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

Genomia: Тестирование кошек: GSD IV

Стандартный срок исследования: 7 рабочих дней

Цена за 1 тест: 45.00 $ без НДС

CZK / EUR / USD

Описание:

Гликогеноз (Glycogen Storage Disease, GSD) – группа аутосомно-рецессивных заболеваний, возникающих вследствие нарушения метаболизма гликогена.
Основным и наиболее универсальным источником энергии для человека, животных и растений является глюкоза. В организме животных глюкоза хранится в форме гликогена, который откладывается в виде гранул в цитоплазме клеток, преимущественно в клетках печени и мышц. При недостатке глюкозы гликоген расщепляется, и глюкоза попадает в кровь. Превращение гликогена в глюкозу – многоступенчатый процесс, протекающий под воздействием ряда ферментов, нарушение работы которых приводит к избыточному накоплению гликогена в виде аномальных гранул и нарушению гомеостаза глюкозы.

Больные котята погибают от гипогликемии вскоре после рождения. В некоторых случаях животное живет до полугода, страдая при этом от прогрессирующей мышечной дегенерации.

Наследственность:

Мутация передается аутосомно-рецессивным наследованием. Заболевание проявляется у особей, которые получили мутированный ген от обоих родителей. Данные особи обозначаются как P/P (мутированный гомозигот). Носители мутированного гена, обозначаемые как N/P (гетерозигот), получили мутированный ген лишь от одного из родителей, клинические признаки заболевания у них отсутствуют; однако носители передают заболевание своим потомкам. Теоретически в результате спаривания двух гетерозигот (N/P) 25% потомства будут здоровыми, 50% будут носителями, а 25 % потомства унаследуют от своих родителей мутированные гены и будут страдать данным генетическим заболеванием.

Тестируемая мутация

: p. Y34X в гене GBE1

Образец: кровь в EDTA (1,0 мл) или мазок из ротовой полости. Подробная информация об отборе образцов приведена здесь

Общая информация о генетическом тесте:

Генетический тест позволяет обнаружить больную особ или носителя мутации. Тест может быть выполнен в любом возрасте и действителен на протяжении всей жизни. Генетический тест методом полимеразной цепной реакции (PCR) является очень точным, результаты анализа позволяют определить больных животных, здоровых носителей мутации и здоровых животных.

С учетом наличия мутаций собаки делятся на три группы:

• P/P = позитивный / позитивный = больной, особь унаследовала мутацию от обоих родителей „affected“

• N/P = негативный / позитивный = особь унаследовала мутацию от одного родителя, является носителем мутации „Carrier“, болезнь у него не проявится

• N/N = негативный / негативный = особь без мутаций, болезнь у особи не проявится = нормальный генотип „wildtype“

Результаты спаривания особей с различными генотипами:

	Affected (P/P)
Wild type (N/N)	аллель	P	P
	N	N/P (carrier)	N/P (carrier)
	N	N/P (carrier)	N/P (carrier)

Все потомки являются носителями мутации

.

	Carrier (N/P)
Wild type (N/N)	аллель	N	P
	N	N/N (здоровый)	N/P (carrier)
	N	N/N (здоровый)	N/P (carrier)

Статистически 50 % потомков будут носителями, а 50 % будут здоровыми.

.

	Carrier (N/P)
Carrier (N/P)	аллель	N	P
	N	N/N (здоровый)	N/P (carrier)
	P	N/P (carrier)	P/P (больной)

Статистически 25 % потомства будут здоровы, 25 % больны, а 50 % будут носителями.

.

Литература:

John C. Fyfe, Rebeccah L. Kurzhals, Michelle G. Hawkins, Ping Wang, Naoya Yuhki, Urs Giger, Thomas J. Van Winkle, Mark E. Haskins, Donald F. Patterson, Paula S. Henthorn: A complex rearrangement in GBE1 causes both perinatal hypoglycemic collapse and late-juvenile-onset neuromuscular degeneration in glycogen storage disease type IV of Norwegian forest cats, Molecular Genetics and Metabolism 90 (2007) 383-392

• Норвежская лесная

Стандартный срок исследования: 7 рабочих дней

Цена за 1 тест: 45.00 $ без НДС

CZK / EUR / USD

6 тканей и функций организма которые восстанавливаются диетой

Гликоген – это «запасной» углевод в человеческом организме, принадлежащий к классу полисахаридов.

Иногда его ошибочно называют термином «глюкагон». Важно не путать оба названия, поскольку второй термин – это белковый гормон, который опосредовано, через специфические глюкагоновые рецепторы в печени, вызывает усиление катаболизма депонированного в печени гликогена, т. е. служит внешним сигналом для гепатоцитов (клеток печени) о необходимости выделения в кровь глюкозы за счет распада гликогена (гликогенолиз) или синтеза глюкозы из других веществ (глюконеогенез). Он вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых клеток поджелудочной железы.

Что такое гликоген?

Практически с каждым приемом пищи организм получает углеводы, которые поступают в кровь в виде глюкозы. Но порой ее количество превышает потребности организма и тогда глюкозные излишки накапливаются в форме гликогена, который при надобности расщепляется и обогащает тело дополнительной энергией.

Где хранятся запасы

Запасы гликогена в форме мельчайших гранул хранятся в печени и мышечной ткани. Также этот полисахарид есть в клетках нервной системы, почек, аорты, эпителия, мозга, в эмбриональных тканях и в слизистой оболочке матки. В теле здорового взрослого человека обычно есть около 400 г вещества. Но, кстати, при повышенных физических нагрузках организм преимущественно использует гликоген из мышц. Поэтому культуристы примерно за 2 часа до тренировки должны дополнительно насытить себя высокоуглеводной пищей, дабы восстановить запасы вещества.

Биохимические свойства

Полисахарид с формулой (C6h20O5)n химики называют гликогеном. Другое название этого вещества – животный крахмал. И хоть гликоген хранится в животных клетках, но это название является не совсем правильным. Открыл вещество французский физиолог Бернар. Почти 160 лет тому назад ученый впервые нашел в клетках печени «запасные» углеводы.

«Запасной» углевод хранится в цитоплазме клеток. Но если организм ощущает внезапный недостаток глюкозы, гликоген высвобождается и попадает в кровь. Но, что интересно, трансформироваться в глюкозу, которая способна насытить «голодный» организм, способен только полисахарид, накопленный в клетках печени (гепатоцитах). Запасы гликогена в ней могут достигать 5 % от ее массы, и во взрослом организме составлять около 100-120 г. Своей максимальной концентрации гликоген в гепатоцитах достигает примерно через полтора часа после трапезы, насыщенной углеводами (кондитерские изделия, мучное, крахмалистая пища).

В составе мышц полисахарид занимает не больше 1-2 % от массы ткани. Но, учитывая общую массу мускул, становится понятно, что гликогеновые «залежи» в мышцах превышают запасы вещества в печени. Также небольшие запасы углевода есть в почках, глиальных клетках мозга и в лейкоцитах (белых кровяных клетках). Таким образом, общие запасы гликогена во взрослом организме могут составить почти полкилограмма.

Интересно, что «запасной» полисахарид найден в клетках некоторых растений, в грибах (дрожжевых) и бактериях.

Роль гликогена

В основном гликоген концентрируется в клетках печени и мышц. И следует понимать, что эти два источника резервной энергии обладают разными функциями. Полисахарид из печени поставляет глюкозу для организма в целом. То есть отвечает за стабильность уровня сахара в крови. При чрезмерной активности или между приемами пищи уровень глюкозы в плазме снижается. И дабы избежать гипогликемии гликоген, содержащийся в клетках печени, расщепляется и попадает в кровоток, выравнивая глюкозный показатель. Регуляторную функцию печени в этом плане нельзя недооценивать, поскольку изменение уровня сахара в любую сторону чревато серьезными проблемами, вплоть до летального исхода.

Мышечные запасы необходимы для поддержания работы опорно-двигательной системы. Сердце также является мышцей, в которой есть запасы гликогена. Зная об этом, становится понятно, почему у большинства людей после длительного голодания или при анорексии возникают проблемы с сердцем.

Но если излишки глюкозы могут отложиться в форме гликогена, тогда возникает вопрос: «Почему углеводная пища откладывается на теле жировой прослойкой?». Этому также есть объяснение. Запасы гликогена в организме не безразмерны. При низкой физической активности запасы животного крахмала не успевают тратиться, поэтому глюкоза накапливается в другой форме – в виде липидов под кожей.

Помимо этого, гликоген необходим для катаболизма сложных углеводов, участвует в обменных процессах в организме.

Синтезирование

Гликоген – это стратегический запас энергии, который синтезируется в организме из углеводов.

Сначала тело использует полученные углеводы в стратегических целях, а остатки откладывает «на черный день». Дефицит энергии является причиной для расщепления гликогена к состоянию глюкозы.

Синтез вещества регулируется гормонами и нервной системой. Этот процесс, в частности в мышцах, «запускает» адреналин. А расщепление животного крахмала в печени активизирует гормон глюкагон (вырабатывается поджелудочной железой во время голодания). За синтезирование «запасного» углевода отвечает гормон инсулин. Процесс состоит из нескольких этапов и происходит исключительно во время приема пищи.

Гликогеноз и другие нарушения

Но в некоторых случаях расщепление гликогена не происходит. В результате гликоген накапливается в клетках всех органов и тканей. Обычно подобное нарушение наблюдают у людей с генетическими нарушениями (дисфункция ферментов, необходимых для расщепления вещества). Такое состояние называют термином гликогеноз и относят его к списку аутосомно-рецессивных патологий. На сегодня в медицине известны 12 типов этого заболевания, но пока достаточно изученной является только половина из них.

Но это не единственная патология, связанная с животным крахмалом. В число гликогеновых заболеваний также входит агликогеноз – нарушение, сопровождающееся полным отсутствием фермента, отвечающего за синтез гликогена. Симптомы болезни – ярко выраженные гипогликемии и судороги. Наличие агликогеноза определяют путем биопсии печени.

Потребность организма в гликогене

Гликоген, как запасной источник энергии, важно регулярно восстанавливать. Так, по крайней мере, утверждают ученые. Повышенная физическая активность может привести к тотальному истощению углеводных запасов в печени и мышцах, что в результате скажется на жизненной активности и работоспособности человека. В результате длительной безуглеводной диеты запасы гликогена в печени снижаются почти к нулю. Мышечные резервы истощаются во время интенсивных силовых тренировок.

Минимальная суточная доза гликогена составляет от 100 г и выше. Но эту цифру важно увеличить при:

Напротив, осторожно к пище, богатой углеводами, стоит отнестись лицам с дисфункцией печени, недостатком ферментов.

Пища для накопления гликогена

Как утверждают исследователи, для адекватного накопления гликогена примерно 65 % калорий организм должен получать из углеводных продуктов. В частности, для восстановления запасов животного крахмала важно ввести в рацион хлебобулочные изделия, каши, злаки, разные фрукты и овощи.

Лучшие источники гликогена: сахар, мед, шоколад, мармелад, варенье, финики, изюм, инжир, бананы, арбуз, хурма, сладкая выпечка, соки из фруктов.

Влияние гликогена на вес тела

Ученые определили, что во взрослом организме может накопиться около 400 граммов гликогена. Но также ученые определили и то, что каждый грамм резервной глюкозы связывает примерно 4 грамма воды. Вот и получается, что 400 г полисахарида – это примерно 2 кг гликогенного водного раствора. Этим объясняется обильное потоотделение во время тренировок: организм расходует гликоген и при этом теряет в 4 раза больше жидкости.

Этим свойством гликогена объясняется и быстрый результат экспресс-диет для похудения. Безуглеводные диеты провоцируют интенсивное расходование гликогена, а с ним – жидкости из организма. Один литр воды, как известно, – это 1 кг веса. Но как только человек возвращается к обычному рациону с содержанием углеводов, запасы животного крахмала восстанавливаются, а с ними и потерянная за период диеты жидкость. В этом и кроется причина недолгосрочности результата экспресс-похудения.

Для по-настоящему эффективного похудения врачи советуют не только пересматривать рацион (отдавать предпочтение протеинам), но и усиливать физические нагрузки, которые ведут к быстрому израсходованию гликогена. Кстати, исследователи рассчитали, что 2-8 минут интенсивных кардиотренировок достаточно для использования запасов гликогена и потери лишнего веса. Но эта формула подходит исключительно лицам, не имеющим кардиологических проблем.

Дефицит и излишек: как определить

Организм, в котором, содержатся лишние порции гликогена, скорее всего, сообщит об этом сгущением крови и нарушениями работы печени. У людей с чрезмерными запасами этого полисахарида также случаются сбои в работе кишечника, увеличивается вес тела.

Но и нехватка гликогена не проходит для организма бесследно. Дефицит животного крахмала может послужить причиной эмоционально-психических нарушений. Возникают апатии, депрессивные состояния. Также заподозрить истощение энергетических резервов можно у людей с ослабленным иммунитетом, плохой памятью и после резкой потери мышечной массы.

Гликоген – важный резервный источник энергии для организма. Его недостаток – это не только снижение тонуса и упадок жизненных сил. Дефицит вещества скажется на качестве волос, кожи. И даже потеря блеска в глазах – это также результат нехватки гликогена. Если вы заметили у себя симптомы недостатка полисахарида, самое время подумать об усовершенствовании своего рациона.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог, диетолог .

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп .

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия .

Физиология, глюкоза — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Глюкоза представляет собой 6-углеродную структуру с химической формулой C6h22O6. Это вездесущий источник энергии для каждого организма в мире, который необходим для подпитки как аэробного, так и анаэробного клеточного дыхания. Глюкоза часто поступает в организм в изометрических формах, таких как галактоза и фруктоза (моносахариды), лактоза и сахароза (дисахариды) или крахмал (полисахарид). Наше тело хранит избыток глюкозы в виде гликогена (полимера глюкозы), который высвобождается во время голодания. Глюкоза также образуется из продуктов распада жиров и белков в процессе глюконеогенеза. Учитывая, насколько важна глюкоза для гомеостаза, неудивительно, что существует множество ее источников.

Как только глюкоза попадает в организм, она проходит через кровь к тканям, требующим энергии. Там глюкоза расщепляется в ходе ряда биохимических реакций с высвобождением энергии в виде АТФ. АТФ, полученный в результате этих процессов, используется для подпитки практически всех энергозатратных процессов в организме. У эукариот большая часть энергии поступает из аэробных (потребляющих кислород) процессов, которые начинаются с молекулы глюкозы. Сначала глюкоза расщепляется в ходе анаэробного процесса гликолиза, что приводит к образованию некоторого количества АТФ и конечного продукта пирувата. В анаэробных условиях пируват превращается в лактат путем восстановления. В аэробных условиях пируват может вступать в цикл лимонной кислоты с образованием богатых энергией переносчиков электронов, которые помогают производить АТФ в цепи переноса электронов (ЭТЦ).[1]

Сотовый уровень

Запасы глюкозы сохраняются в организме человека в виде полимерного гликогена. Гликоген присутствует в самых высоких концентрациях в печени и мышечных тканях. Регуляция гликогена и, следовательно, глюкозы контролируется главным образом пептидными гормонами инсулином и глюкагоном.

Оба эти гормона вырабатываются в островках Лангерганса поджелудочной железы, глюкагон из альфа-клеток, а инсулин из бета-клеток. Существует баланс между этими двумя гормонами в зависимости от метаболического состояния организма (натощак или с высоким содержанием энергии), при этом инсулин имеет более высокие концентрации во время состояний, богатых энергией, и глюкагон во время голодания. Через процесс сигнальных каскадов, регулируемых этими гормонами, гликоген катаболизируется, высвобождая глюкозу (стимулируется глюкагоном во время голодания), или синтезируется с дальнейшим потреблением избытка глюкозы (облегчается инсулином во время избыточной энергии). Инсулин и глюкагон (среди других гормонов) также контролируют транспорт глюкозы в клетки и из клеток, изменяя экспрессию одного типа переносчика глюкозы, GLUT4.[1][2]

В организме человека существует несколько типов переносчиков глюкозы, дифференциальная экспрессия которых зависит от типа ткани. Эти транспортеры делятся на две основные категории: натрий-зависимые транспортеры (SGLT) и натрий-независимые транспортеры (GLUT).

Натрийзависимые транспортеры основаны на активном транспорте натрия через клеточную мембрану, который затем диффундирует вниз по градиенту концентрации вместе с молекулой глюкозы (вторичный активный транспорт). Натрий-независимые переносчики не полагаются на натрий и транспортируют глюкозу с помощью облегченной диффузии. Из натрий-независимых переносчиков инсулин и глюкагон влияют только на экспрессию GLUT4. Ниже перечислены наиболее важные классы переносчиков глюкозы и их характеристики.

• SGLT : Обнаруженные в основном в почечных канальцах и эпителии кишечника, SGLT важны для реабсорбции и абсорбции глюкозы соответственно. Этот транспортер работает посредством вторичного активного транспорта, поскольку ему требуется АТФ для активного выкачивания натрия из клетки в просвет, что затем облегчает котранспорт глюкозы, поскольку натрий пассивно перемещается через клеточную стенку по градиенту концентрации.

• GLUT1 : Найден в основном в бета-клетках поджелудочной железы, эритроцитах и ​​гепатоцитах. Этот двунаправленный транспортер необходим для восприятия глюкозы поджелудочной железой, что является важным аспектом механизма обратной связи при контроле уровня глюкозы в крови с помощью эндогенного инсулина.

• GLUT2 : Обнаруживается главным образом в гепатоцитах, бета-клетках поджелудочной железы, кишечном эпителии и клетках почечных канальцев. Этот двунаправленный транспортер важен для регуляции метаболизма глюкозы в печени.

• GLUT3 : Находятся в основном в ЦНС. Этот транспортер имеет очень высокое сродство к глюкозе, что соответствует повышенным метаболическим потребностям мозга.

• GLUT4 : Найден в основном в скелетных мышцах, сердечной мышце, жировой ткани и ткани головного мозга. Этот переносчик сохраняется в цитоплазматических везикулах (неактивных), которые сливаются с клеточной мембраной при стимуляции инсулином. Плотность этих переносчиков будет от 10 до 20 раз увеличиваться во время избытка энергии при высвобождении инсулина с чистым эффектом снижения уровня глюкозы в крови (глюкоза будет легче проникать в клетки, на поверхности которых есть GLUT4). [3][4]

Центральная роль глюкозы в метаболизме углеводов

Конечными продуктами переваривания углеводов в пищеварительном тракте являются почти полностью глюкоза, фруктоза и галактоза, причем глюкоза составляет 80% конечного продукта. После всасывания из желудочно-кишечного тракта большая часть фруктозы и почти вся галактоза быстро превращается в печени в глюкозу. Поэтому в циркулирующей крови присутствует лишь небольшое количество фруктозы и галактозы. Таким образом, глюкоза становится конечным общим путем для транспорта всех углеводов в клетки тканей.

В клетках печени имеются соответствующие ферменты, способствующие взаимным превращениям моносахаридов — глюкозы, фруктозы и галактозы. Динамика ферментов такова, что когда печень высвобождает моносахариды, конечным продуктом всегда является глюкоза. Причина в том, что в гепатоцитах содержится большое количество глюкозофосфатазы. Следовательно, глюкозо-6-фосфат может расщепляться до глюкозы и фосфата, а глюкоза может транспортироваться через мембрану клеток печени обратно в кровь.

Задействованные системы органов

Глюкоза играет жизненно важную роль в каждой системе органов. Однако есть отдельные органы, которые играют решающую роль в регуляции уровня глюкозы.

Печень

Печень является важным органом в отношении поддержания надлежащего уровня глюкозы в крови. Гликоген, многоразветвленный полисахарид глюкозы в организме человека, — это то, как глюкоза хранится в организме и в основном содержится в печени и скелетных мышцах. Попробуйте думать о гликогене как о краткосрочном хранилище глюкозы в организме (в то время как триглицериды в жировых тканях служат долгосрочным хранилищем). Глюкоза высвобождается из гликогена под влиянием глюкагона и в условиях голодания, повышая уровень глюкозы в крови. Глюкоза добавляется к гликогену под контролем инсулина и в богатых энергией условиях, снижая уровень глюкозы в крови.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа выделяет гормоны, в первую очередь ответственные за контроль уровня глюкозы в крови. За счет увеличения концентрации глюкозы в бета-клетке происходит высвобождение инсулина, который, в свою очередь, снижает уровень глюкозы в крови посредством нескольких механизмов, подробно описанных ниже. Из-за более низкого уровня глюкозы и более низкого уровня инсулина (напрямую зависящего от низкого уровня глюкозы) альфа-клетки поджелудочной железы высвобождают глюкагон, который, в свою очередь, повышает уровень глюкозы в крови с помощью нескольких механизмов, которые подробно описаны ниже. Соматостатин также высвобождается из дельта-клеток поджелудочной железы и имеет чистый эффект снижения уровня глюкозы в крови.[5][6][7]

Надпочечник

Надпочечники подразделяются на кору и мозговое вещество, оба из которых играют роль в гомеостазе глюкозы. Кора надпочечников высвобождает глюкокортикоиды, которые повышают уровень глюкозы в крови с помощью механизмов, описанных ниже, наиболее мощным и распространенным из которых является кортизол. Мозговое вещество надпочечников высвобождает адреналин, который также повышает уровень глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже. [8]

Щитовидная железа

Щитовидная железа отвечает за производство и высвобождение тироксина. Тироксин оказывает широкое воздействие почти на все ткани организма, одним из которых является повышение уровня глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже.[9]

Передняя доля гипофиза

Передняя доля гипофиза отвечает за высвобождение как АКТГ, так и гормона роста, что повышает уровень глюкозы в крови посредством механизмов, описанных ниже.[10]

Гормоны

В гомеостаз глюкозы вовлечено множество гормонов. Механизмы, с помощью которых они модулируют глюкозу, очень важны; однако, по крайней мере, важно понимать чистое влияние каждого гормона на уровень глюкозы. Одна хитрость заключается в том, чтобы помнить, какие из них снижают уровень глюкозы: инсулин (в первую очередь) и соматостатин. Другие повышают уровень глюкозы.  

• Инсулин: снижает уровень глюкозы в крови за счет повышенной экспрессии GLUT4, повышенной экспрессии гликогенсинтазы, инактивации киназы фосфорилазы (таким образом снижая глюконеогенез) и снижения экспрессии ограничивающих скорость ферментов, участвующих в глюконеогенезе.

• Глюкагон: повышает уровень глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза и глюконеогенеза.

• Соматостатин: снижает уровень глюкозы в крови за счет локального подавления высвобождения глюкагона и подавления гастрина и гипофизарных тропных гормонов. Этот гормон также уменьшает высвобождение инсулина; однако его чистым эффектом является снижение уровня глюкозы в крови.

• Кортизол: повышает уровень глюкозы в крови за счет стимуляции глюконеогенеза и антагонизма инсулина.

• Эпинефрин: повышает уровень глюкозы в крови за счет гликогенолиза (высвобождение глюкозы из гликогена) и повышенного высвобождения жирных кислот из жировых тканей, которые затем могут катаболизироваться и участвовать в глюконеогенезе.

• Тироксин: повышает уровень глюкозы в крови за счет гликогенолиза и увеличения всасывания в кишечнике.

• Гормон роста: способствует глюконеогенезу, ингибирует усвоение глюкозы печенью, стимулирует выработку гормонов щитовидной железы, ингибирует инсулин.

• АКТГ: стимулирует высвобождение кортизола из надпочечников, стимулирует высвобождение жирных кислот из жировой ткани, которые затем могут участвовать в глюконеогенезе.

Клиническое значение

Патология, связанная с глюкозой, часто возникает при слишком высоком или слишком низком уровне глюкозы в крови. Ниже приводится краткое описание некоторых из наиболее распространенных патологических состояний, связанных с изменениями уровня глюкозы, и их патофизиологии.

Гипергликемия :

Гипергликемия может вызывать патологию как остро, так и хронически. Сахарный диабет I и II являются болезненными состояниями, характеризующимися хронически повышенным уровнем глюкозы в крови, что со временем и при плохом контроле уровня глюкозы приводит к значительной заболеваемости. Оба класса диабета имеют многоочаговую этиологию: тип I связан с генетическими, экологическими и иммунологическими факторами и чаще всего встречается у детей, в то время как тип II связан с сопутствующими заболеваниями, такими как ожирение, в дополнение к генетическим факторам, и чаще проявляется в зрелом возрасте. Диабет I типа возникает в результате аутоиммунного разрушения бета-клеток поджелудочной железы и дефицита инсулина, а тип II возникает в результате периферической резистентности к инсулину из-за метаболической дисфункции, обычно на фоне ожирения. В обоих случаях результатом является неадекватно повышенный уровень глюкозы в крови, который вызывает патологию по целому ряду механизмов:

• Осмотическое повреждение : Глюкоза осмотически активна и может вызывать повреждение периферических нервов.

• Окислительный стресс : Глюкоза участвует в нескольких реакциях, которые производят побочные продукты окисления.

• Неферментативное гликирование : Глюкоза может образовывать комплексы с остатками лизина на белках, вызывая структурные и функциональные нарушения.[11][1]

Эти механизмы приводят к разнообразным клиническим проявлениям как микрососудистых, так и макрососудистых осложнений. Некоторые из них включают периферические невропатии, плохое заживление ран/хронические раны, ретинопатию, заболевание коронарной артерии, заболевание сосудов головного мозга и хроническое заболевание почек. Крайне важно понимать механизмы, лежащие в основе патологии, вызванной повышенным уровнем глюкозы.[12][13]

Высокий уровень сахара в крови также может привести к острой патологии, чаще всего наблюдаемой у пациентов с диабетом II типа, известной как гиперосмолярное гипергликемическое состояние. Это состояние возникает при резком повышении уровня глюкозы в крови, что приводит к повышению осмоляльности плазмы. Высокая осмолярность приводит к осмотическому диурезу (чрезмерному мочеиспусканию) и обезвоживанию. Возникают разнообразные клинические проявления, в том числе изменение психического статуса, двигательные нарушения, очаговая и глобальная дисфункция ЦНС, тошнота, рвота, боль в животе и ортостатическая гипотензия.[14]

Гипогликемия :

Гипогликемия чаще всего наблюдается ятрогенно у пациентов с диабетом на фоне приема сахароснижающих препаратов. Это состояние возникает, особенно в стационарных условиях, при нарушении больным привычного режима питания. Симптомы неспецифичны, но клинические данные, такие как связь с голоданием или физическими упражнениями, а также улучшение симптомов при введении глюкозы, делают гипогликемию более вероятной. Симптомы гипогликемии можно охарактеризовать как нейрогликопенические, обусловленные прямым влиянием на ЦНС, или нейрогенные, обусловленные симпатоадренергическим поражением. Нейрогенные симптомы можно разделить на холинергические и адренергические. Ниже приведены некоторые распространенные симптомы гипогликемии:

• Нейрогликопения : Усталость, поведенческие изменения, судороги, кома и смерть.

• Нейрогенный — Адренергический : тревога, тремор и сердцебиение.

• Нейрогенные — холинергические : парестезии, потоотделение и чувство голода.[15]

Связывая воедино то, что мы узнали о глюкозе, в кратком обзоре метаболизма глюкозы, представьте, что вы едите богатую углеводами пищу. Различные полимеры глюкозы будут расщеплены в вашей слюне и кишечнике, высвобождая свободную глюкозу. Эта глюкоза будет всасываться в эпителий кишечника (через рецепторы SGLT на верхушке), а затем поступать в кровоток (через рецепторы GLUT на базолатеральной стенке). Уровень глюкозы в крови подскочит, вызывая увеличение концентрации глюкозы в поджелудочной железе, стимулируя высвобождение предварительно сформированного инсулина. Инсулин будет иметь несколько последующих эффектов, включая повышенную экспрессию ферментов, участвующих в синтезе гликогена, таких как гликогенсинтаза в печени. Глюкоза будет поступать в гепатоциты и присоединяться к цепям гликогена. Инсулин также будет стимулировать высвобождение GLUT4 из их внутриклеточного заключения, что увеличит базальное поглощение глюкозы мышечной и жировой тканью. По мере того, как уровень глюкозы в крови начинает снижаться (поскольку она поступает в периферические ткани и печень), уровень инсулина также снижается до нижнего нормального уровня. Когда уровень инсулина падает ниже нормы, глюкагон высвобождается из альфа-клеток поджелудочной железы, способствуя повышению уровня глюкозы в крови за счет ее высвобождения из гликогена и посредством глюконеогенеза; это обычно повышает уровень глюкозы до следующего приема пищи. Однако, если пациент продолжает голодать, к нему подключается адреномедуллярная система, которая выделяет кортизол и адреналин, что также приводит к эугликемии в гипогликемическом состоянии.[16][5][17]

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Рисунок

Транспортеры глюкозы. Предоставлено Paris Hantzidiamantis

Ссылки

1.

Gurung P, Zubair M, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 23 ноября 2022 г. Глюкоза плазмы. [PubMed: 31082125]

2.

Даглас С.А., Мохиуддин С.С. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Биохимия, гликоген. [PubMed: 30969624]

3.

Holesh JE, Aslam S, Martin A. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 25 июля 2022 г. Физиология, углеводы. [PubMed: 29083823]

4.

Навале А.М., Паранджапе А.Н. Транспортеры глюкозы: физиологическая и патологическая роль. Biophys Rev. 2016 Mar;8(1):5-9. [Бесплатная статья PMC: PMC5425736] [PubMed: 28510148]

5.

El Sayed SA, Mukherjee S. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология, поджелудочная железа. [PubMed: 29083590]

6.

Варгас Э., Джой Н.В., Каррильо Сепульведа М.А. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 26 сентября 2022 г. Биохимия, метаболические эффекты инсулина. [PubMed: 30252239]

7.

Venugopal SK, Sankar P, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 марта 2022 г. Физиология, Глюкагон. [PubMed: 30725767]

8.

Dutt M, Wehrle CJ, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология надпочечников. [PubMed: 30725945]

9.

Пираханчи Ю., Тарик М.А., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 17 февраля 2022 г. Физиология, щитовидная железа. [В паблике: 30137850]

10.

Равиндрарадж А.Д., Басит Х., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология передней доли гипофиза. [PubMed: 29763073]

11.

Навале РБ, Моурья ВК, Бхисе СБ. Неферментативное гликирование белков: причина осложнений при сахарном диабете. Индийская компания J Biochem Biophys. 2006 г., декабрь; 43(6):337-44. [PubMed: 17285797]

12.

Гоял Р., Джалал И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 19 июня., 2022. Сахарный диабет типа 2. [PubMed: 30020625]

13.

Goyal R, Nguyen M, Jialal I. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 августа 2022 г. Непереносимость глюкозы. [PubMed: 29763085]

14.

Адейинка А, Кондамуди Н.П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 1 декабря 2022 г. Гиперосмолярный гипергликемический синдром. [PubMed: 29489232]

15.

Мэтью П., Топпил Д. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 23 июля 2022 г. Гипогликемия. [В паблике: 30521262]

16.

Kalra A, Yetiskul E, Wehrle CJ, Tuma F. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология печени. [PubMed: 30571059]

17.

Патриция Дж.Дж., Дхамун К.С. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 12 сентября 2022 г. Физиология, пищеварение. [PubMed: 31334962]

Что такое глюкоза? – Food Insight

Крис Соллид, RD

24 мая 2021 г.

Поделиться с:

Существует множество различных типов и форм калорийных подсластителей, которые все вместе называются «сахар». Самый известный вид сахара — это столовый сахар. С научной точки зрения, столовый сахар — это сахароза, дисахарид, состоящий из равных частей двух моносахаридов: фруктозы и глюкозы.

Моносахариды представляют собой единичные единицы сахара, и их часто называют «простыми» сахарами. Три основных моносахарида, которые мы потребляем, — это фруктоза, галактоза и глюкоза. Они объединяются в различные пары, образуя три вида дисахаридов (две связанные единицы сахара), которые наиболее важны для питания человека: лактозу, мальтозу и сахарозу. Глюкоза является общей нитью в каждом из них. Он входит в состав сахарозы (связанной с фруктозой), лактозы (связанной с галактозой) и мальтозы, состоящей из двух связанных единиц глюкозы.

Помимо того, что глюкоза является неотъемлемой частью дисахаридов, она также является неотъемлемой частью жизни. Глюкоза является основным источником энергии для нашего организма, при этом некоторым тканям, например мозгу, требуется постоянный запас. Глюкозу называют «сахаром крови», потому что она циркулирует в нашем кровотоке как источник легкодоступной энергии. Он также хранится в организме в виде гликогена для энергетических резервов в периоды, когда в крови может не быть достаточного количества глюкозы.

Откуда берется глюкоза?

Глюкоза является наиболее распространенным моносахаридом, встречающимся в природе. В растениях он образуется в результате фотосинтеза. Некоторые растения хранят глюкозу в связанных цепочках. Эти цепи называются крахмалом. Обычные продукты, содержащие крахмал, включают кукурузу, картофель, рис и пшеницу. Крахмал коммерчески отделяется от этих цельных пищевых источников для производства декстрозы, глюкозы, мальтодекстринов, полиолов и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, которые используются в качестве ингредиентов при производстве некоторых продуктов питания, напитков, заправок и соусов.

Моносахариды глюкозы (не входящие в состав крахмала) также естественным образом содержатся в некоторых пищевых продуктах. Наиболее концентрированным цельным пищевым источником моносахаридов глюкозы является мед, за которым следуют сухофрукты, такие как финики, абрикосы, изюм, смородина, клюква, чернослив и инжир.

Является ли глюкоза натуральным или добавленным сахаром?

Сахар, который мы потребляем, часто называют натуральным сахаром или добавленным сахаром, в зависимости от его источника. Глюкоза считается натуральным сахаром, если потребляется непосредственно из цельных продуктов, таких как абрикосы и финики. Глюкоза считается добавленным сахаром при употреблении вместе с упакованными продуктами и напитками, в которые она была добавлена ​​во время производства. К сожалению, только один из десяти взрослых американцев съедает рекомендуемое количество фруктов или овощей в день, в то время как шесть из десяти взрослых американцев потребляют больше добавленного сахара, чем рекомендуется.

Как переваривается глюкоза?

Глюкоза технически не требует переваривания. Вместо этого он всасывается в тонком кишечнике непосредственно в кровоток, где может быть использован для получения энергии или, в конечном счете, сохранен в виде гликогена в мышцах и печени. Мы потребляем глюкозу непосредственно из таких продуктов, как мед, а также из продуктов и напитков, содержащих лактозу, сахарозу и крахмал. Когда мы едим продукты, содержащие крахмал, слюна во рту должна сначала расщепить крахмал до мальтозы (пар связанных единиц глюкозы). Затем мальтоза расщепляется на отдельные единицы глюкозы, что делает их доступными для усвоения. Подобно перевариванию мальтозы, когда мы потребляем лактозу и сахарозу, глюкоза поглощается после отделения от моносахарида-партнера (галактоза в лактозе и фруктоза в сахарозе). Шаги, связанные с перевариванием дисахаридов и крахмала, заставляют поглощать глюкозу дольше, что приводит к меньшему повышению уровня сахара в крови, чем непосредственное потребление глюкозы.

Может ли наш организм вырабатывать глюкозу?

Наше тело нуждается в глюкозе, чтобы функционировать. Это особенно важно для нашего мозга, так как этот орган использует около 60% глюкозы, которую использует наш организм. Но глюкоза не всегда должна поступать сразу из продуктов и напитков.