрации глюкозы, количества и сродства переносчиков в плазматической мембране.

Гомеостаз глюкозы требует постоянного баланса между диффузией, хранением и метаболизмом глюкозы. Глюкоза не может попасть в клетку путем простой диффузии. Распределению глюкозы через плазматическую мембрану должны способствовать молекулы транспорта глюкозы (GLUT). Чем больше молекул GLUT встроено в плазматическую мембрану, тем больше глюкозы может диффундировать в клетку. Чем больше глюкозы диффундирует в клетки, тем быстрее уровень глюкозы в крови возвращается к норме.

Все клетки экспрессируют GLUT 1 в своей плазматической мембране. Считается, что GLUT 1 отвечает за базальное поглощение глюкозы. Некоторые клетки, такие как мышечные и жировые, могут перемещать дополнительные молекулы GLUT 4 из внутриклеточного хранилища в плазматическую мембрану в ответ на инсулин. Подобно энтероцитам в кишечнике, другие клетки могут уменьшать количество портов GLUT 2 в ответ на инсулин. Это приводит к задержке или уменьшению всасывания глюкозы с пищей. Большинство клеток, особенно в печени и поджелудочной железе, могут усиливать синтез генов и экспрессию молекул GLUT в ответ на повышенную концентрацию глюкозы в плазме.

Необходимо контролировать концентрацию внутриклеточной глюкозы — низкий уровень внутриклеточной глюкозы приводит к стрессу и голоданию. Было показано, что высокий уровень внутриклеточной глюкозы способствует некротической гибели клеток за счет образования перекиси водорода, что может способствовать развитию диабетической васкулопатии и связанного с ней заболевания.

Млекопитающие координируют четыре метаболических процесса для регулирования внутриклеточной глюкозы. Этими процессами являются гликолиз, гликогенез, гликогенолиз, глюконеогенез.

Гликолиз представляет собой ферментативный катаболизм (6 атомов углерода) сахара-глюкозы в две (3 атома углерода) молекулы пирувата + 2 АТФ. Гликолиз уменьшает внутриклеточную глюкозу, что позволяет безопасно поступать дополнительной глюкозе. Гликолиз представляет собой десятистадийный процесс. Каждый шаг связан с определенным ферментным катализатором. (Нажмите здесь, чтобы узнать, как это сделать). Гликолиз – это анаэробный метаболизм глюкозы. Это первый этап метаболизма глюкозы, очень важный в начальной фазе физической активности или когда дефицит кислорода ограничивает способность организма поддерживать хороший аэробный метаболизм.
Гликогенез — это анаболический процесс, при котором расходуется энергия АТФ для сборки избыточных молекул глюкозы в более сложные гранулы гликогена. Одна гранула гликогена может содержать 30 000 единиц глюкозы. Гликоген синтезируется преимущественно гепатоцитами и мышцами. Постпрандиальный запас гликогена в гепатоцитах может составлять до 10% массы печени.
Анаболический гормон инсулин инициирует гликогенез. При переваривании пищи выделяется глюкоза, которая транспортируется из кишечника в циркулирующую кровь. Повышенный уровень глюкозы в плазме заставляет бета-клетки поджелудочной железы высвобождать инсулин. Повышенный уровень инсулина в плазме активирует анаболические пути в печени, мышцах, жире, почках и головном мозге. Эти органы реагируют 1) облегчением синтеза, экспрессии и диффузии глюкозы в клетку GLUT, 2) усилением метаболизма глюкозы, 3) усилением запасания избыточной глюкозы, 4) ингибированием катаболического высвобождения глюкозы путем подавления действия глюкагона, 5) усилением продукции липидов, 6) активацией генных каскадов, которые усиливают рост и дифференцировку клеток. Все эти действия снижают избыток глюкозы в плазме.
Гликогенолиз — это катаболический процесс, при котором накопленный гликоген расщепляется до глюкозы. Гликогенолиз обеспечивает глюкозу во время коротких периодов голодания, между приемами пищи, во время сна и т. д. Глюкагон вырабатывается в альфа-клетках поджелудочной железы, а надпочечниковые катехоламины адреналин и норадреналин являются катаболическими гормонами, регулирующими гликогенолиз. Глюкагон и катехоламины активируют фермент гликогенфосфорилазу. Печень и мышцы являются основными мишенями гликогенолиза, индуцированного глюкагоном. Мышцы дополнительно подвергаются воздействию катехоламинов, которые высвобождаются во время стресса и напряженных упражнений.
Печень и мышцы могут поглощать большое количество глюкозы и сохранять ее в виде гликогена в ответ на инсулин. Между приемами пищи, когда уровень инсулина в плазме низкий, глюкагон увеличивает доступность глюкозы. Глюкагон активирует фермент гликогенфосфорилазу, который разрывает связи, удерживающие отдельные молекулы глюкозы с макромолекулами гликогена, хранящимися в гепатоцитах и миоцитах. При диабете I и II типа инсулин не подавляет выработку глюкагона. Беспрепятственное действие глюкагона у диабетиков является причиной, по крайней мере частично, характерной гипергликемии.
Глюкоза, катаболизируемая из гликогена в миоците, используется только в этом миоците. Гликогенфосфорилаза отделяет глюкозу от гликогена в виде глюкозо-1-фосфата. Присутствие фосфатной группы в положении углерода-1 делает глюкозо-1-фосфат слишком большим, чтобы диффундировать из миоцита через портал GLUT 4. Глюкозо-1-фосфат должен быть преобразован в глюкозо-6-фосфат, чтобы подвергнуться гликолизу. Фермент фосфоглюкомутаза удаляет фосфатную группу из положения углерода-1 и добавляет фосфатную группу в положение углерода-6. Затем миоциты могут использовать доступный глюкозо-6-фосфат в гликолизе или возвращать его в хранилище в виде гликогена посредством гликогенеза.
Гепатоциты, в отличие от миоцитов, продуцируют глюкозо-6-фосфатазу. Фермент глюкозо-6-фосфатаза может гидролизовать глюкозо-6-фосфат в фосфатную группу и свободную глюкозу. Свободная молекула глюкозы достаточно мала, чтобы диффундировать обратно в плазму через портал GLUT4. Наличие глюкозо-6-фосфатазы позволяет печени накапливать и высвобождать глюкозу для использования всеми клетками организма. Глюкоза, выделяемая печенью, является основным источником энергии между приемами пищи. Он также является источником гипергликемии у инсулинорезистентных диабетиков.
Катехоламины адреналин и норэпинефрин являются гормонами, секретируемыми мозговым веществом надпочечников. Эти гормоны подготавливают тело к стрессу, например, к борьбе или бегству. Эти гормоны также активируют фермент гликогенфосфорилазу. Гликогенфосфорилаза разрывает связи, удерживающие отдельные молекулы глюкозы в макромолекуле гликогена. Это обеспечивает мышцы топливом, необходимым для быстрых спринтов и подъемов тяжестей.
Исследование Dufour S. и Lebon V. et al. (2009 г.) продемонстрировали 2,5-кратное увеличение уровня глюкозы в плазме после инфузии эпинефрина. Была показана обратная связь между запасами гликогена в печени и уровнем глюкозы в плазме после инфузии адреналина. Был сделан вывод, что большая часть печеночного гликогена превращалась в глюкозу в первые 60 минут после инфузии адреналина, а уровень глюкозы в плазме нормализовался в течение 90 минут из-за двукратного увеличения печеночного глюконеогенеза.
Печень и почки экспрессируют фермент глюкозо-6-фосфатазу. Эти органы используют фермент глюкозо-6-фосфатазу для удаления фосфатной группы глюкозо-6-фосфата. В результате этой реакции образуется свободная молекула глюкозы и фосфатная группа. Затем свободная глюкоза может диффундировать из клетки в кровоток.
Глюконеогенез представляет собой синтез новой глюкозы из таких метаболитов, как лактат, пируват, глицерин и аланин. Например, лактат, образующийся в мышцах и эритроцитах как метаболический продукт гликолиза, переносится кровью в печень, где превращается в глюкозу и высвобождается обратно в кровь.

Сахарный диабет II типа увеличивает скорость глюконеогенеза. Магнуссон и его коллеги связывают увеличение выработки глюкозы натощак примерно на 18% с глюконеогенезом у людей с диабетом II типа.
Диабет I типа увеличивает выработку глюкозы печенью во время физических упражнений и в состоянии покоя. Петерсон и его коллеги продемонстрировали, что диабетическая гипергликемия I типа в покое и во время физической нагрузки может быть полностью связана с усилением глюконеогенеза. Увеличение продукции глюкозы печенью во время физических упражнений у здоровых людей является результатом гликогенолиза.
«Введение лактата Рингера пациенту с диабетом, перенесшему операцию, может заметно повысить уровень глюкозы. Лактат является предшественником глюконеогенеза, и в стрессовых ситуациях, таких как операция, скорость глюконеогенеза может увеличиваться». — Сахарный диабет Джослина.
Некоторые виды рака, особенно с быстрым ростом клеток, требуют большого количества энергии. Производство и метаболизм глюкозы часто намного выше у этих больных раком, чем у здоровых людей. Дж. А. Тайек и Дж. Кац определили, что многие больные раком полагаются на глюконеогенез в основном в производстве глюкозы. В то же время здоровые люди таким образом получают менее половины своей глюкозы.
G. Bongaerts и H. van Halteren et al. выдвигают гипотезу: «В растущих опухолях концентрация O2 критически низка». «При отсутствии достаточного количества О2 им приходится переключаться на анаэробную диссимиляцию, при этом на 1 моль глюкозы приходится всего 2 моля АТФ и 2 моля молочной кислоты».