ग्लूकोज क्या है और इसकी आवश्यकता क्यों है? ग्लूकोज के लाभकारी गुण: डेक्सट्रोज किसके लिए आवश्यक है और इसका शरीर पर क्या प्रभाव पड़ता है।

"कार्बोहाइड्रेट" नाम उस समय से संरक्षित किया गया है जब इन यौगिकों की संरचना अभी तक ज्ञात नहीं थी, लेकिन उनकी संरचना स्थापित की गई थी, जो सूत्र सीएन (एच 2 ओ) एम से मेल खाती है। इसलिए, कार्बोहाइड्रेट को कार्बन हाइड्रेट्स के रूप में वर्गीकृत किया गया था, यानी। कार्बन और पानी के यौगिकों के लिए - "कार्बोहाइड्रेट"। आजकल, अधिकांश कार्बोहाइड्रेट को सूत्र C n H 2n O n द्वारा व्यक्त किया जाता है।
1. कार्बोहाइड्रेट का उपयोग प्राचीन काल से किया जाता रहा है - सबसे पहला कार्बोहाइड्रेट (अधिक सटीक रूप से, कार्बोहाइड्रेट का मिश्रण) जिससे मनुष्य परिचित हुआ वह शहद था।
2. गन्ना उत्तर-पश्चिमी भारत-बंगाल का मूल निवासी है। 327 ईसा पूर्व में सिकंदर महान के अभियानों की बदौलत यूरोपीय लोग गन्ने की चीनी से परिचित हो गए।
3. अपने शुद्ध रूप में चुकंदर चीनी की खोज 1747 में जर्मन रसायनज्ञ ए मार्गग्राफ ने की थी।
4. स्टार्च प्राचीन यूनानियों को ज्ञात था।
5. सेलूलोज़, लकड़ी के एक घटक के रूप में, प्राचीन काल से उपयोग किया जाता रहा है।
6. मीठे पदार्थों के लिए शब्द "मीठा" और अंत - ओसा - 1838 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ जे. डुला द्वारा प्रस्तावित किया गया था। ऐतिहासिक रूप से, मिठास वह मुख्य विशेषता थी जिसके द्वारा किसी विशेष पदार्थ को कार्बोहाइड्रेट के रूप में वर्गीकृत किया गया था।
7. 1811 में, रूसी रसायनज्ञ किरचॉफ ने पहली बार स्टार्च के हाइड्रोलिसिस द्वारा ग्लूकोज प्राप्त किया, और स्वीडिश रसायनज्ञ जे. बर्टज़ेमस ने 1837 में पहली बार ग्लूकोज के लिए सही अनुभवजन्य सूत्र प्रस्तावित किया। सी 6 एच 12 ओ 6
8. Ca(OH) 2 की उपस्थिति में फॉर्मेल्डिहाइड से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण ए.एम. द्वारा किया गया था। 1861 में बटलरोव
ग्लूकोज एक द्विकार्यात्मक यौगिक है क्योंकि इसमें कार्यात्मक समूह होते हैं - एक एल्डिहाइड और 5 हाइड्रॉक्सिल। इस प्रकार, ग्लूकोज एक पॉलीहाइड्रिक एल्डिहाइड अल्कोहल है।

ग्लूकोज का संरचनात्मक सूत्र है:

संक्षिप्त सूत्र है:

ग्लूकोज अणु तीन आइसोमेरिक रूपों में मौजूद हो सकता है, जिनमें से दो चक्रीय हैं, एक रैखिक है।

सभी तीन आइसोमेरिक रूप एक दूसरे के साथ गतिशील संतुलन में हैं:
चक्रीय [(अल्फा रूप) (37%)]<-->रैखिक (0.0026%)<-->चक्रीय [(बीटा रूप) (63%)]
ग्लूकोज के चक्रीय अल्फा और बीटा रूप स्थानिक आइसोमर्स हैं जो रिंग के तल के सापेक्ष हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल की स्थिति में भिन्न होते हैं। अल्फा-ग्लूकोज में, यह हाइड्रॉक्सिल हाइड्रॉक्सीमेथाइल समूह -सीएच 2 ओएच में एक ट्रांस स्थिति में है, बीटा-ग्लूकोज में - एक सीआईएस स्थिति में।

ग्लूकोज के रासायनिक गुण:

एल्डिहाइड समूह की उपस्थिति के कारण गुण:

1. ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएँ:
ए) Cu(OH) 2 के साथ:
C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 ↓ ------> चमकीला नीला घोल

2. पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रिया:
हाइड्रोजन H2 के साथ:

इस प्रतिक्रिया में ग्लूकोज का केवल रैखिक रूप ही भाग ले सकता है।

कई हाइड्रॉक्सिल समूहों (OH) की उपस्थिति के कारण गुण:

1. कार्बोक्जिलिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके एस्टर बनाता है(ग्लूकोज के पांच हाइड्रॉक्सिल समूह एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं):

2. कैसे एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके कॉपर (II) अल्कोहल बनाता है:

विशिष्ट गुण

बडा महत्वग्लूकोज किण्वन प्रक्रियाएं होती हैं जो कार्बनिक उत्प्रेरक-एंजाइमों के प्रभाव में होती हैं (वे सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित होती हैं)।
ए) अल्कोहलिक किण्वन (खमीर के प्रभाव में):

बी) लैक्टिक एसिड किण्वन (लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया के प्रभाव में):

घ) साइट्रिक एसिड किण्वन:

ई) एसीटोन-ब्यूटेनॉल किण्वन:

ग्लूकोज प्राप्त करना

1. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बटलरोव प्रतिक्रिया) की उपस्थिति में फॉर्मेल्डिहाइड से ग्लूकोज का संश्लेषण:

2. स्टार्च का हाइड्रोलिसिस (किरहॉफ प्रतिक्रिया):

ग्लूकोज का जैविक महत्व, इसका उपयोग

शर्करा- भोजन का एक आवश्यक घटक, शरीर में चयापचय में मुख्य प्रतिभागियों में से एक, बहुत पौष्टिक और आसानी से पचने योग्य। इसके ऑक्सीकरण के दौरान, शरीर में उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा संसाधनों का एक तिहाई से अधिक हिस्सा निकलता है - वसा, लेकिन विभिन्न अंगों की ऊर्जा में वसा और ग्लूकोज की भूमिका अलग-अलग होती है। हृदय ईंधन के रूप में फैटी एसिड का उपयोग करता है। कंकाल की मांसपेशियों को "शुरू" करने के लिए ग्लूकोज की आवश्यकता होती है, लेकिन मस्तिष्क कोशिकाओं सहित तंत्रिका कोशिकाएं केवल ग्लूकोज पर काम करती हैं। उनकी आवश्यकता उत्पन्न ऊर्जा का 20-30% है। तंत्रिका कोशिकाएंहर सेकंड ऊर्जा की आवश्यकता होती है और भोजन करते समय शरीर को ग्लूकोज मिलता है। ग्लूकोज शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाता है, इसलिए इसका उपयोग दवा में एक मजबूत एजेंट के रूप में किया जाता है। उपचार. विशिष्ट ऑलिगोसेकेराइड रक्त प्रकार निर्धारित करते हैं। मुरब्बा, कारमेल, जिंजरब्रेड आदि बनाने के लिए कन्फेक्शनरी में। ग्लूकोज किण्वन प्रक्रियाओं का बहुत महत्व है। इसलिए, उदाहरण के लिए, गोभी, खीरे और दूध का अचार बनाते समय, ग्लूकोज का लैक्टिक एसिड किण्वन होता है, साथ ही चारा तैयार करते समय भी। व्यवहार में, ग्लूकोज के अल्कोहलिक किण्वन का भी उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, बीयर के उत्पादन में।
कार्बोहाइड्रेट वास्तव में पृथ्वी पर सबसे आम कार्बनिक पदार्थ हैं, जिनके बिना जीवित जीवों का अस्तित्व असंभव है। एक जीवित जीव में, चयापचय के दौरान, ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है, जिससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है:

हम अपने शरीर की ऊर्जा पर जीते हैं, जो सभी आवश्यक जीवन प्रक्रियाएं प्रदान करती है। केवल उन्हीं की बदौलत हमें सांस लेने, हंसने, अपने जीवन के हर नए दिन और खुशी के पलों का आनंद लेने का अवसर मिलता है। ऊर्जा के बिना, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, कंप्यूटर और हमारी रोजमर्रा की वस्तुओं का संचालन असंभव है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस घटक के बिना एक जीवित जीव का अस्तित्व नहीं हो सकता है।

इस ऊर्जा का स्रोत, हमारे शरीर में इसका आपूर्तिकर्ता, ग्लूकोज नामक एक यौगिक है - जो मोनोसेकेराइड का प्रतिनिधि है। पदार्थ की संरचना, गुण और अनुप्रयोग पर हमारे लेख में चर्चा की जाएगी।

ग्लूकोज क्या है?

ग्लूकोज को "अंगूर शर्करा" भी कहा जाता है, क्योंकि इसकी सबसे बड़ी मात्रा अंगूर के रस में पाई जाती है। सभी पके फलों और जामुनों में भी इसकी मात्रा काफी अधिक होती है, इसके अलावा चीनी और शहद में भी ग्लूकोज शामिल होता है।

"अंगूर चीनी" पाउडर के रूप में एक रंगहीन क्रिस्टलीय यौगिक है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है और इसका स्वाद मीठा होता है। गलनांक 146 डिग्री से होता है। यह यौगिक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल और मोनोसेकेराइड के समूह से संबंधित है, अर्थात, पदार्थों के वे समूह, जो हाइड्रोलाइज्ड (पानी में घुलने पर) होने पर सरल घटक अणुओं में नहीं टूटते हैं।

ग्लूकोज का उपयोग बहुत व्यापक है।

पौधों के हरे भागों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान ग्लूकोज बनता है, और बदले में, ग्लाइकोजन को इससे संश्लेषित किया जाता है, जो क्रिएटिन फॉस्फेट के साथ बातचीत करते समय एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) में बदल जाता है, जो ऊर्जा का मुख्य आपूर्तिकर्ता है।

शरीर के लिए "अंगूर चीनी" के फायदे

आइए ग्लूकोज के रासायनिक गुणों और विभिन्न क्षेत्रों में इसके उपयोग पर विचार करें।

चूंकि यह एक मोनोसैकेराइड है, ग्लूकोज खाने के तुरंत बाद, यह आंतों में तेजी से अवशोषित हो जाता है, जिसके बाद इसके ऑक्सीकरण के उद्देश्य से मुक्त ऊर्जा जारी करने के लिए प्रक्रियाएं की जाती हैं जो हमारे शरीर के लिए बहुत आवश्यक है। इसके अलावा, यह बहुत पौष्टिक है और मस्तिष्क के पर्याप्त कामकाज के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। वास्तव में, ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में जो ऊर्जा उत्पन्न होती है वह जीवित जीव की कुल ऊर्जा का लगभग एक तिहाई होती है।

ग्लूकोज: गुण और अनुप्रयोग

हालाँकि, हर चीज़ की तरह, यहाँ भी संतुलन की आवश्यकता है। संयम में सब कुछ अच्छा है: उदाहरण के लिए, ऊर्जा की कमी के साथ, हम सुस्त हो जाते हैं, एकाग्रता खो देते हैं और हमारा ध्यान कम हो जाता है। इसके विपरीत, जब इसका स्तर बढ़ता है, तो ग्लूकोज के मुख्य हार्मोन प्रतिपक्षी, अग्न्याशय हार्मोन इंसुलिन का संश्लेषण बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप, तदनुसार, रक्त में शर्करा एकाग्रता के स्तर में कमी आती है। जब ये अंतःक्रियाएँ बाधित होती हैं, तो यह विकसित होता है अंतर्जात रोगमधुमेह की तरह.

एक छोटा यौगिक होने के कारण, प्राकृतिक चीनी स्टार्च और ग्लाइकोजन जैसे अधिक जटिल यौगिकों के निर्माण में शामिल होती है। ये पॉलीसेकेराइड ही उपास्थि ऊतक, स्नायुबंधन और बालों का आधार बनते हैं।

यह कैसे जमा होता है?

हमारा शरीर काफी मितव्ययी है, इसलिए यह अप्रत्याशित स्थितियों (उदाहरण के लिए, भारी शारीरिक गतिविधि) के लिए ग्लाइकोजन (मुख्य कार्बोहाइड्रेट रिजर्व) को "अलग रख देता है"। ग्लूकोज जमा हो जाता है मांसपेशियों का ऊतक, रक्त में (कुल शर्करा के 0.1-0.12% के बराबर सांद्रता के साथ) और व्यक्तिगत कोशिकाओं में। अब यह बिल्कुल स्पष्ट हो गया है कि खाने के बाद शर्करा का स्तर बढ़ता है और व्यायाम और उपवास के दौरान कम हो जाता है। इससे हाइपोग्लाइसीमिया जैसी पैथोलॉजिकल स्थिति का विकास होता है, जिसमें मांसपेशियों में कंपन और बेहोशी के साथ उत्तेजना, चिंता की डिग्री में विकास और वृद्धि होती है।

खेलों में ग्लूकोज का प्रयोग

इसका उपयोग सहनशक्ति के स्तर को बढ़ाने के साधन के रूप में किया जाता है, यह एथलीटों और एथलीटों के प्रदर्शन के उच्चतम स्तर को सुनिश्चित करता है, क्योंकि इसकी कैलोरी सामग्री वसायुक्त खाद्य पदार्थों की तुलना में लगभग दो गुना कम है। लेकिन एक ही समय में, यह बहुत तेजी से ऑक्सीकरण करता है, जिससे रक्त में "तेज कार्बोहाइड्रेट" का काफी तेजी से प्रवाह सुनिश्चित होता है, जो भीषण प्रशिक्षण या प्रतियोगिताओं के बाद बहुत आवश्यक है। इन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए, ग्लूकोज का उपयोग टैबलेट, जलसेक और इंजेक्शन समाधान, या एक आइसोटोनिक समाधान (पानी में भंग) के रूप में किया जाता है।

ग्लूकोज के उपयोग के संकेत विविध होंगे।

बॉडीबिल्डर्स के लिए ग्लूकोज बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इसकी कमी से न केवल ताकत में कमी आती है, सेलुलर क्षमता में गिरावट आती है और, परिणामस्वरूप, ऊतक चयापचय होता है, बल्कि वजन बढ़ने की संभावना भी काफी कम हो जाती है। ऐसा क्यों हो रहा है?

आख़िरकार, इस स्थिति में एथलीट सचेत रूप से उपयोग करता है बड़ी राशिचीनी, तो फिर हम वजन में कमी क्यों देखते हैं? विरोधाभास यह है कि एक ही समय में बॉडीबिल्डर बहुत अधिक प्रशिक्षण लेते हैं। इसके अलावा, ग्लूकोज की बड़ी खुराक कोलेस्ट्रॉल के स्तर को काफी बढ़ा देती है और मधुमेह जैसे अंतःस्रावी विकृति के विकास में भी योगदान देती है। ग्लूकोज वसायुक्त यौगिकों के रूप में जमा होता है, वास्तव में, एथलीट इसी से लड़ता है।

ग्लूकोज की संरचना, गुण और उपयोग का लंबे समय से अध्ययन किया गया है।

उपयोग के नियम

इस चीनी का सेवन करने के नियम हैं: वर्कआउट शुरू करने से पहले, आपको मीठे पेय का सेवन नहीं करना चाहिए, क्योंकि इससे इंसुलिन के उत्पादन के कारण ग्लूकोज एकाग्रता में तेज गिरावट के परिणामस्वरूप बेहोशी हो सकती है। ग्लूकोज का सबसे इष्टतम सेवन प्रशिक्षण के तुरंत बाद, तथाकथित कार्बोहाइड्रेट विंडो के दौरान होता है। उपर्युक्त आइसोटोनिक पेय तैयार करने के लिए, आपको 14 ग्लूकोज की गोलियाँ, प्रत्येक का वजन 0.5 ग्राम और एक लीटर साधारण शुद्ध लेना होगा। उबला हुआ पानी. इसके बाद, आपको चीनी को तरल में पतला करना होगा और इसे हर 15-20 मिनट में एक घंटे तक लेना होगा।

औद्योगिक अनुप्रयोग

• खाद्य उद्योग: सुक्रोज के विकल्प के रूप में, आहार उत्पादों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में।
• कन्फेक्शनरी उद्योग: मिठाई, चॉकलेट, केक की संरचना में शामिल; मुरब्बा और जिंजरब्रेड बनाने के लिए आवश्यक गुड़ का उत्पादन।
• आइसक्रीम का उत्पादन किसी उत्पाद के घनत्व और कठोरता को बढ़ाते हुए, उसके जमने के स्तर को कम करने की ग्लूकोज की क्षमता पर आधारित होता है।
• बेकरी खाद्य उत्पादों का उत्पादन: किण्वन प्रक्रियाओं के लिए अनुकूल परिस्थितियां बनाता है, जिससे न केवल स्वाद में सुधार होता है, बल्कि ऑर्गेनोलेप्टिक गुणों में भी सुधार होता है।

ग्लूकोज़ गोलियों के अन्य उपयोग क्या हैं?

चिकित्सा में आवेदन

प्राकृतिक चीनी में विषहरण और चयापचय गुण होते हैं, जिस पर चिकित्सा पद्धति में इसका उपयोग आधारित होता है।

मोनोसैकेराइड निम्नलिखित रूपों में उपलब्ध है:

• ग्लूकोज की गोलियाँ. उपयोग के निर्देश कहते हैं कि इसमें 0.5 ग्राम शुष्क पदार्थ डेक्सट्रोज़ होता है। जब मौखिक रूप से (मुंह से) प्रशासित किया जाता है, तो इसका वासोडिलेटिंग और शामक प्रभाव होता है, जो शरीर के ऊर्जा भंडार को फिर से भर देता है, जिससे विकास के बौद्धिक स्तर को बढ़ाने में मदद मिलती है और शारीरिक गतिविधिव्यक्ति।
• जलसेक के समाधान के रूप में। 5% ग्लूकोज घोल के एक लीटर में 50.0 ग्राम सूखा पदार्थ डेक्सट्रोज होता है, 10% घोल में क्रमशः 100.0 ग्राम और 20% मिश्रण में 200.0 ग्राम सक्रिय पदार्थ होता है। यह ध्यान रखना आवश्यक है कि 5% सैकराइड समाधान रक्त प्लाज्मा के साथ आइसोटोनिक है, इसलिए जलसेक के रूप में इसका प्रशासन एसिड-बेस संतुलन और जल-इलेक्ट्रोलाइट संतुलन को सामान्य करने में मदद करता है।
• प्रपत्र में समाधान अंतःशिरा इंजेक्शनरक्त के आसमाटिक दबाव को बढ़ाने, रक्त वाहिकाओं को फैलाने, ऊतकों से तरल पदार्थ के बहिर्वाह को बढ़ाने, मूत्र गठन को बढ़ाने में मदद करता है, जो बदले में, यकृत में चयापचय प्रक्रियाओं के सक्रियण और हृदय की मांसपेशियों की संविदात्मक गतिविधि के सामान्यीकरण को सुनिश्चित करता है। .

उपयोग के संकेत

ग्लूकोज के उपयोग के निर्देश बताते हैं कि उपयोग के लिए संकेत हैं:

• रक्त शर्करा की कम सांद्रता (हाइपोग्लाइसीमिया, हाइपोग्लाइसेमिक कोमा)।
• महत्वपूर्ण मानसिक (बौद्धिक) और शारीरिक तनाव।
• पुनर्वास अवधि के दौरान शीघ्र स्वस्थ होने के लिए सर्जिकल हस्तक्षेपया दीर्घकालिक बीमारियाँ।
• जैसा जटिल चिकित्साविघटन के दौरान पैथोलॉजिकल प्रक्रियाएं, हृदय की विफलता, आंतों की विकृति, रक्तस्रावी प्रवणता, या यकृत या गुर्दे को प्रभावित करने वाली बीमारियों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
• कोलैप्टॉइड अवस्था.
• किसी भी उत्पत्ति का सदमा.
• उत्पत्ति के स्रोत की परवाह किए बिना निर्जलीकरण।
• मादक दवाओं और विभिन्न रासायनिक यौगिकों के साथ नशे की अवधि।
• गर्भवती महिलाओं में भ्रूण का वजन बढ़ाने के लिए।

विशेष निर्देश

ग्लूकोज के लिए, उपयोग के निर्देश पुष्टि करते हैं कि केंद्रित समाधान (10%, 25%, 40%) का उपयोग केवल एक समय में 20-50 मिलीलीटर से अधिक के अंतःशिरा प्रशासन के लिए किया जाता है, सिवाय इसके कि आपातकालीन क्षणबड़े पैमाने पर रक्त की हानि, हाइपोग्लाइसीमिया के रूप में। इन मामलों में, प्रति दिन 300 मिलीलीटर तक का सेवन किया जाता है। डॉक्टर को याद रखना चाहिए, और रोगी को ग्लूकोज और के सहक्रियात्मक संपर्क (एक दूसरे पर पारस्परिक रूप से मजबूत प्रभाव) को ध्यान में रखना चाहिए एस्कॉर्बिक अम्ल. टैबलेट दवाओं को 1-2 टुकड़ों की खुराक में लिया जाता है, जिसे आवश्यकता के आधार पर 10 तक बढ़ाया जाता है।

यह ध्यान रखना जरूरी है कि डेक्सट्रोज में हृदय पर ग्लाइकोसाइड्स को निष्क्रिय और ऑक्सीकरण करके उनके प्रभाव को कमजोर करने की क्षमता होती है। तदनुसार, आपको इन दवाओं को लेने के बीच एक ब्रेक लेने की आवश्यकता है। इसके अलावा, निम्नलिखित दवाओं की प्रभावशीलता ग्लूकोज से कम हो जाती है:

• निस्टैटिन;
• दर्द निवारक;
• स्ट्रेप्टोमाइसिन;
• एड्रेनोमिमेटिक दवाएं।

यदि किसी व्यक्ति को हाइपोनेट्रेमिया है और वृक्कीय विफलता, तो सावधानी के साथ ग्लूकोज लेना और केंद्रीय हेमोडायनामिक मापदंडों की लगातार निगरानी करना आवश्यक है। संकेतों के अनुसार, यह गर्भावस्था और स्तनपान के दौरान निर्धारित किया जाता है। 5 वर्ष से कम उम्र के बच्चों को टैबलेट फॉर्म निर्धारित नहीं किया जाता है क्योंकि वे अभी तक जीभ के नीचे टैबलेट को भंग नहीं कर सकते हैं। ग्लूकोज अक्सर शराब के नशे और विभिन्न विषाक्तता के लिए निर्धारित किया जाता है।

ग्लूकोज के उपयोग के लिए मतभेद

यह दवा तब निर्धारित नहीं की जाती जब किसी व्यक्ति के पास:

• मधुमेह;
• कोई रोग संबंधी स्थिति, रक्त शर्करा के स्तर में गिरावट के साथ;
• व्यक्तिगत असहिष्णुता के मामले (दवा या खाद्य एलर्जी का विकास)।

निष्कर्ष

आपको यह समझने की आवश्यकता है कि ग्लूकोज और सभी खाद्य उत्पादों दोनों का उचित सेवन आवश्यक है। दवाइयाँ. अन्यथा, इससे विशेष रूप से विनियमन में विफलता का खतरा है अंत: स्रावी प्रणाली, न केवल प्रदर्शन और शारीरिक गतिविधि के स्तर में, बल्कि जीवन की गुणवत्ता में भी कमी।

हमने मोनोसैकेराइड के प्रतिनिधि ग्लूकोज की जांच की। रासायनिक संरचना, गुणों, अनुप्रयोगों का विस्तार से वर्णन किया गया है।

ग्लूकोज (डेक्सट्रोज़) एक मोनोसैकराइड है जो मनुष्यों के लिए ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है। यह डाइ- और पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस का अंतिम उत्पाद है। इस यौगिक की खोज 1802 में अंग्रेजी चिकित्सक विलियम प्राउट ने की थी।

ग्लूकोज या अंगूर चीनी मानव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए एक आवश्यक पोषक तत्व है। यह मजबूत शारीरिक, भावनात्मक, बौद्धिक तनाव के तहत शरीर की सामान्य कार्यप्रणाली और अप्रत्याशित परिस्थितियों में मस्तिष्क की तीव्र प्रतिक्रिया सुनिश्चित करता है। दूसरे शब्दों में, ग्लूकोज एक जेट ईंधन है जो सेलुलर स्तर पर सभी जीवन प्रक्रियाओं का समर्थन करता है।

यौगिक का संरचनात्मक सूत्र C6H12O6 है।

ग्लूकोज एक क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें मीठा स्वाद, गंधहीन, पानी में अत्यधिक घुलनशील, सल्फ्यूरिक एसिड, जिंक क्लोराइड और श्वित्ज़र अभिकर्मक का केंद्रित घोल होता है। प्रकृति में यह पौधों के प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप बनता है, उद्योग में - सेलूलोज़ के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से।

यौगिक का दाढ़ द्रव्यमान 180.16 ग्राम प्रति मोल है।

ग्लूकोज की मिठास सुक्रोज की मिठास से आधी होती है।

खाना पकाने और चिकित्सा उद्योग में उपयोग किया जाता है। इस पर आधारित तैयारियों का उपयोग नशा से राहत और मधुमेह मेलेटस की उपस्थिति का निर्धारण करने के लिए किया जाता है।

आइए हाइपरग्लेसेमिया/हाइपोग्लाइसीमिया पर नजर डालें - यह क्या है, ग्लूकोज के लाभ और हानि, यह कहाँ पाया जाता है, और दवा में इसका उपयोग।

दैनिक मानदंड

मस्तिष्क कोशिकाओं, लाल रक्त कोशिकाओं, धारीदार मांसपेशियों को पोषण देने और शरीर को ऊर्जा प्रदान करने के लिए, एक व्यक्ति को "अपने" व्यक्तिगत मानदंड खाने की आवश्यकता होती है। इसकी गणना करने के लिए, अपने वास्तविक शरीर के वजन को 2.6 के कारक से गुणा करें। परिणामी मूल्य आपके शरीर की मोनोसैकराइड की दैनिक आवश्यकता है।

साथ ही, कम्प्यूटेशनल और योजना संचालन करने वाले ज्ञान कार्यकर्ताओं (कार्यालय कर्मचारियों), एथलीटों और भारी शारीरिक गतिविधि का अनुभव करने वाले लोगों के लिए, दैनिक दर में वृद्धि की जानी चाहिए। क्योंकि इन कार्यों के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

गतिहीन जीवनशैली, मधुमेह की प्रवृत्ति और अधिक वजन के कारण ग्लूकोज की आवश्यकता कम हो जाती है। में इस मामले मेंऊर्जा उत्पन्न करने के लिए, शरीर आसानी से पचने योग्य सैकराइड का नहीं, बल्कि वसा भंडार का उपयोग करेगा।

याद रखें, मध्यम मात्रा में ग्लूकोज एक दवा और आंतरिक अंगों और प्रणालियों के लिए "ईंधन" है। वहीं, मिठाइयों का अधिक सेवन इसे जहर में बदल देता है, जिससे इसके लाभकारी गुण नुकसान में बदल जाते हैं।

हाइपरग्लेसेमिया और हाइपोग्लाइसीमिया

एक स्वस्थ व्यक्ति में, उपवास रक्त शर्करा का स्तर 3.3 - 5.5 मिलीमोल प्रति लीटर होता है, और खाने के बाद यह बढ़कर 7.8 हो जाता है।

यदि यह सूचक सामान्य से कम है, तो हाइपोग्लाइसीमिया विकसित होता है; यदि यह सूचक अधिक है, तो हाइपरग्लेसेमिया विकसित होता है। अनुमेय मूल्य से कोई भी विचलन शरीर में गड़बड़ी का कारण बनता है, अक्सर अपरिवर्तनीय विकार।

ऊंचा रक्त ग्लूकोज इंसुलिन उत्पादन को बढ़ाता है, जिससे होता है गहन कार्यअग्न्याशय " टूट-फूट के लिए"। परिणामस्वरूप, अंग ख़राब होने लगता है, मधुमेह विकसित होने का ख़तरा होता है और प्रतिरक्षा प्रणाली ख़राब हो जाती है। जब रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता 10 मिलीमोल प्रति लीटर तक पहुंच जाती है, तो लीवर अपने कार्यों का सामना करना बंद कर देता है और इसकी कार्यप्रणाली बाधित हो जाती है। संचार प्रणाली. अतिरिक्त चीनी ट्राइग्लिसराइड्स में परिवर्तित हो जाती है ( वसा कोशिकाएं), जो कोरोनरी रोग, एथेरोस्क्लेरोसिस, उच्च रक्तचाप, दिल का दौरा और मस्तिष्क रक्तस्राव की उपस्थिति को भड़काता है।

हाइपरग्लेसेमिया के विकास का मुख्य कारण अग्न्याशय के कामकाज में व्यवधान है।

खाद्य पदार्थ जो रक्त शर्करा को कम करते हैं:

• जई का दलिया;
• झींगा मछली, झींगा मछली, केकड़े;
• ब्लूबेरी का रस;
• टमाटर, जेरूसलम आटिचोक, काला करंट;
• सोया पनीर;
• सलाद, कद्दू;
• हरी चाय;
• एवोकाडो;
• मांस, मछली, चिकन;
• नींबू, अंगूर;
• बादाम, काजू, मूंगफली;
• फलियाँ;
• तरबूज;
• लहसुन और प्याज.

रक्त शर्करा में गिरावट से मस्तिष्क को अपर्याप्त पोषण मिलता है, शरीर कमजोर हो जाता है, जो देर-सबेर बेहोशी की ओर ले जाता है। एक आदमी अपनी ताकत खो देता है, प्रकट होता है मांसपेशियों में कमजोरी, उदासीनता, शारीरिक गतिविधि कठिन है, समन्वय बिगड़ जाता है, चिंता, भ्रम की भावना होती है। कोशिकाएं भुखमरी की स्थिति में हैं, उनका विभाजन और पुनर्जनन धीमा हो जाता है, और ऊतक मृत्यु का खतरा बढ़ जाता है।

हाइपोग्लाइसीमिया के कारण: शराब विषाक्तता, आहार में मीठे खाद्य पदार्थों की कमी, ऑन्कोलॉजिकल रोग, थायरॉइड डिसफंक्शन।

रक्त शर्करा को सामान्य सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए, इंसुलिन डिवाइस के संचालन पर ध्यान दें, समृद्ध करें दैनिक मेनूमोनोसैकेराइड युक्त स्वस्थ प्राकृतिक मिठाइयाँ। याद रखें, कम इंसुलिन का स्तर यौगिक को पूरी तरह से अवशोषित होने से रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप हाइपोग्लाइसीमिया होता है। वहीं, इसके विपरीत एड्रेनालाईन इसे बढ़ाने में मदद करेगा।

लाभ और हानि

ग्लूकोज का मुख्य कार्य पोषण और ऊर्जा है। उनके लिए धन्यवाद, यह दिल की धड़कन, श्वास, मांसपेशी संकुचन, मस्तिष्क समारोह, तंत्रिका तंत्र को बनाए रखता है और शरीर के तापमान को नियंत्रित करता है।

मानव शरीर में ग्लूकोज का मूल्य:

1. चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लेता है और सबसे सुपाच्य ऊर्जा संसाधन है।
2. शरीर के प्रदर्शन का समर्थन करता है।
3. मस्तिष्क की कोशिकाओं को पोषण देता है, याददाश्त और सीखने में सुधार करता है।
4. हृदय को उत्तेजित करता है.
5. भूख की भावना को तुरंत शांत करता है।
6. तनाव से राहत मिलती है, मानसिक स्थिति ठीक होती है।
7. मांसपेशियों के ऊतकों की रिकवरी को तेज करता है।
8. विषाक्त पदार्थों को निष्क्रिय करने में लीवर की मदद करता है।

हाइपोग्लाइसीमिया के दौरान शरीर को नशा देने के लिए ग्लूकोज का उपयोग कितने वर्षों से किया जा रहा है? मोनोसैकराइड रक्त के विकल्प, शॉक रोधी दवाओं का हिस्सा है जिसका उपयोग यकृत और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के रोगों के इलाज के लिए किया जाता है।

इसके सकारात्मक प्रभावों के अलावा, ग्लूकोज वृद्ध लोगों, बिगड़ा हुआ चयापचय वाले रोगियों के शरीर को नुकसान पहुंचा सकता है और निम्नलिखित परिणाम दे सकता है:

• मोटापा;
• थ्रोम्बोफ्लिबिटिस का विकास;
• अग्न्याशय का अधिभार;
• एलर्जी प्रतिक्रियाओं की घटना;
• बढ़ा हुआ कोलेस्ट्रॉल;
• सूजन, हृदय रोग, कोरोनरी परिसंचरण विकारों की उपस्थिति;
• धमनी का उच्च रक्तचाप;
• आंख की रेटिना को नुकसान;
• एंडोथेलियल डिसफंक्शन।

याद रखें, शरीर को मोनोसैकराइड की डिलीवरी की पूरी भरपाई ऊर्जा जरूरतों के लिए कैलोरी के खर्च से की जानी चाहिए।

सूत्रों का कहना है

मोनोसैकराइड पशु मांसपेशी ग्लाइकोजन, स्टार्च, जामुन और फलों में पाया जाता है। एक व्यक्ति को शरीर के लिए आवश्यक ऊर्जा का 50% ग्लाइकोजन (यकृत और मांसपेशियों के ऊतकों में जमा) और ग्लूकोज युक्त खाद्य पदार्थों के सेवन से प्राप्त होता है।

यौगिक का मुख्य प्राकृतिक स्रोत शहद (80%) है, इसमें एक और स्वस्थ कार्बोहाइड्रेट - फ्रुक्टोज भी होता है।

तालिका संख्या 1 "ग्लूकोज क्या होता है"

प्रोडक्ट का नाम	मोनोसैकराइड सामग्री प्रति 100 ग्राम, ग्राम
परिष्कृत चीनी	99,7
मधुमक्खी शहद	80,1
मुरब्बा	79,2
जिंजरब्रेड	77,6
पास्ता	70,5
मीठा भूसा	69,1
खजूर	69,0
जौ का दलिया	66,8
सूखे खुबानी	66,1
किशमिश	65,6
सेब का मुरब्बा	65,0
चॉकलेट	63,2
चावल	62,2
जई का दलिया	61,7
भुट्टा	61,3
अनाज	60,3
सफेद डबलरोटी	52,8
राई की रोटी	44,2
आइसक्रीम	21,2
आलू	8,0
सेब	7,8
अंगूर	7,7
चुक़ंदर	6,6
गाजर	5,6
चेरी	5,4
चेरी	5,4
दूध	4,4
करौंदा	4,3
कद्दू	4,1
फलियां	4,1
पत्ता गोभी	4,0
रास्पबेरी	3,8
टमाटर	3,3
कॉटेज चीज़	3,2
खट्टी मलाई	3,0
बेर	3,0
जिगर	2,7
स्ट्रॉबेरी	2,6
क्रैनबेरी	2,4
तरबूज	2,3
संतरे	2,3
	2,1
कीनू	2,0
पनीर	2,0
आड़ू	2,0
नाशपाती	1,7
काला करंट	1,4
खीरे	1,2
तेल	0,4
अंडे	0,3

चिकित्सा में ग्लूकोज़: रिलीज़ फॉर्म

ग्लूकोज की तैयारी को विषहरण और चयापचय एजेंटों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। उनकी कार्रवाई का उद्देश्य शरीर में चयापचय और रेडॉक्स प्रक्रियाओं में सुधार करना है। सक्रिय घटकये दवाएं डेक्सट्रोज़ मोनोहाइड्रेट (एक्स्सिपिएंट्स के साथ संयोजन में सब्लिमेटेड ग्लूकोज) हैं।

रिलीज फॉर्म और औषधीय गुणमोनोसैकेराइड:

1. गोलियाँ जिनमें 0.5 ग्राम सूखा डेक्सट्रोज़ होता है। जब मौखिक रूप से लिया जाता है, तो ग्लूकोज में वासोडिलेटर और शामक प्रभाव (मध्यम रूप से स्पष्ट) होता है। इसके अलावा, दवा ऊर्जा भंडार की भरपाई करती है, जिससे बौद्धिक और शारीरिक उत्पादकता बढ़ती है।
2. आसव के लिए समाधान. 5% ग्लूकोज के एक लीटर में 50 ग्राम निर्जल डेक्सट्रोज, 10% संरचना में - 100 ग्राम पदार्थ, 20% मिश्रण में - 200 ग्राम, 40% सांद्रण में - 400 ग्राम सैकराइड होता है। यह ध्यान में रखते हुए कि 5% सैकराइड समाधान रक्त प्लाज्मा के संबंध में आइसोटोनिक है, रक्तप्रवाह में दवा की शुरूआत शरीर में एसिड-बेस और पानी-इलेक्ट्रोलाइट संतुलन को सामान्य करने में मदद करती है।
3. अंतःशिरा इंजेक्शन के लिए समाधान. 5% सांद्रण के एक मिलीलीटर में 50 मिलीग्राम सूखा डेक्सट्रोज़, 10% - 100 मिलीग्राम, 25% - 250 मिलीग्राम, 40% - 400 मिलीग्राम होता है। पर अंतःशिरा प्रशासनग्लूकोज आसमाटिक रक्तचाप को बढ़ाता है, रक्त वाहिकाओं को फैलाता है, मूत्र निर्माण को बढ़ाता है, ऊतकों से तरल पदार्थ के बहिर्वाह को बढ़ाता है, यकृत में चयापचय प्रक्रियाओं को सक्रिय करता है और मायोकार्डियम के सिकुड़ा कार्य को सामान्य करता है।

इसके अलावा, सैकेराइड का उपयोग कृत्रिम के लिए किया जाता है उपचारात्मक पोषण, एंटरल और पैरेंट्रल सहित।

किन मामलों में और किस खुराक में "मेडिकल" ग्लूकोज निर्धारित किया जाता है?

उपयोग के संकेत:

• हाइपोग्लाइसीमिया (कम रक्त शर्करा एकाग्रता);
• कार्बोहाइड्रेट पोषण की कमी (मानसिक और शारीरिक अधिभार के साथ);
• संक्रामक बीमारियों सहित लंबी बीमारियों के बाद पुनर्वास अवधि (अतिरिक्त पोषण के रूप में);
• हृदय गतिविधि का विघटन, आंतों की संक्रामक विकृति, यकृत रोग, रक्तस्रावी प्रवणता (जटिल चिकित्सा में);
• पतन (रक्तचाप में अचानक गिरावट);
• उल्टी, दस्त, या सर्जरी के कारण निर्जलीकरण;
• नशा या विषाक्तता (दवाओं, आर्सेनिक, एसिड, कार्बन मोनोऑक्साइड, फॉस्जीन सहित);
• गर्भावस्था के दौरान भ्रूण का आकार बढ़ाने के लिए (संदिग्ध कम वजन के मामले में)।

इसके अलावा, "तरल" ग्लूकोज का उपयोग तनुकरण के लिए किया जाता है दवाइयाँ, आन्त्रेतर रूप से प्रशासित।

आइसोटोनिक ग्लूकोज समाधान (5%) निम्नलिखित तरीकों से प्रशासित किया जाता है:

• चमड़े के नीचे (एकल सर्विंग - 300 - 500 मिलीलीटर);
• अंतःशिरा ड्रिप (प्रशासन की अधिकतम दर - 400 मिलीलीटर प्रति घंटा, दैनिक मानदंडवयस्कों के लिए - 500 - 3000 मिलीलीटर, रोज की खुराकबच्चों के लिए - बच्चे के वजन के प्रति किलोग्राम 100 - 170 मिलीलीटर घोल, नवजात शिशुओं के लिए यह आंकड़ा घटाकर 60 कर दिया गया है);
• एनीमा के रूप में (रोगी की उम्र और स्थिति के आधार पर पदार्थ का एक भाग 300 से 2000 मिलीलीटर तक भिन्न होता है)।

हाइपरटोनिक ग्लूकोज सांद्र (10%, 25% और 40%) का उपयोग केवल अंतःशिरा इंजेक्शन के लिए किया जाता है। इसके अलावा, एक बार में 20-50 मिलीलीटर से अधिक घोल नहीं दिया जाता है। हालांकि, बड़े रक्त हानि या हाइपोग्लाइसीमिया के मामले में, हाइपरटोनिक तरल पदार्थ का उपयोग जलसेक के लिए किया जाता है (प्रति दिन 100 - 300 मिलीलीटर)।

याद रखें, ग्लूकोज के औषधीय गुण (1%), इंसुलिन, मेथिलीन ब्लू (1%) बढ़ जाते हैं।

ग्लूकोज की गोलियाँ मौखिक रूप से ली जाती हैं, प्रति दिन 1 से 2 गोलियाँ (यदि आवश्यक हो, तो दैनिक खुराक 10 गोलियों तक बढ़ा दी जाती है)।

ग्लूकोज लेने के लिए मतभेद:

• मधुमेह;
• रक्त शर्करा एकाग्रता में वृद्धि के साथ विकृति;
• व्यक्तिगत ग्लूकोज असहिष्णुता।

दुष्प्रभाव:

• ओवरहाइड्रेशन (एक आइसोटोनिक समाधान के वॉल्यूमेट्रिक भागों की शुरूआत के कारण);
• कम हुई भूख;
• गल जाना चमड़े के नीचे ऊतक(यदि मारा गया हाइपरटोनिक समाधानत्वचा के नीचे);
• तीव्र हृदय विफलता;
• नसों की सूजन, घनास्त्रता (समाधान के तेजी से प्रशासन के कारण);
• द्वीपीय तंत्र की शिथिलता।

याद रखें, ग्लूकोज का बहुत तेजी से प्रशासन हाइपरग्लेसेमिया, ऑस्मोटिक ड्यूरेसिस, हाइपरवोलेमिया और हाइपरग्लुकोसुरिया से भरा होता है।

निष्कर्ष

ग्लूकोज मानव शरीर के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है।

मोनोसैकराइड की खपत उचित होनी चाहिए। अत्यधिक या अपर्याप्त सेवन प्रतिरक्षा प्रणाली को कमजोर करता है, चयापचय को बाधित करता है, स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बनता है (हृदय, अंतःस्रावी, तंत्रिका तंत्र के कामकाज को असंतुलित करता है, मस्तिष्क की गतिविधि को कम करता है)।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि शरीर प्रदर्शन के उच्च स्तर पर है और पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करता है, थकाऊ शारीरिक गतिविधि, तनाव से बचें, यकृत और अग्न्याशय के कामकाज की निगरानी करें, स्वस्थ कार्बोहाइड्रेट (अनाज, फल, सब्जियां, सूखे फल, शहद) खाएं। साथ ही, केक, पेस्ट्री, मिठाई, कुकीज़ और वफ़ल जैसी "खाली" कैलोरी लेने से बचें।

ग्लूकोज एक प्रकार की साधारण शर्करा (मोनोसैकेराइड) है। यह नाम प्राचीन ग्रीक शब्द "मीठा" से आया है। इसे अंगूर चीनी या डिसक्रोज़ भी कहा जाता है। प्रकृति में यह पदार्थ कई जामुनों और फलों के रस में पाया जाता है। ग्लूकोज भी प्रकाश संश्लेषण के मुख्य उत्पादों में से एक है।

ग्लूकोज अणु अधिक जटिल शर्करा का हिस्सा हैं: पॉलीसेकेराइड (सेल्यूलोज, स्टार्च, ग्लाइकोजन) और कुछ डिसैकराइड (माल्टोज, लैक्टोज और सुक्रोज)। और यह अधिकांश जटिल शर्कराओं के हाइड्रोलिसिस (विभाजन) का अंतिम उत्पाद है। उदाहरण के लिए, डिसैकराइड, जब वे हमारे पेट में प्रवेश करते हैं, तो जल्दी से ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में टूट जाते हैं।

ग्लूकोज के गुण

अपने शुद्ध रूप में, यह पदार्थ क्रिस्टल के रूप में, स्पष्ट रंग या गंध के बिना, स्वाद में मीठा और पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है। ऐसे पदार्थ हैं जो ग्लूकोज से अधिक मीठे होते हैं, उदाहरण के लिए, सुक्रोज 2 गुना अधिक मीठा होता है!

ग्लूकोज के क्या फायदे हैं?

ग्लूकोज मानव और पशु शरीर में चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य और सबसे सार्वभौमिक स्रोत है। यहां तक ​​कि हमारे मस्तिष्क को भी ग्लूकोज की सख्त जरूरत होती है और इसकी कमी होने पर वह सक्रिय रूप से भूख की भावना के रूप में संकेत भेजना शुरू कर देता है। मनुष्य और जानवरों का शरीर इसे ग्लाइकोजन के रूप में संग्रहीत करता है, और पौधे इसे स्टार्च के रूप में संग्रहीत करते हैं। हमें समस्त जैविक ऊर्जा का आधे से अधिक भाग ग्लूकोज रूपांतरण प्रक्रियाओं से प्राप्त होता है! ऐसा करने के लिए, हमारा शरीर हाइड्रोलिसिस से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्लूकोज का एक अणु पाइरुविक एसिड (एक डरावना नाम, लेकिन एक बहुत ही महत्वपूर्ण पदार्थ) के दो अणुओं में परिवर्तित हो जाता है। और यहीं से मज़ा शुरू होता है!

ग्लूकोज का ऊर्जा में विभिन्न रूपांतरण

ग्लूकोज का आगे का परिवर्तन अलग-अलग तरीकों से होता है, यह उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनके तहत यह होता है:

1. एरोबिक मार्ग. जब पर्याप्त ऑक्सीजन होती है, तो पाइरुविक एसिड एक विशेष एंजाइम में परिवर्तित हो जाता है जो क्रेब्स चक्र (अपचय की प्रक्रिया और विभिन्न पदार्थों के निर्माण) में भाग लेता है।
2. अवायवीय मार्ग. यदि पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं है, तो पाइरुविक एसिड का टूटना लैक्टेट (लैक्टिक एसिड) की रिहाई के साथ होता है। लोकप्रिय धारणा के अनुसार, यह लैक्टेट ही है जो व्यायाम के बाद हमारी मांसपेशियों में दर्द का कारण बनता है। (वास्तव में यह सच नहीं है)।

रक्त शर्करा का स्तर एक विशेष हार्मोन द्वारा नियंत्रित होता है - इंसुलिन.

शुद्ध ग्लूकोज का प्रयोग

चिकित्सा में, ग्लूकोज का उपयोग शरीर के नशे को दूर करने के लिए किया जाता है, क्योंकि इसमें एक सार्वभौमिक एंटीटॉक्सिक प्रभाव होता है। और इसकी मदद से, एंडोक्रिनोलॉजिस्ट किसी रोगी में मधुमेह मेलेटस की उपस्थिति और प्रकार का निर्धारण कर सकते हैं; इसके लिए, शरीर में उच्च मात्रा में ग्लूकोज की शुरूआत के साथ एक तनाव परीक्षण किया जाता है। मधुमेह मेलेटस के निदान में रक्त शर्करा का निर्धारण एक अनिवार्य कदम है।

सामान्य रक्त शर्करा स्तर

विभिन्न उम्र के लिए अनुमानित रक्त शर्करा का स्तर सामान्य है:

• 14 वर्ष से कम उम्र के बच्चों में - 3.3-5.5 mmol/l
• 14 से 60 वर्ष की आयु के वयस्कों में - 3.5-5.8 mmol/l

जैसे-जैसे आपकी उम्र बढ़ती है और गर्भावस्था के दौरान, आपके रक्त शर्करा का स्तर बढ़ सकता है। यदि, विश्लेषण के परिणामों के अनुसार, आपका शर्करा स्तर काफी अधिक हो गया है, तो तुरंत डॉक्टर से परामर्श लें!

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रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

उच्च शिक्षा के संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान

तांबोव्स्की स्टेट यूनिवर्सिटीजी.आर. के नाम पर रखा गया डेरझाविना

विषय पर: शरीर में ग्लूकोज की जैविक भूमिका

पुरा होना:

शम्सीदीनोव शोखियोरज़ोन फ़ज़लिद्दीन कोयले

टैम्बोव 2016

1. ग्लूकोज

1.1 विशेषताएँ और कार्य

2.1 ग्लूकोज अपचय

2.4 यकृत में ग्लूकोज संश्लेषण

2.5 लैक्टेट से ग्लूकोज संश्लेषण

साहित्य का प्रयोग किया गया

1. ग्लूकोज

1.1 विशेषताएँ और कार्य

ग्लूकोज (प्राचीन ग्रीक ग्लखकेट स्वीट से) (सी 6 एच 12 ओ 6), या अंगूर चीनी, या डेक्सट्रोज़, अंगूर सहित कई फलों और जामुनों के रस में पाया जाता है, यहीं से इस प्रकार की चीनी का नाम आता है से। यह एक मोनोसैकेराइड और छह-हाइड्रॉक्सी शर्करा (हेक्सोज) है। ग्लूकोज इकाई पॉलीसेकेराइड्स (सेलूलोज़, स्टार्च, ग्लाइकोजन) और कई डिसैकेराइड्स (माल्टोज़, लैक्टोज़ और सुक्रोज़) का हिस्सा है, जो, उदाहरण के लिए, पाचन तंत्र में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज़ में जल्दी से टूट जाते हैं।

ग्लूकोज हेक्सोज के समूह से संबंधित है और बी-ग्लूकोज या बी-ग्लूकोज के रूप में मौजूद हो सकता है। इन स्थानिक आइसोमर्स के बीच अंतर यह है कि बी-ग्लूकोज के पहले कार्बन परमाणु में हाइड्रॉक्सिल समूह रिंग के तल के नीचे स्थित होता है, जबकि बी-ग्लूकोज के लिए यह तल के ऊपर होता है।

ग्लूकोज एक द्विकार्यात्मक यौगिक है क्योंकि इसमें कार्यात्मक समूह होते हैं - एक एल्डिहाइड और 5 हाइड्रॉक्सिल। इस प्रकार, ग्लूकोज एक पॉलीहाइड्रिक एल्डिहाइड अल्कोहल है।

ग्लूकोज का संरचनात्मक सूत्र है:

संक्षिप्त सूत्र

1.2 ग्लूकोज के रासायनिक गुण और संरचना

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि ग्लूकोज अणु में एल्डिहाइड और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। हाइड्रॉक्सिल समूहों में से एक के साथ कार्बोनिल समूह की बातचीत के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज दो रूपों में मौजूद हो सकता है: खुली श्रृंखला और चक्रीय।

ग्लूकोज समाधान में, ये रूप एक दूसरे के साथ संतुलन में होते हैं।

उदाहरण के लिए, में जलीय घोलग्लूकोज में निम्नलिखित संरचनाएँ हैं:

ग्लूकोज के चक्रीय बी- और सी-रूप स्थानिक आइसोमर्स हैं जो रिंग के तल के सापेक्ष हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल की स्थिति में भिन्न होते हैं। बी-ग्लूकोज में यह हाइड्रॉक्सिल हाइड्रॉक्सीमेथाइल समूह -सीएच 2 ओएच में ट्रांस स्थिति में है, बी-ग्लूकोज में यह सीआईएस स्थिति में है। छह-सदस्यीय वलय की स्थानिक संरचना को ध्यान में रखते हुए, इन आइसोमर्स के सूत्रों का रूप इस प्रकार है:

में ठोस अवस्थाग्लूकोज की एक चक्रीय संरचना होती है। साधारण क्रिस्टलीय ग्लूकोज बी-फॉर्म है। समाधान में, बी-फॉर्म अधिक स्थिर होता है (स्थिर अवस्था में, यह 60% से अधिक अणुओं के लिए जिम्मेदार होता है)। संतुलन में एल्डिहाइड फॉर्म का अनुपात नगण्य है। यह फुकसिनस एसिड (एल्डिहाइड की गुणात्मक प्रतिक्रिया) के साथ बातचीत की कमी की व्याख्या करता है।

टॉटोमेरिज्म की घटना के अलावा, ग्लूकोज को कीटोन्स के साथ संरचनात्मक आइसोमेरिज्म की विशेषता होती है (ग्लूकोज और फ्रुक्टोज संरचनात्मक इंटरक्लास आइसोमर्स हैं)

ग्लूकोज के रासायनिक गुण:

ग्लूकोज़ है रासायनिक गुण, अल्कोहल और एल्डिहाइड की विशेषता। इसके अलावा इसमें कुछ विशिष्ट गुण भी होते हैं।

1. ग्लूकोज एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल है।

Cu(OH) 2 के साथ ग्लूकोज एक नीला घोल (कॉपर ग्लूकोनेट) देता है

2. ग्लूकोज एक एल्डिहाइड है।

a) सिल्वर ऑक्साइड के अमोनिया घोल के साथ प्रतिक्रिया करके सिल्वर दर्पण बनाता है:

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO+Ag 2 O > CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + 2Ag

ग्लूकोनिक एसिड

बी) कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ यह एक लाल अवक्षेप Cu 2 O देता है

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO + 2Cu(OH) 2 > CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 Ov + 2H 2 O

ग्लूकोनिक एसिड

ग) हेक्साहाइड्रिक अल्कोहल (सोर्बिटोल) बनाने के लिए हाइड्रोजन के साथ अपचयन

सीएच 2 ओएच-(सीएचओएच) 4 -सीएचओ + एच 2 > सीएच 2 ओएच-(सीएचओएच) 4 -सीएच 2 ओएच

3. किण्वन

क) अल्कोहलिक किण्वन (अल्कोहल पेय पदार्थ बनाने के लिए)

सी 6 एच 12 ओ 6 > 2सीएच 3 -सीएच 2 ओएच + 2सीओ 2 ^

इथेनॉल

बी) लैक्टिक एसिड किण्वन (खट्टा दूध, सब्जियों का अचार बनाना)

C 6 H 12 O 6 > 2CH 3 -CHOH-COOH

दुग्धाम्ल

1.3 ग्लूकोज का जैविक महत्व

ग्लूकोज भोजन का एक आवश्यक घटक है, शरीर में चयापचय में मुख्य प्रतिभागियों में से एक, यह बहुत पौष्टिक और आसानी से पचने योग्य है। इसके ऑक्सीकरण के दौरान, शरीर में उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा संसाधनों का एक तिहाई से अधिक हिस्सा निकलता है - वसा, लेकिन विभिन्न अंगों की ऊर्जा में वसा और ग्लूकोज की भूमिका अलग-अलग होती है। हृदय ईंधन के रूप में फैटी एसिड का उपयोग करता है। कंकाल की मांसपेशियों को "शुरू" करने के लिए ग्लूकोज की आवश्यकता होती है, लेकिन मस्तिष्क कोशिकाओं सहित तंत्रिका कोशिकाएं केवल ग्लूकोज पर काम करती हैं। उनकी आवश्यकता उत्पन्न ऊर्जा का 20-30% है। तंत्रिका कोशिकाओं को हर सेकंड ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और भोजन करते समय शरीर को ग्लूकोज प्राप्त होता है। ग्लूकोज शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाता है, इसलिए इसका उपयोग दवा में एक मजबूत उपाय के रूप में किया जाता है। विशिष्ट ऑलिगोसेकेराइड रक्त प्रकार निर्धारित करते हैं। मुरब्बा, कारमेल, जिंजरब्रेड आदि बनाने के लिए कन्फेक्शनरी में। ग्लूकोज किण्वन प्रक्रियाओं का बहुत महत्व है। इसलिए, उदाहरण के लिए, गोभी, खीरे और दूध का अचार बनाते समय, ग्लूकोज का लैक्टिक एसिड किण्वन होता है, साथ ही चारा तैयार करते समय भी। व्यवहार में, ग्लूकोज के अल्कोहलिक किण्वन का भी उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, बीयर के उत्पादन में। सेलूलोज़ रेशम, सूती ऊन और कागज के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री है।

कार्बोहाइड्रेट वास्तव में पृथ्वी पर सबसे आम कार्बनिक पदार्थ हैं, जिनके बिना जीवित जीवों का अस्तित्व असंभव है।

एक जीवित जीव में, चयापचय के दौरान, ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है, जिससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है:

सी 6 एच 12 ओ 6 +6ओ 2 ??? 6CO 2 +6H 2 O+2920kJ

2. शरीर में ग्लूकोज की जैविक भूमिका

ग्लूकोज प्रकाश संश्लेषण का मुख्य उत्पाद है और केल्विन चक्र में बनता है। मानव और पशु शरीर में, ग्लूकोज चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य और सबसे सार्वभौमिक स्रोत है।

2.1 ग्लूकोज अपचय

ग्लूकोज अपचय शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का मुख्य आपूर्तिकर्ता है।

ग्लूकोज का एरोबिक टूटना सीओ 2 और एच 2 ओ में इसका अत्यधिक ऑक्सीकरण है। यह प्रक्रिया, जो ग्लूकोज अपचय का मुख्य मार्ग है एरोबिक जीव, निम्नलिखित सारांश समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 6ओ 2 > 6सीओ 2 + 6एच 2 ओ + 2820 केजे/मोल

ग्लूकोज के एरोबिक टूटने में कई चरण शामिल हैं:

* एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस पाइरूवेट के दो अणुओं के निर्माण के साथ ग्लूकोज ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है;

* अपचय का सामान्य मार्ग, जिसमें पाइरूवेट का एसिटाइल-सीओए में रूपांतरण और साइट्रेट चक्र में इसका आगे ऑक्सीकरण शामिल है;

* ग्लूकोज के टूटने के दौरान होने वाली डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के साथ मिलकर ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की श्रृंखला।

में कुछ खास स्थितियांऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति उनकी जरूरतों को पूरा नहीं कर सकती है। उदाहरण के लिए, पर शुरुआती अवस्थातनाव के तहत मांसपेशियों का गहन काम, हृदय संकुचन वांछित आवृत्ति तक नहीं पहुंच सकता है, और ग्लूकोज के एरोबिक टूटने के लिए मांसपेशियों की ऑक्सीजन की आवश्यकता अधिक होती है। ऐसे मामलों में, एक प्रक्रिया सक्रिय होती है जो ऑक्सीजन के बिना होती है और पाइरुविक एसिड से लैक्टेट के निर्माण के साथ समाप्त होती है।

इस प्रक्रिया को एनारोबिक ब्रेकडाउन या एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस कहा जाता है। ग्लूकोज का अवायवीय टूटना ऊर्जावान रूप से अप्रभावी है, लेकिन यह प्रक्रिया ऊर्जा का एकमात्र स्रोत बन सकती है मांसपेशी कोशिकावर्णित स्थिति में. बाद में, जब हृदय के त्वरित लय में बदलने के परिणामस्वरूप मांसपेशियों को ऑक्सीजन की आपूर्ति पर्याप्त हो जाती है, तो एनारोबिक ब्रेकडाउन एरोबिक में बदल जाता है।

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज के पाइरुविक एसिड में ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है, जो ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती है। इस प्रक्रिया की प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले सभी एंजाइम कोशिका के साइटोसोल में स्थानीयकृत होते हैं।

1. एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के चरण

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है।

1. प्रारंभिक चरण, जिसके दौरान ग्लूकोज फॉस्फोराइलेट होता है और दो फॉस्फोट्रायोज अणुओं में विभाजित हो जाता है। प्रतिक्रियाओं की यह श्रृंखला एटीपी के 2 अणुओं का उपयोग करके होती है।

2. एटीपी संश्लेषण से जुड़ा चरण। प्रतिक्रियाओं की इस श्रृंखला के माध्यम से, फॉस्फोट्रायोज़ को पाइरूवेट में परिवर्तित किया जाता है। इस चरण में जारी ऊर्जा का उपयोग 10 मोल एटीपी को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।

2. एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रियाएँ

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के 2 अणुओं में रूपांतरण

एटीपी की भागीदारी के साथ ग्लूकोज के फॉस्फोराइलेशन के परिणामस्वरूप गठित ग्लूकोज-6-फॉस्फेट, अगली प्रतिक्रिया में फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट में परिवर्तित हो जाता है। यह प्रतिवर्ती आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रिया एंजाइम ग्लूकोज फॉस्फेट आइसोमेरेज़ की क्रिया के तहत होती है।

ग्लूकोज अपचय के मार्ग. 1 - एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस; 2, 3 - अपचय का सामान्य मार्ग; 4 - ग्लूकोज का एरोबिक टूटना; 5 - ग्लूकोज का अवायवीय टूटना (फ्रेम में); 2 (परिक्रमा) - स्टोइकोमेट्रिक गुणांक।

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का ट्रायोज़ फॉस्फेट में रूपांतरण।

ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट का 3-फॉस्फोग्लिसरेट में रूपांतरण।

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के इस भाग में एटीपी संश्लेषण से जुड़ी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। प्रतिक्रियाओं की इस श्रृंखला में सबसे जटिल प्रतिक्रिया ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट में रूपांतरण है। यह परिवर्तन ग्लाइकोलाइसिस के दौरान पहली ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है। प्रतिक्रिया ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो एक एनएडी-निर्भर एंजाइम है। इस प्रतिक्रिया का महत्व न केवल इस तथ्य में निहित है कि एक कम कोएंजाइम बनता है, जिसका श्वसन श्रृंखला में ऑक्सीकरण एटीपी के संश्लेषण से जुड़ा होता है, बल्कि इस तथ्य में भी है कि ऑक्सीकरण की मुक्त ऊर्जा उच्च में केंद्रित होती है -प्रतिक्रिया उत्पाद का ऊर्जा बंधन। ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज में सक्रिय केंद्र में एक सिस्टीन अवशेष होता है, जिसका सल्फहाइड्रील समूह सीधे उत्प्रेरण में शामिल होता है। ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के ऑक्सीकरण से एनएडी में कमी आती है और एच 3 पीओ 4 की भागीदारी के साथ, स्थिति 1 पर 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट में एक उच्च-ऊर्जा एनहाइड्राइड बंधन का निर्माण होता है। अगली प्रतिक्रिया में, उच्च -एटीपी के निर्माण के साथ ऊर्जा फॉस्फेट को एडीपी में स्थानांतरित किया जाता है

इस तरीके से एटीपी का निर्माण श्वसन श्रृंखला से जुड़ा नहीं है, और इसे एडीपी का सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन कहा जाता है। गठित 3-फॉस्फोग्लिसरेट में अब उच्च-ऊर्जा बंधन नहीं है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं में, इंट्रामोल्युलर पुनर्व्यवस्था होती है, जिसका अर्थ यह है कि कम ऊर्जा वाला फॉस्फोएस्टर उच्च ऊर्जा वाले फॉस्फेट युक्त यौगिक में परिवर्तित हो जाता है। इंट्रामोल्युलर परिवर्तनों में फॉस्फोग्लिसरेट में स्थिति 3 से फॉस्फेट अवशेषों को स्थिति 2 में स्थानांतरित करना शामिल है। फिर, एनोलेज़ एंजाइम की भागीदारी के साथ परिणामी 2-फॉस्फोग्लिसरेट से एक पानी के अणु को अलग किया जाता है। निर्जलीकरण एंजाइम का नाम विपरीत प्रतिक्रिया द्वारा दिया गया है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक प्रतिस्थापित एनोल बनता है - फॉस्फोएनोलपाइरूवेट। परिणामी फ़ॉस्फ़ोएनोलपाइरुवेट एक उच्च-ऊर्जा यौगिक है, जिसके फॉस्फेट समूह को अगली प्रतिक्रिया में पाइरूवेट किनेज की भागीदारी के साथ एडीपी में स्थानांतरित किया जाता है (एंजाइम को रिवर्स प्रतिक्रिया के लिए भी नाम दिया गया है जिसमें पाइरूवेट का फॉस्फोराइलेशन होता है, हालांकि ऐसी प्रतिक्रिया होती है) इस रूप में नहीं होता है)

3-फॉस्फोग्लिसरेट का पाइरूवेट में रूपांतरण।

3. माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला में साइटोप्लाज्मिक एनएडीएच का ऑक्सीकरण। शटल प्रणाली

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस में ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के ऑक्सीकरण से गठित एनएडीएच, माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला में हाइड्रोजन परमाणुओं के स्थानांतरण द्वारा ऑक्सीकरण से गुजरता है। हालाँकि, साइटोसोलिक एनएडीएच हाइड्रोजन को श्वसन श्रृंखला में स्थानांतरित करने में असमर्थ है क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली इसके लिए अभेद्य है। झिल्ली के माध्यम से हाइड्रोजन स्थानांतरण "शटल" नामक विशेष प्रणालियों का उपयोग करके होता है। इन प्रणालियों में, हाइड्रोजन को संगत डिहाइड्रोजनेज द्वारा बंधे सब्सट्रेट्स के जोड़े की भागीदारी के साथ झिल्ली के पार ले जाया जाता है, अर्थात। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के दोनों किनारों पर एक विशिष्ट डिहाइड्रोजनेज होता है। 2 ज्ञात शटल प्रणालियाँ हैं। इनमें से पहली प्रणाली में, साइटोसोल में एनएडीएच से हाइड्रोजन को एंजाइम ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (एनएडी-निर्भर एंजाइम, जिसे रिवर्स प्रतिक्रिया के लिए नामित किया गया है) द्वारा डायहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट को आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के एंजाइम - ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (एफएडी-निर्भर एंजाइम) द्वारा आगे ऑक्सीकरण किया जाता है। फिर एफएडीएच 2 से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन यूबिकिनोन की ओर बढ़ते हैं और सीपीई के साथ आगे बढ़ते हैं।

ग्लिसरॉल फॉस्फेट शटल प्रणाली सफेद मांसपेशी कोशिकाओं और हेपेटोसाइट्स में काम करती है। हालाँकि, हृदय की मांसपेशी कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रियल ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज अनुपस्थित है। दूसरी शटल प्रणाली, जिसमें मैलेट, साइटोसोलिक और माइटोकॉन्ड्रियल मैलेट डिहाइड्रोजनेज शामिल हैं, अधिक सार्वभौमिक है। साइटोप्लाज्म में, एनएडीएच ऑक्सालोएसीटेट को मैलेट में कम कर देता है, जो एक ट्रांसपोर्टर की भागीदारी के साथ, माइटोकॉन्ड्रिया में गुजरता है, जहां इसे एनएडी-निर्भर मैलेट डिहाइड्रोजनेज (प्रतिक्रिया 2) द्वारा ऑक्सालोएसीटेट में ऑक्सीकृत किया जाता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान कम हुआ NAD माइटोकॉन्ड्रियल सीपीई को हाइड्रोजन दान करता है। हालाँकि, मैलेट से बनने वाला ऑक्सालोएसीटेट माइटोकॉन्ड्रिया को अपने आप साइटोसोल में नहीं छोड़ सकता, क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली इसके लिए अभेद्य है। इसलिए, ऑक्सालोएसीटेट को एस्पार्टेट में बदल दिया जाता है, जिसे साइटोसोल में ले जाया जाता है, जहां इसे फिर से ऑक्सालोएसीटेट में बदल दिया जाता है। ऑक्सालोएसीटेट का एस्पार्टेट में और इसके विपरीत परिवर्तन एक अमीनो समूह के जुड़ने और खत्म होने से जुड़ा हुआ है। इस शटल प्रणाली को मैलेट-एस्पार्टेट कहा जाता है। इसके कार्य का परिणाम NADH से साइटोप्लाज्मिक NAD+ का पुनर्जनन है।

दोनों शटल प्रणालियाँ संश्लेषित एटीपी की मात्रा में काफी भिन्न हैं। पहली प्रणाली में, पी/ओ अनुपात 2 है, क्योंकि हाइड्रोजन को सीपीई में KoQ स्तर पर पेश किया जाता है। दूसरी प्रणाली ऊर्जावान रूप से अधिक कुशल है, क्योंकि यह माइटोकॉन्ड्रियल एनएडी+ के माध्यम से हाइड्रोजन को सीपीई में स्थानांतरित करती है और पी/ओ अनुपात 3 के करीब है।

4. एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के दौरान एटीपी संतुलन और ग्लूकोज का सीओ 2 और एच 2 ओ में टूटना।

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के दौरान एटीपी रिलीज

ग्लूकोज के एक अणु से फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट के निर्माण के लिए एटीपी के 2 अणुओं की आवश्यकता होती है। एटीपी संश्लेषण से जुड़ी प्रतिक्रियाएं ग्लूकोज के 2 फॉस्फोट्रायोज अणुओं में टूटने के बाद होती हैं, यानी। ग्लाइकोलाइसिस के दूसरे चरण में. इस स्तर पर, 2 सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं और 2 एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं। इसके अलावा, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का एक अणु निर्जलित होता है (प्रतिक्रिया 6), और एनएडीएच हाइड्रोजन को माइटोकॉन्ड्रियल सीपीई में स्थानांतरित करता है, जहां एटीपी के 3 अणुओं को ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण द्वारा संश्लेषित किया जाता है। इस मामले में, एटीपी (3 या 2) की मात्रा प्रकार पर निर्भर करती है शटल प्रणाली. नतीजतन, एक ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट अणु का पाइरूवेट में ऑक्सीकरण 5 एटीपी अणुओं के संश्लेषण से जुड़ा है। यह ध्यान में रखते हुए कि ग्लूकोज से 2 फॉस्फोट्रायोज अणु बनते हैं, परिणामी मूल्य को 2 से गुणा किया जाना चाहिए और फिर पहले चरण में खर्च किए गए 2 एटीपी अणुओं को घटाया जाना चाहिए। इस प्रकार, एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के दौरान एटीपी उपज (5H2) - 2 = 8 एटीपी है।

ग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप ग्लूकोज के अंतिम उत्पादों में एरोबिक टूटने के दौरान एटीपी की रिहाई से पाइरूवेट का उत्पादन होता है, जिसे ओपीसी में सीओ 2 और एच 2 ओ में ऑक्सीकरण किया जाता है। अब हम ग्लाइकोलाइसिस और ओपीसी की ऊर्जा दक्षता का मूल्यांकन कर सकते हैं, जो मिलकर अंतिम उत्पादों के लिए ग्लूकोज के एरोबिक टूटने की प्रक्रिया का गठन करते हैं। इस प्रकार, 1 मोल ग्लूकोज के सीओ 2 और एच 2 ओ में ऑक्सीकरण से एटीपी की उपज 38 मोल है एटीपी. ग्लूकोज के एरोबिक टूटने के दौरान, 6 डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं होती हैं। उनमें से एक ग्लाइकोलाइसिस में होता है और 5 ओपीसी में होता है। विशिष्ट एनएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेज के लिए सब्सट्रेट: ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट, फैटी एसिड, आइसोसिट्रेट, बी-केटोग्लूटारेट, मैलेट। सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा साइट्रेट चक्र में एक डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया कोएंजाइम एफएडी की भागीदारी के साथ होती है। कुलऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण द्वारा संश्लेषित एटीपी ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट के प्रति 1 मोल में 17 मोल एटीपी होता है। इसमें सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन (ग्लाइकोलिसिस में दो प्रतिक्रियाएं और साइट्रेट चक्र में एक) द्वारा संश्लेषित एटीपी के 3 मोल जोड़े जाने चाहिए। यह ध्यान में रखते हुए कि ग्लूकोज 2 फॉस्फोट्रायज में टूट जाता है और आगे के परिवर्तनों का स्टोइकोमेट्रिक गुणांक 2 है, परिणामी मूल्य होना चाहिए 2 से गुणा करें, और परिणाम से ग्लाइकोलाइसिस के पहले चरण में उपयोग किए गए एटीपी के 2 मोल घटाएं।

ग्लूकोज का अवायवीय टूटना (अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस)।

एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस अंतिम उत्पाद के रूप में लैक्टेट बनाने के लिए ग्लूकोज को तोड़ने की प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया ऑक्सीजन के उपयोग के बिना होती है और इसलिए माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला से स्वतंत्र है। एटीपी का निर्माण सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण प्रतिक्रियाओं के कारण होता है। समग्र प्रक्रिया समीकरण:

सी 6 एच 12 0 6 + 2 एच 3 पी0 4 + 2 एडीपी = 2 सी 3 एच 6 ओ 3 + 2 एटीपी + 2 एच 2 ओ।

अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस।

अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस के दौरान, एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के समान सभी 10 प्रतिक्रियाएं साइटोसोल में होती हैं। केवल 11वीं प्रतिक्रिया, जहां पाइरूवेट को साइटोसोलिक एनएडीएच द्वारा कम किया जाता है, एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस के लिए विशिष्ट है। पाइरूवेट का लैक्टेट में अपचयन लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होता है (प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होती है, और एंजाइम को विपरीत प्रतिक्रिया के नाम पर रखा जाता है)। यह प्रतिक्रिया कोशिकाओं को अपर्याप्त ऑक्सीजन आपूर्ति वाली स्थितियों में माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला की भागीदारी के बिना एनएडीएच से एनएडी+ के पुनर्जनन को सुनिश्चित करती है।

2.2 ग्लूकोज अपचय का महत्व

ग्लूकोज अपचय का मुख्य शारीरिक उद्देश्य एटीपी के संश्लेषण के लिए इस प्रक्रिया में जारी ऊर्जा का उपयोग करना है

ग्लूकोज का एरोबिक टूटना कई अंगों और ऊतकों में होता है और जीवन के लिए ऊर्जा का मुख्य, हालांकि एकमात्र नहीं, स्रोत के रूप में कार्य करता है। कुछ ऊतक ऊर्जा के स्रोत के रूप में ग्लूकोज अपचय पर सबसे अधिक निर्भर होते हैं। उदाहरण के लिए, मस्तिष्क कोशिकाएं प्रति दिन 100 ग्राम तक ग्लूकोज का उपभोग करती हैं, इसे एरोबिक रूप से ऑक्सीकरण करती हैं। इसलिए, मस्तिष्क या हाइपोक्सिया में ग्लूकोज की अपर्याप्त आपूर्ति खराब मस्तिष्क समारोह (चक्कर आना, आक्षेप, चेतना की हानि) का संकेत देने वाले लक्षणों से प्रकट होती है।

ग्लूकोज का अवायवीय विघटन मांसपेशियों में, मांसपेशियों के काम के पहले मिनटों में, लाल रक्त कोशिकाओं (जिनमें माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है) के साथ-साथ ट्यूमर कोशिकाओं सहित सीमित ऑक्सीजन आपूर्ति की स्थिति में विभिन्न अंगों में होता है। ट्यूमर कोशिकाओं के चयापचय को एरोबिक और एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस दोनों के त्वरण की विशेषता है। लेकिन प्रमुख अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस और लैक्टेट संश्लेषण में वृद्धि कोशिका विभाजन की बढ़ी हुई दर के संकेतक के रूप में काम करती है जब उन्हें रक्त वाहिका प्रणाली से अपर्याप्त आपूर्ति की जाती है।

ऊर्जा कार्य के अलावा, ग्लूकोज अपचय की प्रक्रिया अनाबोलिक कार्य भी कर सकती है। ग्लाइकोलाइसिस मेटाबोलाइट्स का उपयोग नए यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट राइबोज-5-फॉस्फेट के निर्माण में शामिल होते हैं - संरचनात्मक घटकन्यूक्लियोटाइड्स; 3-फॉस्फोग्लिसरेट को सेरीन, ग्लाइसिन, सिस्टीन जैसे अमीनो एसिड के संश्लेषण में शामिल किया जा सकता है (धारा 9 देखें)। यकृत और वसा ऊतक में, पाइरूवेट से बनने वाले एसिटाइल-सीओए का उपयोग जैवसंश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है। वसायुक्त अम्लग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट के संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कोलेस्ट्रॉल, और डायहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट।

पाइरूवेट का लैक्टेट में कमी।

2.3 ग्लूकोज अपचय का विनियमन

चूंकि ग्लाइकोलाइसिस का मुख्य महत्व एटीपी का संश्लेषण है, इसलिए इसकी दर शरीर में ऊर्जा व्यय के साथ संबंधित होनी चाहिए।

अधिकांश ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती होती हैं, तीन को छोड़कर, जो हेक्सोकाइनेज (या ग्लूकोकाइनेज), फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज और पाइरूवेट किनेज द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। नियामक कारक जो ग्लाइकोलाइसिस की दर को बदलते हैं, और इसलिए एटीपी का गठन, अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के उद्देश्य से होते हैं। एटीपी खपत का एक संकेतक एडीपी और एएमपी का संचय है। उत्तरार्द्ध एडिनाइलेट किनेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया में बनता है: 2 एडीपी - एएमपी + एटीपी

एटीपी की थोड़ी सी खपत से भी एएमपी में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। एटीपी से एडीपी और एएमपी के स्तर का अनुपात कोशिका की ऊर्जा स्थिति को दर्शाता है, और इसके घटक एलोस्टेरिक दर नियामक के रूप में कार्य करते हैं सामान्य पथअपचय और ग्लाइकोलाइसिस।

ग्लाइकोलाइसिस के नियमन के लिए फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज की गतिविधि में बदलाव आवश्यक है, क्योंकि यह एंजाइम, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, प्रक्रिया की सबसे धीमी प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज एएमपी द्वारा सक्रिय होता है लेकिन एटीपी द्वारा बाधित होता है। एएमपी, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज के एलोस्टेरिक केंद्र से जुड़कर, फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट के लिए एंजाइम की आत्मीयता को बढ़ाता है और इसके फॉस्फोराइलेशन की दर को बढ़ाता है। इस एंजाइम पर एटीपी का प्रभाव होमोट्रोपिक एस्चुस्टरिज़्म का एक उदाहरण है, क्योंकि एटीपी एलोस्टेरिक और सक्रिय साइट दोनों के साथ, बाद वाले मामले में एक सब्सट्रेट के रूप में बातचीत कर सकता है।

शारीरिक के साथ एटीपी मानफॉस्फोफ्रक्टोकिनेज का सक्रिय केंद्र हमेशा सब्सट्रेट्स (एटीपी सहित) से संतृप्त होता है। एडीपी के सापेक्ष एटीपी के स्तर में वृद्धि से प्रतिक्रिया दर कम हो जाती है, क्योंकि इन परिस्थितियों में एटीपी एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है: यह एंजाइम के एलोस्टेरिक केंद्र से जुड़ता है, गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है और इसके सब्सट्रेट के लिए आत्मीयता को कम करता है।

फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज गतिविधि में परिवर्तन हेक्सोकिनेस द्वारा ग्लूकोज फॉस्फोराइलेशन की दर के नियमन में योगदान देता है। उच्च एटीपी स्तरों पर फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज गतिविधि में कमी से फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट और ग्लूकोज-6-फॉस्फेट दोनों का संचय होता है, और बाद वाला हेक्सोकाइनेज को रोकता है। यह याद रखना चाहिए कि कई ऊतकों में हेक्सोकाइनेज (यकृत और अग्नाशयी β-कोशिकाओं के अपवाद के साथ) ग्लूकोज-6-फॉस्फेट द्वारा बाधित होता है।

जब एटीपी का स्तर ऊंचा होता है, तो साइट्रिक एसिड चक्र और श्वसन श्रृंखला की दर कम हो जाती है। इन परिस्थितियों में ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया भी धीमी हो जाती है। यह याद किया जाना चाहिए कि ओपीसी एंजाइमों और श्वसन श्रृंखला का एलोस्टेरिक विनियमन एनएडीएच, एटीपी और कुछ मेटाबोलाइट्स जैसे प्रमुख उत्पादों की सांद्रता में बदलाव से भी जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, यदि श्वसन श्रृंखला में ऑक्सीकरण करने का समय नहीं मिलता है तो एनएडीएच जमा होकर साइट्रेट चक्र के कुछ एलोस्टेरिक एंजाइमों को रोकता है।

कंकाल की मांसपेशियों में ग्लूकोज अपचय का विनियमन।

2.4 यकृत में ग्लूकोज संश्लेषण (ग्लूकोनियोजेनेसिस)

कुछ ऊतकों, जैसे मस्तिष्क, को ग्लूकोज की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता होती है। जब भोजन में कार्बोहाइड्रेट का सेवन अपर्याप्त होता है, तो यकृत में ग्लाइकोजन के टूटने के कारण रक्त शर्करा का स्तर कुछ समय के लिए सामान्य सीमा के भीतर बना रहता है। हालाँकि, लीवर में ग्लाइकोजन का भंडार कम है। 6-10 घंटे के उपवास से उनमें काफी कमी आ जाती है और दैनिक उपवास के बाद वे लगभग पूरी तरह से थक जाते हैं। इस मामले में, यकृत में डे नोवो ग्लूकोज संश्लेषण शुरू होता है - ग्लूकोनियोजेनेसिस।

ग्लूकोनोजेनेसिस गैर-कार्बोहाइड्रेट पदार्थों से ग्लूकोज के संश्लेषण की प्रक्रिया है। इसका मुख्य कार्य लंबे समय तक उपवास और तीव्र शारीरिक गतिविधि के दौरान रक्त शर्करा के स्तर को बनाए रखना है। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से यकृत में होती है और कम तीव्रता से वृक्क प्रांतस्था के साथ-साथ आंतों के म्यूकोसा में भी होती है। ये ऊतक प्रतिदिन 80-100 ग्राम ग्लूकोज का संश्लेषण प्रदान कर सकते हैं। उपवास के दौरान, मस्तिष्क शरीर की ग्लूकोज की अधिकांश आवश्यकता को पूरा करता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि मस्तिष्क कोशिकाएं, अन्य ऊतकों के विपरीत, फैटी एसिड के ऑक्सीकरण के माध्यम से ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं हैं। मस्तिष्क के अलावा, ऊतक और कोशिकाएं जिनमें एरोबिक ब्रेकडाउन मार्ग असंभव या सीमित है, उदाहरण के लिए, लाल रक्त कोशिकाएं (उनमें माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है), रेटिना, अधिवृक्क मज्जा आदि की कोशिकाओं को ग्लूकोज की आवश्यकता होती है।

ग्लूकोनियोजेनेसिस के प्राथमिक सब्सट्रेट लैक्टेट, अमीनो एसिड और ग्लिसरॉल हैं। ग्लूकोनियोजेनेसिस में इन सबस्ट्रेट्स का समावेश जीव की शारीरिक स्थिति पर निर्भर करता है।

लैक्टेट अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस का एक उत्पाद है। यह शरीर की किसी भी परिस्थिति में लाल रक्त कोशिकाओं और कामकाजी मांसपेशियों में बनता है। इस प्रकार, ग्लूकोनियोजेनेसिस में लैक्टेट का लगातार उपयोग किया जाता है।

उपवास या लंबे समय तक शारीरिक गतिविधि के दौरान वसा ऊतक में वसा के हाइड्रोलिसिस के दौरान ग्लिसरॉल जारी होता है।

अमीनो एसिड मांसपेशियों के प्रोटीन के टूटने के परिणामस्वरूप बनते हैं और लंबे समय तक उपवास या लंबे समय तक मांसपेशियों के काम के दौरान ग्लूकोनियोजेनेसिस में शामिल होते हैं।

2.5 लैक्टेट से ग्लूकोज संश्लेषण

अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस में बनने वाला लैक्टेट चयापचय का अंतिम उत्पाद नहीं है। लैक्टेट का उपयोग यकृत में पाइरूवेट में इसके रूपांतरण से जुड़ा हुआ है। पाइरूवेट के स्रोत के रूप में लैक्टेट उपवास के दौरान उतना महत्वपूर्ण नहीं है जितना कि शरीर के सामान्य कामकाज के दौरान। पाइरूवेट में इसका रूपांतरण और बाद का आगे उपयोग लैक्टेट का उपयोग करने का एक तरीका है। गहन रूप से काम करने वाली मांसपेशियों में या ग्लूकोज अपचय की प्रमुख अवायवीय विधि वाली कोशिकाओं में बनने वाला लैक्टेट रक्त में और फिर यकृत में प्रवेश करता है। लीवर में, NADH/NAD+ अनुपात सिकुड़ने वाली मांसपेशियों की तुलना में कम होता है, इसलिए लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में आगे बढ़ती है, यानी। लैक्टेट से पाइरूवेट के निर्माण की दिशा में। इसके बाद, पाइरूवेट को ग्लूकोनियोजेनेसिस में शामिल किया जाता है, और परिणामस्वरूप ग्लूकोज रक्त में प्रवेश करता है और अवशोषित होता है कंकाल की मांसपेशियां. घटनाओं के इस क्रम को "ग्लूकोज-लैक्टेट चक्र" या "कोरी चक्र" कहा जाता है। कोरी चक्र पूरा होता है 2 आवश्यक कार्य: 1 - लैक्टेट का उपयोग सुनिश्चित करता है; 2 - लैक्टेट के संचय को रोकता है और, परिणामस्वरूप, पीएच (लैक्टिक एसिडोसिस) में खतरनाक कमी आती है। लैक्टेट से बनने वाले पाइरूवेट का एक हिस्सा लीवर द्वारा सीओ 2 और एच 2 ओ में ऑक्सीकृत हो जाता है। ऑक्सीकरण की ऊर्जा का उपयोग एटीपी के संश्लेषण के लिए किया जा सकता है, जो ग्लूकोनियोजेनेसिस प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

कोरी चक्र (ग्लूकोसोलैक्टेट चक्र)। 1 - रक्त प्रवाह के साथ संकुचनशील मांसपेशी से लेयूगेट का यकृत में प्रवेश; 2 - यकृत में लैक्टेट से ग्लूकोज का संश्लेषण; 3 - यकृत से रक्तप्रवाह के माध्यम से कार्यशील मांसपेशियों में ग्लूकोज का प्रवाह; 4 - सिकुड़ती मांसपेशियों द्वारा ऊर्जा सब्सट्रेट के रूप में ग्लूकोज का उपयोग और लैक्टेट का निर्माण।

लैक्टिक एसिडोसिस। "एसिडोसिस" शब्द का अर्थ है शरीर के वातावरण की अम्लता में सामान्य सीमा से अधिक मान तक वृद्धि (पीएच में कमी)। एसिडोसिस में, या तो प्रोटॉन उत्पादन बढ़ जाता है या प्रोटॉन उत्सर्जन कम हो जाता है (कुछ मामलों में, दोनों)। मेटाबोलिक एसिडोसिस तब होता है जब मध्यवर्ती चयापचय उत्पादों (प्रकृति में अम्लीय) की सांद्रता उनके संश्लेषण में वृद्धि या टूटने या उत्सर्जन की दर में कमी के कारण बढ़ जाती है। जब शरीर की एसिड-बेस स्थिति परेशान होती है, तो वे जल्दी से चालू हो जाते हैं बफर सिस्टममुआवजा (10-15 मिनट के बाद)। फुफ्फुसीय मुआवजा एचसीओ 3 -/एच 2 सीओ 3 के अनुपात का स्थिरीकरण सुनिश्चित करता है, जो सामान्य रूप से 1:20 से मेल खाता है, और एसिडोसिस के साथ घट जाता है। फुफ्फुसीय क्षतिपूर्ति वेंटिलेशन की मात्रा बढ़ाकर और इसलिए, शरीर से CO2 को हटाने में तेजी लाकर प्राप्त की जाती है। हालाँकि, एसिडोसिस की भरपाई में मुख्य भूमिका अमोनिया बफर से जुड़े गुर्दे के तंत्र द्वारा निभाई जाती है। मेटाबोलिक एसिडोसिस का एक कारण लैक्टिक एसिड का संचय हो सकता है। आम तौर पर, यकृत में लैक्टेट ग्लूकोनियोजेनेसिस या ऑक्सीकरण के माध्यम से वापस ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाता है। लीवर के अलावा, लैक्टेट के अन्य उपभोक्ता गुर्दे और हृदय की मांसपेशियां हैं, जहां लैक्टेट को सीओ 2 और एच 2 ओ में ऑक्सीकृत किया जा सकता है और ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है, खासकर जब शारीरिक कार्य. रक्त में लैक्टेट का स्तर इसके गठन और उपयोग की प्रक्रियाओं के बीच संतुलन का परिणाम है। अल्पकालिक क्षतिपूर्ति लैक्टिक एसिडोसिस यहां तक ​​कि काफी आम है स्वस्थ लोगगहन मांसपेशीय कार्य के दौरान. अप्रशिक्षित लोगों में, शारीरिक कार्य के दौरान लैक्टिक एसिडोसिस मांसपेशियों में ऑक्सीजन की सापेक्ष कमी के परिणामस्वरूप होता है और काफी तेज़ी से विकसित होता है। मुआवजा हाइपरवेंटिलेशन द्वारा किया जाता है।

बिना क्षतिपूर्ति वाले लैक्टिक एसिडोसिस के साथ, रक्त में लैक्टेट की मात्रा 5 mmol/l (सामान्यतः 2 mmol/l तक) तक बढ़ जाती है। इस मामले में, रक्त पीएच 7.25 या उससे कम (सामान्यतः 7.36-7.44) हो सकता है। रक्त लैक्टेट में वृद्धि ख़राब पाइरूवेट चयापचय का परिणाम हो सकती है

लैक्टिक एसिडोसिस में पाइरूवेट चयापचय के विकार। 1 - ग्लूकोनियोजेनेसिस में पाइरूवेट के उपयोग का उल्लंघन; 2 - पाइरूवेट ऑक्सीकरण का उल्लंघन। ग्लूकोज जैविक अपचय ग्लूकोनियोजेनेसिस

इस प्रकार, हाइपोक्सिया के दौरान, जो ऊतकों को ऑक्सीजन या रक्त की आपूर्ति में व्यवधान के परिणामस्वरूप होता है, पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज कॉम्प्लेक्स की गतिविधि कम हो जाती है और पाइरूवेट का ऑक्सीडेटिव डीकार्बोक्सिलेशन कम हो जाता है। इन परिस्थितियों में, पाइरूवेट-लैक्टेट प्रतिक्रिया का संतुलन लैक्टेट के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाता है। इसके अलावा, हाइपोक्सिया के दौरान, एटीपी संश्लेषण कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्लूकोनियोजेनेसिस की दर में कमी आती है, जो लैक्टेट उपयोग के लिए एक और मार्ग है। लैक्टेट सांद्रता में वृद्धि और इंट्रासेल्युलर पीएच में कमी पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज सहित सभी एंजाइमों की गतिविधि को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है, जो ग्लूकोनियोजेनेसिस की प्रारंभिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करती है।

लैक्टिक एसिडोसिस की घटना विभिन्न मूल के यकृत विफलता में ग्लूकोनियोजेनेसिस में गड़बड़ी से भी होती है। इसके अलावा, लैक्टिक एसिडोसिस के साथ हाइपोविटामिनोसिस बी1 भी हो सकता है, क्योंकि इस विटामिन का व्युत्पन्न (थियामिन डाइफॉस्फेट) पाइरूवेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन के दौरान एमडीसी के हिस्से के रूप में एक कोएंजाइम कार्य करता है। उदाहरण के लिए, खराब आहार वाले शराबियों में थायमिन की कमी हो सकती है।

तो, लैक्टिक एसिड के संचय और लैक्टिक एसिडोसिस के विकास के कारण हो सकते हैं:

विभिन्न मूल के ऊतक हाइपोक्सिया के कारण अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस की सक्रियता;

जिगर की क्षति (विषाक्त डिस्ट्रोफी, सिरोसिस, आदि);

ग्लूकोनियोजेनेसिस एंजाइमों में वंशानुगत दोषों, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की कमी के कारण लैक्टेट का बिगड़ा हुआ उपयोग;

एंजाइम दोष या हाइपोविटामिनोसिस के कारण एमपीसी में व्यवधान;

कई दवाओं का उपयोग, उदाहरण के लिए बिगुआनाइड्स (मधुमेह के उपचार में उपयोग किए जाने वाले ग्लूकोनियोजेनेसिस ब्लॉकर्स)।

2.6 अमीनो एसिड से ग्लूकोज संश्लेषण

भुखमरी की स्थिति में, कुछ मांसपेशी ऊतक प्रोटीन अमीनो एसिड में टूट जाते हैं, जिन्हें फिर कैटोबोलिक प्रक्रिया में शामिल किया जाता है। अमीनो एसिड, जो अपचय के दौरान पाइरूवेट या साइट्रेट चक्र के मेटाबोलाइट्स में परिवर्तित हो जाते हैं, उन्हें ग्लूकोज और ग्लाइकोजन के संभावित अग्रदूत माना जा सकता है और ग्लाइकोजेनिक कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एस्पार्टिक एसिड से बनने वाला ऑक्सालोएसीटेट, साइट्रेट चक्र और ग्लूकोनियोजेनेसिस दोनों का एक मध्यवर्ती उत्पाद है।

यकृत में प्रवेश करने वाले सभी अमीनो एसिड में से लगभग 30% ऐलेनिन होते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि मांसपेशी प्रोटीन के टूटने से अमीनो एसिड उत्पन्न होता है, जिनमें से कई सीधे पाइरूवेट में या पहले ऑक्सालोएसीटेट में और फिर पाइरूवेट में परिवर्तित हो जाते हैं। उत्तरार्द्ध अन्य अमीनो एसिड से एक अमीनो समूह प्राप्त करते हुए, एलेनिन में बदल जाता है। मांसपेशियों से एलेनिन को रक्त द्वारा यकृत में ले जाया जाता है, जहां इसे फिर से पाइरूवेट में परिवर्तित किया जाता है, जो आंशिक रूप से ऑक्सीकरण होता है और आंशिक रूप से ग्लूकोजोजेनेसिस में शामिल होता है। इसलिए, घटनाओं का निम्नलिखित क्रम है (ग्लूकोज-अलैनिन चक्र): मांसपेशी ग्लूकोज > मांसपेशी पाइरूवेट > मांसपेशी एलनिन > यकृत एलनिन > यकृत ग्लूकोज > मांसपेशी ग्लूकोज। पूरे चक्र में मांसपेशियों में ग्लूकोज की मात्रा नहीं बढ़ती है, लेकिन यह मांसपेशियों से यकृत तक अमीन नाइट्रोजन के परिवहन की समस्याओं को हल करता है और लैक्टिक एसिडोसिस को रोकता है।

ग्लूकोज-अलैनिन चक्र

2.7 ग्लिसरॉल से ग्लूकोज संश्लेषण

ग्लिसरॉल का उपयोग केवल उन ऊतकों द्वारा किया जा सकता है जिनमें एंजाइम ग्लिसरॉल काइनेज होता है, जैसे कि यकृत और गुर्दे। यह एटीपी-निर्भर एंजाइम ग्लिसरॉल को बी-ग्लिसरोफॉस्फेट (ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट) में परिवर्तित करने के लिए उत्प्रेरित करता है। जब ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट को ग्लूकोनियोजेनेसिस में शामिल किया जाता है, तो इसे एनएडी-निर्भर डिहाइड्रोजनेज द्वारा डायहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट बनाने के लिए डीहाइड्रोजनीकृत किया जाता है, जो आगे परिवर्तित हो जाता है ग्लूकोज में.

ग्लिसरॉल का डायहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट में रूपांतरण

इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि शरीर में ग्लूकोज की जैविक भूमिका बहुत महत्वपूर्ण है। ग्लूकोज हमारे शरीर में ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है। यह मूल्यवान पोषण का आसानी से पचने योग्य स्रोत है जो शरीर के ऊर्जा भंडार को बढ़ाता है और इसके कार्यों में सुधार करता है। शरीर में मुख्य महत्व यह है कि यह चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का सबसे सार्वभौमिक स्रोत है।

मानव शरीर में, हाइपरटोनिक ग्लूकोज समाधान का उपयोग वासोडिलेशन, हृदय की मांसपेशियों की बढ़ी हुई सिकुड़न और मूत्र की मात्रा में वृद्धि को बढ़ावा देता है। ग्लूकोज का उपयोग सामान्य टॉनिक के रूप में किया जाता है पुराने रोगोंजो शारीरिक थकावट के साथ होते हैं। ग्लूकोज के विषहरण गुण जहर को बेअसर करने के लिए यकृत के कार्यों को सक्रिय करने की क्षमता के साथ-साथ परिसंचारी तरल पदार्थ की मात्रा में वृद्धि और पेशाब में वृद्धि के परिणामस्वरूप रक्त में विषाक्त पदार्थों की एकाग्रता में कमी के कारण होते हैं। इसके अलावा, जानवरों में यह ग्लाइकोजन के रूप में जमा होता है, पौधों में - स्टार्च के रूप में, ग्लूकोज का बहुलक - सेलूलोज़ सभी उच्च पौधों की कोशिका दीवारों का मुख्य घटक है। जानवरों में, ग्लूकोज़ ठंढ से बचने में मदद करता है।

संक्षेप में, ग्लूकोज जीवित जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण पदार्थों में से एक है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1. जैव रसायन: विश्वविद्यालयों/एड के लिए पाठ्यपुस्तक। ई.एस. सेवेरिना - 5वां संस्करण, - 2014. - 301-350 कला।

2. टी.टी. बेरेज़ोव, बी.एफ. कोरोवकिन "जैविक रसायन विज्ञान"।

3. क्लिनिकल एंडोक्राइनोलॉजी. गाइड / एन. टी. स्टार्कोवा। - तीसरा संस्करण, संशोधित और विस्तारित। - सेंट पीटर्सबर्ग: पीटर, 2002. - पीपी. 209-213। - 576 पी.

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