Глюкозата влиза в тялото с храната, след това се абсорбира от храносмилателната система и навлиза в кръвта, която от своя страна я пренася до всички органи и тъкани. Това е основният източник на енергия за човешкото тяло, той може да бъде получен от бензин, който задвижва повечето автомобили, или електричество, което е необходимо за функционирането на оборудването. За да проникне в клетките, докато в кръвоносна система, се поставя в инсулинова обвивка.
Инсулинът е специален хормон, произвеждан от панкреаса. Без него глюкозата няма да може да влезе в клетките и няма да се абсорбира. Ако има проблем с производството на инсулин, човек развива захарен диабет. Има нужда от константи. Кръвта на пациент с диабет ще бъде пренаситена, докато тялото не получи липсващия хормон отвън. Инсулиновата капсула е необходима за усвояването на глюкозата от мускулите и мастните тъкани и черния дроб, но някои органи могат да приемат глюкоза и без нея. Това са сърцето, бъбреците, черния дроб, лещата, нервната система, включително мозъка.
IN храносмилателната системаглюкозата се абсорбира много бързо. Това вещество е мономер, който изгражда важни полизахариди като гликоген, целулоза и нишесте. Глюкозата се окислява, което води до освобождаване на енергия, която се изразходва за различни физиологични процеси.
Ако в тялото попадне излишно количество глюкоза, тя бързо се използва, превръщайки се в енергийни резерви. На негова основа се образува гликоген, който след това се отлага на различни места и тъкани на тялото като резервен източник на енергия. Ако вече има достатъчно гликоген в клетъчното депо, тогава глюкозата започва да се превръща в мазнини и да се отлага в тялото.
Гликогенът е жизненоважен за мускулите. Това е, което по време на гниенето осигурява енергията, необходима за функционирането и възстановяването на клетките. Постоянно се изразходва в мускулите, но запасите не намаляват. Това се дължи на факта, че нови порции гликоген непрекъснато се доставят от черния дроб, така че нивото му винаги остава постоянно.
Нормалното ниво на кръвната захар на гладно е 3,5 до 6,1 mmol/l. Повишената кръвна захар е хипергликемия. Причините за това състояние могат да бъдат различни заболявания, включително захарен диабет и метаболитни нарушения. Това обикновено се диагностицира чрез тест на урината, чрез който тялото ще елиминира захарта. Краткосрочната хипергликемия може да бъде причинена от различни явления, като пренапрежение, ядене на големи количества сладкиши и други.
Концентрацията на кръвната захар е твърде ниска - хипогликемия. Краткосрочната хипогликемия възниква, когато човек яде много бързо смилаеми въглехидрати, тогава нивото на захарта първо рязко скача и след това рязко пада. Постоянната хипогликемия възниква поради метаболитни нарушения, чернодробни или бъбречни заболявания, както и липса на въглехидрати в диетата. Симптоми - треперене на крайниците, световъртеж, глад, бледност, чувство на страх.
Правилната диагноза може да бъде поставена само от квалифициран специалист въз основа на събраната анамнеза и проведените изследвания. За да интерпретирате правилно резултата „захар в урината“, е необходимо да знаете процесите, при които настъпват определени промени в тялото, водещи до отклонение при определянето на този показател в биологичен материал.
Концепцията за "захар в урината"
В нормално здраво тялоСъществува бъбречен праг за глюкоза, т.е. определено количество кръвна захар се абсорбира напълно от бъбреците. Поради това захарта е в урината качествени методине е открит. Установеният праг леко намалява с възрастта. Когато нивата на кръвната захар се повишат бъбречни тубулине може да абсорбира толкова много захар от урината в кръвта. Последицата от този процес е появата на захар в урината - глюкозурия. Наличието на захар в урината е опасен индикатор, при който е необходимо да се установи причината за появата му.Физиологична глюкозурия
Физиологичната глюкозурия се наблюдава при еднократно откриване на захар в урината. В зависимост от причините, довели до промяната в този показател, се разграничават няколко форми на глюкозурия: хранителна, емоционална, физическа. Хранителното повишаване на захарта в урината е свързано с консумацията на храни, богати на въглехидрати: шоколад, сладкиши, сладки плодове. Емоционалната глюкозурия възниква поради стрес и превъзбуждане. Появата на глюкоза в урината може да бъде предизвикана от прекомерна физическа активност в навечерието на теста. Допустимо е наличието на малко количество захар в урината.Патологична глюкозурия
Развитието на патологична глюкозурия е свързано с наличието на промени в тялото, които засягат реабсорбционната функция на бъбреците. Захарният диабет е една от най-честите причини за тази патология. В този случай, когато нивото на кръвната захар е достатъчно ниско, то се определя в урината в големи количества. Това се случва по-често при инсулинозависими захарен диабет. Остър панкреатитможе да доведе до откриване на захар в урината. Мозъчен тумор, менингит, травматично мозъчно увреждане, хеморагичен инсулт или енцефалит могат да доведат до глюкозурия.Болестите, които са придружени от треска, могат да бъдат придружени от фебрилна глюкозурия. Повишаването на нивото на адреналин, глюкокортикоидни хормони, тироксин или соматотропин може да доведе до развитие на ендокринна глюкозурия. При отравяне с морфин, стрихнин, хлороформ и фосфор може да се определи токсична глюкозурия. Поради намаляване на бъбречния праг се развива бъбречна глюкозурия.
Подготовка за анализ
В навечерието на подаването на урина за изследване на захарта трябва да следвате диета, която изключва консумацията на сладки храни и плодове, както и напитки, съдържащи големи количества въглехидрати. Препоръчва се да се намали нивото физическа дейност. Ако откриете някакво количество захар в урината си, трябва незабавно да се консултирате с лекар.Видео по темата
Аскорбинова киселинаТой е изключително необходим на организма за нормалното функциониране на всички органи и системи. Подобрява имунитета, понижава нивата на кръвната захар, предотвратява развитието на сърдечни заболявания и др.
Аскорбиновата киселина или витамин С не се произвежда самостоятелно от човешкото тяло, за разлика от тялото на животните. Ето защо лекарите във всички страни препоръчват да се ядат повече плодове и зеленчуци - основните доставчици на този витамин или да се попълни дефицитът му с помощта на лечебни комплекси. Липсата на витамин С може да доведе до тежки последици, но защо?
Ролята на витамин С в човешкото тяло
Средно аритметично, към човешкото тялонеобходими са около 80 mg аскорбинова киселина на ден, докато дневната нужда от други витамини е значително по-ниска. Защо? Да, защото витамин С нормализира метаболизма на въглехидрати, мазнини и протеини, увеличава имунна защита, стимулира образуването на антитела, червени кръвни клетки и в по-малка степен бели кръвни клетки. Освен това намалява концентрацията на глюкоза в кръвта и увеличава запасите от гликоген в черния дроб, нормализира количеството на холестерола в кръвта и служи като профилактика на рака.
Аскорбиновата киселина участва в повече от 300 биологични процесив организма. От тях може да се подчертае особено синтезът на колаген, протеин, който образува съединителната тъкан, който “циментира” междуклетъчното пространство. Колагенът участва в образуването на тъкани, кости, кожа, сухожилия, връзки, хрущяли, зъби и др. Предпазва организма от болести и инфекции и ускорява заздравяването на рани.
Що се отнася до имунитета, витамин С е отговорен за производството на антитела и функционирането на белите кръвни клетки. Без него е невъзможно образуването на интерферон, вещество, което се бори с вируси и рак. Аскорбиновата киселина е мощен естествен водоразтворим антиоксидант, който предпазва от разрушителното действие на окислителите. Елиминира потенциално вредните реакции в наситените с вода части на тялото и предпазва „добрия“ холестерол от въздействието на свободните радикали, предотвратявайки развитието на сърдечни и съдови заболявания, ранното стареене и развитието на злокачествени тумори.
Какво друго се крие в зоната на отговорност на витамин С?
Аскорбиновата киселина е важен компонент на синтеза на хормони от надбъбречните жлези. При стрес на надбъбречните жлези започва да липсва този витамин. Освен това участва в производството на холестерол и превръщането му в жлъчка. Аскорбиновата киселина е необходима за нормалното функциониране на невротрансмитерите в мозъка. Преобразува триптофан в серотонин, тирозин в допамин и адреналин.
Липсата на витамин С може да повлияе негативно на функционирането на всички органи и системи на тялото, причинявайки мускулни болки, слабост, летаргия, апатия, хипотония, смущения в стомашно-чревния тракт, суха кожа, болки в сърцето, загуба на зъби и др.
Основното послание на повечето строги диети е „спрете да минавате и ще бъдете щастливи“! Опитайте се да разберете механизмите на тялото си и да отслабнете разумно!
Защо дебелеем?
Отговорът е на повърхността – ден след ден създаваме всичко най-много необходимите условия. Как изглежда средният ни работен ден? Чаша кафе с няколко сандвича, 1,5 часа задръствания до офиса, 8 часа седене на компютъра, след това отново 1,5 часа задръствания. Похапвайте нещо през деня и висококалорична вечеря през нощта. През почивните дни - търкаляне до обяд и пак "празник" на корема. Почивка все пак... Добре, може би не съвсем така, а няколко пъти седмично работим усърдно по час-два във фитнеса. Но това е капка в чашата.
Какви видове мазнини има?
1. Подкожно. Това е повърхностна мазнина, която се намира под кожната тъкан. Това е точно този тип мазнини, които се виждат визуално и могат да бъдат пипнати и усетени. На първо място, човешкото тяло започва да натрупва мазнини в най-проблемните зони. За мъжете това е коремната област и гърдите, за жените - бедрата, задните части и страните. Когато тези зони се запълнят, мазнините започват да заемат нови територии.
2. Висцерална. Това е дълбоко разположена мазнина, която се намира около вътрешните органи на човек (черен дроб, бели дробове, сърце). Необходимо е известно количество висцерална мазнина, тъй като тя осигурява омекотяване на вътрешните органи. Но когато подкожната мазнина е овладяла всички възможни зони и са започнали етапите на затлъстяване, тя започва да попълва резервите си висцерална мазнина. Излишната висцерална мазнина е много опасна, тъй като може да доведе до сериозни проблемисъс здравето (заболявания на храносмилателната и сърдечно-съдовата система).
Защо просто не можеш да спреш да ядеш?
Интернет е пълен с предложения за различни чудотворни диети, които обещават да се отървете от излишни килограмив рамките на няколко месеца. Техният принцип обикновено е рязко ограничаване на приеманите калории. Но опитайте се да разберете механизма на реакция на тялото - килограмите наистина изчезват, но мазнините ще останат невредими. Всичко това се обяснява с наличието на такъв хормон като мазилка. Нивото на съдържанието му е свързано с нивото на съдържание на мазнини - колкото повече мазнини, толкова повече мазилка. И така, процесът протича по следния начин:
- Броят на консумираните калории рязко намалява, нивата на глюкозата и производството на инсулин намаляват, а мазнините се мобилизират. Глоба!
- Има малко глюкоза, което означава, че нивото на мазилката пада. Мозъкът получава сигнал за глад.
- В отговор на сигнал за глад тялото се включва защитен механизъм– спиране на синтеза мускулна тъкани забавяне на изгарянето на мазнини.
- В същото време се повишава нивото на кортизола (хормона на стреса), което допълнително засилва защитния механизъм.
Както можете да видите, загуба на тегло се случва, но не поради загуба на мазнини, а поради намаляване мускулна маса. В края на диетата тялото започва интензивно да съхранява калории, съхранявайки ги в мазнини (в случай, че ситуацията се повтори).Разликата между светлите и тъмните ивици на опашката е ясно изразена и "Волга" се счита за узряла ако кожата му стане светла.
2. Внимавайте!
Ако смятате, че е твърде рано да купувате руски дини в началото на август, тогава сте прави. Повечето сортове достигат зрялост до средата или дори края на август. Всичко, което се продава по-рано, най-вероятно или не е имало време да узрее, или е било щедро оплодено, за да ускори растежа.
Основните признаци за определяне, че динята е „пълнена“ с нитрати:
- Този вид диня не може да се съхранява дълго време. По кожата се появяват кръгли петна с по-тъмен нюанс.
- Когато го разрежете, ще видите яркочервена плът и бели семки, а влакната ще бъдат жълти.
- Пулпата може да съдържа уплътнени бучки с размер до 2 cm и жълтеникав цвят- концентрират вредни вещества.
- Месото на здрава диня, ако се смила в чаша вода, ще доведе до леко помътняване на водата, но ако е диня, водата ще стане розова или червена.
3. Колко опасни са нитратите?
Според лекарите никой никога не е умрял от отравяне с нитрати, но можете да си навлечете неприятности. Ако изядете един-два резена нитратна диня, нищо няма да ви стане. Ако се увлечете и изядете цялата диня, може да имате проблеми с черния дроб, чревно разстройство или нервна система. Ако след хубаво хранене се почувствате зле, веднага се обадете на линейка.
Между другото, невидимите нитрати не са толкова опасни, колкото бактериите, които се установяват на повърхността по време на транспортиране и съхранение. Ето защо, преди да нарежете, не забравяйте да измиете добре плодовете, за по-голям ефект можете дори да ги попарите, това няма да навреди на динята.
Пулпата на узрялата диня е доминирана от лесно смилаема глюкоза и фруктоза; захарозата се натрупва, ако плодът се съхранява дълго време. Дините могат да се ядат, ако имате диабет, тъй като съдържащата се в тях фруктоза не предизвиква инсулиново напрежение.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
публикувано на http://www.allbest.ru/
Министерство на образованието и науката на Руската федерация
Федерален държавен бюджет образователна институциявисше образование
Тамбовски Държавен университетна името на G.R. Державина
на тема: Биологичната роля на глюкозата в организма
Завършено:
Шамсидинов Шохийоржон Фазлиддин въглища
Тамбов 2016 г
1. Глюкоза
1.1 Характеристики и функции
2.1 Катаболизъм на глюкозата
2.4 Синтез на глюкоза в черния дроб
2.5 Синтез на глюкоза от лактат
Използвана литература
1. Глюкоза
1.1 Характеристики и функции
Глюкозата (от древногръцки glkhket сладък) (C 6 H 12 O 6), или гроздова захар, или декстроза, се намира в сока на много плодове и плодове, включително грозде, откъдето идва името на този вид захар от. Това е монозахарид и шест-хидрокси захар (хексоза). Глюкозната единица е част от полизахаридите (целулоза, нишесте, гликоген) и редица дизахариди (малтоза, лактоза и захароза), които напр. храносмилателен трактбързо се разграждат до глюкоза и фруктоза.
Глюкозата принадлежи към групата на хексозите и може да съществува под формата на b-глюкоза или b-глюкоза. Разликата между тези пространствени изомери е, че при първия въглероден атом на b-глюкозата хидроксилната група е разположена под равнината на пръстена, докато за b-глюкозата е над равнината.
Глюкозата е бифункционално съединение, тъй като съдържа функционални групи- един алдехид и 5 хидроксил. По този начин глюкозата е поливалентен алдехиден алкохол.
Структурната формула на глюкозата е:
Съкратена формула
1.2 Химични свойства и структура на глюкозата
Експериментално е установено, че молекулата на глюкозата съдържа алдехидни и хидроксилни групи. В резултат на взаимодействието на карбонилна група с една от хидроксилните групи, глюкозата може да съществува в две форми: отворена верига и циклична.
В разтвор на глюкоза тези форми са в равновесие една с друга.
Например в воден разтворглюкозата има следните структури:
Цикличните b- и c-форми на глюкозата са пространствени изомери, които се различават по позицията на полуацеталния хидроксил спрямо равнината на пръстена. В b-глюкозата този хидроксил е в транс позиция спрямо хидроксиметиловата група -CH 2 OH, в b-глюкозата е в цис позиция. Като се вземе предвид пространствената структура на шестчленния пръстен, формулите на тези изомери имат формата:
IN в твърдо състояниеГлюкозата има циклична структура. Обикновената кристална глюкоза е b-формата. В разтвор b-формата е по-стабилна (в стационарно състояние тя представлява повече от 60% от молекулите). Делът на алдехидната форма в равновесие е незначителен. Това обяснява липсата на взаимодействие с фуксинова киселина (качествена реакция на алдехиди).
В допълнение към феномена на тавтомерията, глюкозата се характеризира със структурна изомерия с кетони (глюкоза и фруктоза са структурни междукласови изомери)
Химични свойства на глюкозата:
Глюкозата има химични свойства, характерни за алкохолите и алдехидите. В допълнение, той има и някои специфични свойства.
1. Глюкозата е поливалентен алкохол.
Глюкозата с Cu(OH) 2 дава разтвор от син цвят(меден глюконат)
2. Глюкозата е алдехид.
а) Реагира с амонячен разтвор на сребърен оксид, за да образува сребърно огледало:
CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO+Ag 2 O > CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + 2Ag
глюконова киселина
б) С меден хидроксид дава червена утайка Cu 2 O
CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + 2Cu(OH) 2 > CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 Ov + 2H 2 O
глюконова киселина
в) Редуцира се с водород до образуване на шествалентен алкохол (сорбитол)
CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + H 2 > CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH 2 OH
3. Ферментация
а) Алкохолна ферментация (за производство на алкохолни напитки)
C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CH 2 OH + 2CO 2 ^
етанол
б) Млечнокисела ферментация (кис.мляко, мариноване на зеленчуци)
C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CHOH-COOH
млечна киселина
1.3 Биологично значениеглюкоза
Глюкозата е необходим компонент на храната, един от основните участници в метаболизма в организма, тя е много питателна и лесно смилаема. При неговото окисляване се освобождава повече от една трета от енергийния ресурс, използван в тялото - мазнини, но ролята на мазнините и глюкозата в енергията на различните органи е различна. Сърцето се използва като гориво мастна киселина. Скелетните мускули се нуждаят от глюкоза, за да „стартират“, но нервните клетки, включително мозъчните клетки, работят само с глюкоза. Тяхната нужда е 20-30% от генерираната енергия. Нервни клеткиЕнергията е необходима всяка секунда, а тялото получава глюкоза по време на хранене. Глюкозата се усвоява лесно от тялото, така че се използва в медицината като укрепващо средство. средство за защита. Специфични олигозахариди определят кръвната група. В сладкарството за приготвяне на мармалад, карамел, меденки и др. Голямо значениеимат процеси на ферментация на глюкоза. Така например при ецване на зеле, краставици и мляко се получава млечнокисела ферментация на глюкоза, както и при силажиране на фураж. В практиката се използва и алкохолна ферментация на глюкоза, например при производството на бира. Целулозата е изходен материал за производството на коприна, памучна вата и хартия.
Въглехидратите наистина са най-често срещаните органична материяна Земята, без които е невъзможно съществуването на живите организми.
В живия организъм, по време на метаболизма, глюкозата се окислява, освобождавайки голямо количество енергия:
C6H12O6+6O2??? 6CO 2 +6H 2 O+2920kJ
2. Биологична роля на глюкозата в организма
Глюкозата е основният продукт на фотосинтезата и се образува в цикъла на Калвин. В организма на човека и животните глюкозата е основният и най-универсален източник на енергия за метаболитните процеси.
2.1 Катаболизъм на глюкозата
Катаболизмът на глюкозата е основният доставчик на енергия за жизнените процеси на тялото.
Аеробното разграждане на глюкозата е нейното екстремно окисляване до CO 2 и H 2 O. Този процес, който е основният път на глюкозния катаболизъм в аеробни организми, може да се изрази чрез следното обобщено уравнение:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 > 6CO 2 + 6H 2 O + 2820 kJ/mol
Аеробното разграждане на глюкозата включва няколко етапа:
* аеробната гликолиза е процесът на окисление на глюкозата с образуването на две молекули пируват;
* общ път на катаболизъм, включително превръщането на пирувата в ацетил-КоА и по-нататъшното му окисление в цитратния цикъл;
* верига на пренос на електрони към кислород, съчетана с реакции на дехидрогениране, възникващи по време на разграждането на глюкозата.
В определени ситуации снабдяването на тъканите с кислород може да не отговаря на техните нужди. Например на начални етапиинтензивна мускулна работа при стрес, сърдечните контракции може да не достигнат желаната честота и нуждите на мускулите от кислород за аеробно разграждане на глюкозата са високи. В такива случаи се активира процес, който протича без кислород и завършва с образуването на лактат от пирогроздена киселина.
Този процес се нарича анаеробно разграждане или анаеробна гликолиза. Анаеробното разграждане на глюкозата е енергийно неефективно, но този процес може да стане единственият източник на енергия за мускулна клеткав описаната ситуация. По-късно, когато снабдяването на мускулите с кислород е достатъчно в резултат на преминаването на сърцето към ускорен ритъм, анаеробното разграждане преминава към аеробно.
Аеробната гликолиза е процесът на окисление на глюкозата до пирогроздена киселина, който протича в присъствието на кислород. Всички ензими, които катализират реакциите на този процес, са локализирани в цитозола на клетката.
1. Етапи на аеробна гликолиза
Аеробната гликолиза може да бъде разделена на два етапа.
1. Подготвителен етап, по време на който глюкозата се фосфорилира и разделя на две фосфотриозни молекули. Тази поредица от реакции протича с помощта на 2 молекули АТФ.
2. Етап, свързан със синтеза на АТФ. Чрез тази поредица от реакции фосфотриозите се превръщат в пируват. Освободената на този етап енергия се използва за синтезиране на 10 mol АТФ.
2. Реакции на аеробна гликолиза
Превръщане на глюкозо-6-фосфат в 2 молекули глицералдехид-3-фосфат
Глюкозо-6-фосфатът, образуван в резултат на фосфорилирането на глюкозата с участието на АТФ, се превръща във фруктозо-6-фосфат в следващата реакция. Тази обратима реакция на изомеризация протича под действието на ензима глюкозофосфат изомераза.
Пътища на катаболизъм на глюкозата. 1 - аеробна гликолиза; 2, 3 - общ път на катаболизъм; 4 - аеробно разграждане на глюкоза; 5 - анаеробно разграждане на глюкоза (в рамката); 2 (оградено) - стехиометричен коефициент.
Превръщане на глюкозо-6-фосфат в триозофосфати.
Превръщане на глицералдехид 3-фосфат в 3-фосфоглицерат.
Тази част от аеробната гликолиза включва реакции, свързани със синтеза на АТФ. Най-сложната реакция в тази поредица от реакции е превръщането на глицералдехид-3-фосфат в 1,3-бисфосфоглицерат. Тази трансформация е първата окислителна реакция по време на гликолизата. Реакцията се катализира от глицералдехид-3-фосфат дехидрогеназа, която е NAD-зависим ензим. Значението на тази реакция се състои не само във факта, че се образува редуциран коензим, чието окисление в дихателната верига е свързано със синтеза на АТФ, но и във факта, че свободната енергия на окисление се концентрира във високо -енергийна връзка на реакционния продукт. Глицералдехид-3-фосфат дехидрогеназата съдържа цистеинов остатък в активния център, чиято сулфхидрилна група участва пряко в катализата. Окисляването на глицералдехид-3-фосфат води до намаляване на NAD и образуване, с участието на H 3 PO 4, на високоенергийна анхидридна връзка в 1,3-бисфосфоглицерат в позиция 1. В следващата реакция високата -енергийният фосфат се прехвърля в ADP с образуването на ATP
Образуването на АТФ по този начин не е свързано с дихателната верига и се нарича субстратно фосфорилиране на АДФ. Образуваният 3-фосфоглицерат вече не съдържа високоенергийна връзка. В следващите реакции възникват вътрешномолекулни пренареждания, чийто смисъл е, че нискоенергиен фосфоестер се превръща в съединение, съдържащо високоенергиен фосфат. Вътрешномолекулярните трансформации включват прехвърляне на фосфатен остатък от позиция 3 във фосфоглицерат към позиция 2. След това водната молекула се отцепва от получения 2-фосфоглицерат с участието на ензима енолаза. Името на дехидратиращия ензим е дадено от обратната реакция. В резултат на реакцията се образува заместен енол - фосфоенолпируват. Полученият фосфоенолпируват е високоенергийно съединение, чиято фосфатна група се прехвърля в следващата реакция към ADP с участието на пируват киназа (ензимът е кръстен и на обратната реакция, при която се получава фосфорилиране на пируват, въпреки че такава реакция не се провежда в тази форма).
Превръщане на 3-фосфоглицерат в пируват.
3. Окисляване на цитоплазмения NADH в митохондриалната дихателна верига. Совалкови системи
NADH, образуван от окисляването на глицералдехид-3-фосфат при аеробна гликолиза, претърпява окисление чрез прехвърляне на водородни атоми към митохондриалната дихателна верига. Цитозолният NADH обаче не е в състояние да пренесе водород към дихателната верига, тъй като митохондриалната мембрана е непропусклива за него. Преносът на водород през мембраната се осъществява с помощта на специални системи, наречени "совалка". В тези системи водородът се транспортира през мембраната с участието на двойки субстрати, свързани от съответните дехидрогенази, т.е. От двете страни на митохондриалната мембрана има специфична дехидрогеназа. Известни са 2 совалкови системи. В първата от тези системи водородът от NADH в цитозола се прехвърля към дихидроксиацетон фосфат чрез ензима глицерол-3-фосфат дехидрогеназа (NAD-зависим ензим, наречен на обратната реакция). Глицерол-3-фосфатът, образуван по време на тази реакция, се окислява допълнително от ензима на вътрешната митохондриална мембрана - глицерол-3-фосфат дехидрогеназа (FAD-зависим ензим). След това протони и електрони от FADH 2 се преместват към убихинон и по-нататък по CPE.
Совалковата система на глицерол фосфат действа в белите мускулни клетки и хепатоцитите. Въпреки това митохондриалната глицерол-3-фосфат дехидрогеназа отсъства в клетките на сърдечния мускул. Втората совалкова система, която включва малатни, цитозолни и митохондриални малат дехидрогенази, е по-универсална. В цитоплазмата NADH редуцира оксалоацетата до малат, който с участието на транспортер преминава в митохондриите, където се окислява до оксалоацетат от NAD-зависима малат дехидрогеназа (реакция 2). NAD, намален по време на тази реакция, отдава водород на митохондриалния CPE. Въпреки това, оксалоацетатът, образуван от малат, не може сам да напусне митохондриите в цитозола, тъй като митохондриалната мембрана е непропусклива за него. Следователно оксалоацетатът се превръща в аспартат, който се транспортира до цитозола, където отново се превръща в оксалоацетат. Трансформациите на оксалоацетат в аспартат и обратно са свързани с добавянето и елиминирането на аминогрупа. Тази совалкова система се нарича малат-аспартат. Резултатът от неговата работа е регенерирането на цитоплазмения NAD+ от NADH.
И двете совалкови системи се различават значително по количеството на синтезирания АТФ. В първата система съотношението P/O е 2, тъй като водородът се въвежда в CPE на ниво KoQ. Втората система е енергийно по-ефективна, тъй като пренася водород към CPE чрез митохондриален NAD+ и съотношението P/O е близо до 3.
4. ATP баланс по време на аеробна гликолиза и разграждането на глюкозата до CO 2 и H 2 O.
Освобождаване на АТФ по време на аеробна гликолиза
Образуването на фруктозо-1,6-бисфосфат от една молекула глюкоза изисква 2 молекули АТФ. Реакциите, свързани със синтеза на АТФ, възникват след разпадането на глюкозата на 2 молекули фосфотриоза, т.е. във втория етап на гликолизата. На този етап протичат 2 реакции на субстратно фосфорилиране и се синтезират 2 АТФ молекули. В допълнение, една молекула глицералдехид-3-фосфат се дехидрогенира (реакция 6) и NADH пренася водород към митохондриалния CPE, където 3 молекули ATP се синтезират чрез окислително фосфорилиране. IN в такъв случайколичеството на АТФ (3 или 2) зависи от вида совалкова система. Следователно, окисляването на една молекула глицералдехид-3-фосфат до пируват е свързано със синтеза на 5 молекули АТФ. Като се има предвид, че 2 молекули фосфотриоза се образуват от глюкоза, получената стойност трябва да се умножи по 2 и след това да се извадят 2 молекули АТФ, изразходвани в първия етап. По този начин добивът на АТФ по време на аеробна гликолиза е (5H2) - 2 = 8 АТФ.
Освобождаването на АТФ по време на аеробното разграждане на глюкозата до крайни продукти в резултат на гликолиза произвежда пируват, който допълнително се окислява до CO 2 и H 2 O в OPA. Сега можем да оценим енергийната ефективност на гликолизата и OPC, които заедно представляват процеса на аеробно разграждане на глюкозата до крайни продукти.Така добивът на АТФ от окисляването на 1 mol глюкоза до CO 2 и H 2 O е 38 mol от АТФ. По време на аеробното разграждане на глюкозата възникват 6 реакции на дехидрогениране. Един от тях се среща в гликолизата, а 5 в OPC.Субстрати за специфични NAD-зависими дехидрогенази: глицералдехид-3-фосфат, мастна киселина, изоцитрат, b-кетоглутарат, малат. Една реакция на дехидрогениране в цитратния цикъл чрез сукцинат дехидрогеназа протича с участието на коензима FAD. Обща сумаАТФ, синтезиран чрез окислително фосфорилиране, е 17 mol АТФ на 1 mol глицералдехид фосфат. Към това трябва да се добавят 3 мола АТФ, синтезиран чрез субстратно фосфорилиране (две реакции в гликолизата и една в цитратния цикъл).Като се има предвид, че глюкозата се разпада на 2 фосфотриози и че стехиометричният коефициент на по-нататъшни трансформации е 2, получената стойност трябва да бъде умножете по 2 и от резултата извадете 2 mol ATP, използван в първия етап на гликолизата.
Анаеробно разграждане на глюкозата (анаеробна гликолиза).
Анаеробната гликолиза е процесът на разграждане на глюкозата до образуване на лактат като краен продукт. Този процес протича без използването на кислород и следователно е независим от митохондриалната дихателна верига. АТФ се образува поради реакции на фосфорилиране на субстрата. Общо уравнение на процеса:
C 6 H 12 0 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP = 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O.
Анаеробна гликолиза.
По време на анаеробната гликолиза всичките 10 реакции, идентични на аеробната гликолиза, протичат в цитозола. Само 11-та реакция, при която пируватът се редуцира от цитозолния NADH, е специфична за анаеробната гликолиза. Редукцията на пируват до лактат се катализира от лактат дехидрогеназа (реакцията е обратима и ензимът е кръстен на обратната реакция). Тази реакция осигурява регенерирането на NAD+ от NADH без участието на митохондриалната дихателна верига в ситуации, свързани с недостатъчно снабдяване на клетките с кислород.
2.2 Значение на глюкозния катаболизъм
Основната физиологична цел на катаболизма на глюкозата е да използва енергията, освободена в този процес, за синтеза на АТФ.
Аеробното разграждане на глюкозата се извършва в много органи и тъкани и служи като основен, макар и не единствен източник на енергия за живота. Някои тъкани са най-зависими от катаболизма на глюкозата като източник на енергия. Например мозъчните клетки консумират до 100 g глюкоза на ден, окислявайки я аеробно. Следователно недостатъчното снабдяване на мозъка с глюкоза или хипоксията се проявява чрез симптоми, показващи нарушена мозъчна функция (замаяност, конвулсии, загуба на съзнание).
Анаеробното разграждане на глюкозата се случва в мускулите, в първите минути на мускулната работа, в червените кръвни клетки (които нямат митохондрии), както и в различни органи при условия на ограничено снабдяване с кислород, включително туморни клетки. Метаболизмът на туморните клетки се характеризира с ускоряване както на аеробната, така и на анаеробната гликолиза. Но преобладаващата анаеробна гликолиза и увеличаването на синтеза на лактат служат като индикатор повишена скоростклетъчно делене, когато те са недостатъчно снабдени със система от кръвоносни съдове.
В допълнение към енергийната функция, процесът на катаболизъм на глюкозата може да изпълнява и анаболни функции. Метаболитите на гликолизата се използват за синтезиране на нови съединения. Така фруктозо-6-фосфатът и глицералдехид-3-фосфатът участват в образуването на рибозо-5-фосфат - структурен компонентнуклеотиди; 3-фосфоглицератът може да бъде включен в синтеза на аминокиселини като серин, глицин, цистеин (вижте раздел 9). В черния дроб и мастната тъкан ацетил-КоА, образуван от пируват, се използва като субстрат в биосинтезата на мастни киселини и холестерол, а дихидроксиацетон фосфатът се използва като субстрат за синтеза на глицерол-3-фосфат.
Редукция на пируват до лактат.
2.3 Регулиране на катаболизма на глюкозата
Тъй като основното значение на гликолизата е синтезът на АТФ, нейната скорост трябва да корелира с енергийния разход в тялото.
Повечето гликолитични реакции са обратими, с изключение на три, катализирани от хексокиназа (или глюкокиназа), фосфофруктокиназа и пируват киназа. Регулаторните фактори, които променят скоростта на гликолизата, а оттам и образуването на АТФ, са насочени към необратими реакции. Индикатор за потреблението на АТФ е натрупването на АДФ и АМФ. Последният се образува в реакция, катализирана от аденилат киназа: 2 ADP - AMP + ATP
Дори малка консумация на АТФ води до забележимо увеличение на АМФ. Съотношението на нивото на АТФ към АДФ и АМФ характеризира енергийния статус на клетката, а нейните компоненти служат като алостерични регулатори на скоростта като общ пъткатаболизъм и гликолиза.
Промяната в активността на фосфофруктокиназата е от съществено значение за регулирането на гликолизата, тъй като този ензим, както беше споменато по-рано, катализира най-бавната реакция на процеса.
Фосфофруктокиназата се активира от AMP, но се инхибира от ATP. AMP, чрез свързване към алостеричния център на фосфофруктокиназата, повишава афинитета на ензима към фруктозо-6-фосфат и увеличава скоростта на неговото фосфорилиране. Ефектът на АТФ върху този ензим е пример за хомотропен ашустеризъм, тъй като АТФ може да взаимодейства както с алостеричното, така и с активното място, във втория случай като субстрат.
При физиологични стойностиАктивният център на АТФ на фосфофруктокиназата винаги е наситен със субстрати (включително АТФ). Увеличаването на нивото на АТФ спрямо АДФ намалява скоростта на реакцията, тъй като АТФ при тези условия действа като инхибитор: свързва се с алостеричния център на ензима, причинява конформационни промени и намалява афинитета към неговите субстрати.
Промените в активността на фосфофруктокиназата допринасят за регулирането на скоростта на фосфорилиране на глюкоза от хексокиназа. Намалена активност на фосфофруктокиназата по време на високо нивоАТФ води до натрупване както на фруктозо-6-фосфат, така и на глюкозо-6-фосфат, като последният инхибира хексокиназата. Трябва да се припомни, че хексокиназата в много тъкани (с изключение на β-клетките на черния дроб и панкреаса) се инхибира от глюкозо-6-фосфат.
Когато нивата на АТФ са високи, скоростта на цикъла намалява лимонена киселинаи дихателна верига. При тези условия процесът на гликолиза също се забавя. Трябва да се припомни, че алостеричната регулация на OPC ензимите и дихателната верига също е свързана с промени в концентрациите на ключови продукти като NADH, ATP и някои метаболити. Така NADH, натрупвайки се, ако няма време да се окисли в дихателната верига, инхибира някои алостерични ензими на цитратния цикъл
Регулиране на катаболизма на глюкозата в скелетни мускулио
2.4 Синтез на глюкоза в черния дроб (глюконеогенеза)
Някои тъкани, като мозъка, изискват постоянно снабдяване с глюкоза. Когато приемът на въглехидрати с храната е недостатъчен, нивото на кръвната захар се поддържа известно време в нормални граници поради разграждането на гликогена в черния дроб. Въпреки това запасите от гликоген в черния дроб са ниски. Те намаляват значително с 6-10 часа гладуване и са почти напълно изтощени след ежедневно гладуване. В този случай започва de novo синтеза на глюкоза в черния дроб - глюконеогенеза.
Глюконеогенезата е процесът на синтез на глюкоза от невъглехидратни вещества. Основната му функция е да поддържа нивата на кръвната захар по време на периоди на продължително гладуване и интензивна физическа активност. Процесът протича предимно в черния дроб и по-малко интензивно в кората на бъбреците, както и в чревната лигавица. Тези тъкани могат да осигурят синтеза на 80-100 g глюкоза на ден. По време на гладуване мозъкът отговаря за по-голямата част от нуждата на тялото от глюкоза. Това се обяснява с факта, че мозъчните клетки не са способни, за разлика от други тъкани, да задоволяват енергийните нужди чрез окисляване на мастни киселини. В допълнение към мозъка, тъканите и клетките, в които аеробният път на разпадане е невъзможен или ограничен, например червените кръвни клетки (те нямат митохондрии), клетките на ретината, надбъбречната медула и т.н., се нуждаят от глюкоза.
Основните субстрати на глюконеогенезата са лактат, аминокиселини и глицерол. Включването на тези субстрати в глюконеогенезата зависи от физиологично състояниетяло.
Лактатът е продукт на анаеробна гликолиза. Той се образува при всякакви условия на тялото в червените кръвни клетки и работещите мускули. Така лактатът постоянно се използва в глюконеогенезата.
Глицеролът се освобождава, когато мазнините се хидролизират в мастната тъкан по време на гладуване или по време на продължителна тренировка.
Аминокиселините се образуват в резултат на разграждането на мускулните протеини и се включват в глюконеогенезата при продължително гладуване или продължителна мускулна работа.
2.5 Синтез на глюкоза от лактат
Лактатът, образуван при анаеробна гликолиза, не е крайният продукт на метаболизма. Използването на лактат е свързано с превръщането му в черния дроб в пируват. Лактатът като източник на пируват е важен не толкова по време на гладуване, колкото по време на нормалното функциониране на тялото. Превръщането му в пируват и по-нататъшното използване на последния е начин за използване на лактат. Лактатът, образуван в интензивно работещи мускули или в клетки с преобладаващ анаеробен метод на катаболизъм на глюкозата, навлиза в кръвта и след това в черния дроб. В черния дроб съотношението NADH/NAD+ е по-ниско, отколкото в свиващия се мускул, така че лактатдехидрогеназната реакция протича в обратна посока, т.е. към образуването на пируват от лактат. След това пируватът се включва в глюконеогенезата и получената глюкоза навлиза в кръвта и се абсорбира от скелетните мускули. Тази последователност от събития се нарича "глюкозо-лактатен цикъл" или "цикъл на Кори". Цикълът на Кори завършва 2 основни функции: 1 - осигурява оползотворяване на лактат; 2 - предотвратява натрупването на лактат и, като следствие, опасно намаляване на pH (лактатна ацидоза). Част от пирувата, образуван от лактат, се окислява от черния дроб до CO 2 и H 2 O. Енергията на окисление може да се използва за синтеза на АТФ, необходим за реакциите на глюконеогенезата.
Цикъл на Кори (глюкозолактатен цикъл). 1 - влизане на layugate от свиващия се мускул с кръвния поток към черния дроб; 2 - синтез на глюкоза от лактат в черния дроб; 3 - потокът на глюкоза от черния дроб през кръвния поток в работещия мускул; 4 - използването на глюкозата като енергиен субстрат от свиващия се мускул и образуването на лактат.
Лактатна ацидоза. Терминът "ацидоза" означава повишаване на киселинността на околната среда на тялото (намаляване на pH) до стойности над нормалните граници. При ацидоза или производството на протони се увеличава, или отделянето на протони намалява (в някои случаи и двете). Метаболитната ацидоза възниква, когато концентрацията на междинни метаболитни продукти (киселинни по природа) се увеличи поради увеличаване на техния синтез или намаляване на скоростта на разграждане или екскреция. Когато киселинно-алкалното състояние на тялото е нарушено, те бързо се включват буферни системикомпенсация (след 10-15 минути). Белодробната компенсация осигурява стабилизиране на съотношението HCO 3 -/H 2 CO 3, което обикновено съответства на 1:20, и намалява с ацидоза. Белодробната компенсация се постига чрез увеличаване на обема на вентилация и следователно ускоряване на отстраняването на CO 2 от тялото. Основната роля в компенсирането на ацидозата обаче играят бъбречните механизми, включващи амонячния буфер. Една от причините за метаболитна ацидоза може да бъде натрупването на млечна киселина. Обикновено лактатът в черния дроб се превръща обратно в глюкоза чрез глюконеогенеза или се окислява. В допълнение към черния дроб, други потребители на лактат са бъбреците и сърдечния мускул, където лактатът може да се окисли до CO 2 и H 2 O и да се използва като източник на енергия, особено когато физическа работа. Нивото на лактат в кръвта е резултат от баланс между процесите на неговото образуване и използване. Краткосрочната компенсирана лактатна ацидоза се среща доста често дори при здрави хора по време на интензивна мускулна работа. U необучени хораЛактатната ацидоза по време на физическа работа възниква в резултат на относителна липса на кислород в мускулите и се развива доста бързо. Компенсацията се извършва чрез хипервентилация.
При некомпенсирана лактатна ацидоза съдържанието на лактат в кръвта се повишава до 5 mmol/l (обикновено до 2 mmol/l). В този случай рН на кръвта може да бъде 7,25 или по-малко (обикновено 7,36-7,44). Увеличаването на лактат в кръвта може да бъде следствие от нарушен метаболизъм на пируват
Нарушения на метаболизма на пирувата при лактатна ацидоза. 1 - нарушение на използването на пируват в глюконеогенезата; 2 - нарушение на окислението на пируват. глюкозен биологичен катаболизъм глюконеогенеза
По този начин, по време на хипоксия, която възниква в резултат на нарушаване на доставката на кислород или кръв към тъканите, активността на комплекса пируват дехидрогеназа намалява и окислителното декарбоксилиране на пирувата намалява. При тези условия равновесието на реакцията пируват-лактат се измества към образуването на лактат. В допълнение, по време на хипоксия, синтезът на АТФ намалява, което впоследствие води до намаляване на скоростта на глюконеогенезата, друг път за използване на лактат. Увеличаването на концентрацията на лактат и намаляването на вътреклетъчното рН влияят отрицателно върху активността на всички ензими, включително пируват карбоксилазата, която катализира първоначалната реакция на глюконеогенезата.
Появата на лактатна ацидоза също се улеснява от нарушения в глюконеогенезата при чернодробна недостатъчност. от различен произход. В допълнение, лактатната ацидоза може да бъде придружена от хиповитаминоза В1, тъй като производно на този витамин (тиамин дифосфат) изпълнява коензимна функция като част от MDC по време на окислителното декарбоксилиране на пируват. Дефицит на тиамин може да възникне например при алкохолици с лоша диета.
Така че причините за натрупването на млечна киселина и развитието на лактатна ацидоза могат да бъдат:
активиране на анаеробна гликолиза поради тъканна хипоксия от различен произход;
увреждане на черния дроб (токсични дистрофии, цироза и др.);
нарушено използване на лактат поради наследствени дефекти в ензимите на глюконеогенезата, глюкозо-6-фосфатазен дефицит;
нарушаване на MPC поради ензимни дефекти или хиповитаминоза;
приложение на номер лекарства, например бигуаниди (блокери на глюконеогенезата, използвани при лечението на захарен диабет).
2.6 Синтез на глюкоза от аминокиселини
При условия на глад някои протеини на мускулната тъкан се разграждат до аминокиселини, които след това се включват в катаболния процес. Аминокиселините, които по време на катаболизма се превръщат в пируват или метаболити от цитратния цикъл, могат да се считат за потенциални прекурсори на глюкоза и гликоген и се наричат гликогенни. Например, оксалоацетатът, образуван от аспарагинова киселина, е междинен продукт както на цитратния цикъл, така и на глюконеогенезата.
От всички аминокиселини, влизащи в черния дроб, приблизително 30% са аланин. Това се обяснява с факта, че разграждането на мускулните протеини произвежда аминокиселини, много от които се превръщат директно в пируват или първо в оксалоацетат и след това в пируват. Последният се превръща в аланин, придобивайки аминогрупа от други аминокиселини. Аланинът от мускулите се транспортира от кръвта до черния дроб, където отново се превръща в пируват, който частично се окислява и частично се включва в глюкозоогенезата. Следователно има следната последователност от събития (глюкозо-аланинов цикъл): мускулна глюкоза > мускулен пируват > мускулен аланин > черен дроб аланин > чернодробна глюкоза > мускулна глюкоза. Целият цикъл не увеличава количеството глюкоза в мускулите, но решава проблемите с транспортирането на аминен азот от мускулите към черния дроб и предотвратява лактатната ацидоза.
Глюкозо-аланинов цикъл
2.7 Синтез на глюкоза от глицерол
Глицеролът може да се използва само от тъкани, които съдържат ензима глицерол киназа, като черния дроб и бъбреците. Този ATP-зависим ензим катализира превръщането на глицерол в b-глицерофосфат (глицерол-3-фосфат).Когато глицерол-3-фосфат се включи в глюконеогенезата, той се дехидрогенира от NAD-зависима дехидрогеназа, за да образува дихидроксиацетон фосфат, който се преобразува допълнително в глюкоза.
Превръщане на глицерол в дихидроксиацетон фосфат
По този начин можем да кажем, че биологичната роля на глюкозата в организма е много важна. Глюкозата е един от основните източници на енергия в нашето тяло. Той е лесно усвоим източник на ценни хранителни вещества, които увеличават енергийните резерви на организма и подобряват неговите функции. Основното значение в организма е, че той е най-универсалният източник на енергия за метаболитните процеси.
Употреба в човешкото тяло хипертоничен разтворглюкозата насърчава вазодилатация, повишен контрактилитет на сърдечния мускул и увеличаване на обема на урината. Глюкозата се използва като общ тоник за хронични болестикоито са съпроводени с физическо изтощение. Детоксикационните свойства на глюкозата се дължат на способността й да активира функциите на черния дроб за неутрализиране на отровите, както и на намаляване на концентрацията на токсини в кръвта в резултат на увеличаване на обема на циркулиращата течност и повишено уриниране. Освен това при животните се отлага под формата на гликоген, в растенията - под формата на нишесте, полимерът на глюкозата - целулозата е основният компонент на клетъчните стени на всички висши растения. При животните глюкозата помага да оцелеят при студове.
Накратко, глюкозата е едно от жизненоважните вещества в живота на живите организми.
Списък на използваната литература
1. Биохимия: учебник за ВУЗ / изд. Е. С. Северина - 5 изд., - 2014 г. - 301-350 чл.
2. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин "Биологична химия".
3. Клинична ендокринология. Ръководство / Н. Т. Старкова. - 3-то издание, преработено и допълнено. - Санкт Петербург: Питър, 2002. - стр. 209-213. - 576 стр.
Публикувано на Allbest.ru
...Подобни документи
Класификация и разпределение на въглехидратите, тяхното значение за живота на човека. Използване на рефрактометрия при анализ на глюкоза. Анализ на глюкозата като алдехиден алкохол, въздействието на основи, окислители и киселини върху препаратите. Стабилизиране на глюкозни разтвори.
курсова работа, добавена на 13.02.2010 г
Характеристики на разпределението на глюкозата в кръвта. Кратко описание на същността на осн съвременни методиопределяне на глюкоза в кръвта. Методи за подобряване на процеса на измерване на нивата на кръвната захар. Оценка на гликемията при диагностициране на захарен диабет.
статия, добавена на 03/08/2011
Физични свойстваглюкоза. Основен хранителни продуктинаситени с въглехидрати. Правилното съотношение на въглехидрати, мазнини и протеини е в основата на здравословното хранене. Поддържане на нивата на кръвната захар, имунната функция. Повишени нива на инсулин в кръвта.
презентация, добавена на 15.02.2014 г
Консумация на кислород и глюкоза от мозъка. Аеробно окисление на глюкозата в мозъка и механизми на неговото регулиране. Цикълът на трикарбоксилната киселина и механизмите, които контролират нейната скорост в мозъка. Енергийно осигуряване на специфични функции на нервната тъкан.
курсова работа, добавена на 26.08.2009 г
Разглеждане на структурата на инсулиновата молекула и аминокиселинните връзки. Изследване на характеристиките на синтеза на протеинови хормони в кръвта, описание на схемата на трансформация. Регулиране на инсулиновата секреция в организма. Действието на този хормон намалява нивата на кръвната захар.
презентация, добавена на 12.02.2016 г
Определяне на кръвна захар с помощта на глюкозен анализатор ECO TWENTY. Определяне на креатинин, урея, билирубин в кръвта с биохимичен анализатор ROKI. Изследване на промените в биохимичните показатели на кръвта по време на бременност. Оценка на получените данни.
доклад от практиката, добавен на 10.02.2011 г
Структурата и функцията на бъбреците, теорията за образуване на урина. Характеристики на структурата на нефрона. Физични свойства на урината и клинично диагностично значение. Видове протеинурия, методи за качествено и количествено определянебелтък в урината. Определяне на глюкоза в урината.
cheat sheet, добавен на 24.06.2010 г
Епидемиология на захарния диабет, метаболизъм на глюкозата в човешкото тяло. Етиология и патогенеза, панкреатична и екстрапанкреасна недостатъчност, патогенеза на усложненията. Клинични признацизахарен диабет, неговата диагностика, усложнения и лечение.
презентация, добавена на 06/03/2010
Изследване на радионуклидния томографски метод за изследване на вътрешните органи на хора и животни. Анализ на разпределението на белязаните с радиоизотопи активни съединения в организма. Описания на методи за оценка на метаболизма на глюкозата в сърцето, белите дробове и мозъка.
резюме, добавено на 15.06.2011 г
Причини за диабетна (кетоацидотична) кома - състояние, което се развива в резултат на липса на инсулин в организма при пациенти с диабет. Първоначални прояви на неговата декомпенсация. Хомеостаза на глюкоза при хора. Етиология и прояви на хипогликемия.
Името "въглехидрати" е запазено от онези времена, когато структурата на тези съединения все още не е известна, но е установен техният състав, който съответства на формулата Cn(H 2 O) m. Следователно въглехидратите бяха класифицирани като въглехидрати, т.е. към съединения на въглерод и вода - "въглехидрати". В наши дни повечето въглехидрати се изразяват с формулата C n H 2n O n.
1. Въглехидратите се използват от древни времена - първият въглехидрат (по-точно смес от въглехидрати), с който човекът се запознава, е медът.
2. Захарната тръстика е родом от северозападна Индия-Бенгал. Европейците се запознават с тръстиковата захар благодарение на походите на Александър Велики през 327 г. пр.н.е.
3. Захарно цвекло чиста формае открит едва през 1747 г. от немския химик А. Маргграф.
4. Нишестето е било известно на древните гърци.
5. Като целулоза компонентдърво, използвано от древни времена.
6. Терминът "сладък" и окончанието - osa - за захарни вещества е предложен от френския химик J. Dula през 1838 г. В исторически план сладостта е основният признак, по който определено вещество се класифицира като въглехидрат.
7. През 1811 г. руският химик Кирхоф за първи път получава глюкоза чрез хидролиза на нишесте, а шведският химик J. Bertzemus предлага правилната емпирична формула за глюкоза за първи път през 1837 г. C 6 H 12 O 6
8. Синтезът на въглехидрати от формалдехид в присъствието на Ca(OH) 2 е извършен от A.M. Бутлеров през 1861 г
Глюкозата е бифункционално съединение, тъй като съдържа функционални групи - една алдехидна и 5 хидроксилна. По този начин глюкозата е поливалентен алдехиден алкохол.
Структурната формула на глюкозата е:
Съкратената формула е:
Молекулата на глюкозата може да съществува в три изомерни форми, две от които са циклични, едната е линейна.
И трите изомерни форми са в динамично равновесие една с друга:
цикличен [(алфа форма) (37%)]<-->линеен (0,0026%)<-->цикличен [(бета форма) (63%)]
Цикличните алфа и бета форми на глюкозата са пространствени изомери, които се различават по позицията на полуацеталния хидроксил спрямо равнината на пръстена. В алфа-глюкозата този хидроксил е в транс позиция спрямо хидроксиметиловата група -CH 2 OH, в бета-глюкозата - в цис позиция.
Химични свойства на глюкозата:
Свойства, дължащи се на наличието на алдехидна група:
1. Окислителни реакции:
а) с Cu(OH) 2:
C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 ↓ ------> ярко син разтвор
2. Реакция на възстановяване:
с водород H2:
Само линейната форма на глюкозата може да участва в тази реакция.
Свойства, дължащи се на наличието на няколко хидроксилни групи (ОН):
1. Реагира с карбоксилни киселини за образуване на естери(пет хидроксилни групи на глюкозата реагират с киселини):
2. Как поливалентен алкохол реагира с меден (II) хидроксид, за да образува меден (II) алкохол:
Специфични свойства
От голямо значение са процесите на ферментация на глюкозата, които протичат под въздействието на органични катализатори-ензими (те се произвеждат от микроорганизми).
а) алкохолна ферментация (под въздействието на дрожди):
б) млечнокисела ферментация (под въздействието на млечнокисели бактерии):
г) ферментация с лимонена киселина:
д) ацетон-бутанолна ферментация:
Получаване на глюкоза
1. Синтез на глюкоза от формалдехид в присъствието на калциев хидроксид (реакция на Бутлеров):
2. Хидролиза на нишесте (реакция на Кирхоф):
Биологично значение на глюкозата, нейното приложение
Глюкоза- основен компонент на храната, един от основните участници в метаболизма в организма, много питателна и лесно смилаема. При неговото окисляване се освобождава повече от една трета от енергийния ресурс, използван в тялото - мазнини, но ролята на мазнините и глюкозата в енергията на различните органи е различна. Сърцето използва мастни киселини като гориво. Скелетните мускули се нуждаят от глюкоза, за да „стартират“, но нервните клетки, включително мозъчните клетки, работят само с глюкоза. Тяхната нужда е 20-30% от генерираната енергия. Нервните клетки се нуждаят от енергия всяка секунда, а тялото получава глюкоза при хранене. Глюкозата се усвоява лесно от тялото, така че се използва в медицината като укрепващо средство. Специфични олигозахариди определят кръвната група. В сладкарството за приготвяне на мармалад, карамел, меденки и др. Процесите на ферментация на глюкозата са от голямо значение. Така например при ецване на зеле, краставици и мляко се получава млечнокисела ферментация на глюкоза, както и при силажиране на фураж. В практиката се използва и алкохолна ферментация на глюкоза, например при производството на бира.
Въглехидратите наистина са най-разпространените органични вещества на Земята, без които съществуването на живите организми е невъзможно. В живия организъм, по време на метаболизма, глюкозата се окислява, освобождавайки голямо количество енергия:
Глюкозата е естествен монозахарид, иначе наричан гроздова захар.. Съдържа се в някои горски плодове и плодове. Голямо количество от веществото се съдържа в гроздовия сок, откъдето идва и името му. С какво е полезна глюкозата за хората, какво е значението й за здравето?
Значение за организма
Глюкозата е безцветно вещество със сладък вкус, което може да се разтвори във вода. Прониквайки в стомаха, той се разгражда до фруктоза. Глюкозата в човешкото тяло е необходима за извършване на фотохимични реакции: Пренася енергия до клетките и участва в метаболитния процес.
Полезни свойства на кристалното вещество:
- насърчава гладкото функциониране на клетъчните структури;
- влизайки в клетките, монозахаридът ги обогатява с енергия, стимулира вътреклетъчните взаимодействия, водещи до окисление и биохимични реакции.
Елементът може да се синтезира самостоятелно в тялото. Направен от прости въглехидрати медицински изделия, предназначени да попълнят дефицита му в организма.
Форма за освобождаване
Гроздовата захар се произвежда в различни форми:
- Под формата на таблетки. Таблетките глюкоза са полезни за подобряване на цялостното благосъстояние, повишаване на физическите и умствените способности.
- Под формата на разтвор за поставяне на капкомери. Използва се за нормализиране на водно-солевия и киселинно-алкалния баланс.
- В разтвор за венозни инжекции. Използва се за повишаване на осмотичното налягане, като диуретик и вазодилататор.
Мненията за гроздовата захар са противоречиви. Някои твърдят, че веществото провокира затлъстяване, други го смятат за източник на енергия, без който здрав човекдори един ден не може да го направи. Какви са ползите и вредите от глюкозата за тялото?
полза
Веществото винаги трябва да присъства в човешката кръвоносна система. Простият въглехидрат прониква в вътрешни организаедно с храната.
Разтваряйки се в храносмилателния тракт, храната се разлага на мазнини, протеинови съединения и въглехидрати. Последните от своя страна се разграждат до глюкоза и фруктоза, които, прониквайки в кръвта, се разпространяват в клетките и вътрешните органи.
Истории от наши читатели
Владимир
61 години
Почиствам съдовете си редовно всяка година. Започнах да правя това, когато станах на 30, защото налягането беше твърде ниско. Лекарите само вдигнаха рамене. Трябваше сам да се погрижа за здравето си. Различни начиниПробвах, но едно нещо ми помага особено добре...
Прочетете повече >>>
Продуктът има положителни свойства:
- участва в метаболитните процеси. При недостига му хората изпитват неразположение, загуба на сила и сънливост;
- е основният източник на енергия. Като приемате малко количество храна, съдържаща глюкоза, можете да възстановите силата;
- нормализира работата на сърцето;
- използвано в медицински целипри лечението на много заболявания: хипогликемия, отравяне, мозъчни патологии, чернодробни заболявания, инфекциозни заболявания;
- подхранва мозъка. Този монозахарид е основната храна за мозъка. При недостига му може да настъпи влошаване на умствените способности и затруднения в концентрацията;
- засища чувството на глад;
- облекчава стреса.
Въглехидратите могат да коригират психо-емоционалното състояние, да подобрят настроението и да успокоят нервната система.
вреда
Глюкозата може да навреди на тялото. Пациентите с метаболитни нарушения, както и възрастните хора, не трябва да злоупотребяват с храни, съдържащи големи количества въглехидрати. Излишъкът от вещество може да доведе до негативни последици:
- появата на мастни натрупвания, затлъстяване;
- метаболитно разстройство;
- нарушаване на панкреаса, което от своя страна влияе негативно върху синтеза на инсулин;
- повишено количество холестерол в кръвта, атеросклероза;
- образуването на кръвни съсиреци;
- появата на алергични реакции.
Норма и последствия от отклонението
Необходимото ниво на глюкоза в организма е 3,4-6,2 mmol/l. Всяко отклонение от допустимите граници може да доведе до сериозно разочарование.
При дефицит на инсулин, хормон, произвеждан от панкреаса, веществото не се абсорбира в тялото, не прониква в клетките и се концентрира в кръвоносната система. Това води до гладуване на клетъчните структури и тяхната смърт. Това състояниее сериозна патология, а в медицината се нарича захарен диабет.
При небалансирана диета, продължителни диети, както и под въздействието на определени заболявания, нивото на кръвната захар на човек може да намалее. Това заплашва влошаване на умствените способности, анемия и развитие на хипогликемия. Липсата на захар се отразява неблагоприятно на функционирането на мозъка, а също така се отразява неблагоприятно на функционирането на цялото тяло.
Излишъкът от монозахариди е изпълнен с развитие на захарен диабет, увреждане на нервната система и зрителните органи.
Излишните вещества, проникващи в кръвния поток, влияят негативно на кръвоносните съдове, което води до влошаване на функциите на жизненоважни органи. Впоследствие това може да доведе до атеросклероза, сърдечна недостатъчност, слепота и бъбречна патология.
Защото Храните, съдържащи глюкоза, трябва да се консумират в рамките на допустимата норма.
Дневната нужда от глюкоза се изчислява въз основа на теглото на пациента: човек с тегло 70 kg се нуждае от 182 g от веществото. За да изчислите нуждата си от захар, трябва да умножите телесното си тегло по 2,6.
Кой е предписан
В някои случаи е необходим допълнителен прием на глюкоза. По-често специалисти предписват лекарството в таблетки за лошо хранене
. Освен това се използва:
- по време на бременност, с недостатъчно тегло на плода;
- по време на интоксикация с наркотични и химически лекарства;
- при хипертонична криза, силно падане кръвно налягане, както и влошаване на кръвоснабдяването на някои органи;
- за възстановяване на тялото след отравяне и дехидратация в резултат на диария и повръщане;
- V възстановителен периодслед операции;
- когато количеството захар в кръвта спадне, хипогликемия, захарен диабет;
- за чернодробни патологии, чревни инфекции, повишено кървене;
- след продължителни инфекциозни заболявания.
Аскорбиновата киселина с глюкоза е особено полезна за растящия организъм. Дефицитът на продукта по време на активен растеж на децата може да доведе до дистрофия на скелетната мускулатура и кариес.
Освен това, Използването на таблетки ще помогне за попълване на загубения витамин С при пушачитекоито го губят по време на пушене.
Предозиране
Много неприятни последициЗа живота на човек това може да доведе до превишаване на допустимата норма 4 пъти. Прекомерната консумация на захар и други продукти, съдържащи захар, може да доведе до метеоризъм, повръщане и диария.
Предозирането на глюкоза е изключително опасно за диабетици, което може да причини различни усложнения. Можете да подозирате излишък от даден елемент въз основа на симптомите:
- честа нужда от уриниране;
- сърдечна недостатъчност;
- зрително увреждане;
- нарушение на съзнанието;
- суха уста;
- силна жажда;
- летаргия, загуба на сила;
- сърбеж на кожата.
Тези признаци се появяват, като правило, в отделни случаи на превишаване на дозата.
Хората с диабет имат повишен риск от усложнения от заболяването. Най-често диабетиците се тревожат за трудно зарастващи рани, чупливи кости, кръвни съсиреци, болезнени усещанияв мускулите, повишен холестерол.
Следователно нивото на кръвната захар трябва да бъде на определено ниво. Всяко отклонение от нормата провокира нарушение на работата ендокринна системаи метаболитни нарушения, което от своя страна се отразява негативно на общото състояние.
Доставчикът на енергия за нашето тяло може да бъде мазнини, протеини и въглехидрати. Но от всички вещества, които тялото ни използва за своите енергийни нужди, основното място заема глюкозата.
Какво представлява глюкозата?
Глюкозата или декстрозата е безцветен или бял, без мирис, фино кристален прах със сладък вкус. Глюкозата може да се нарече универсално гориво, тъй като повечето от енергийните нужди на тялото се покриват от нея.
Това вещество трябва постоянно да присъства в кръвта ни. Освен това както излишъкът, така и дефицитът му са опасни за организма. И така, по време на глад тялото започва да „използва за храна“ това, от което е изградено. Тогава мускулните протеини започват да се превръщат в глюкоза, което може да бъде доста опасно.
Цветова скала на индикаторни визуални тест ленти
Тези тест ленти се използват за откриване на отклонения в кръвната захар у дома.
Официални стандарти за кръвна захар, одобрени от СЗО.
Система храна-глюкоза-гликоген
Глюкозата влиза в човешкото тяло с въглехидрати. Веднъж попаднал в червата, сложен въглехидратисе разграждат до глюкоза, която след това се абсорбира в кръвта. Част от глюкозата се използва за енергийни нужди, друга част може да се съхранява като мастни резерви, а част се съхранява като гликоген. След като храната се усвои и изтичането на глюкоза от червата спре, започва обратното превръщане на мазнините и гликогена в глюкоза. Ето как тялото ни поддържа постоянна концентрация на глюкоза в кръвта.
Превръщане на протеини и мазнини в глюкоза и обратное процес, който отнема много време. Но взаимното преобразуване на глюкоза и гликоген става много бързо. Следователно гликогенът играе ролята на основен запасен въглехидрат. В тялото се отлага под формата на гранули в различни видовеклетки, но главно в черния дроб и мускулите. Гликогенов резерв при обикновен човек физическо развитиеможе да му осигури енергия през целия ден.
Регулатори на хормоните
Превръщането на глюкозата в гликоген и обратно се регулира от редица хормони.Инсулинът намалява концентрацията на глюкоза в кръвта. И повишава - глюкагон, соматотропин, кортизол, хормони щитовидната жлезаи адреналин. Нарушенията в протичането на тези обратими реакции между глюкоза и гликоген могат да доведат до тежки заболявания, най-известният от които е захарният диабет.
Измерване на кръвната захар
Основният тест за диабет е измерването на кръвната захар.
Концентрация глюкозае различно в капилярната и венозната кръв и варира в зависимост от това дали човек е ял или е гладен. Обикновено при измерване на гладно (поне 8 часа след последното хранене) съдържанието на глюкоза в капилярна кръв е 3,3 - 5,5 (mmol/l), а във венозна кръв 4,0 - 6,1 (mmol/l). Два часа след хранене нивото на глюкозата не трябва да надвишава 7,8 (mmol/l), както за капилярна, така и за венозна кръв. Ако през седмицата, когато измервате на празен стомах, нивото на глюкозата не падне под 6,3 mmol / l, тогава определено трябва да се свържете с ендокринолог и да извършите допълнителен прегледтяло.
Хипергликемия - много глюкоза в кръвта
Хипергликемията се развива най-често при захарен диабет. Нивата на глюкозата могат да се повишат, ако:
- захарен диабет
- стрес, силно емоционално напрежение
- заболявания на ендокринната система, панкреаса, бъбреците
- инфаркт на миокарда
Ендокринолог
При стресови ситуацииКръвната захар може да се повиши. Факт е, че тялото, в отговор на остра ситуация, освобождава хормони на стреса, които от своя страна повишават кръвната захар.
Хипергликемия възниква:
- светлина - 6,7 mmol/l
- умерена - 8,3 mmol/l
- тежка - повече от 11,1 mmol / литър
- кома - 16,5 mmol/l
- кома - повече от 55,5 mmol/l
Хипогликемия - ниска кръвна захар
ХипогликемияСъстояние се счита, когато концентрацията на кръвната захар е под 3,3 mmol/l. Клиничните прояви на хипогликемия започват след като нивото на захарта падне под 2,4 - 3,0 mmol/l. При хипогликемия се наблюдава следното:
- мускулна слабост
- нарушена двигателна координация
- объркване
- повишено изпотяване
Нивата на глюкозата намаляват, когато:
- заболявания на панкреаса и черния дроб
- някои заболявания на ендокринната система
- хранителни разстройства, глад
- предозиране на хипогликемични лекарства и инсулин
При много тежка хипогликемия може да се развие.
Глюкозата в медицината
Глюкозният разтвор се използва при лечението на редица заболявания, при хипогликемия и различни интоксикации, както и за разреждане на някои лекарства при венозно приложение.
Глюкоза- основно вещество, което играе много важна роля във функционирането на нашето тяло.
Израелски лекар опроверга стереотипа, че захарта провокира развитието на диабет и назова други причини за заболяването
