निर्देश

सरल कार्बोहाइड्रेट में फ्रुक्टोज और ग्लूकोज शामिल होते हैं; वे जल्दी से टूट जाते हैं और शरीर में अवशोषित हो जाते हैं। ये पदार्थ रक्त शर्करा में वृद्धि का कारण बनते हैं, जिससे इंसुलिन उत्पादन बढ़ जाता है। नतीजतन, भूख बढ़ जाती है और विकास का खतरा बढ़ जाता है अधिक वज़न. सरल कार्बोहाइड्रेट जामुन, सब्जियों, मिठाइयों, पास्ता और आटा उत्पादों में पाए जाते हैं। जटिल कार्बोहाइड्रेट में अणुओं की संरचनात्मक रूप से अधिक जटिल श्रृंखलाएँ होती हैं। इन्हें अवशोषित करने के लिए शरीर को अधिक समय की आवश्यकता होती है। जटिल कार्बोहाइड्रेट धीरे-धीरे अवशोषित होते हैं, जबकि ग्लूकोज धीरे-धीरे रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है, और व्यक्ति की भूख स्थिर हो जाती है। परिणामस्वरुप अतिरिक्त कैलोरी की मात्रा में कमी आती है जिसे वसा के रूप में संग्रहित किया जा सकता है। जटिल कार्बोहाइड्रेट आलू, नट्स, फलियां, अनाज और पौधों के फाइबर में मौजूद होते हैं। अपाच्य कार्बोहाइड्रेट (आहार फाइबर) शरीर द्वारा अवशोषित नहीं किया जा सकता है। हालाँकि, जब वे आंतों में प्रवेश करते हैं, तो एक वातावरण बनाकर पाचन प्रक्रिया पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं लाभकारी बैक्टीरिया.

सरल कार्बोहाइड्रेट वाले उत्पादों को जल्दी पचने योग्य खाद्य पदार्थों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। फल, सब्जियों का रसऔर शोरबा 15-20 मिनट में पच जाता है। अर्ध-तरल व्यंजन (सब्जियां, फल, सलाद) 20-30 मिनट में पच जाते हैं। फल 20-40 मिनट में पच जाएंगे, जिनमें से अंगूर, अंगूर, संतरे - 30 मिनट में, नाशपाती, आड़ू, सेब और अन्य अर्ध-मीठे फल - 40 मिनट में। टमाटर, पत्तेदार सब्जियाँ, खीरे, हरी या लाल मिर्च से युक्त सब्जियों का सलाद 30-40 मिनट के भीतर पचाया जा सकता है। जब सलाद में मिलाया जाता है वनस्पति तेलयह समय बढ़कर एक घंटे से भी अधिक हो जाता है। उबली हुई या पानी में पकाई गई सब्जियाँ 40 मिनट में पच जाती हैं, ब्रोकोली, तोरी, हरी फलियाँ, फूलगोभी, कद्दू - 45 मिनट। जड़ वाली सब्जियों को पचने में 50 मिनट तक का समय लगता है।

कॉम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट को पचने में अधिक समय लगता है। विशेष रूप से, स्टार्च शरीर द्वारा एक घंटे के भीतर अवशोषित कर लिया जाता है। इन उत्पादों में शामिल हैं: आलू, मक्का, चेस्टनट। सांद्रित कार्बोहाइड्रेट 1 घंटा 30 मिनट में पच जाते हैं। इनमें शामिल हैं: ब्राउन चावल, जई, एक प्रकार का अनाज, बाजरा, सेम, दाल, सेम। कार्बोहाइड्रेट का पाचन होता है मुंहऔर पेट. चबाने पर भोजन लार युक्त पदार्थ के साथ मिल जाता है पाचक एंजाइमएमाइलेज़ यह पदार्थ स्टार्च को डाइसैकेराइड माल्टोज़ और अन्य ग्लूकोज पॉलिमर में हाइड्रोलाइज़ करता है। पेट में लार एमाइलेज अवरुद्ध हो जाता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड. कार्बोहाइड्रेट का पाचन अग्न्याशय द्वारा उत्पादित एमाइलेज की मदद से छोटी आंत में होता है। परिणामस्वरूप, वे लगभग पूरी तरह से माल्टोज़ और/या अन्य छोटे ग्लूकोज पॉलिमर में परिवर्तित हो जाते हैं। फिर वे कई अणुओं में टूट जाते हैं, जो पानी में घुल जाते हैं और रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं।

ये कार्बोहाइड्रेट हैं जिनमें मोनोसेकेराइड अवशेषों की संख्या दस से अधिक है और हजारों तक पहुंच सकती है। यदि एक जटिल कार्बोहाइड्रेट में समान मोनोसैकेराइड अवशेष होते हैं, तो इसे होमोसैकेराइड कहा जाता है, यदि इसमें अलग-अलग अवशेष होते हैं, तो इसे हेटेरोसैकेराइड कहा जाता है।

2.3.1. होमोपॉलीसेकेराइड

कठोर, मीठा स्वाद नहीं. होमोपॉलीसेकेराइड के मुख्य प्रतिनिधि स्टार्च और ग्लाइकोजन हैं।

स्टार्च.

एमाइलोज़ और एमाइलोपेक्टिन से मिलकर, एक आरक्षित है पुष्टिकरपौधों में (आलू के कंदों में स्टार्च के कण, अनाज के दाने)। स्टार्च में एमाइलोज की मात्रा 15-20%, एमाइलोपेक्टिन 75-85% होती है। एमाइलोज में लगभग 100 - 1000, एमाइलोपेक्टिन - 600 - 6000 ग्लूकोज अवशेष होते हैं।

ग्लाइकोजन

पशु स्टार्च.इसमें 6,000 से 300,000 ग्लूकोज अवशेष होते हैं। ऊर्जा के बैकअप स्रोत के रूप में रिजर्व में संग्रहित किया जा सकता है। ग्लाइकोजन की सबसे बड़ी मात्रा यकृत कोशिकाओं (7%) में संग्रहित होती है कंकाल की मांसपेशियां(1-3%), हृदय में (0.5%)। स्टार्च और ग्लाइकोजन जठरांत्र संबंधी मार्ग में एंजाइम एमाइलेज़ द्वारा टूट जाते हैं; पशु कोशिकाओं में, ग्लाइकोजन ग्लाइकोजन फ़ॉस्फ़ोरिलेज़ द्वारा टूट जाता है।

फाइबर (सेलूलोज़)।

पौधे की कोशिका दीवार का मुख्य घटक, पानी में अघुलनशील, बीटा-ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े 2000-11000 ग्लूकोज अवशेषों से बना होता है। शरीर में खेलता है महत्वपूर्ण भूमिकाआंतों की गतिशीलता को उत्तेजित करने में.

चित्र: 1. स्टार्च श्रृंखलाओं की संरचना की योजना - एमाइलोज़ (ए), एमाइलोपेक्टिन (बी) और ग्लाइकोजन अणु का एक खंड (सी)।

2.3.2. हेटेरोपॉलीसेकेराइड

ये जटिल कार्बोहाइड्रेट होते हैं, जिनमें दो या दो से अधिक मोनोसेकेराइड होते हैं, जो अक्सर प्रोटीन या लिपिड से जुड़े होते हैं।

हाईऐल्युरोनिक एसिड।

एक रैखिक बहुलक जिसमें ग्लुकुरोनिक एसिड और एसिटाइलग्लुकोसामाइन होता है। यह कोशिका की दीवारों, श्लेष द्रव, कांच के शरीर का हिस्सा है, आंतरिक अंगों को ढकता है, और एक जेली जैसा जीवाणुनाशक स्नेहक है।

चोंड्रोइटिन सल्फेट्स।

शाखित पॉलिमर में ग्लुकुरोनिक एसिड और एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन होते हैं। उपास्थि ऊतक, टेंडन और आंख के कॉर्निया के मुख्य संरचनात्मक घटकों के रूप में कार्य करें; हड्डियों और त्वचा में भी पाया जाता है।

3. आहार में कार्बोहाइड्रेट का मान

शरीर में कार्बोहाइड्रेट का भंडार शरीर के वजन के 2-3% से अधिक नहीं होता है। उनके कारण, ऊर्जा भंडार अप्रशिक्षित व्यक्ति 12 घंटे से अधिक समय तक कवर नहीं किया जा सकता है, और एथलीटों के लिए इससे भी कम समय तक कवर किया जा सकता है। सामान्य कार्बोहाइड्रेट सेवन से, एथलीट का शरीर अधिक आर्थिक रूप से काम करता है और कम थकता है। इसलिए, भोजन से कार्बोहाइड्रेट की निरंतर आपूर्ति आवश्यक है। शरीर की ग्लूकोज की आवश्यकता ऊर्जा व्यय के स्तर पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे शारीरिक श्रम की तीव्रता और गंभीरता बढ़ती है, कार्बोहाइड्रेट की आवश्यकता बढ़ जाती है। दैनिक आहार में कार्बोहाइड्रेट का मान 400 ग्राम है। उन लोगों के लिए जो खेल नहीं खेलते; 600 से 1000 जीआर तक के एथलीटों के लिए। 64% कार्बोहाइड्रेट स्टार्च (ब्रेड, अनाज, पास्ता) के रूप में शरीर में प्रवेश करते हैं, 36% साधारण शर्करा (सुक्रोज, फ्रुक्टोज, शहद, पेक्टिन पदार्थ) के रूप में।

4. जठरांत्र पथ में कार्बोहाइड्रेट का पाचन

कार्बोहाइड्रेट पाचन की प्रक्रिया का अध्ययन करते समय, आपको इसमें शामिल एंजाइमों को याद रखना चाहिए, पाचन तंत्र के विभिन्न हिस्सों में उनकी कार्रवाई की स्थितियों का पता लगाना चाहिए, और हाइड्रोलिसिस के मध्यवर्ती और अंतिम उत्पादों को जानना चाहिए।

मानव शरीर में प्रवेश करने वाले भोजन में जटिल कार्बोहाइड्रेट की मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट की तुलना में एक अलग संरचना होती है। इस प्रकार, पौधों का स्टार्च बनाने वाले पॉलीसेकेराइड - एमाइलोज़ और एमाइलोपेक्टिन - ग्लूकोज के रैखिक या कमजोर शाखा वाले पॉलिमर हैं, और मानव शरीर का स्टार्च - ग्लाइकोजन - एक ही ग्लूकोज अवशेषों के आधार पर, उनसे एक अलग - अत्यधिक शाखायुक्त - बहुलक बनता है संरचना। इसलिए, भोजन ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड का अवशोषण पाचन के दौरान उनके हाइड्रोलाइटिक (पानी के प्रभाव में) मोनोसेकेराइड में विभाजित होने से शुरू होता है।

पाचन के दौरान कार्बोहाइड्रेट का हाइड्रोलाइटिक टूटना ग्लाइकोसिडेज़ एंजाइम की कार्रवाई के तहत होता है, जो जटिल कार्बोहाइड्रेट अणुओं में 1-4 और 1-6 ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ देता है। सरल कार्बोहाइड्रेट पाचन से नहीं गुजरते हैं; उनमें से केवल कुछ को माइक्रोबियल एंजाइमों के प्रभाव में बड़ी आंत में किण्वित किया जा सकता है।

ग्लाइकोसिडेज़ में लार का एमाइलेज़, अग्न्याशय और आंतों के रस, लार और आंतों के रस का माल्टेज़, टर्मिनल डेक्सट्रिनेज़, सुक्रेज़ और आंतों के रस का लैक्टेज़ शामिल हैं। ग्लाइकोसिडेज़ थोड़े क्षारीय वातावरण में सक्रिय होते हैं और अम्लीय वातावरण में बाधित होते हैं, लार एमाइलेज के अपवाद के साथ, जो थोड़े अम्लीय वातावरण में पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है और बढ़ती अम्लता के साथ गतिविधि खो देता है।

मौखिक गुहा में, लार एमाइलेज के प्रभाव में स्टार्च का पाचन शुरू होता है, जो एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन अणुओं के अंदर ग्लूकोज अवशेषों के बीच 1-4 ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ देता है। इस मामले में, डेक्सट्रिन और माल्टोज़ बनते हैं। लार में थोड़ी मात्रा में माल्टेज़ भी होता है, जो माल्टोज़ को हाइड्रोलाइज़ करके ग्लूकोज़ में बदल देता है। अन्य डिसैकराइड मुँह में नहीं टूटते

अधिकांश पॉलीसेकेराइड अणुओं के पास मुंह में हाइड्रोलाइज होने का समय नहीं होता है। एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन के बड़े अणुओं का छोटे अणुओं - डेक्सट्रिन के साथ मिश्रण। माल्टोज़ और ग्लूकोज पेट में प्रवेश करते हैं। गैस्ट्रिक जूस का अत्यधिक अम्लीय वातावरण लार एंजाइमों को रोकता है, इसलिए आंत में कार्बोहाइड्रेट का और परिवर्तन होता है, जिसके रस में बाइकार्बोनेट होते हैं जो गैस्ट्रिक जूस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड को बेअसर करते हैं। अग्न्याशय और आंतों के रस से निकलने वाले एमाइलेज लारयुक्त एमाइलेज की तुलना में अधिक सक्रिय होते हैं। आंतों के रस में टर्मिनल डेक्सट्रिनेज भी होता है, जो एमाइलोपेक्टिन और डेक्सट्रिन के अणुओं में 1-6 बांडों को हाइड्रोलाइज करता है। ये एंजाइम पॉलीसेकेराइड के माल्टोज़ में टूटने को पूरा करते हैं। आंतों का म्यूकोसा ऐसे एंजाइम भी पैदा करता है जो डिसैकराइड को हाइड्रोलाइज़ कर सकते हैं: माल्टेज़, लैक्टेज़, सुक्रेज़। माल्टेज़ के प्रभाव में, माल्टोज़ दो ग्लूकोज में विभाजित हो जाता है; सुक्रोज़, सुक्रेज़ के प्रभाव में, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज़ में विभाजित हो जाता है; लैक्टेज़ लैक्टोज़ को ग्लूकोज और गैलेक्टोज़ में विभाजित कर देता है।

पाचन रस में एंजाइम सेल्यूलेज़ की कमी होती है, जो पौधों के खाद्य पदार्थों से आपूर्ति किए गए सेल्यूलोज़ को हाइड्रोलाइज़ करता है। हालाँकि, आंतों में सूक्ष्मजीव होते हैं जिनके एंजाइम कुछ सेलूलोज़ को तोड़ सकते हैं। इस मामले में, डिसैकराइड सेलोबायोज बनता है, जो फिर ग्लूकोज में टूट जाता है।

अनक्लीव्ड सेलूलोज़ आंतों की दीवार का एक यांत्रिक उत्तेजक है, इसकी क्रमाकुंचन को सक्रिय करता है और भोजन द्रव्यमान की गति को बढ़ावा देता है।

माइक्रोबियल एंजाइमों के प्रभाव में, जटिल कार्बोहाइड्रेट के टूटने वाले उत्पाद किण्वन से गुजर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बनिक अम्ल, सीओ 2, सीएच 4 और एच 2 का निर्माण होता है। पाचन तंत्र में कार्बोहाइड्रेट परिवर्तनों का आरेख चित्र में प्रस्तुत किया गया है।

कार्बोहाइड्रेट के जल-अपघटन के परिणामस्वरूप बनने वाले मोनोसैकेराइड सभी जीवित जीवों में संरचना में समान होते हैं। पाचन के उत्पादों में ग्लूकोज की प्रधानता (60%) होती है, यह रक्त में घूमने वाला मुख्य मोनोसेकेराइड भी है। आंतों की दीवार में, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज आंशिक रूप से ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे आंत से बहने वाले रक्त में इसकी सामग्री इसकी गुहा की तुलना में अधिक होती है।

मोनोसेकेराइड का अवशोषण एक सक्रिय शारीरिक प्रक्रिया है जिसके लिए ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है। यह आंतों की दीवार की कोशिकाओं में होने वाली ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं द्वारा प्रदान किया जाता है। मोनोसैकेराइड उन प्रतिक्रियाओं में एटीपी अणु के साथ बातचीत करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं जिनके उत्पाद मोनोसैकेराइड के फॉस्फोरस एस्टर होते हैं। आंतों की दीवार से रक्त में गुजरते समय, फॉस्फोरस एस्टर फॉस्फेटेस द्वारा टूट जाते हैं, और मुक्त मोनोसेकेराइड रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं। इनका रक्त से कोशिकाओं में प्रवेश होता है विभिन्न अंगउनके फास्फारिलीकरण के साथ भी होता है।

हालाँकि, विभिन्न उत्पादों से रक्त में ग्लूकोज के परिवर्तन और उपस्थिति की दर अलग-अलग होती है। इन जैविक प्रक्रियाओं का तंत्र "ग्लाइसेमिक इंडेक्स" (जीआई) की अवधारणा में परिलक्षित होता है, जो खाद्य कार्बोहाइड्रेट (स्टार्च, ग्लाइकोजन, सुक्रोज, लैक्टोज, फ्रुक्टोज, आदि) के रक्त ग्लूकोज में रूपांतरण की दर को दर्शाता है।

एक वयस्क शरीर की कार्बोहाइड्रेट आवश्यकता प्रति दिन 350-400 ग्राम है, जबकि सेलूलोज़ और अन्य आहार फाइबर कम से कम 30-40 ग्राम होना चाहिए।

भोजन से मुख्य रूप से स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज, सुक्रोज, लैक्टोज, माल्टोज, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज, राइबोज की आपूर्ति होती है।

जठरांत्र पथ में कार्बोहाइड्रेट का पाचन

मुंह

कैल्शियम युक्त एंजाइम α-amylase लार के साथ यहां प्रवेश करता है। इसका इष्टतम पीएच 7.1-7.2 है, जो सीएल-आयनों द्वारा सक्रिय होता है। प्राणी एंडोमाइलेज़, यह आंतरिक α1,4-ग्लाइकोसिडिक बांड को बेतरतीब ढंग से तोड़ता है और अन्य प्रकार के बांड को प्रभावित नहीं करता है।

मौखिक गुहा में, स्टार्च और ग्लाइकोजन को α-amylase द्वारा तोड़ा जा सकता है डेक्सट्रिंस- शाखित (α1,4- और α1,6-लिंकेज के साथ) और अशाखित (α1,4-लिंकेज के साथ) ऑलिगोसेकेराइड। डिसैकराइड किसी भी चीज़ से जल-अपघटित नहीं होते हैं।

पेट

कम पीएच के कारण, एमाइलेज निष्क्रिय हो जाता है, हालांकि बोलस के अंदर कार्बोहाइड्रेट का टूटना कुछ समय तक जारी रहता है।

आंत

अग्नाशयी α-एमाइलेज़ छोटी आंत की गुहा में काम करता है, माल्टोज़, माल्टोट्रायोज़ और डेक्सट्रिन बनाने के लिए स्टार्च और ग्लाइकोजन में आंतरिक α1,4 बांड को हाइड्रोलाइज़ करता है।

प्रिय छात्रों, डॉक्टरों और सहकर्मियों।
जठरांत्र पथ में होमोपॉलीसेकेराइड (स्टार्च, ग्लाइकोजन) के पाचन के लिए...
मेरे व्याख्यानों में ( पीडीएफ-प्रारूप) अग्नाशयी रस से स्रावित तीन एंजाइमों के बारे में लिखा गया है: α-amylase, oligo-α-1,6-ग्लूकोसिडेज़, आइसोमाल्टेज़।
हालाँकि, दोबारा जाँच करने पर पता चला कि एक भी नहीं पकड़ा गयामेरे लिए (नवंबर 2019) अंग्रेजी भाषा के इंटरनेट पर प्रकाशनों में अग्नाशय का कोई उल्लेख नहीं है ओलिगो-α-1,6-ग्लूकोसिडेज़और आइसोमाल्टेज़. वहीं, रनेट में ऐसे संदर्भ नियमित रूप से पाए जाते हैं, हालांकि विसंगतियों के साथ - या तो ये अग्न्याशय एंजाइम हैं, या आंतों की दीवार पर स्थित हैं।
इस प्रकार, डेटा अपर्याप्त रूप से पुष्टि किया गया है या मिश्रित या गलत भी है। इसलिए, फिलहाल मैं साइट से इन एंजाइमों का उल्लेख हटा रहा हूं और जानकारी को स्पष्ट करने का प्रयास करूंगा।

गुहा पाचन के अलावा, पार्श्विका पाचन भी होता है, जो निम्न द्वारा किया जाता है:

• सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़जटिल (कार्य शीर्षक सुक्रेज़) - वी सूखेपनहाइड्रोलाइज़ α1,2-, α1,4-, α1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड, सुक्रोज़, माल्टोज़, माल्टोट्रायोज़, आइसोमाल्टोज़ को तोड़ता है,
• β-ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स (कार्य शीर्षक लैक्टेज़) - गैलेक्टोज और ग्लूकोज के बीच लैक्टोज में β1,4-ग्लाइकोसिडिक बांड को हाइड्रोलाइज करता है। बच्चों में, जन्म से पहले ही लैक्टेज गतिविधि बहुत अधिक होती है और लंबे समय तक बनी रहती है उच्च स्तर 5-7 वर्ष तक, जिसके बाद यह घट जाती है,
• ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स - छोटी आंत के निचले हिस्सों में स्थित होता है, α1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को तोड़ता है और कम करने वाले सिरे से ऑलिगोसेकेराइड में टर्मिनल ग्लूकोज अवशेषों को साफ करता है।

पाचन में सेल्युलोज की भूमिका

सेलूलोज़ मानव एंजाइमों द्वारा पचता नहीं है, क्योंकि संबंधित एंजाइम नहीं बनते हैं। लेकिन बड़ी आंत में प्रभाव के तहत माइक्रोफ्लोरा एंजाइमइसमें से कुछ को सेलोबायोज और ग्लूकोज बनाने के लिए हाइड्रोलाइज किया जा सकता है। ग्लूकोज का उपयोग आंशिक रूप से माइक्रोफ़्लोरा द्वारा ही किया जाता है और इसका ऑक्सीकरण किया जाता है कार्बनिक अम्ल(तेल, दूध), जो आंतों की गतिशीलता को उत्तेजित करता है। छोटा सा हिस्साग्लूकोज को रक्त में अवशोषित किया जा सकता है।

कार्बोहाइड्रेट का चयापचय और कार्य।

मानव शरीर में कई दर्जन अलग-अलग मोनोसेकेराइड और कई अलग-अलग ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड होते हैं। शरीर में कार्बोहाइड्रेट के कार्य इस प्रकार हैं:

1) कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं: उनके ऑक्सीकरण के कारण, सभी मानव ऊर्जा जरूरतों का लगभग आधा हिस्सा संतुष्ट होता है। ऊर्जा चयापचय में मुख्य भूमिकाग्लूकोज और ग्लाइकोजन से संबंधित है।

2) कार्बोहाइड्रेट कोशिकाओं के संरचनात्मक और कार्यात्मक घटकों का हिस्सा हैं। इनमें न्यूक्लियोटाइड्स और न्यूक्लिक एसिड के पेंटोज़, ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन के कार्बोहाइड्रेट, अंतरकोशिकीय पदार्थ के हेटरोपॉलीसेकेराइड शामिल हैं।

3) अन्य वर्गों के यौगिकों, विशेष रूप से लिपिड और कुछ अमीनो एसिड, को कार्बोहाइड्रेट से शरीर में संश्लेषित किया जा सकता है।

इस प्रकार, कार्बोहाइड्रेट कई कार्य करते हैं और उनमें से प्रत्येक शरीर के लिए महत्वपूर्ण है। लेकिन अगर हम मात्रात्मक पक्ष की बात करें तो पहला स्थान ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट के उपयोग का है।

जानवरों में सबसे आम कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज है। यह कार्बोहाइड्रेट के ऊर्जावान और प्लास्टिक कार्यों के बीच एक कड़ी की भूमिका निभाता है, क्योंकि अन्य सभी मोनोसेकेराइड ग्लूकोज से बन सकते हैं, और इसके विपरीत - विभिन्न मोनोसेकेराइड को ग्लूकोज में परिवर्तित किया जा सकता है।

शरीर में कार्बोहाइड्रेट का स्रोत खाद्य कार्बोहाइड्रेट है - मुख्य रूप से स्टार्च, साथ ही सुक्रोज और लैक्टोज। इसके अलावा, ग्लूकोज शरीर में अमीनो एसिड के साथ-साथ ग्लिसरॉल से भी बन सकता है, जो वसा का हिस्सा है।

कार्बोहाइड्रेट का पाचन

पाचन तंत्र में खाद्य कार्बोहाइड्रेट ग्लाइकोसिडेस की कार्रवाई के तहत मोनोमर्स में टूट जाते हैं - एंजाइम जो ग्लाइकोसिडिक बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं।

स्टार्च का पाचन मौखिक गुहा में शुरू होता है: लार में एंजाइम एमाइलेज़ (α-1,4-ग्लाइकोसिडेज़) होता है, जो α-1,4-ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ देता है। चूँकि भोजन मुँह में अधिक समय तक नहीं रहता, इसलिए यहाँ स्टार्च केवल आंशिक रूप से पचता है। स्टार्च पाचन का मुख्य स्थल है छोटी आंत, जहां एमाइलेज अग्न्याशय रस के हिस्से के रूप में प्रवेश करता है। एमाइलेज डिसैकराइड में ग्लाइकोसिडिक बंधन को हाइड्रोलाइज नहीं करता है।

माल्टोज़, लैक्टोज़ और सुक्रोज़ को क्रमशः विशिष्ट ग्लाइकोसिडेज़ - माल्टेज़, लैक्टेज़ और सुक्रेज़ द्वारा हाइड्रोलाइज़ किया जाता है। ये एंजाइम आंतों की कोशिकाओं में संश्लेषित होते हैं। कार्बोहाइड्रेट पाचन के उत्पाद (ग्लूकोज, गैलेक्टोज, फ्रुक्टोज) रक्त में प्रवेश करते हैं।

चित्र .1कार्बोहाइड्रेट का पाचन

रक्त में ग्लूकोज की निरंतर सांद्रता बनाए रखना दो प्रक्रियाओं के एक साथ होने का परिणाम है: यकृत से रक्त में ग्लूकोज का प्रवेश और ऊतकों द्वारा रक्त से इसकी खपत, जहां इसका उपयोग ऊर्जा सामग्री के रूप में किया जाता है।

चलो गौर करते हैं ग्लाइकोजन संश्लेषण.

ग्लाइकोजन- पशु मूल का एक जटिल कार्बोहाइड्रेट, एक बहुलक जिसका मोनोमर α-ग्लूकोज अवशेष है, जो 1-4, 1-6 ग्लाइकोसिडिक बांड के माध्यम से परस्पर जुड़े होते हैं, लेकिन स्टार्च (3000 ग्लूकोज अवशेषों तक) की तुलना में अधिक शाखित संरचना होती है। ग्लाइकोजन का आणविक भार बहुत बड़ा होता है - OH 1 से 15 मिलियन तक होता है। शुद्ध ग्लाइकोजन एक सफेद पाउडर है। यह पानी में अत्यधिक घुलनशील है और अल्कोहल के घोल से अवक्षेपित हो सकता है। "मैं" के साथ यह भूरा रंग देता है। यकृत में यह कोशिका प्रोटीन के साथ मिलकर कणिकाओं के रूप में पाया जाता है। यकृत में ग्लाइकोजन की मात्रा 50-70 ग्राम तक पहुंच सकती है - यह है सामान्य आरक्षितग्लाइकोजन; यह यकृत द्रव्यमान का 2 से 8% तक होता है। ग्लाइकोजन मांसपेशियों में भी पाया जाता है, जहां यह बनता है स्थानीय रिजर्व, यह वसा ऊतक सहित अन्य अंगों और ऊतकों में कम मात्रा में पाया जाता है। यकृत में ग्लाइकोजन कार्बोहाइड्रेट का एक गतिशील भंडार है; 24 घंटे का उपवास इसे पूरी तरह से समाप्त कर देता है। व्हाइट एट अल के अनुसार, कंकाल की मांसपेशी में शरीर के कुल ग्लाइकोजन का लगभग 2/3 हिस्सा होता है (मांसपेशियों के बड़े द्रव्यमान के कारण, अधिकांश ग्लाइकोजन उनमें स्थित होता है) - 120 ग्राम तक (70 किलोग्राम वजन वाले व्यक्ति के लिए) , लेकिन कंकाल की मांसपेशियों में इसकी सामग्री वजन के हिसाब से 0.5 से 1% तक होती है। लीवर ग्लाइकोजन के विपरीत, लंबे समय तक उपवास करने पर भी मांसपेशी ग्लाइकोजन इतनी आसानी से समाप्त नहीं होता है। ग्लूकोज से यकृत में ग्लाइकोजन संश्लेषण की क्रियाविधि अब स्पष्ट हो गई है। यकृत कोशिकाओं में, ग्लूकोज एक एंजाइम की भागीदारी के साथ फास्फारिलीकरण से गुजरता है hexokinaseग्लूकोज-6-पी के निर्माण के साथ।

अंक 2ग्लाइकोजन संश्लेषण योजना

1. ग्लूकोज + एटीपी हेक्साक्सीनेज ग्लूकोज-6-पी + एडीपी

2. ग्लूकोज-6-पी फॉस्फोग्लुकोम्यूटेज ग्लूकोज-1-पी

(संश्लेषण में शामिल)

3. ग्लूकोज-1-पी + यूटीपी ग्लूकोज-1-पी यूरिडाइल ट्रांसफरेज़ यूडीपी-1-ग्लूकोज + एच 4 पी 2 ओ 7

4. यूडीपी-1-ग्लूकोज + ग्लाइकोजन ग्लाइकोजन सिंथेज़ ग्लाइकोजन + यूडीपी

(बीज)

परिणामी यूडीपी को एटीपी द्वारा फिर से फॉस्फोराइलेट किया जा सकता है और ग्लूकोज-1-पी परिवर्तनों का पूरा चक्र फिर से दोहराया जाता है।

ग्लाइकोजन सिंथेज़ एंजाइम की गतिविधि को सहसंयोजक संशोधन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह एंजाइम दो रूपों में पाया जा सकता है: ग्लाइकोजन सिंथेज़ I (स्वतंत्र - ग्लूकोज-6-पी से स्वतंत्र) और ग्लाइकोजन सिंथेज़ डी (आश्रित - ग्लूकोज-6-पी पर निर्भर)।

प्रोटीन काइनेजएटीपी की भागीदारी के साथ फॉस्फोराइलेट्स (आई-एंजाइम के रूप को फॉस्फोराइलेट नहीं करता है, इसे डी-एंजाइम के फॉस्फोराइलेटेड रूप में परिवर्तित करता है, जिसमें सेरीन के हाइड्रॉक्सिल समूह फॉस्फोराइलेटेड होते हैं)।

एटीपी + जीएस - ओएच प्रोटीन काइनेज एडीपी + जीएस - ओ - पी - ओएच

ग्लाइकोजन सिंथेज़ I ग्लाइकोजन सिंथेज़ D

ग्लाइकोजन सिंथेज़ का आई-फॉर्म डी-फॉर्म की तुलना में अधिक सक्रिय है, हालांकि, डी-फॉर्म एक एलोस्टेरिक एंजाइम है जो एक विशिष्ट प्रदाता द्वारा सक्रिय किया जाता है - ग्लूकोज-6-पी. में आराम सेमांसपेशी एंजाइम स्थित होता है आई-फॉर्म फॉस्फोराइलेटेड नहीं है। सक्रिय रूप, वी कमीमांसपेशियों में, एंजाइम डी-फॉर्म में फॉस्फोराइलेटेड होता है और लगभग निष्क्रिय होता है। ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की पर्याप्त उच्च सांद्रता की उपस्थिति में, डी फॉर्म पूरी तरह से सक्रिय है। इस तरह, फॉस्फोराइलेशन और डिफॉस्फोराइलेशन ग्लाइकोजन सिंथेज़में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है बढ़िया विनियमनग्लाइकोजन संश्लेषण.

ग्लाइकोजन संश्लेषण का विनियमन:

कई अंतःस्रावी ग्रंथियाँ, विशेष रूप से अग्न्याशय, रक्त शर्करा के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

इंसुलिन का उत्पादन अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स की बी कोशिकाओं में होता है प्रोइंसुलिन. इंसुलिन में परिवर्तित होने पर, प्रोइन्सुलिन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला दो बिंदुओं पर विभाजित हो जाती है, और 22 अमीनो एसिड अवशेषों का मध्य निष्क्रिय टुकड़ा अलग हो जाता है।

इंसुलिन रक्त शर्करा को कम करता है, यकृत में ग्लाइकोजन के टूटने में देरी करता है और मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के जमाव को बढ़ावा देता है।

हार्मोन ग्लूकागनइंसुलिन के विपरीत हाइपरग्लेसेमिक के रूप में कार्य करता है।

अधिवृक्क ग्रंथियांरक्त शर्करा के नियमन में भी भाग लेते हैं। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से आवेग अधिवृक्क मज्जा में उत्पादित एड्रेनालाईन की अतिरिक्त रिहाई का कारण बनते हैं। एड्रेनालाईन एंजाइम गतिविधि को बढ़ाता है फ़ॉस्फोहिलेज़, जो ग्लाइकोजन के टूटने को उत्तेजित करता है। परिणामस्वरूप, रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है। कहा गया हाइपरग्लाइकेलिन(शुरुआत से पहले भावनात्मक उत्साह, परीक्षा से पहले)।

Corticosteroidsएड्रेनालाईन के विपरीत, वे नाइट्रोजन मुक्त अमीनो एसिड अवशेषों से ग्लूकोज के निर्माण को उत्तेजित करते हैं।

ग्लाइकोजेनोलिसिस

मुख्य रूप से यकृत और मांसपेशियों में और कुछ हद तक अन्य अंगों और ऊतकों में ग्लाइकोजन जमा करने की क्षमता के कारण, कार्बोहाइड्रेट भंडार के सामान्य संचय के लिए स्थितियां बनती हैं। ऊर्जा की खपत में वृद्धि के साथ, ग्लाइकोजन का ग्लूकोज में टूटना बढ़ जाता है।

ग्लाइकोजन संग्रहण दो तरीकों से हो सकता है: पहला - फॉस्फोरोलाइटिकऔर दूसरा - हाइड्रोलाइटिक.

फॉस्फोरोलिसिस ग्लाइकोजन के एकत्रीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, इसे एंजाइम फॉस्फोरिलेज़ की उपस्थिति में भंडारण रूप से चयापचय रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित करता है।

चित्र 3ग्लाइकोजन से ग्लूकोज अवशेषों के फॉस्फोरोलाइटिक दरार का हार्मोनल विनियमन।

ग्लाइकोजन टूटने की प्रक्रिया हार्मोन एड्रेनालाईन और ग्लूकागन की क्रिया से शुरू होती है, जो निष्क्रिय एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय में बदल देते हैं। यह, बदले में, एटीपी से सीएमपी के निर्माण को बढ़ावा देता है। सक्रिय प्रोटीन काइनेज और फॉस्फोरिलेज़ किनेज़ "बी" की क्रिया के तहत, निष्क्रिय फॉस्फोरिलेज़ "बी" सक्रिय "ए" में परिवर्तित हो जाता है।

फॉस्फोरिलेज़ एंजाइम दो रूपों में मौजूद है: फॉस्फोरिलेज़ "बी" - निष्क्रिय (डिमर), फॉस्फोरिलेज़ "ए" - सक्रिय (टेट्रामर)। प्रत्येक सबयूनिट में फॉस्फोसेरिन अवशेष होता है, जो होता है महत्वपूर्णउत्प्रेरक गतिविधि के लिए और एक पाइरिडोक्सल फॉस्फेट कोएंजाइम अणु एक सहसंयोजक बंधन द्वारा लाइसिन अवशेषों से जुड़ा हुआ है।

2 मी. फॉस्फोरिलेज़ "बी" + 4 एटीपी एमजी++ 1 मी. फॉस्फोरिलेज़ ए + 4 एडीपी

सक्रिय फॉस्फोराइलेज काइनेज एच 3 पीओ 4 की उपस्थिति में ग्लाइकोजन पर कार्य करता है, जिससे ग्लूकोज-1-फॉस्फेट का निर्माण होता है। परिणामी ग्लूकोज-1-फॉस्फेट को फॉस्फोग्लुकोम्यूटेज की क्रिया द्वारा ग्लूकोज-6-फॉस्फेट में परिवर्तित किया जाता है। मुक्त ग्लूकोज का निर्माण ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की क्रिया के तहत होता है।

ग्लुकोनियोजेनेसिस

ग्लाइकोजन संश्लेषणसे भी किया जा सकता है गैर कार्बोहाइड्रेटसबस्ट्रेट्स, इस प्रक्रिया को कहा जाता है ग्लुकोनियोजेनेसिस. में सब्सट्रेट ग्लुकोनियोजेनेसिसबोल सकता है लैक्टेट(लैक्टिक एसिड), ग्लूकोज के अवायवीय ऑक्सीकरण के दौरान बनता है

(ग्लाइकोलिसिस)। बस ग्लाइकोलाइसिस की प्रतिक्रियाओं को उलट कर, यह कई एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित संतुलन स्थिरांक के उल्लंघन के कारण प्रक्रिया आगे नहीं बढ़ सकती है.

चित्र.4ग्लाइकोलाइसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस

इन प्रतिक्रियाओं का उलटा निम्नलिखित प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है:

परिवर्तन का मुख्य मार्ग पीवीए से ऑक्सालोएसीटेट माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत होता है. माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली से गुजरने के बाद

पीवीके कार्बोक्सिलेट्सऑक्सालोएसीटेट और माइटोकॉन्ड्रिया को फॉर्म में छोड़ देता है मैलेट(यह पथ मात्रात्मक दृष्टि से अधिक महत्वपूर्ण है) और पुनः कोशिकाद्रव्य में बदल जाता है oxaloacetate. साइटोप्लाज्म में परिणामी ऑक्सालोएसीटेट ग्लूकोज-6-पी में परिवर्तित हो जाता है। डिफॉस्फोराइलेशनइसे क्रियान्वित किया जाता है ग्लूकोज-6-फॉस्फेटएंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में, तक ग्लूकोज.

ग्लाइकोलाइसिस

ग्लाइकोलाइसिस- ग्लूकोज रूपांतरण की एक जटिल एंजाइमैटिक प्रक्रिया जो अपर्याप्त O 2 खपत के साथ होती है। ग्लाइकोलाइसिस का अंतिम उत्पाद लैक्टिक एसिड होता है।

चित्र.4ग्लाइकोलाइसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस

ग्लाइकोलाइसिस के समग्र समीकरण को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2PH H 2CH 3 CH(OH)COOH + 2एटीपी+ 2H 2 O

जैविक महत्वग्लाइकोलाइसिस:

I. ग्लाइकोलाइसिस की उत्क्रमणीयता - ग्लूकोनियोजेनेसिस के कारण लैक्टिक एसिड से ग्लूकोज का निर्माण किया जा सकता है।

द्वितीय. फॉस्फोराइलेटेड यौगिकों का निर्माण - हेक्सोज़ और ट्रायोज़, जो शरीर में अधिक आसानी से परिवर्तित हो जाते हैं।

तृतीय. ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया अल्पावधि के साथ, उच्च ऊंचाई की स्थितियों में बहुत महत्वपूर्ण है शारीरिक गतिविधि, साथ ही हाइपोक्सिया के साथ होने वाली बीमारियों में।

जैविक रसायन विज्ञान लेलेविच व्लादिमीर वेलेरियनोविच

कार्बोहाइड्रेट का पाचन

कार्बोहाइड्रेट का पाचन

लार में एंजाइम β-एमाइलेज़ होता है, जो पॉलीसेकेराइड अणुओं के अंदर β-1,4-ग्लाइकोसिडिक बंधन को तोड़ता है।

अधिकांश कार्बोहाइड्रेट का पाचन होता है ग्रहणीअग्नाशयी रस एंजाइमों के प्रभाव में - β-एमाइलेज़, एमाइलो-1,6-ग्लाइकोसिडेज़ और ऑलिगो-1,6-ग्लाइकोसिडेज़ (टर्मिनल डेक्सट्रिनेज़)।

एंजाइम जो डिसैकराइड्स (डिसैकेराइडेस) में ग्लाइकोसिडिक बांड को तोड़ते हैं, वे स्थानीयकृत एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं बाहरी सतहएंटरोसाइट्स की साइटोप्लाज्मिक झिल्ली।

सुक्रोज-आइसोमाल्टेज कॉम्प्लेक्स - सुक्रोज और आइसोमाल्टोज को हाइड्रोलाइज करता है, β-1,2 - और β-1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को तोड़ता है। इसके अलावा, इसमें माल्टेज़ और माल्टोट्रायस गतिविधि होती है, जो माल्टोज़ और माल्टोट्रायोज़ (स्टार्च से बनने वाला एक ट्राइसैकेराइड) में β-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करता है।

ग्लाइकोमाइलेज़ कॉम्प्लेक्स - ओलिसैकेराइड में ग्लूकोज अवशेषों के बीच β-1,4 बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, जो कम करने वाले सिरे से कार्य करता है। यह माल्टेज़ की तरह कार्य करते हुए, माल्टोज़ में बंधनों को भी तोड़ता है।

ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स (लैक्टेज़) - लैक्टोज़ में ?-1,4-ग्लाइकोसिडिक बांड को तोड़ता है।

ट्रेहलेज़ भी एक ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स है जो ट्रेहलोज़ में मोनोमर्स के बीच के बंधन को हाइड्रोलाइज़ करता है, जो मशरूम में पाया जाने वाला एक डिसैकराइड है। ट्रेहलोज़ में दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो पहले एनोमेरिक कार्बन परमाणुओं के बीच एक ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े होते हैं।

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