मौखिक गुहा में कोई विभाजन नहीं होता है। मानव पाचन तंत्र। भोजन के पाचन में शामिल सक्रिय एंजाइम

जीवन को चलाने के लिए सबसे पहले मनुष्य को भोजन की आवश्यकता होती है। उत्पादों में बहुत सारे आवश्यक पदार्थ होते हैं: खनिज लवण, कार्बनिक तत्व और पानी। पोषक तत्व कोशिकाओं के लिए निर्माण सामग्री और निरंतर मानव गतिविधि के लिए एक संसाधन हैं। यौगिकों के अपघटन और ऑक्सीकरण के दौरान, एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जो उनके मूल्य की विशेषता है।

पाचन की प्रक्रिया शुरू होती है मुंह. उत्पाद को पाचक रस द्वारा संसाधित किया जाता है, जो निहित एंजाइमों की मदद से उस पर कार्य करता है, जिसके कारण, चबाने पर भी, जटिल कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा अवशोषित अणुओं में बदल जाते हैं। पाचन एक जटिल प्रक्रिया है जिसके लिए शरीर द्वारा संश्लेषित कई घटकों के उत्पादों के संपर्क में आने की आवश्यकता होती है। उचित चबाना और पाचन स्वास्थ्य की कुंजी है।

पाचन की प्रक्रिया में लार के कार्य

पाचन तंत्र में कई मुख्य अंग शामिल हैं: मौखिक गुहा, अन्नप्रणाली, अग्न्याशय और पेट, यकृत और आंतों के साथ ग्रसनी। लार कई कार्य करती है:

भोजन का क्या होता है? मुंह में सब्सट्रेट का मुख्य कार्य पाचन में भाग लेना है। इसके बिना, कुछ प्रकार के खाद्य पदार्थ शरीर द्वारा तोड़े नहीं जाते या खतरनाक होते। तरल भोजन को गीला कर देता है, म्यूकिन इसे एक गांठ में चिपका देता है, इसे निगलने और पाचन तंत्र के माध्यम से चलने के लिए तैयार करता है। यह भोजन की मात्रा और गुणवत्ता के आधार पर उत्पन्न होता है: तरल भोजन के लिए कम, सूखे भोजन के लिए अधिक, और पानी पीते समय नहीं बनता है। चबाने और लार को शरीर की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जिसके सभी चरणों में उपभोग किए गए उत्पाद और पोषक तत्वों की डिलीवरी में परिवर्तन होता है।

मानव लार की संरचना

लार रंगहीन, बेस्वाद और गंधहीन होती है (यह भी देखें: अगर आपको अमोनिया की सांस है तो क्या करें?) यह संतृप्त, चिपचिपा या बहुत दुर्लभ, पानीदार हो सकता है - यह प्रोटीन पर निर्भर करता है जो संरचना बनाते हैं। ग्लाइकोप्रोटीन म्यूकिन इसे बलगम का रूप देता है और इसे निगलने में आसान बनाता है। यह पेट में प्रवेश करते ही अपने एंजाइमिक गुणों को खो देता है और इसके रस में मिल जाता है।

मौखिक द्रव में थोड़ी मात्रा में गैसें होती हैं: कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन, साथ ही सोडियम और पोटेशियम (0.01%)। इसमें ऐसे पदार्थ होते हैं जो कुछ कार्बोहाइड्रेट को पचाते हैं। कार्बनिक और अकार्बनिक मूल के अन्य घटक हैं, साथ ही हार्मोन, कोलेस्ट्रॉल, विटामिन भी हैं। यह 98.5% पानी है। लार की गतिविधि को इसमें निहित बड़ी संख्या में तत्वों द्वारा समझाया जा सकता है। उनमें से प्रत्येक क्या कार्य करता है?

कार्बनिक पदार्थ

अंतर्गर्भाशयी द्रव का सबसे महत्वपूर्ण घटक प्रोटीन है - उनकी सामग्री 2-5 ग्राम प्रति लीटर है। विशेष रूप से, ये ग्लाइकोप्रोटीन, म्यूकिन, ए और बी ग्लोब्युलिन, एल्ब्यूमिन हैं। इसमें कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, विटामिन और हार्मोन होते हैं। अधिकांश प्रोटीन म्यूकिन (2-3 ग्राम / एल) है, और इस तथ्य के कारण कि इसमें 60% कार्बोहाइड्रेट होते हैं, यह लार को चिपचिपा बनाता है।

मिश्रित तरल में लगभग सौ एंजाइम मौजूद होते हैं, जिसमें पाइलिन भी शामिल है, जो ग्लाइकोजन के टूटने और ग्लूकोज में इसके रूपांतरण में शामिल है। प्रस्तुत घटकों के अलावा, इसमें शामिल हैं: यूरेस, हाइलूरोनिडेस, ग्लाइकोलाइसिस एंजाइम, न्यूरोमिनिडेज़ और अन्य पदार्थ। अंतर्गर्भाशयी पदार्थ की कार्रवाई के तहत, भोजन बदल जाता है और आत्मसात करने के लिए आवश्यक रूप में बदल जाता है। मौखिक श्लेष्म की विकृति के मामले में, आंतरिक अंगों के रोग, इसका अक्सर उपयोग किया जाता है प्रयोगशाला अनुसंधानएंजाइम रोग के प्रकार और इसके गठन के कारणों की पहचान करने के लिए।

किन पदार्थों को अकार्बनिक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है?

मिश्रित मौखिक द्रव की संरचना में अकार्बनिक घटक शामिल हैं। इसमे शामिल है:

खनिज घटक आने वाले भोजन के लिए पर्यावरण की इष्टतम प्रतिक्रिया बनाते हैं, अम्लता के स्तर को बनाए रखते हैं। इन तत्वों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा आंतों, पेट के श्लेष्म झिल्ली द्वारा अवशोषित किया जाता है और रक्त में भेजा जाता है। लार ग्रंथियांआंतरिक वातावरण की स्थिरता और अंगों के कामकाज को बनाए रखने में सक्रिय रूप से भाग लें।

लार निकलने की प्रक्रिया

लार का उत्पादन मौखिक गुहा की सूक्ष्म ग्रंथियों और बड़े दोनों में होता है: पैरोलिंगुअल, सबमांडिबुलर और पैरोटिड जोड़े। पैरोटिड ग्रंथियों की नहरें ऊपर से दूसरे दाढ़ के पास स्थित होती हैं, सबमांडिबुलर और सबलिंगुअल नहरों को एक मुंह पर जीभ के नीचे लाया जाता है। सूखे खाद्य पदार्थ गीले खाद्य पदार्थों की तुलना में अधिक लार का उत्पादन करते हैं। जबड़े और जीभ के नीचे की ग्रंथियां पैरोटिड ग्रंथियों की तुलना में 2 गुना अधिक तरल पदार्थ का संश्लेषण करती हैं - वे उत्पादों के रासायनिक प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार हैं।

एक वयस्क प्रति दिन लगभग 2 लीटर लार का उत्पादन करता है। पूरे दिन तरल पदार्थ की रिहाई असमान है: उत्पादों के उपयोग के दौरान, सक्रिय उत्पादन 2.3 मिलीलीटर प्रति मिनट तक शुरू होता है, एक सपने में यह घटकर 0.05 मिलीलीटर हो जाता है। मौखिक गुहा में, प्रत्येक ग्रंथि से प्राप्त रहस्य मिश्रित होता है। यह श्लेष्म झिल्ली को धोता है और मॉइस्चराइज़ करता है।

लार को स्वायत्त द्वारा नियंत्रित किया जाता है तंत्रिका प्रणाली. स्वाद संवेदनाओं, घ्राण उत्तेजनाओं और चबाने के दौरान भोजन से चिढ़ होने पर द्रव संश्लेषण में वृद्धि होती है। तनाव, भय और निर्जलीकरण से उत्सर्जन काफी धीमा हो जाता है।

भोजन के पाचन में शामिल सक्रिय एंजाइम

पाचन तंत्र भोजन में मौजूद पोषक तत्वों को अणुओं में बदल देता है। वे ऊतकों, कोशिकाओं और अंगों के लिए ईंधन बन जाते हैं जो लगातार चयापचय कार्य करते हैं। विटामिन और सूक्ष्म तत्वों का अवशोषण सभी स्तरों पर होता है।

भोजन मुंह में प्रवेश करते ही पच जाता है। यहां, मौखिक तरल पदार्थ के साथ मिश्रण किया जाता है, जिसमें एंजाइम शामिल होते हैं, भोजन को चिकनाई दी जाती है और पेट में भेजा जाता है। लार में निहित पदार्थ उत्पाद को सरल तत्वों में तोड़ देते हैं और मानव शरीर को बैक्टीरिया से बचाते हैं।

मुंह में लार एंजाइम क्यों काम करते हैं लेकिन पेट में काम करना बंद कर देते हैं? वे केवल एक क्षारीय वातावरण में कार्य करते हैं, और फिर, जठरांत्र संबंधी मार्ग में, यह अम्लीय में बदल जाता है। प्रोटियोलिटिक तत्व यहां काम करते हैं, पदार्थों को आत्मसात करने के चरण को जारी रखते हैं।

एमाइलेज एंजाइम या पाइलिन - स्टार्च और ग्लाइकोजन को तोड़ता है

एमाइलेज एक पाचक एंजाइम है जो स्टार्च को कार्बोहाइड्रेट अणुओं में तोड़ देता है, जो आंतों में अवशोषित हो जाते हैं। घटक की क्रिया के तहत, स्टार्च और ग्लाइकोजन को माल्टोज में परिवर्तित किया जाता है, और अतिरिक्त पदार्थों की सहायता से वे ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं। इस प्रभाव का पता लगाने के लिए, एक पटाखा खाएं - जब चबाया जाता है, तो उत्पाद एक मीठा स्वाद प्रदर्शित करता है। पदार्थ केवल अन्नप्रणाली और मुंह में काम करता है, ग्लाइकोजन को परिवर्तित करता है, लेकिन पेट के अम्लीय वातावरण में अपने गुणों को खो देता है।

Ptyalin अग्न्याशय और लार ग्रंथियों द्वारा निर्मित होता है। अग्न्याशय द्वारा उत्पादित एंजाइम के प्रकार को अग्नाशयी एमाइलेज कहा जाता है। घटक कार्बोहाइड्रेट के पाचन और अवशोषण के चरण को पूरा करता है।

लिंगुअल लाइपेस - वसा के टूटने के लिए

एंजाइम वसा के सरल यौगिकों में रूपांतरण को बढ़ावा देता है: ग्लिसरॉल और फैटी एसिड। मौखिक गुहा में पाचन की प्रक्रिया शुरू होती है और पेट में पदार्थ काम करना बंद कर देता है। थोड़ा लाइपेस पेट की कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है, घटक विशेष रूप से दूध वसा को तोड़ता है और शिशुओं के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह उत्पादों को आत्मसात करने और तत्वों के अवशोषण की प्रक्रिया को उनके अविकसित पाचन तंत्र के लिए आसान बनाता है।

प्रोटीज की किस्में - प्रोटीन दरार के लिए

प्रोटीज एंजाइमों के लिए एक सामान्य शब्द है जो प्रोटीन को अमीनो एसिड में तोड़ देता है। शरीर में तीन मुख्य प्रकार उत्पन्न होते हैं:

पेट की कोशिकाएं पेप्सिकोजेन का उत्पादन करती हैं, एक निष्क्रिय घटक जो अम्लीय वातावरण के संपर्क में पेप्सिन में बदल जाता है। यह पेप्टाइड्स को तोड़ता है - प्रोटीन के रासायनिक बंधन। अग्न्याशय ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है, जो छोटी आंत में प्रवेश करता है। जब पहले से ही गैस्ट्रिक जूस द्वारा संसाधित किया जाता है और खंडित रूप से पचने वाले भोजन को पेट से आंतों में भेजा जाता है, तो ये पदार्थ रक्त में अवशोषित होने वाले साधारण अमीनो एसिड के निर्माण में योगदान करते हैं।

लार में एंजाइम की कमी क्यों होती है?

उचित पाचन मुख्य रूप से एंजाइमों पर निर्भर करता है। इनकी कमी से भोजन का पाचन अधूरा रहता है, पेट और लीवर के रोग हो सकते हैं। उनकी कमी के लक्षण हैं नाराज़गी, पेट फूलना और बार-बार डकार आना। थोड़ी देर बाद सिरदर्द हो सकता है, अंतःस्रावी तंत्र का काम गड़बड़ा जाएगा। एंजाइमों की एक छोटी मात्रा मोटापे की ओर ले जाती है।

आमतौर पर, सक्रिय पदार्थों के उत्पादन के लिए तंत्र आनुवंशिक रूप से निर्धारित होते हैं, इसलिए, ग्रंथियों की गतिविधि का उल्लंघन जन्मजात होता है। प्रयोगों से पता चला है कि एक व्यक्ति को जन्म के समय एंजाइम क्षमता प्राप्त होती है, और यदि इसे फिर से भरने के बिना खर्च किया जाता है, तो यह जल्दी से समाप्त हो जाएगा।

शरीर में होने वाली प्रक्रियाओं को नियंत्रित किया जा सकता है। इसके काम को सरल बनाने के लिए, किण्वित भोजन का सेवन करना आवश्यक है: उबला हुआ, कच्चा, उच्च कैलोरी (केला, एवोकाडो)।

एंजाइमों की कमी के कारणों में शामिल हैं:

• जन्म से उनकी छोटी आपूर्ति;
• एंजाइमों में खराब मिट्टी में उगाए गए खाद्य पदार्थ खाना;
• कच्ची सब्जियों और फलों के बिना अधिक पका हुआ, तला हुआ भोजन खाना;
• तनाव, गर्भावस्था, रोग और अंगों की विकृति।

हर प्रक्रिया को सहारा देते हुए एंजाइम का काम शरीर में एक मिनट के लिए भी नहीं रुकता। वे एक व्यक्ति को बीमारियों से बचाते हैं, सहनशक्ति बढ़ाते हैं, नष्ट करते हैं और वसा को हटाते हैं। उनकी छोटी मात्रा के साथ, उत्पादों का अधूरा टूटना होता है, और प्रतिरक्षा प्रणाली उनसे लड़ने लगती है, जैसे कि एक विदेशी शरीर के साथ। इससे शरीर कमजोर होता है और थकान होने लगती है।

आंत में केवल मोनोसेकेराइड अवशोषित होते हैं: ग्लूकोज, गैलेक्टोज, फ्रुक्टोज। इसलिए, भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करने वाले ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड को मोनोसेकेराइड बनाने के लिए एंजाइम सिस्टम द्वारा हाइड्रोलाइज्ड किया जाना चाहिए। अंजीर पर। 5.11 योजनाबद्ध रूप से कार्बोहाइड्रेट के पाचन में शामिल एंजाइमेटिक सिस्टम के स्थानीयकरण को दर्शाता है, जो मौखिक गुहा में मौखिक -amylase की क्रिया के साथ शुरू होता है और फिर अग्नाशय -amylase, sucrase-isomaltase की मदद से आंत के विभिन्न हिस्सों में जारी रहता है। , ग्लाइकोमाइलेज, -ग्लाइकोसिडेज़ (लैक्टेज), ट्रेहलेज़ कॉम्प्लेक्स।

चावल। 5.11 कार्बोहाइड्रेट के पाचन की एंजाइमी प्रणालियों के स्थानीयकरण की योजना

5.2.1. मुंह और अग्न्याशय द्वारा कार्बोहाइड्रेट का पाचन -एमाइलेज ( -1,4-ग्लाइकोसिडेज़)।आहार पॉलीसेकेराइड, अर्थात् स्टार्च (एक रैखिक एमाइलोज पॉलीसेकेराइड से बना होता है, जिसमें ग्लूकोसाइल अवशेष -1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं, और एमाइलोपेक्टिन, एक शाखित पॉलीसेकेराइड, जहां -1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड भी पाए जाते हैं) , हाइड्रोलाइटिक एंजाइम -amylase (-1,4-ग्लाइकोसिडेज़) (EC 3.2.1.1) युक्त लार के साथ गीला होने के बाद मौखिक गुहा में पहले से ही हाइड्रोलाइज करना शुरू कर देता है, जो स्टार्च में 1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को साफ करता है, लेकिन अभिनय नहीं करता है 1,6-ग्लाइकोसिडिक बांड पर।

इसके अलावा, मौखिक गुहा में स्टार्च के साथ एंजाइम का संपर्क समय कम होता है, इसलिए स्टार्च आंशिक रूप से पच जाता है, जिससे बड़े टुकड़े बनते हैं - डेक्सट्रिन और कुछ माल्टोज डिसैकराइड। डिसाकार्इड्स को लार एमाइलेज द्वारा हाइड्रोलाइज्ड नहीं किया जाता है।

एक अम्लीय वातावरण में पेट में प्रवेश करते समय, लार एमाइलेज बाधित हो जाता है, पाचन प्रक्रिया केवल खाद्य कोमा के अंदर हो सकती है, जहां एमाइलेज गतिविधि कुछ समय तक बनी रह सकती है, जब तक कि पूरे टुकड़े में पीएच अम्लीय न हो जाए। गैस्ट्रिक जूस में कोई एंजाइम नहीं होते हैं जो कार्बोहाइड्रेट को तोड़ते हैं, ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का केवल एक मामूली एसिड हाइड्रोलिसिस संभव है।

ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड के हाइड्रोलिसिस का मुख्य स्थल छोटी आंत है, जिसके विभिन्न भागों में कुछ ग्लाइकोसिडेस स्रावित होते हैं।

ग्रहणी में, पेट की सामग्री को अग्नाशयी स्राव द्वारा निष्क्रिय किया जाता है जिसमें बाइकार्बोनेट एचसीओ 3 होता है - और पीएच 7.5-8.0 होता है। अग्न्याशय के रहस्य में, अग्नाशयी एमाइलेज पाया जाता है, जो स्टार्च और डेक्सट्रिन में -1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है और माल्टोज डिसाकार्इड्स का निर्माण करता है (इस कार्बोहाइड्रेट में, दो ग्लूकोज अवशेष -1,4-ग्लाइकोसिडिक द्वारा जुड़े होते हैं। बांड) और आइसोमाल्टोस (इस कार्बोहाइड्रेट में, दो ग्लूकोज अवशेष स्टार्च अणु में शाखाओं वाली जगहों पर स्थित होते हैं और α-1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं)। ओलिगोसेकेराइड भी बनते हैं जिनमें 8-10 ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो -1,4-ग्लाइकोसिडिक और -1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड दोनों से जुड़े होते हैं।

दोनों एमाइलेज एंडोग्लाइकोसिडेस हैं। अग्नाशयी एमाइलेज भी स्टार्च और -1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड में -1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज नहीं करता है, जिसके द्वारा सेल्यूलोज अणु में ग्लूकोज अवशेष जुड़े होते हैं।

सेल्युलोज आंतों से बिना किसी बदलाव के गुजरता है और एक गिट्टी पदार्थ के रूप में कार्य करता है, भोजन की मात्रा देता है और पाचन प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाता है। बड़ी आंत में, जीवाणु माइक्रोफ्लोरा की कार्रवाई के तहत, अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल और सीओ 2 के गठन के साथ सेल्यूलोज को आंशिक रूप से हाइड्रोलाइज्ड किया जा सकता है, जो आंतों की गतिशीलता के उत्तेजक के रूप में कार्य कर सकता है।

ऊपरी आंत में बनने वाले माल्टोज, आइसोमाल्टोज और ट्रायोज शर्करा को विशिष्ट ग्लाइकोसिडेस द्वारा छोटी आंत में हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है। आहार संबंधी डिसैकराइड, सुक्रोज और लैक्टोज, छोटी आंत में विशिष्ट डिसैकराइडेस द्वारा भी हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।

आंतों के लुमेन में, ओलिगो- और डिसैकराइडेस की गतिविधि कम होती है, लेकिन अधिकांश एंजाइम उपकला कोशिकाओं की सतह से जुड़े होते हैं, जो आंत में उंगली की तरह के प्रकोपों ​​​​पर स्थित होते हैं - विली और, बदले में, के साथ कवर होते हैं माइक्रोविली, ये सभी कोशिकाएं एक ब्रश बॉर्डर बनाती हैं जो हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की संपर्क सतह को उनके सब्सट्रेट के साथ बढ़ाती हैं।

डिसैकराइड्स में क्लीजिंग ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड्स, एंजाइम्स (डिसाकारिडेस) को एंटरोसाइट्स के साइटोप्लाज्मिक मेम्ब्रेन की बाहरी सतह पर स्थित एंजाइम कॉम्प्लेक्स में बांटा जाता है: सुक्रेज-आइसोमाल्टेज, ग्लाइकोमाइलेज, -ग्लाइकोसिडेज।

5.2.2. सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स।इस परिसर में दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं और पॉलीपेप्टाइड के एन-टर्मिनल भाग में स्थित एक ट्रांसमेम्ब्रेन हाइड्रोफोबिक डोमेन का उपयोग करके एंटरोसाइट की सतह से जुड़ी होती हैं। सुक्रेज-आइसोमल्टेज कॉम्प्लेक्स (ईसी 3.2.1.48 और 3.2.1.10) सुक्रोज और आइसोमाल्टोज में -1,2- और -1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को साफ करता है।

कॉम्प्लेक्स के दोनों एंजाइम माल्टोज और माल्टोट्रियोज में α-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करने में भी सक्षम हैं (एक ट्राइसेकेराइड जिसमें तीन ग्लूकोज अवशेष होते हैं और स्टार्च के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनते हैं)।

यद्यपि कॉम्प्लेक्स में काफी उच्च माल्टेज गतिविधि होती है, ऑलिगो- और पॉलीसेकेराइड के पाचन के दौरान बनने वाले 80% माल्टोस को हाइड्रोलाइज करना, इसकी मुख्य विशिष्टता अभी भी सुक्रोज और आइसोमाल्टोस का हाइड्रोलिसिस है, ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस की दर जिसमें से अधिक है माल्टोज और माल्टोट्रियोज में बांडों के हाइड्रोलिसिस की दर। सुक्रोज सबयूनिट एकमात्र आंतों का एंजाइम है जो सुक्रोज को हाइड्रोलाइज करता है। कॉम्प्लेक्स मुख्य रूप से जेजुनम ​​​​में स्थानीयकृत होता है, आंत के समीपस्थ और बाहर के हिस्सों में, सुक्रेज-आइसोमाल्टेज कॉम्प्लेक्स की सामग्री महत्वहीन होती है।

5.2.3. ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स।यह कॉम्प्लेक्स (ईसी 3.2.1.3 और 3.2.1.20) ओलिगोसेकेराइड में ग्लूकोज अवशेषों के बीच -1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है। ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स के अमीनो एसिड अनुक्रम में सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स के अनुक्रम के साथ 60% समरूपता है। दोनों परिसर 31 ग्लाइकोसिल हाइड्रॉलिस के परिवार से संबंधित हैं। एक एक्सोग्लाइकोसिडेस होने के नाते, एंजाइम कम करने वाले छोर से कार्य करता है, यह माल्टोस को भी साफ कर सकता है, इस प्रतिक्रिया में माल्टेज के रूप में कार्य करता है (इस मामले में, ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स माल्टोज ओलिगो के शेष 20% और पाचन के दौरान बनने वाले पॉलीसेकेराइड को हाइड्रोलाइज करता है) . परिसर में सब्सट्रेट विशिष्टता में मामूली अंतर के साथ दो उत्प्रेरक सबयूनिट शामिल हैं। यह कॉम्प्लेक्स छोटी आंत के निचले हिस्सों में सबसे अधिक सक्रिय होता है।

5.2.4.  -ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स (लैक्टेज)।यह एंजाइम कॉम्प्लेक्स लैक्टोज में गैलेक्टोज और ग्लूकोज के बीच -1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है।

ग्लाइकोप्रोटीन ब्रश की सीमा से जुड़ा होता है और छोटी आंत में असमान रूप से वितरित होता है। उम्र के साथ, लैक्टेज गतिविधि कम हो जाती है: यह शिशुओं में अधिकतम है, वयस्कों में यह बच्चों में पृथक एंजाइम गतिविधि के स्तर के 10% से कम है।

5.2.5. ट्रेगलेज़. यह एंजाइम (ईसी 3.2.1.28) एक ग्लाइकोसिडेस कॉम्प्लेक्स है जो ट्रेहलोस में मोनोमर्स के बीच बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है, कवक में पाया जाने वाला एक डिसैकराइड और पहले एनोमेरिक कार्बन के बीच ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े दो ग्लूकोसाइल अवशेषों से युक्त होता है।

ग्लाइकोसिलहाइड्रॉलिस की क्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लाइकोसिल हाइड्रॉलिसिस की क्रिया के परिणामस्वरूप खाद्य कार्बोहाइड्रेट से मोनोसेकेराइड बनते हैं: ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज बड़ी मात्रा में, कुछ हद तक - मैनोज, ज़ाइलोज़, अरबी, जो द्वारा अवशोषित होते हैं जेजुनम ​​​​और इलियम की उपकला कोशिकाएं और विशेष तंत्र का उपयोग करके इन कोशिकाओं की झिल्लियों के माध्यम से ले जाया जाता है।

5.2.6. आंतों के उपकला कोशिकाओं की झिल्लियों में मोनोसेकेराइड का परिवहन।आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं में मोनोसेकेराइड का स्थानांतरण सुगम प्रसार और सक्रिय परिवहन द्वारा किया जा सकता है। सक्रिय परिवहन के मामले में, ग्लूकोज को झिल्ली के माध्यम से Na + आयन के साथ एक वाहक प्रोटीन द्वारा ले जाया जाता है, और ये पदार्थ इस प्रोटीन के विभिन्न भागों के साथ बातचीत करते हैं (चित्र 5.12)। Na + आयन सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करता है, और ग्लूकोज सांद्रता प्रवणता (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) के विरुद्ध, इसलिए, ढाल जितना बड़ा होगा, उतना अधिक ग्लूकोज एंटरोसाइट्स में स्थानांतरित हो जाएगा। बाह्य तरल पदार्थ में Na + की सांद्रता में कमी के साथ, ग्लूकोज की आपूर्ति कम हो जाती है। Na + सांद्रता प्रवणता अंतर्निहित सक्रिय symport Na + , K + -ATPase की क्रिया द्वारा प्रदान की जाती है, जो K + आयन के बदले सेल से Na + पंप करने वाले पंप के रूप में काम करती है। उसी तरह, गैलेक्टोज द्वितीयक सक्रिय परिवहन के तंत्र द्वारा एंटरोसाइट्स में प्रवेश करता है।

चावल। 5.12 एंटरोसाइट्स में मोनोसेकेराइड का प्रवेश। SGLT1 - उपकला कोशिकाओं की झिल्ली में सोडियम पर निर्भर ग्लूकोज/गैलेक्टोज ट्रांसपोर्टर; बेसोलेटरल झिल्ली पर Na +, K + -ATPase SGLT1 के कामकाज के लिए आवश्यक सोडियम और पोटेशियम आयनों की एकाग्रता ढाल बनाता है। GLUT5 मुख्य रूप से फ्रुक्टोज को झिल्ली के माध्यम से कोशिका में पहुंचाता है। बेसोलैटल झिल्ली पर GLUT2 ग्लूकोज, गैलेक्टोज और फ्रुक्टोज को सेल से बाहर ले जाता है (के अनुसार)

सक्रिय परिवहन के कारण, एंटरोसाइट्स आंतों के लुमेन में कम सांद्रता में ग्लूकोज को अवशोषित कर सकते हैं। ग्लूकोज की उच्च सांद्रता पर, यह विशेष वाहक प्रोटीन (ट्रांसपोर्टर्स) की मदद से सुगम प्रसार द्वारा कोशिकाओं में प्रवेश करता है। उसी तरह, फ्रुक्टोज को उपकला कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है।

मोनोसेकेराइड मुख्य रूप से सुगम प्रसार द्वारा एंटरोसाइट्स से रक्त वाहिकाओं में प्रवेश करते हैं। पोर्टल शिरा के माध्यम से विली की केशिकाओं के माध्यम से आधा ग्लूकोज यकृत में ले जाया जाता है, आधा रक्त द्वारा अन्य ऊतकों की कोशिकाओं तक पहुंचाया जाता है।

5.2.7. रक्त से कोशिकाओं तक ग्लूकोज का परिवहन।रक्त से कोशिकाओं में ग्लूकोज का प्रवेश सुगम प्रसार द्वारा किया जाता है, अर्थात, ग्लूकोज परिवहन की दर झिल्ली के दोनों किनारों पर इसकी सांद्रता के ढाल से निर्धारित होती है। मांसपेशियों की कोशिकाओं और वसा ऊतकों में, अग्नाशयी हार्मोन इंसुलिन द्वारा सुगम प्रसार को नियंत्रित किया जाता है। इंसुलिन की अनुपस्थिति में, कोशिका झिल्ली में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर नहीं होते हैं। एरिथ्रोसाइट्स (GLUT1) से ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर (ट्रांसपोर्टर), जैसा कि अंजीर में देखा गया है। 5.13 एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन है जिसमें 492 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं और एक डोमेन संरचना होती है। ध्रुवीय अमीनो एसिड अवशेष झिल्ली के दोनों किनारों पर स्थित होते हैं, हाइड्रोफोबिक झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं, इसे कई बार पार करते हैं। झिल्ली के बाहरी हिस्से में ग्लूकोज बाइंडिंग साइट होती है। जब ग्लूकोज बाध्य होता है, वाहक की संरचना बदल जाती है, और मोनोसैकराइड बाध्यकारी साइट कोशिका के अंदर खुल जाती है। ग्लूकोज कोशिका में गुजरता है, वाहक प्रोटीन से अलग होता है।

5.2.7.1. ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर: ग्लूट 1, 2, 3, 4, 5।ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर सभी ऊतकों में पाए गए हैं, जिनमें से कई किस्में हैं, उनकी खोज के क्रम में गिने गए हैं। पांच प्रकार के GLUTs का वर्णन किया गया है जिनकी प्राथमिक संरचना और डोमेन संगठन समान हैं।

GLUT 1, मस्तिष्क, प्लेसेंटा, किडनी, बड़ी आंत, एरिथ्रोसाइट्स में स्थानीयकृत, मस्तिष्क को ग्लूकोज की आपूर्ति करता है।

GLUT 2 ग्लूकोज को उन अंगों से स्थानांतरित करता है जो इसे रक्त में स्रावित करते हैं: एंटरोसाइट्स, यकृत, इसे अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स के β-कोशिकाओं तक पहुंचाता है।

GLUT 3 मस्तिष्क, प्लेसेंटा, गुर्दे सहित कई ऊतकों में पाया जाता है, और तंत्रिका ऊतक की कोशिकाओं को ग्लूकोज का प्रवाह प्रदान करता है।

GLUT 4 ग्लूकोज को मांसपेशी कोशिकाओं (कंकाल और हृदय) और वसा ऊतक में स्थानांतरित करता है, और यह इंसुलिन पर निर्भर है।

GLUT 5 छोटी आंत की कोशिकाओं में पाया जाता है और फ्रुक्टोज को भी सहन कर सकता है।

सभी वाहक साइटोप्लाज्मिक . दोनों में स्थित हो सकते हैं

चावल। 5.13. एरिथ्रोसाइट्स (GLUT1) से ग्लूकोज वाहक (ट्रांसपोर्टर) प्रोटीन की संरचना (के अनुसार)

कोशिकाओं में और प्लाज्मा झिल्ली में पुटिकाओं। इंसुलिन की अनुपस्थिति में, GLUT 4 केवल कोशिका के अंदर स्थित होता है। इंसुलिन के प्रभाव में, पुटिकाओं को प्लाज्मा झिल्ली में ले जाया जाता है, इसके साथ फ्यूज किया जाता है, और GLUT 4 को झिल्ली में शामिल किया जाता है, जिसके बाद ट्रांसपोर्टर कोशिका में ग्लूकोज के प्रसार की सुविधा प्रदान करता है। रक्त में इंसुलिन की सांद्रता में कमी के बाद, ट्रांसपोर्टर फिर से साइटोप्लाज्म में लौट आते हैं और सेल में ग्लूकोज का परिवहन बंद हो जाता है।

ग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों के काम में विभिन्न विकारों की पहचान की गई है। वाहक प्रोटीन में वंशानुगत दोष के साथ, गैर-इंसुलिन-निर्भर मधुमेह मेलिटस विकसित होता है। प्रोटीन दोषों के अलावा, अन्य विकार भी होते हैं: 1) ट्रांसपोर्टर के झिल्ली तक जाने के बारे में इंसुलिन सिग्नल के संचरण में एक दोष, 2) ट्रांसपोर्टर की गति में एक दोष, 3) में एक दोष झिल्ली में प्रोटीन का समावेश, 4) झिल्ली से लेस का उल्लंघन।

5.2.8. इंसुलिन।यह यौगिक अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स के β-कोशिकाओं द्वारा स्रावित एक हार्मोन है। इंसुलिन एक पॉलीपेप्टाइड है जिसमें दो पॉलीपेप्टाइड चेन होते हैं: एक में 21 अमीनो एसिड अवशेष (चेन ए) होते हैं, दूसरे में 30 अमीनो एसिड अवशेष (चेन बी) होते हैं। श्रृंखलाएं दो डाइसल्फ़ाइड बांडों द्वारा परस्पर जुड़ी हुई हैं: A7-B7, A20-B19। ए-श्रृंखला के अंदर छठे और ग्यारहवें अवशेषों के बीच एक इंट्रामोल्युलर डाइसल्फ़ाइड बंधन होता है। हार्मोन दो रूपों में मौजूद हो सकता है: टी और आर (चित्र। 5.14)।

चावल। 5.14. इंसुलिन के मोनोमेरिक रूप की स्थानिक संरचना: एकपोर्सिन इंसुलिन, टी-संरूपण, बी मानव इंसुलिन, आर-संरूपण (ए-चेन दिखाया गया है लालरंग, बी-चेन पीला) (के अनुसार )

हार्मोन एक मोनोमर, डिमर और हेक्सामर के रूप में मौजूद हो सकता है। हेक्सामेरिक रूप में, इंसुलिन को एक जस्ता आयन द्वारा स्थिर किया जाता है जो सभी छह उप-इकाइयों की His10 B श्रृंखला के साथ समन्वय करता है (चित्र 5.15)।

मानव इंसुलिन के साथ प्राथमिक संरचना में स्तनधारी इंसुलिन की एक महान समरूपता है: उदाहरण के लिए, सुअर इंसुलिन में केवल एक प्रतिस्थापन होता है - बी-श्रृंखला के कार्बोक्सिल अंत में थ्रेओनीन के बजाय एलेनिन होता है, गोजातीय इंसुलिन में तीन अन्य अमीनो एसिड होते हैं मानव इंसुलिन की तुलना में अवशेष। अक्सर, प्रतिस्थापन ए श्रृंखला के 8, 9 और 10 पदों पर होते हैं, लेकिन वे हार्मोन की जैविक गतिविधि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करते हैं।

डाइसल्फ़ाइड बांड की स्थिति में अमीनो एसिड अवशेषों के प्रतिस्थापन, ए-श्रृंखला के सी- और एन-टर्मिनल क्षेत्रों में हाइड्रोफोबिक अवशेष और बी-चेन के सी-टर्मिनल क्षेत्रों में बहुत दुर्लभ हैं, जो इनके महत्व को इंगित करता है इंसुलिन की जैविक गतिविधि की अभिव्यक्ति में क्षेत्र। B-श्रृंखला के Phe24 और Phe25 अवशेष और A-श्रृंखला के C- और N-टर्मिनल अवशेष हार्मोन के सक्रिय केंद्र के निर्माण में भाग लेते हैं।

चावल। 5.15. इंसुलिन हेक्सामर की स्थानिक संरचना (आर 6) (के अनुसार)

5.2.8.1. इंसुलिन का जैवसंश्लेषण।इंसुलिन को एक अग्रदूत के रूप में संश्लेषित किया जाता है, प्रीप्रोइन्सुलिन, जिसमें 110 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, रफ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में पॉलीरिबोसोम पर। बायोसिंथेसिस एक सिग्नल पेप्टाइड के गठन के साथ शुरू होता है जो एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के लुमेन में प्रवेश करता है और बढ़ते पॉलीपेप्टाइड के आंदोलन को निर्देशित करता है। संश्लेषण के अंत में, सिग्नल पेप्टाइड, 24 अमीनो एसिड अवशेष लंबे होते हैं, प्रीप्रोइन्सुलिन से प्रोइन्सुलिन बनाने के लिए क्लीव किया जाता है, जिसमें 86 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं और इसे गोल्गी तंत्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जहां टैंकों में इंसुलिन की और परिपक्वता होती है। प्रोन्सुलिन की स्थानिक संरचना अंजीर में दिखाई गई है। 5.16.

लंबी अवधि की परिपक्वता की प्रक्रिया में, सेरीन एंडोपेप्टिडेस PC2 और PC1/3 की क्रिया के तहत, पहले Arg64 और Lys65 के बीच पेप्टाइड बॉन्ड को क्लीव किया जाता है, फिर Arg31 और Arg32 द्वारा निर्मित पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है, जिसमें C-पेप्टाइड होता है। 31 अमीनो एसिड अवशेषों को साफ किया जा रहा है। 51 अमीनो एसिड अवशेषों वाले इंसुलिन में प्रोइन्सुलिन का रूपांतरण ए-श्रृंखला के एन-टर्मिनस और बी-चेन के सी-टर्मिनस पर कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ ई की कार्रवाई के तहत आर्गिनिन अवशेषों के हाइड्रोलिसिस के साथ समाप्त होता है, जो इसी तरह की विशिष्टता प्रदर्शित करता है कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ बी, यानी, पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करता है, इमिनो समूह जो मुख्य अमीनो एसिड (चित्र। 5.17 और 5.18) से संबंधित है।

चावल। 5.16. प्रोइंसुलिन की प्रस्तावित स्थानिक संरचना एक रचना में है जो प्रोटियोलिसिस को बढ़ावा देती है। लाल गेंदें अमीनो एसिड अवशेषों (Arg64 और Lys65; Arg31 और Arg32) को इंगित करती हैं, पेप्टाइड बॉन्ड जिनके बीच प्रोइन्सुलिन प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप हाइड्रोलिसिस होता है (के अनुसार)

इंसुलिन और सी-पेप्टाइड समान मात्रा में स्रावी कणिकाओं में प्रवेश करते हैं, जहां इंसुलिन, जिंक आयन के साथ बातचीत करके डिमर और हेक्सामर्स बनाता है। स्रावी कणिकाओं, प्लाज्मा झिल्ली के साथ विलय, एक्सोसाइटोसिस के परिणामस्वरूप इंसुलिन और सी-पेप्टाइड को बाह्य तरल पदार्थ में स्रावित करते हैं। रक्त प्लाज्मा में इंसुलिन का आधा जीवन 3-10 मिनट है, सी-पेप्टाइड का लगभग 30 मिनट है। इंसुलिन एंजाइम की क्रिया से इंसुलिन टूट जाता है, यह प्रक्रिया लीवर और किडनी में होती है।

5.2.8.2. इंसुलिन संश्लेषण और स्राव का विनियमन।इंसुलिन स्राव का मुख्य नियामक ग्लूकोज है, जो मुख्य ऊर्जा वाहक के चयापचय में शामिल इंसुलिन जीन और प्रोटीन जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है। ग्लूकोज सीधे प्रतिलेखन कारकों से जुड़ सकता है, जिसका जीन अभिव्यक्ति की दर पर सीधा प्रभाव पड़ता है। इंसुलिन और ग्लूकागन के स्राव पर एक माध्यमिक प्रभाव संभव है, जब स्रावी कणिकाओं से इंसुलिन की रिहाई इंसुलिन mRNA के प्रतिलेखन को सक्रिय करती है। लेकिन इंसुलिन का स्राव सीए 2+ आयनों की सांद्रता पर निर्भर करता है और ग्लूकोज की उच्च सांद्रता पर भी उनकी कमी के साथ कम हो जाता है, जो इंसुलिन के संश्लेषण को सक्रिय करता है। इसके अलावा, यह एड्रेनालाईन द्वारा बाधित होता है जब यह 2 रिसेप्टर्स से बांधता है। इंसुलिन स्राव के उत्तेजक विकास हार्मोन, कोर्टिसोल, एस्ट्रोजेन, जठरांत्र संबंधी मार्ग के हार्मोन (सीक्रेटिन, कोलेसिस्टोकिनिन, गैस्ट्रिक निरोधात्मक पेप्टाइड) हैं।

चावल। 5.17. प्रीप्रोइन्सुलिन का संश्लेषण और प्रसंस्करण (के अनुसार)

रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता में वृद्धि के जवाब में लैंगरहैंस के आइलेट्स के β-कोशिकाओं द्वारा इंसुलिन का स्राव निम्नानुसार महसूस किया जाता है:

चावल। 5.18. Arg64 और Lys65 के बीच पेप्टाइड बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस द्वारा इंसुलिन में प्रोइन्सुलिन का प्रसंस्करण, सेरीन एंडोपेप्टिडेज़ PC2 द्वारा उत्प्रेरित, और सेरीन एंडोपेप्टिडेज़ PC1 / 3 द्वारा Arg31 और Arg32 के बीच पेप्टाइड बॉन्ड की दरार, रूपांतरण arginine अवशेषों के दरार के साथ समाप्त होता है। ए-श्रृंखला के टर्मिनस और सी-टर्मिनस बी-चेन कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ ई की कार्रवाई के तहत (क्लीवेड ऑफ आर्गिनिन अवशेष मंडलियों में दिखाए जाते हैं)। प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, इंसुलिन के अलावा, एक सी-पेप्टाइड बनता है (के अनुसार)

1) ग्लूकोज को GLUT 2 वाहक प्रोटीन द्वारा -कोशिकाओं में ले जाया जाता है;

2) कोशिका में, ग्लूकोज ग्लाइकोलाइसिस से गुजरता है और एटीपी के गठन के साथ श्वसन चक्र में आगे ऑक्सीकरण होता है; एटीपी संश्लेषण की तीव्रता रक्त में ग्लूकोज के स्तर पर निर्भर करती है;

3) एटीपी की कार्रवाई के तहत, पोटेशियम आयन चैनल बंद हो जाते हैं और झिल्ली विध्रुवित हो जाती है;

4) झिल्ली विध्रुवण वोल्टेज पर निर्भर कैल्शियम चैनलों के खुलने और सेल में कैल्शियम के प्रवेश का कारण बनता है;

5) सेल में कैल्शियम के स्तर में वृद्धि फॉस्फोलिपेज़ सी को सक्रिय करती है, जो झिल्ली में से एक फॉस्फोलिपिड्स - फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-डाइफॉस्फेट - को इनोसिटोल-1,4,5-ट्राइफॉस्फेट और डायसाइलग्लिसरॉल में साफ करती है;

6) इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के रिसेप्टर प्रोटीन के लिए बाध्य, बाध्य इंट्रासेल्युलर कैल्शियम की एकाग्रता में तेज वृद्धि का कारण बनता है, जो स्रावी कणिकाओं में संग्रहीत पूर्व-संश्लेषित इंसुलिन की रिहाई की ओर जाता है।

5.2.8.3. इंसुलिन की क्रिया का तंत्र।मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं पर इंसुलिन का मुख्य प्रभाव कोशिका झिल्ली में ग्लूकोज के परिवहन को बढ़ाना है। इंसुलिन के साथ उत्तेजना से कोशिका में ग्लूकोज के प्रवेश की दर में 20-40 गुना वृद्धि होती है। जब इंसुलिन से प्रेरित किया जाता है, तो प्लाज्मा झिल्ली में ग्लूकोज परिवहन प्रोटीन की सामग्री में 5-10 गुना वृद्धि होती है, साथ ही इंट्रासेल्युलर पूल में उनकी सामग्री के 50-60% की कमी होती है। एटीपी के रूप में ऊर्जा की आवश्यक मात्रा मुख्य रूप से इंसुलिन रिसेप्टर के सक्रियण के लिए आवश्यक है, न कि ट्रांसपोर्टर प्रोटीन के फॉस्फोराइलेशन के लिए। ग्लूकोज परिवहन की उत्तेजना ऊर्जा की खपत को 20-30 गुना बढ़ा देती है, जबकि ग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों को स्थानांतरित करने के लिए केवल थोड़ी मात्रा में ग्लूकोज की आवश्यकता होती है। कोशिका झिल्ली में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों का स्थानांतरण रिसेप्टर के साथ इंसुलिन की बातचीत के कुछ मिनट बाद ही देखा जाता है, और ट्रांसपोर्टर प्रोटीन के साइकिलिंग की प्रक्रिया को तेज करने या बनाए रखने के लिए इंसुलिन के और उत्तेजक प्रभावों की आवश्यकता होती है।

इंसुलिन, अन्य हार्मोन की तरह, संबंधित रिसेप्टर प्रोटीन के माध्यम से कोशिकाओं पर कार्य करता है। इंसुलिन रिसेप्टर एक जटिल इंटीग्रल सेल मेम्ब्रेन प्रोटीन है जिसमें दो -सबयूनिट्स (130 kDa) और दो -सबयूनिट्स (95 kDa) होते हैं; पूर्व पूरी तरह से कोशिका के बाहर स्थित होते हैं, इसकी सतह पर, बाद वाले प्लाज्मा झिल्ली में प्रवेश करते हैं।

इंसुलिन रिसेप्टर एक टेट्रामर है जिसमें दो बाह्य α-सबयूनिट्स होते हैं जो हार्मोन के साथ बातचीत करते हैं और सिस्टीन 524 और Cys682, Cys683, Cys685 दोनों α-सबयूनिट्स के बीच डाइसल्फ़ाइड पुलों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं (चित्र 5.19 देखें)। एक), और Cys647 () और Cys872 के बीच एक डाइसल्फ़ाइड पुल से जुड़े टाइरोसिन किनसे गतिविधि को प्रदर्शित करने वाले दो ट्रांसमेम्ब्रेनर -सबयूनिट्स। 135 kDa के आणविक भार वाले α-सबयूनिट की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में 719 अमीनो-

चावल। 5.19. इंसुलिन रिसेप्टर डिमर की संरचना: एकइंसुलिन रिसेप्टर की मॉड्यूलर संरचना। ऊपर - α-सबयूनिट्स डाइसल्फ़ाइड पुलों Cys524, Cys683-685 से जुड़े हुए हैं और इसमें छह डोमेन शामिल हैं: दो में ल्यूसीन दोहराता है L1 और L2, एक सिस्टीन-समृद्ध CR क्षेत्र, और तीन प्रकार III फ़ाइब्रोनेक्टिन डोमेन Fn o , Fn 1, ID (परिचय) डोमेन)। नीचे - डाइसल्फ़ाइड ब्रिज Cys647Cys872 द्वारा -सबयूनिट से जुड़े -सबयूनिट्स और सात डोमेन से मिलकर: तीन फ़ाइब्रोनेक्टिन डोमेन आईडी, Fn 1 और Fn 2, ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन TM, JM डोमेन की झिल्ली से सटे हुए, tyrosine kinase डोमेन टीके, सी-टर्मिनल एसटी; बीरिसेप्टर की स्थानिक व्यवस्था, एक डिमर रंग में दिखाया गया है, दूसरा सफेद है, ए हार्मोन बाइंडिंग साइट के विपरीत सक्रिय लूप, एक्स (लाल)  -सबयूनिट का सी-टर्मिनल भाग, एक्स (काला) -सबयूनिट का एन-टर्मिनल भाग, पीली गेंदें 1,2,3 - सिस्टीन अवशेषों के बीच डाइसल्फ़ाइड बॉन्ड 524, 683-685, 647-872 (के अनुसार)

एसिड अवशेष और छह डोमेन होते हैं: दो डोमेन L1 और L2 जिसमें ल्यूसीन दोहराव होता है, एक सिस्टीन-समृद्ध सीआर क्षेत्र, जहां इंसुलिन बाध्यकारी केंद्र स्थित होता है, और तीन प्रकार III फ़ाइब्रोनेक्टिन डोमेन Fn o, Fn 1, Ins (परिचय डोमेन) ( चित्र 5.18 देखें)। -सबयूनिट में 620 अमीनो एसिड अवशेष शामिल हैं, जिसमें 95 kDa का आणविक भार है, और इसमें सात डोमेन शामिल हैं: तीन फ़ाइब्रोनेक्टिन डोमेन आईडी, Fn 1 और Fn 2, एक ट्रांसमेम्ब्रेन TM डोमेन, झिल्ली से सटे एक JM डोमेन, एक TK टाइरोसिन किनसे डोमेन, और एक सी-टर्मिनल सीटी। रिसेप्टर पर दो इंसुलिन बाध्यकारी साइटें पाई गईं: एक उच्च आत्मीयता के साथ, दूसरी कम आत्मीयता के साथ। कोशिका में एक हार्मोन संकेत का संचालन करने के लिए, इंसुलिन को एक उच्च आत्मीयता साइट से बांधना चाहिए। यह केंद्र तब बनता है जब इंसुलिन एक -सबयूनिट के L1, L2 और CR डोमेन और दूसरे के फ़ाइब्रोनेक्टिन डोमेन से जुड़ता है, जबकि -सबयूनिट्स की व्यवस्था एक-दूसरे के विपरीत होती है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 5.19, साथ।

रिसेप्टर के उच्च आत्मीयता के केंद्र के साथ इंसुलिन बातचीत की अनुपस्थिति में, -सबयूनिट्स को एक फलाव (कैम) द्वारा -सबयूनिट्स से दूर ले जाया जाता है, जो सीआर डोमेन का हिस्सा है, जो सक्रिय लूप (ए) के संपर्क को रोकता है। -लूप) एक -सबयूनिट के टाइरोसिन किनसे डोमेन का फॉस्फोराइलेशन साइटों के साथ दूसरे - सब-यूनिट पर (चित्र 5.20, बी) जब इंसुलिन इंसुलिन रिसेप्टर के उच्च आत्मीयता केंद्र से जुड़ जाता है, तो रिसेप्टर की संरचना बदल जाती है, फलाव अब - और -सबयूनिट्स को आने से नहीं रोकता है, TK डोमेन के सक्रिय लूप विपरीत TK पर tyrosine फॉस्फोराइलेशन साइटों के साथ बातचीत करते हैं। डोमेन, -सबयूनिट्स का ट्रांसफॉस्फोराइलेशन सात टाइरोसिन अवशेषों पर होता है: Y1158, Y1162, Y1163 सक्रिय लूप (यह एक किनेज नियामक डोमेन है), Y1328, ST डोमेन का Y1334, Y965, JM डोमेन का Y972 (चित्र। 5.20) , एक), जो रिसेप्टर की टाइरोसिन किनसे गतिविधि में वृद्धि की ओर जाता है। टीके की स्थिति 1030 में उत्प्रेरक सक्रिय केंद्र - एटीपी-बाध्यकारी केंद्र में शामिल एक लाइसिन अवशेष है। साइट-निर्देशित उत्परिवर्तजन द्वारा कई अन्य अमीनो एसिड के साथ इस लाइसिन का प्रतिस्थापन इंसुलिन रिसेप्टर की टाइरोसिन किनसे गतिविधि को समाप्त कर देता है लेकिन इंसुलिन बंधन को ख़राब नहीं करता है। हालांकि, इस तरह के रिसेप्टर में इंसुलिन जोड़ने से सेल चयापचय और प्रसार पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। कुछ सेरीन-थ्रेओनीन अवशेषों का फॉस्फोराइलेशन, इसके विपरीत, इंसुलिन के लिए आत्मीयता को कम करता है और टाइरोसिन किनसे गतिविधि को कम करता है।

कई इंसुलिन रिसेप्टर सबस्ट्रेट्स ज्ञात हैं: आईआरएस -1 (इंसुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट), आईआरएस -2, एसटीएटी परिवार के प्रोटीन (सिग्नल ट्रांसड्यूसर और ट्रांसक्रिप्शन के एक्टिवेटर - सिग्नल ट्रांसड्यूसर और ट्रांसक्रिप्शन एक्टिवेटर्स की चर्चा भाग 4 "रक्षा के जैव रासायनिक आधार" में की गई है। प्रतिक्रियाएं")।

IRS-1 एक साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन है जो अपने SH2 डोमेन के साथ इंसुलिन रिसेप्टर TK के फॉस्फोराइलेटेड टायरोसिन से बांधता है और इंसुलिन उत्तेजना के तुरंत बाद रिसेप्टर के tyrosine kinase द्वारा फॉस्फोराइलेट किया जाता है। सब्सट्रेट के फास्फारिलीकरण की डिग्री इंसुलिन के लिए सेलुलर प्रतिक्रिया में वृद्धि या कमी, कोशिकाओं में परिवर्तन के आयाम और हार्मोन की संवेदनशीलता पर निर्भर करती है। IRS-1 जीन को नुकसान इंसुलिन पर निर्भर मधुमेह का कारण हो सकता है। IRS-1 पेप्टाइड श्रृंखला में लगभग 1200 अमीनो एसिड अवशेष, 20–22 संभावित टायरोसिन फॉस्फोराइलेशन केंद्र और लगभग 40 सेरीन-थ्रेओनीन फॉस्फोराइलेशन केंद्र होते हैं।

चावल। 5.20. इंसुलिन रिसेप्टर को इंसुलिन के बंधन में संरचनात्मक परिवर्तन की सरलीकृत योजना: एकउच्च आत्मीयता केंद्र पर हार्मोन बंधन के परिणामस्वरूप रिसेप्टर संरचना में परिवर्तन फलाव के विस्थापन, सब यूनिटों के अभिसरण और टीके डोमेन के ट्रांसफॉस्फोराइलेशन की ओर जाता है; बी इंसुलिन रिसेप्टर पर उच्च आत्मीयता बाध्यकारी साइट के साथ इंसुलिन बातचीत की अनुपस्थिति में, फलाव (कैम) - और -सबयूनिट्स और टीके डोमेन के ट्रांसफॉस्फोराइलेशन के दृष्टिकोण को रोकता है। ए-लूप - टीके डोमेन का सक्रिय लूप, एक सर्कल में नंबर 1 और 2 - सबयूनिट्स के बीच डाइसल्फ़ाइड बॉन्ड, टीके - टाइरोसिन किनसे डोमेन, सी - टीके का कैटेलिटिक सेंटर, सेट 1 और सेट 2 - -सबयूनिट्स के एमिनो एसिड सीक्वेंस जो रिसेप्टर के लिए इंसुलिन की उच्च आत्मीयता का स्थान बनाते हैं (के अनुसार)

कई टाइरोसिन अवशेषों में IRS-1 का फॉस्फोराइलेशन इसे SH2 डोमेन वाले प्रोटीन से बाँधने की क्षमता देता है: tyrosine phosphatase syp, PHI-3-kinase का p85 सबयूनिट (phosphatidylinositol-3-kinase), अडैप्टर प्रोटीन Grb2, प्रोटीन tyrosine phosphatase SH- PTP2, फॉस्फोलिपेज़ C, GAP (छोटे GTP-बाध्यकारी प्रोटीन का उत्प्रेरक)। समान प्रोटीन के साथ IRS-1 की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, कई डाउनस्ट्रीम सिग्नल उत्पन्न होते हैं।

चावल। 5.21. इंसुलिन की क्रिया के तहत साइटोप्लाज्म से प्लाज्मा झिल्ली तक मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर प्रोटीन GLUT 4 का अनुवाद। रिसेप्टर के साथ इंसुलिन की बातचीत से इंसुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट (IRS) का फॉस्फोराइलेशन होता है जो PI-3-kinase (PI3K) को बांधता है, जो फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-3,4,5-ट्राइफॉस्फेट फॉस्फोलिपिड (PtdIns(3,) के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है। 4,5) पी 3)। बाद वाला यौगिक, प्लेक्सट्रिन डोमेन (PH) को बांधकर, प्रोटीन केनेसेस PDK1, PDK2, और PKV को कोशिका झिल्ली में जुटाता है। PDK1 इसे सक्रिय करते हुए, Thr308 पर RKB को फास्फोराइलेट करता है। फॉस्फोराइलेटेड RKV GLUT4 युक्त पुटिकाओं के साथ जुड़ता है, जिससे प्लाज्मा झिल्ली में उनका स्थानांतरण होता है, जिससे मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं में ग्लूकोज परिवहन में वृद्धि होती है (के अनुसार)

फॉस्फोराइलेटेड IRS-1 द्वारा प्रेरित, फॉस्फोलिपेज़ C कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4.5-डिफॉस्फेट को दो दूसरे संदेशवाहक बनाने के लिए हाइड्रोलाइज़ करता है: इनोसिटोल-3,4,5-ट्राइफॉस्फेट और डायसाइलग्लिसरॉल। इनोसिटोल-3,4,5-ट्राइफॉस्फेट, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के आयन चैनलों पर कार्य करता है, इससे कैल्शियम निकलता है। Diacylglycerol शांतोडुलिन और प्रोटीन किनेज C पर कार्य करता है, जो विभिन्न सबस्ट्रेट्स को फॉस्फोराइलेट करता है, जिससे सेलुलर सिस्टम की गतिविधि में बदलाव होता है।

फॉस्फोराइलेटेड IRS-1 भी PHI-3-kinase को सक्रिय करता है, जो फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4-फॉस्फेट के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है, और फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-4,5-डाइफॉस्फेट को स्थिति 3 पर फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-3-फॉस्फेट, फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-3,4-डाइफॉस्फेट बनाने के लिए उत्प्रेरित करता है। और फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल, क्रमशः -3,4,5-ट्राइफॉस्फेट।

PHI-3-kinase एक हेटेरोडिमर है जिसमें नियामक (p85) और उत्प्रेरक (p110) सबयूनिट होते हैं। नियामक सबयूनिट में दो SH2 डोमेन और एक SH3 डोमेन है, इसलिए PI-3 kinase उच्च आत्मीयता के साथ IRS-1 से जुड़ता है। झिल्ली में गठित फॉस्फेटिडिलिनोसिटॉल डेरिवेटिव, स्थिति 3 पर फॉस्फोराइलेट, तथाकथित प्लेक्सट्रिन (पीएच) डोमेन वाले प्रोटीन को बांधें (डोमेन फॉस्फेटिडिलिनोसिटोल-3-फॉस्फेट के लिए एक उच्च आत्मीयता प्रदर्शित करता है): प्रोटीन किनेज पीडीके 1 (फॉस्फेटिडिलिनोसाइटाइड-आश्रित किनेज), प्रोटीन किनेज बी (पीकेवी)।

प्रोटीन किनसे बी (पीकेबी) में तीन डोमेन होते हैं: एन-टर्मिनल प्लेक्सट्रिन, सेंट्रल कैटेलिटिक और सी-टर्मिनल रेगुलेटरी। RKV सक्रियण के लिए plectrin डोमेन आवश्यक है। कोशिका झिल्ली के पास प्लेक्सट्रिन डोमेन की मदद से बंध कर, पीकेवी प्रोटीन किनसे पीडीके1 तक पहुंचता है, जो इसके माध्यम से

इसका प्लेक्सट्रिन डोमेन भी कोशिका झिल्ली के पास स्थानीयकृत होता है। PDK1 PKV kinase डोमेन के Thr308 को फॉस्फोराइलेट करता है, जिसके परिणामस्वरूप PKV सक्रियण होता है। सक्रिय PKV फॉस्फोराइलेट्स ग्लाइकोजन सिंथेज़ किनसे 3 (सेर 9 की स्थिति में), एंजाइम की निष्क्रियता का कारण बनता है और इस तरह ग्लाइकोजन संश्लेषण की प्रक्रिया होती है। फी-3-फॉस्फेट-5-किनेज भी फॉस्फोराइलेशन से गुजरता है, जो पुटिकाओं पर कार्य करता है जिसमें GLUT 4 वाहक प्रोटीन एडिपोसाइट्स के साइटोप्लाज्म में संग्रहीत होते हैं, जिससे ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर्स को कोशिका झिल्ली में स्थानांतरित किया जाता है, इसमें शामिल किया जाता है और ग्लूकोज का ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसपोर्ट होता है। मांसपेशियों और वसा कोशिकाओं में (चित्र। 5.21)।

इंसुलिन न केवल GLUT 4 वाहक प्रोटीन की मदद से कोशिका में ग्लूकोज के प्रवेश को प्रभावित करता है। यह प्रोटीन के संश्लेषण में ग्लूकोज, वसा, अमीनो एसिड, आयनों के चयापचय के नियमन में शामिल है, और प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है प्रतिकृति और प्रतिलेखन।

सेल में ग्लूकोज चयापचय पर प्रभाव इस प्रक्रिया में शामिल एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ाकर ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को उत्तेजित करके किया जाता है: ग्लूकोकाइनेज, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस, पाइरूवेट किनेज, हेक्सोकाइनेज। इंसुलिन, एडिनाइलेट साइक्लेज कैस्केड के माध्यम से, फॉस्फेट को सक्रिय करता है, जो ग्लाइकोजन सिंथेज़ को डीफॉस्फोराइलेट करता है, जो ग्लाइकोजन संश्लेषण (चित्र। 5.22) को सक्रिय करता है और इसके टूटने की प्रक्रिया को रोकता है। फॉस्फोएनोलफ्रुवेट कार्बोक्सीकाइनेज को रोककर, इंसुलिन ग्लूकोनेोजेनेसिस की प्रक्रिया को रोकता है।

चावल। 5.22. ग्लाइकोजन संश्लेषण का आरेख

यकृत और वसा ऊतक में, इंसुलिन की कार्रवाई के तहत, एंजाइमों की सक्रियता से वसा का संश्लेषण उत्तेजित होता है: एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज, लिपोप्रोटीन लाइपेस। उसी समय, वसा के टूटने को रोक दिया जाता है, क्योंकि इंसुलिन-सक्रिय फॉस्फेट, हार्मोन-संवेदनशील ट्राईसिलेग्लिसरॉल लाइपेस का डीफॉस्फोराइलेशन, इस एंजाइम को रोकता है और रक्त में परिसंचारी की एकाग्रता को रोकता है। वसायुक्त अम्लघटता है।

जिगर, वसा ऊतक, कंकाल की मांसपेशी और हृदय में, इंसुलिन सौ से अधिक जीनों के प्रतिलेखन की दर को प्रभावित करता है।

5.2.9. ग्लूकागन।रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता में कमी के जवाब में, अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स की -कोशिकाएं "हंगर हार्मोन" - ग्लूकागन का उत्पादन करती हैं, जो आणविक भार 3485 Da का एक पॉलीपेप्टाइड है, जिसमें 29 अमीनो एसिड होता है। अवशेष

ग्लूकागन की क्रिया इंसुलिन के प्रभाव के विपरीत होती है। इंसुलिन ग्लाइकोजेनेसिस, लिपोजेनेसिस और प्रोटीन संश्लेषण को उत्तेजित करके ऊर्जा भंडारण को बढ़ावा देता है, और ग्लूकागन, ग्लाइकोजेनोलिसिस और लिपोलिसिस को उत्तेजित करके, संभावित ऊर्जा स्रोतों की तेजी से गतिशीलता का कारण बनता है।

चावल। 5.23. मानव प्रोग्लुकागन की संरचना और प्रोग्लुकागन के ऊतक-विशिष्ट प्रसंस्करण प्रोग्लुकागन-व्युत्पन्न पेप्टाइड्स में: ग्लूकागन और एमपीजीएफ (मेयर प्रोग्लुकागन टुकड़ा) अग्न्याशय में प्रोग्लुकागन से बनते हैं; आंत के न्यूरोएंडोक्राइन कोशिकाओं और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कुछ हिस्सों में, ग्लाइसेंटिन, ऑक्सींटोमोडुलिन, जीएलपी -1 (प्रोग्लुकागन से प्राप्त एक पेप्टाइड), जीएलपी -2, दो मध्यवर्ती पेप्टाइड्स (मध्यवर्ती पेप्टाइड - आईपी), जीआरपीपी - ग्लिसेन्टिन-संबंधित अग्नाशयी पॉलीपेप्टाइड (अग्न्याशय से पॉलीपेप्टाइड - ग्लाइसेंटाइन का व्युत्पन्न) (के अनुसार)

हार्मोन को अग्न्याशय के लैंगरहैंस के आइलेट्स के -कोशिकाओं द्वारा, साथ ही आंत के न्यूरोएंडोक्राइन कोशिकाओं में और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में एक निष्क्रिय अग्रदूत  प्रोग्लुकागन (आणविक भार 9,000 Da) के रूप में संश्लेषित किया जाता है, जिसमें शामिल हैं 180 अमीनो एसिड अवशेष और कन्वर्टेज़ 2 का उपयोग करके प्रसंस्करण से गुजरना और विभिन्न लंबाई के कई पेप्टाइड बनाना, जिसमें ग्लूकागन और दो ग्लूकागन जैसे पेप्टाइड्स (ग्लूकागन जैसे पेप्टाइड  GLP-1, GLP-2, ग्लाइसेंटिन) (चित्र। 5.23) शामिल हैं। ग्लूकागन के 27 अमीनो एसिड अवशेषों में से 14 गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट के एक अन्य हार्मोन, सेक्रेटिन के अणु के समान हैं।

प्रतिक्रिया करने वाली कोशिकाओं के रिसेप्टर्स के लिए ग्लूकागन को बांधने के लिए, एन-टर्मिनस से इसके 1-27 अनुक्रम की अखंडता की आवश्यकता होती है। हार्मोन के प्रभाव की अभिव्यक्ति में एक महत्वपूर्ण भूमिका एन-टर्मिनस पर स्थित हिस्टिडीन अवशेष द्वारा निभाई जाती है, और रिसेप्टर्स के लिए बाध्य करने में, टुकड़ा 20-27।

रक्त प्लाज्मा में, ग्लूकागन किसी भी परिवहन प्रोटीन से बंधता नहीं है, इसका आधा जीवन 5 मिनट है, यकृत में यह प्रोटीन द्वारा नष्ट हो जाता है, जबकि टूटने की शुरुआत Ser2 और Gln3 के बीच के बंधन के टूटने और डाइपेप्टाइड को हटाने से होती है। एन-टर्मिनस से।

ग्लूकागन स्राव ग्लूकोज द्वारा बाधित होता है लेकिन प्रोटीन खाद्य पदार्थों द्वारा उत्तेजित होता है। GLP-1 ग्लूकागन स्राव को रोकता है और इंसुलिन स्राव को उत्तेजित करता है।

ग्लूकागन का प्रभाव केवल हेपेटोसाइट्स और वसा कोशिकाओं पर होता है जिनके प्लाज्मा झिल्ली में इसके लिए रिसेप्टर्स होते हैं। हेपेटोसाइट्स में, प्लाज्मा झिल्ली पर रिसेप्टर्स के लिए बाध्य करके, ग्लूकागन एडिनाइलेट साइक्लेज को सक्रिय करता है, जो जी-प्रोटीन के माध्यम से सीएमपी के गठन को उत्प्रेरित करता है, जो बदले में, फॉस्फोराइलेज की सक्रियता की ओर जाता है, जो ग्लाइकोजन के टूटने को तेज करता है। , और ग्लाइकोजन सिंथेज़ का निषेध और ग्लाइकोजन गठन का निषेध। ग्लूकागन इस प्रक्रिया में शामिल एंजाइमों के संश्लेषण को प्रेरित करके ग्लूकोनेोजेनेसिस को उत्तेजित करता है: ग्लूकोज-6-फॉस्फेटस, फॉस्फोएनोलफ्रुवेट कार्बोक्सीकाइनेज, फ्रुक्टोज-1,6-डिफोस्फेटेज। जिगर में ग्लूकागन का शुद्ध प्रभाव ग्लूकोज के उत्पादन को बढ़ाना है।

वसा कोशिकाओं में, हार्मोन भी, एडिनाइलेट साइक्लेज कैस्केड का उपयोग करके, हार्मोन-संवेदनशील ट्राईसिलग्लिसरॉल लाइपेस को सक्रिय करता है, लिपोलिसिस को उत्तेजित करता है। ग्लूकागन अधिवृक्क मज्जा द्वारा कैटेकोलामाइन के स्राव को बढ़ाता है। "लड़ाई या उड़ान" जैसी प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन में भाग लेने से, ग्लूकागन कंकाल की मांसपेशियों के लिए ऊर्जा सब्सट्रेट (ग्लूकोज, मुक्त फैटी एसिड) की उपलब्धता को बढ़ाता है और हृदय के काम को बढ़ाकर कंकाल की मांसपेशियों को रक्त की आपूर्ति बढ़ाता है।

उनमें ग्लूकागन रिसेप्टर्स की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति के कारण ग्लूकागन का कंकाल की मांसपेशी ग्लाइकोजन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। हार्मोन अग्नाशयी β-कोशिकाओं से इंसुलिन स्राव में वृद्धि और इंसुलिनेज गतिविधि के निषेध का कारण बनता है।

5.2.10. ग्लाइकोजन चयापचय का विनियमन।ग्लाइकोजन के रूप में शरीर में ग्लूकोज का जमा होना और उसका टूटना शरीर की ऊर्जा जरूरतों के अनुरूप होता है। ग्लाइकोजन चयापचय प्रक्रियाओं की दिशा हार्मोन की क्रिया पर निर्भर तंत्र द्वारा नियंत्रित होती है: यकृत, इंसुलिन, ग्लूकागन और एड्रेनालाईन में; मांसपेशियों, इंसुलिन और एड्रेनालाईन में। ग्लाइकोजन के संश्लेषण या टूटने की प्रक्रियाओं का स्विचिंग अवशोषण अवधि से पश्चअवशोषण अवधि में संक्रमण के दौरान होता है या जब आराम की स्थिति शारीरिक कार्य में बदल जाती है।

5.2.10.1. ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज और ग्लाइकोजन सिंथेज़ गतिविधि का विनियमन।जब रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता बदल जाती है, तो इंसुलिन और ग्लूकागन का संश्लेषण और स्राव होता है। ये हार्मोन इन प्रक्रियाओं के प्रमुख एंजाइमों की गतिविधि को प्रभावित करके ग्लाइकोजन संश्लेषण और टूटने की प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं: ग्लाइकोजन सिंथेज़ और ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज़ उनके फॉस्फोराइलेशन-डिफॉस्फोराइलेशन के माध्यम से।

चावल। 5.24 ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज का सक्रियण ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज किनेज द्वारा Ser14 अवशेषों के फॉस्फोराइलेशन द्वारा और फॉस्फेट द्वारा निष्क्रियता सेरीन अवशेषों के डीफॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है (के अनुसार)

दोनों एंजाइम दो रूपों में मौजूद हैं: फॉस्फोराइलेटेड (सक्रिय ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ .) एकऔर निष्क्रिय ग्लाइकोजन सिंथेज़) और डीफॉस्फोराइलेटेड (निष्क्रिय फॉस्फोरिलेज़) बीऔर सक्रिय ग्लाइकोजन सिंथेज़) (आंकड़े 5.24 और 5.25)। फॉस्फोराइलेशन एक काइनेज द्वारा किया जाता है जो एटीपी से फॉस्फेट अवशेषों को एक सेरीन अवशेषों में स्थानांतरित करने के लिए उत्प्रेरित करता है, और डीफॉस्फोराइलेशन फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट द्वारा उत्प्रेरित होता है। Kinase और फॉस्फेट गतिविधियों को भी फॉस्फोराइलेशन-डिफॉस्फोराइलेशन द्वारा नियंत्रित किया जाता है (चित्र 5.25 देखें)।

चावल। 5.25. ग्लाइकोजन सिंथेज़ गतिविधि का विनियमन। एंजाइम फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट (पीपी 1) की क्रिया से सक्रिय होता है, जो ग्लाइकोजन सिंथेज़ में सी-टर्मिनस के पास तीन फॉस्फोसेरिन अवशेषों को डीफॉस्फोराइलेट करता है। ग्लाइकोजन सिंथेज़ किनसे 3 (GSK3), जो ग्लाइकोजन सिंथेज़ में तीन सेरीन अवशेषों के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है, ग्लाइकोजन संश्लेषण को रोकता है और कैसिइन किनसे (CKII) फॉस्फोराइलेशन द्वारा सक्रिय होता है। इंसुलिन, ग्लूकोज और ग्लूकोज-6-फॉस्फेट फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट को सक्रिय करते हैं, जबकि ग्लूकागन और एपिनेफ्रीन (एपिनेफ्रिन) इसे रोकते हैं। इंसुलिन ग्लाइकोजन सिंथेज़ किनसे 3 की क्रिया को रोकता है (के अनुसार)

सीएमपी-आश्रित प्रोटीन किनेज ए (पीकेए) फॉस्फोराइलेट्स फॉस्फोराइलेस किनेज को एक सक्रिय अवस्था में बदल देता है, जो बदले में ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेस को फॉस्फोराइलेट करता है। सीएमपी संश्लेषण एड्रेनालाईन और ग्लूकागन द्वारा प्रेरित होता है।

रास प्रोटीन (रास सिग्नलिंग पाथवे) से जुड़े कैस्केड के माध्यम से इंसुलिन प्रोटीन किनेज पीपी90एस6 को सक्रिय करता है, जो फॉस्फोराइलेट करता है और इस तरह फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट को सक्रिय करता है। सक्रिय फॉस्फेटस डीफॉस्फोराइलेट करता है और फॉस्फोराइलेज किनेज और ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज को निष्क्रिय करता है।

ग्लाइकोजन सिंथेज़ के पीकेए द्वारा फॉस्फोराइलेशन इसकी निष्क्रियता की ओर जाता है, और फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट द्वारा डीफॉस्फोराइलेशन एंजाइम को सक्रिय करता है।

5.2.10.2। जिगर में ग्लाइकोजन चयापचय का विनियमन।रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता में बदलाव से हार्मोन की सापेक्ष सांद्रता भी बदल जाती है: इंसुलिन और ग्लूकागन। रक्त में ग्लूकागन की सांद्रता के लिए इंसुलिन की सांद्रता के अनुपात को "इंसुलिन-ग्लूकागन इंडेक्स" कहा जाता है। अवशोषण के बाद की अवधि में, सूचकांक कम हो जाता है और रक्त शर्करा की एकाग्रता का नियमन ग्लूकागन की एकाग्रता से प्रभावित होता है।

ग्लूकागन, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ग्लाइकोजन के टूटने (ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज की सक्रियता और ग्लाइकोजन सिंथेज़ के निषेध) या अन्य पदार्थों से संश्लेषण द्वारा - ग्लूकोनोजेनेसिस के कारण रक्त में ग्लूकोज की रिहाई को सक्रिय करता है। ग्लाइकोजन से, ग्लूकोज-1-फॉस्फेट बनता है, जो ग्लूकोज-6-फॉस्फेट में आइसोमेराइज होता है, जो ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की क्रिया से मुक्त ग्लूकोज बनाने के लिए हाइड्रोलाइज्ड होता है जो कोशिका को रक्त में छोड़ सकता है (चित्र 5.26)।

हेपेटोसाइट्स पर एड्रेनालाईन की क्रिया 2 रिसेप्टर्स के उपयोग के मामले में ग्लूकागन की कार्रवाई के समान होती है और यह फॉस्फोराइलेशन और ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ के सक्रियण के कारण होती है। प्लाज्मा झिल्ली के 1 रिसेप्टर्स के साथ एड्रेनालाईन की बातचीत के मामले में, इनोसिटोल फॉस्फेट तंत्र का उपयोग करके हार्मोनल सिग्नल का ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसमिशन किया जाता है। दोनों ही मामलों में, ग्लाइकोजन के टूटने की प्रक्रिया सक्रिय होती है। एक या दूसरे प्रकार के रिसेप्टर का उपयोग रक्त में एड्रेनालाईन की एकाग्रता पर निर्भर करता है।

चावल। 5.26. ग्लाइकोजन फॉस्फोरोलिसिस की योजना

पाचन के दौरान, इंसुलिन-ग्लूकागन इंडेक्स बढ़ जाता है और इंसुलिन का प्रभाव प्रबल हो जाता है। इंसुलिन रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता को कम करता है, सक्रिय करता है, रास मार्ग के माध्यम से फॉस्फोराइलेशन द्वारा, सीएएमपी फॉस्फोडिएस्टरेज़, जो एएमपी के गठन के साथ इस दूसरे संदेशवाहक को हाइड्रोलाइज करता है। इंसुलिन ग्लाइकोजन ग्रैन्यूल के रास पाथवे फॉस्फोप्रोटीन फॉस्फेट के माध्यम से भी सक्रिय होता है, जो ग्लाइकोजन सिंथेज़ को डीफॉस्फोराइलेट और सक्रिय करता है और फॉस्फोराइलेज़ किनसे और ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज़ को निष्क्रिय करता है। इंसुलिन ग्लूकोकाइनेज के संश्लेषण को कोशिका में ग्लूकोज के फास्फारिलीकरण और ग्लाइकोजन में इसके समावेश को तेज करने के लिए प्रेरित करता है। इस प्रकार, इंसुलिन ग्लाइकोजन संश्लेषण की प्रक्रिया को सक्रिय करता है और इसके टूटने को रोकता है।

5.2.10.3. मांसपेशियों में ग्लाइकोजन चयापचय का विनियमन।तीव्र मांसपेशियों के काम के मामले में, ग्लाइकोजन के टूटने को एड्रेनालाईन द्वारा त्वरित किया जाता है, जो  2 रिसेप्टर्स से बांधता है और एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से फॉस्फोराइलेशन और फॉस्फोरिलेज़ किनसे और ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ की सक्रियता और ग्लाइकोजन सिंथेज़ का निषेध होता है (चित्र। 5.27 और 5.28)। ग्लाइकोजन से बनने वाले ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के आगे रूपांतरण के परिणामस्वरूप, एटीपी को संश्लेषित किया जाता है, जो गहन मांसपेशियों के काम के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक है।

चावल। 5.27. मांसपेशियों में ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज गतिविधि का विनियमन (के अनुसार)

आराम करने पर, मांसपेशी ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज निष्क्रिय होता है, क्योंकि यह एक डीफॉस्फोराइलेटेड अवस्था में होता है, लेकिन ग्लाइकोजन का टूटना एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान एएमपी और ऑर्थोफॉस्फेट की मदद से ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज बी के एलोस्टेरिक सक्रियण के कारण होता है।

चावल। 5.28. मांसपेशियों में ग्लाइकोजन सिंथेज़ गतिविधि का विनियमन (के अनुसार)

मध्यम मांसपेशी संकुचन के साथ, फॉस्फोरिलेज़ किनेज को एलोस्टरिक रूप से सक्रिय किया जा सकता है (Ca 2+ आयनों द्वारा)। मोटर तंत्रिका संकेत के जवाब में मांसपेशियों में संकुचन के साथ सीए 2+ एकाग्रता बढ़ जाती है। जब संकेत क्षीण हो जाता है, तो Ca 2+ सांद्रता में कमी एक साथ किनेज गतिविधि को "बंद" कर देती है, इस प्रकार

Ca 2+ आयन न केवल मांसपेशियों के संकुचन में शामिल होते हैं, बल्कि इन संकुचनों के लिए ऊर्जा प्रदान करने में भी शामिल होते हैं।

सीए 2+ आयन शांतोडुलिन प्रोटीन से बंधते हैं, इस मामले में किनेज सबयूनिट्स में से एक के रूप में कार्य करते हैं। मांसपेशी फॉस्फोरिलेज़ किनेज की संरचना 4  4  4  4 होती है। केवल -सबयूनिट में उत्प्रेरक गुण होते हैं, - और -सबयूनिट, नियामक होने के कारण, PKA का उपयोग करके सेरीन अवशेषों में फॉस्फोराइलेट किया जाता है, -सबयूनिट शांतोडुलिन प्रोटीन के समान होता है (धारा 2.3.2, भाग 2 में विस्तार से चर्चा की गई है) बायोकैमिस्ट्री ऑफ मूवमेंट"), चार सीए 2+ आयनों को बांधता है, जिससे गठनात्मक परिवर्तन होते हैं, उत्प्रेरक -सबयूनिट की सक्रियता, हालांकि काइनेज एक डीफॉस्फोराइलेटेड अवस्था में रहता है।

आराम से पाचन के दौरान, मांसपेशी ग्लाइकोजन संश्लेषण भी होता है। ग्लूकोज जीएलयूटी 4 वाहक प्रोटीन की मदद से पेशी कोशिकाओं में प्रवेश करता है (इंसुलिन की क्रिया के तहत कोशिका झिल्ली में उनकी गतिशीलता की चर्चा खंड 5.2.4.3 और चित्र 5.21) में विस्तार से की गई है। मांसपेशियों में ग्लाइकोजन के संश्लेषण पर इंसुलिन का प्रभाव ग्लाइकोजन सिंथेज़ और ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ के डीफॉस्फोराइलेशन के माध्यम से भी किया जाता है।

5.2.11. प्रोटीन का गैर-एंजाइमी ग्लाइकोसिलेशन।प्रोटीन के पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन के प्रकारों में से एक ग्लाइकोसिलेट्रांसफेरेज़ का उपयोग करके सेरीन, थ्रेओनीन, शतावरी और हाइड्रॉक्सीलिसिन अवशेषों का ग्लाइकोसिलेशन है। चूंकि पाचन के दौरान रक्त में कार्बोहाइड्रेट (शर्करा को कम करने) की एक उच्च सांद्रता बनाई जाती है, इसलिए प्रोटीन, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड, जिसे ग्लाइकेशन कहा जाता है, का गैर-एंजाइमी ग्लाइकोसिलेशन संभव है। प्रोटीन के साथ शर्करा के बहु-चरणीय अंतःक्रिया से उत्पन्न उत्पादों को उन्नत ग्लाइकेशन एंड-प्रोडक्ट्स (एजीई) कहा जाता है और कई मानव प्रोटीन में पाए जाते हैं। इन उत्पादों का आधा जीवन प्रोटीन (कई महीनों से कई वर्षों तक) की तुलना में लंबा है, और उनके गठन की दर चीनी को कम करने के लिए जोखिम के स्तर और अवधि पर निर्भर करती है। यह माना जाता है कि मधुमेह, अल्जाइमर रोग और मोतियाबिंद से उत्पन्न होने वाली कई जटिलताएं उनके गठन से जुड़ी हैं।

ग्लाइकेशन प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है: जल्दी और देर से। ग्लाइकेशन के पहले चरण में, लाइसिन के -एमिनो समूह या आर्गिनिन के गनीडिनियम समूह द्वारा ग्लूकोज के कार्बोनिल समूह का एक न्यूक्लियोफिलिक हमला होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रयोगशाला शिफ बेस का निर्माण होता है - एन-ग्लाइकोसिलिमाइन (चित्र। 5.29)। शिफ बेस का निर्माण अपेक्षाकृत तेज और प्रतिवर्ती प्रक्रिया है।

अगला पुनर्व्यवस्था आता है एनअमाडोरी उत्पाद के निर्माण के साथ -ग्लाइकोसिलिमाइन - 1-एमिनो-1-डीऑक्सीफ्रुक्टोज। इस प्रक्रिया की दर ग्लाइकोसिलिमाइन के निर्माण की दर से कम है, लेकिन शिफ बेस के हाइड्रोलिसिस की दर से काफी अधिक है,

चावल। 5.29. प्रोटीन ग्लाइकेशन का आरेख। कार्बोहाइड्रेट का खुला रूप (ग्लूकोज) एक शिफ बेस बनाने के लिए लाइसिन के -एमिनो समूह के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो एनोलामाइन के मध्यवर्ती गठन के माध्यम से अमादोरी को केटोएमाइन में पुनर्व्यवस्था से गुजरता है। यदि एस्पार्टेट और आर्जिनिन अवशेष लाइसिन अवशेषों के पास स्थित हों तो अमादोरी पुनर्व्यवस्था तेज हो जाती है। केटोमाइन आगे कई प्रकार के उत्पाद दे सकता है (ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स - एजीई)। आरेख दूसरे कार्बोहाइड्रेट अणु के साथ डाइकेटोमाइन बनाने के लिए प्रतिक्रिया दिखाता है (के अनुसार)

इसलिए, 1-एमिनो-1-डीऑक्सीफ्रुक्टोज अवशेषों वाले प्रोटीन रक्त में जमा हो जाते हैं। ग्लाइकेशन के प्रारंभिक चरण में प्रोटीन में लाइसिन अवशेषों के संशोधन, जाहिरा तौर पर, आसपास के क्षेत्र में हिस्टिडीन, लाइसिन, या आर्जिनिन अवशेषों की उपस्थिति से सुगम होते हैं। प्रतिक्रियाशील अमीनो समूह, जो एसिड को ले जाता है- प्रक्रिया का मुख्य उत्प्रेरण, साथ ही साथ एस्पार्टेट अवशेष, चीनी के दूसरे कार्बन परमाणु से एक प्रोटॉन खींच रहा है। कीटोऐमीन एक अन्य कार्बोहाइड्रेट अवशेष को इमिनो समूह में बाँधकर एक डबल-ग्लाइकेटेड लाइसिन बनाता है, जो डाइकेटोऐमीन में बदल जाता है (चित्र 5.29 देखें)।

आगे के परिवर्तनों सहित ग्लाइकेशन का अंतिम चरण एनग्लाइकोसिलिमाइन और अमाडोरी उत्पाद, एक धीमी प्रक्रिया है जो स्थिर ग्लाइकेशन अंत उत्पादों (एजीई) के गठन की ओर ले जाती है। हाल ही में, α-डाइकार्बोनिल यौगिकों (ग्लाइऑक्सल, मिथाइलग्लॉक्सल, 3-डीऑक्सीग्लुकोज़ोन) के एजीई के गठन में प्रत्यक्ष भागीदारी पर डेटा सामने आया है, जो बनते हैं में विवोदोनों ग्लूकोज के क्षरण के दौरान और ग्लूकोज के साथ प्रोटीन की संरचना में लाइसिन के संशोधन के दौरान शिफ बेस के परिवर्तनों के परिणामस्वरूप (चित्र। 5.30)। विशिष्ट रिडक्टेस और सल्हाइड्रील यौगिक (लिपोइक एसिड, ग्लूटाथियोन) प्रतिक्रियाशील डाइकारबोनील यौगिकों को निष्क्रिय मेटाबोलाइट्स में बदलने में सक्षम हैं, जो ग्लाइकेशन अंत उत्पादों के गठन में कमी में परिलक्षित होता है।

प्रोटीन में लाइसिन अवशेषों के -एमिनो समूहों या आर्गिनिन अवशेषों के गनीडिनियम समूहों के साथ α-डाइकार्बोनिल यौगिकों की प्रतिक्रिया से प्रोटीन क्रॉसलिंक्स का निर्माण होता है, जो मधुमेह और अन्य बीमारियों में प्रोटीन ग्लाइकेशन के कारण होने वाली जटिलताओं के लिए जिम्मेदार हैं। इसके अलावा, C4 और C5 पर अमादोरी उत्पाद के क्रमिक निर्जलीकरण के परिणामस्वरूप, 1-एमिनो-4-डीऑक्सी-2,3-डायोन और -एनेडियोन बनते हैं, जो इंट्रामोल्युलर और इंटरमॉलिक्युलर प्रोटीन क्रॉसलिंक्स के निर्माण में भी भाग ले सकते हैं। .

AGEs के बीच विशेषता एन ε कार्बोक्सिमिथाइलिसिन (सीएमएल) और एन ε -कार्बोक्सीथाइलीसिन (सीईएल), बीआईएस (लाइसाइल) इमिडाजोल एडिक्ट्स (गोल्ड - ग्लाइक्सल-लाइसाइल-लाइसिल-डिमर, मोल्ड - मिथाइलग्लॉक्सल-लाइसाइल-लिसाइल-डिमर, डीओएलडी - डीऑक्सीग्लुकोसन-लाइसाइल-लिसाइल-डिमर), इमिडाजोलोन (जीएच, एमजी‑) एच और 3डीजी-एच), पाइरालाइन, एर्गपाइरीमिडीन, पेंटोसिडाइन, क्रॉसलिन और वेस्परलीसिन। 5.31 कुछ दिखाता है

चावल। 5.30. डी-ग्लूकोज की उपस्थिति में प्रोटीन ग्लाइकेशन की योजना। बॉक्स ग्लाइकेशन के परिणामस्वरूप AGE उत्पादों के मुख्य अग्रदूतों को दिखाता है (के अनुसार)

ग्लाइकेशन के अंतिम उत्पाद। उदाहरण के लिए, पेंटोसिडाइन और कार्बोक्सिमिथाइल लाइसिन (सीएमएल), ऑक्सीडेटिव स्थितियों के तहत बनने वाले ग्लाइकेशन एंड उत्पाद, लंबे समय तक रहने वाले प्रोटीन में पाए जाते हैं: त्वचा कोलेजन और लेंस क्रिस्टलीय। Carboxymethyllysine एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए अमीनो समूह के बजाय प्रोटीन में एक नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कार्बोक्सिल समूह का परिचय देता है, जिससे प्रोटीन की सतह पर चार्ज में बदलाव हो सकता है, प्रोटीन की स्थानिक संरचना में बदलाव हो सकता है। सीएमएल एंटीबॉडी द्वारा मान्यता प्राप्त एक एंटीजन है। इस उत्पाद की मात्रा उम्र के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है। पेंटोसिडिन प्रोटीन की किसी भी स्थिति में अमाडोरी उत्पाद और एक आर्गिनिन अवशेषों के बीच एक क्रॉस-लिंक (क्रॉस-लिंकिंग उत्पाद) है, यह एस्कॉर्बेट, ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, राइबोज से बनता है, जो अल्जाइमर रोग के रोगियों के मस्तिष्क के ऊतकों में पाया जाता है, मधुमेह रोगियों की त्वचा और रक्त प्लाज्मा में।

ग्लाइकेशन अंत उत्पाद मुक्त-कट्टरपंथी ऑक्सीकरण को बढ़ावा दे सकते हैं, प्रोटीन की सतह पर प्रभारी परिवर्तन, प्रोटीन के विभिन्न भागों के बीच अपरिवर्तनीय क्रॉस-लिंकिंग, जो

उनकी स्थानिक संरचना और कार्यप्रणाली को बाधित करता है, उन्हें एंजाइमी प्रोटियोलिसिस के लिए प्रतिरोधी बनाता है। बदले में, मुक्त-कट्टरपंथी ऑक्सीकरण गैर-एंजाइमी प्रोटियोलिसिस या प्रोटीन के विखंडन, लिपिड पेरोक्सीडेशन का कारण बन सकता है।

बेसमेंट मेम्ब्रेन प्रोटीन (कोलेजन टाइप IV, लैमिनिन, हेपरान सल्फेट प्रोटियोग्लाइकेन) पर ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स के बनने से केशिका लुमेन का मोटा होना, संकीर्ण होना और उनके कार्य में व्यवधान होता है। बाह्य मैट्रिक्स के ये उल्लंघन रक्त वाहिकाओं की संरचना और कार्य को बदलते हैं (संवहनी दीवार की लोच में कमी, नाइट्रिक ऑक्साइड के वासोडिलेटिंग प्रभाव की प्रतिक्रिया में परिवर्तन), एथेरोस्क्लोरोटिक प्रक्रिया के अधिक त्वरित विकास में योगदान करते हैं।

ग्लाइकेशन एंड प्रोडक्ट्स (एजीई) मस्तिष्क में संवहनी दीवार (एंडोथेलियम और चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं) में गुर्दे (मेसेंजियल कोशिकाओं) में फाइब्रोब्लास्ट्स, टी-लिम्फोसाइट्स पर स्थानीयकृत विशिष्ट एजीई रिसेप्टर्स के लिए बाध्य करके कई जीनों की अभिव्यक्ति को भी प्रभावित करते हैं। , साथ ही यकृत और प्लीहा में, जहां वे सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं, अर्थात, मैक्रोफेज में समृद्ध ऊतकों में, जो ऑक्सीजन मुक्त कणों के गठन को बढ़ाकर इस संकेत के पारगमन में मध्यस्थता करते हैं। उत्तरार्द्ध, बदले में, परमाणु कारक NF-kB के प्रतिलेखन को सक्रिय करता है, जो कई जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है जो विभिन्न नुकसानों का जवाब देते हैं।

प्रोटीन के गैर-एंजाइमी ग्लाइकोसिलेशन के अवांछनीय परिणामों को रोकने के प्रभावी तरीकों में से एक भोजन की कैलोरी सामग्री को कम करना है, जो रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता में कमी और गैर-एंजाइमी लगाव में कमी में परिलक्षित होता है। लंबे समय तक रहने वाले प्रोटीन जैसे हीमोग्लोबिन के लिए ग्लूकोज। ग्लूकोज सांद्रता में कमी से प्रोटीन ग्लाइकोसिलेशन और लिपिड पेरोक्सीडेशन दोनों में कमी आती है। ग्लाइकोसिलेशन का नकारात्मक प्रभाव संरचना और कार्यों के उल्लंघन के कारण होता है जब ग्लूकोज लंबे समय तक रहने वाले प्रोटीन से जुड़ा होता है, और संक्रमण धातु आयनों की उपस्थिति में शर्करा के ऑक्सीकरण के दौरान बनने वाले मुक्त कणों के कारण प्रोटीन को ऑक्सीडेटिव क्षति होती है। . न्यूक्लियोटाइड और डीएनए भी गैर-एंजाइमी ग्लाइकोसिलेशन से गुजरते हैं, जो प्रत्यक्ष डीएनए क्षति और मरम्मत प्रणालियों की निष्क्रियता के कारण उत्परिवर्तन की ओर जाता है, जिससे गुणसूत्रों की नाजुकता बढ़ जाती है। वर्तमान में, औषधीय और आनुवंशिक हस्तक्षेपों का उपयोग करके लंबे समय तक रहने वाले प्रोटीन पर ग्लाइकेशन के प्रभाव को रोकने के लिए दृष्टिकोणों का अध्ययन किया जा रहा है।

लार एंजाइमों द्वारा मुंह में कार्बोहाइड्रेट पच जाते हैं। α-एमाइलेज. एंजाइम आंतरिक α(1→4)-ग्लाइकोसिडिक बांड को साफ करता है। इस स्थिति में, स्टार्च (या ग्लाइकोजन) के अधूरे हाइड्रोलिसिस के उत्पाद बनते हैं - डेक्सट्रिन. माल्टोज भी कम मात्रा में बनता है। α-amylase के सक्रिय केंद्र में Ca 2+ आयन होते हैं। Na + आयन एंजाइम को सक्रिय करते हैं।

गैस्ट्रिक जूस में, कार्बोहाइड्रेट का पाचन बाधित होता है, क्योंकि अम्लीय वातावरण में एमाइलेज निष्क्रिय होता है।

कार्बोहाइड्रेट के पाचन का मुख्य स्थल है ग्रहणीजहां यह अग्नाशयी रस में उत्सर्जित होता है α- एमाइलेज यह एंजाइम स्टार्च और ग्लाइकोजन के टूटने को पूरा करता है, जो लार एमाइलेज द्वारा शुरू होकर माल्टोस में बदल जाता है। α(1→6)-ग्लाइकोसिडिक बंधन का हाइड्रोलिसिस आंतों के एंजाइम एमाइलो-1,6-ग्लूकोसिडेज़ और ओलिगो-1,6-ग्लूकोसिडेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है। .

भोजन से माल्टोस और डिसाकार्इड्स का पाचन छोटी आंत के उपकला कोशिकाओं (एंटरोसाइट्स) के ब्रश सीमा के क्षेत्र में किया जाता है। डिसैकराइडेस एंटरोसाइट माइक्रोविली के अभिन्न प्रोटीन हैं। वे चार एंजाइमों से युक्त एक पॉलीएंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जिसके सक्रिय केंद्र आंतों के लुमेन में निर्देशित होते हैं।

1एम अल्ताज़ा(-ग्लूकोसिडेज़) हाइड्रोलाइज़ माल्टोसदो अणुओं के लिए डी-ग्लूकोज।

2. लैक्टेज(-galactosidase) हाइड्रोलाइज लैक्टोजपर डी-गैलेक्टोज और डी-ग्लूकोज।

3. आइसोमाल्टेज / शुगरसे(डबल-एक्टिंग एंजाइम) के दो सक्रिय केंद्र अलग-अलग डोमेन में स्थित हैं। एंजाइम हाइड्रोलाइज सुक्रोजइससे पहले डी-फ्रुक्टोज और डी-ग्लूकोज, और एक अन्य सक्रिय साइट की मदद से, एंजाइम हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है आइसोमाल्टोजदो अणुओं तक डी-ग्लूकोज।

कुछ लोगों में दूध असहिष्णुता, पेट दर्द, सूजन (पेट फूलना) और दस्त से प्रकट होता है, लैक्टेज गतिविधि में कमी के कारण होता है। लैक्टेज की कमी तीन प्रकार की होती है।

1. वंशानुगत लैक्टेज की कमी. बिगड़ा हुआ सहनशीलता के लक्षण जन्म के बाद बहुत जल्दी विकसित होते हैं . लैक्टोज मुक्त भोजन खिलाने से लक्षण गायब हो जाते हैं।

2. कम प्राथमिक लैक्टेज गतिविधि(पूर्ववर्ती व्यक्तियों में लैक्टेज गतिविधि में क्रमिक कमी)। यूरोप में 15% बच्चों और पूर्व, एशिया, अफ्रीका और जापान में 80% बच्चों में, जैसे-जैसे वे बड़े होते हैं, इस एंजाइम का संश्लेषण धीरे-धीरे बंद हो जाता है, और वयस्कों में उपरोक्त लक्षणों के साथ दूध के प्रति असहिष्णुता विकसित हो जाती है। ऐसे लोग डेयरी उत्पादों को अच्छी तरह सहन करते हैं।

2. निम्न माध्यमिक लैक्टेज गतिविधि. दूध का अपच अक्सर आंतों के रोगों (उष्णकटिबंधीय और गैर-उष्णकटिबंधीय स्प्रू, क्वाशीओरकोर, कोलाइटिस, गैस्ट्रोएंटेराइटिस) का परिणाम होता है।

लैक्टेज की कमी के लिए वर्णित लक्षणों के समान लक्षण अन्य डिसैकराइडेस की कमी के लक्षण हैं। उपचार का उद्देश्य आहार से संबंधित डिसैकराइड को खत्म करना है।

नायब! ग्लूकोज विभिन्न तंत्रों द्वारा विभिन्न अंगों की कोशिकाओं में प्रवेश करता है।

स्टार्च और डिसैकराइड के पूर्ण पाचन के मुख्य उत्पाद ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज हैं। मोनोसैकराइड्स आंत से रक्त में प्रवेश करते हैं, दो बाधाओं को पार करते हुए: आंतों के लुमेन का सामना करने वाली ब्रश सीमा झिल्ली और एंटरोसाइट की आधारभूत झिल्ली।

कोशिकाओं में ग्लूकोज के प्रवेश के दो तंत्र ज्ञात हैं: Na + आयनों के स्थानांतरण से जुड़े सुगम प्रसार और द्वितीयक सक्रिय परिवहन। चित्र.5.1. ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर की संरचना

ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर (GLUTs), कोशिका झिल्ली के माध्यम से इसके सुगम प्रसार के लिए एक तंत्र प्रदान करते हैं, संबंधित समरूप प्रोटीन का एक परिवार बनाते हैं, जिसकी एक विशेषता संरचनात्मक विशेषता एक लंबी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है जो 12 ट्रांसमेम्ब्रेन पेचदार खंड बनाती है (चित्र 5.1)। झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थित डोमेन में से एक में ओलिगोसेकेराइड होता है। एन- तथा सी- कैरियर के टर्मिनल सेक्शन को सेल के अंदर घुमाया जाता है। ट्रांसपोर्टर के तीसरे, 5 वें, 7 वें और 11 वें ट्रांसमेम्ब्रेन सेगमेंट एक चैनल बनाते हैं जिसके माध्यम से ग्लूकोज सेल में प्रवेश करता है। इन खंडों की संरचना में परिवर्तन ग्लूकोज को कोशिका में ले जाने की प्रक्रिया को सुनिश्चित करता है। इस परिवार के वाहक में 492-524 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं और ग्लूकोज के लिए उनकी आत्मीयता में अंतर होता है। प्रत्येक ट्रांसपोर्टर विशिष्ट कार्य करता प्रतीत होता है।

आंत और वृक्क नलिकाओं (SGLT) से द्वितीयक, सोडियम आयन-निर्भर, सक्रिय ग्लूकोज परिवहन प्रदान करने वाले वाहक GLUT परिवार के वाहक से अमीनो एसिड संरचना में काफी भिन्न होते हैं, हालांकि वे बारह ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन से भी निर्मित होते हैं।

नीचे, टैब में। 5.1. मोनोसैकेराइड वाहकों के कुछ गुण दिए गए हैं।

एंटरोसाइट में ग्लूकोज और अन्य मोनोसेकेराइड के संक्रमण को GLUT 5 द्वारा सुगम बनाया जाता है, जो एंटरोसाइट (एकाग्रता ढाल के साथ सुगम प्रसार) और SGLT 1 के एपिकल झिल्ली में स्थित होता है, जो सोडियम आयनों के साथ, आंदोलन (सहानुभूति) प्रदान करता है। एंटरोसाइट में ग्लूकोज। सोडियम आयन तब सक्रिय रूप से Na + -K + -ATPase की भागीदारी के साथ, एंटरोसाइट से हटा दिए जाते हैं, जो उनकी एकाग्रता के निरंतर ढाल को बनाए रखता है। ग्लूकोज एक एकाग्रता ढाल के साथ GLUT 2 की मदद से बेसोलेटरल झिल्ली के माध्यम से एंटरोसाइट छोड़ देता है।

पेन्टोज का अवशोषण साधारण विसरण द्वारा होता है।

मोनोसेकेराइड का विशाल बहुमत पोर्टल संचार प्रणाली और यकृत में प्रवेश करता है, एक छोटा सा हिस्सा - में लसीका प्रणालीऔर फुफ्फुसीय परिसंचरण। अतिरिक्त ग्लूकोज ग्लाइकोजन के रूप में यकृत में जमा हो जाता है।

नायब! कोशिका में ग्लूकोज का आदान-प्रदान इसके फास्फारिलीकरण से शुरू होता है।

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किसी भी कोशिका में ग्लूकोज का प्रवेश उसके फास्फारिलीकरण से शुरू होता है। यह प्रतिक्रिया कई समस्याओं को हल करती है, जिनमें से मुख्य इंट्रासेल्युलर उपयोग और इसके सक्रियण के लिए ग्लूकोज का "कब्जा" है।

ग्लूकोज का फॉस्फोराइलेटेड रूप प्लाज्मा झिल्ली से नहीं गुजरता है, कोशिका की "संपत्ति" बन जाता है और ग्लूकोज चयापचय के लगभग सभी मार्गों में उपयोग किया जाता है। एकमात्र अपवाद पुनर्प्राप्ति पथ है (चित्र 5.2।)।

फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रिया दो एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती है: हेक्सोकाइनेज और ग्लूकोकाइनेज। हालांकि ग्लूकोकाइनेज चार हेसोकाइनेज आइसोनिजाइमों में से एक है ( हेक्सोकाइनेज 4), हेक्सोकाइनेज और ग्लूकोकाइनेज के बीच महत्वपूर्ण अंतर हैं: 1) हेक्सोकाइनेज न केवल ग्लूकोज, बल्कि अन्य हेक्सोज (फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, मैनोज) को फास्फोराइलेट करने में सक्षम है, जबकि ग्लूकोकाइनेज केवल ग्लूकोज को सक्रिय करता है; 2) हेक्सोकाइनेज सभी ऊतकों में मौजूद होता है, ग्लूकोकाइनेज - हेपेटोसाइट्स में; 3) हेक्सोकिनेस में ग्लूकोज के लिए उच्च संबंध है ( प्रतिएम< 0,1 ммоль/л), напротив, глюкокиназа имеет высокую К M (около 10 ммоль/л), т.е. ее сродство к глюкозе мало и фосфорилирование глюкозы возможно только при массивном поступлении ее в клетки, что в физиологических условиях происходит на высоте пищеварения в печеночных клетках. Активирование глюкокиназы препятствует резкому увеличению поступления глюкозы в общий кровоток; в перерывах между приемами пищи для включения глюкозы в обменные процессы вполне достаточно гексокиназной активности. При диабете из-за низкой активности глюкокиназы (синтез и активность которой зависят от инсулина) этот механизм не срабатывает, поэтому глюкоза не задерживается в печени и вызывает гипергликемию.

प्रतिक्रिया में बनने वाले ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को एलोस्टेरिक अवरोधक माना जाता है हेक्सोकाइनेज (लेकिन ग्लूकोकाइनेज नहीं)।

चूंकि ग्लूकोकाइनेज प्रतिक्रिया इंसुलिन पर निर्भर है, मधुमेह के रोगियों को ग्लूकोज के बजाय फ्रुक्टोज निर्धारित किया जा सकता है (फ्रुक्टोज को हेक्सोकाइनेज द्वारा सीधे फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट में फॉस्फोराइलेट किया जाता है)।

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का उपयोग ग्लाइकोजन संश्लेषण के तंत्र में, ग्लूकोज के रूपांतरण के लिए सभी ऑक्सीडेटिव मार्गों में और सेल के लिए आवश्यक अन्य मोनोसेकेराइड के संश्लेषण में किया जाता है। ग्लूकोज चयापचय में यह प्रतिक्रिया जिस स्थान पर होती है, उसे कार्बोहाइड्रेट चयापचय की प्रमुख प्रतिक्रिया माना जाता है।

हेक्सोकाइनेज प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है (G = -16.7 kJ / mol), इसलिए, यकृत और गुर्दे की कोशिकाओं में ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को मुक्त ग्लूकोज में परिवर्तित करने के लिए, एंजाइम ग्लूकोज-6-फॉस्फेट फॉस्फेट मौजूद है, जो उत्प्रेरित करता है ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का हाइड्रोलिसिस। इस प्रकार इन अंगों की कोशिकाएं रक्त में ग्लूकोज की आपूर्ति कर सकती हैं और अन्य कोशिकाओं को ग्लूकोज प्रदान कर सकती हैं।

खाद्य प्रसंस्करण की प्रारंभिक प्रक्रिया मौखिक गुहा में होती है। मौखिक गुहा में होता है: भोजन पीसना; इसे लार से गीला करना; एक खाद्य बोल्ट का गठन।

भोजन मुंह में 10-15 सेकंड तक रहता है, जिसके बाद जीभ की मांसपेशियों के संकुचन से इसे ग्रसनी और अन्नप्रणाली में धकेल दिया जाता है।

मुंह में प्रवेश करने वाला भोजन जीभ के श्लेष्म झिल्ली में स्थित स्वाद, स्पर्श और तापमान रिसेप्टर्स का एक अड़चन है और पूरे मौखिक श्लेष्म में बिखरा हुआ है।

ट्राइजेमिनल, फेशियल और ग्लोसोफेरींजल नसों के सेंट्रिपेटल फाइबर के साथ रिसेप्टर्स से आवेग तंत्रिका केंद्रों में प्रवेश करते हैं, लार ग्रंथियों, पेट और अग्न्याशय की ग्रंथियों, पित्त स्राव के स्राव को प्रतिवर्त रूप से उत्तेजित करते हैं। अपवाही प्रभाव अन्नप्रणाली, पेट, समीपस्थ छोटी आंत की मोटर गतिविधि को भी बदलते हैं, पाचन अंगों को रक्त की आपूर्ति को प्रभावित करते हैं, भोजन के प्रसंस्करण और आत्मसात करने के लिए आवश्यक ऊर्जा खपत को प्रतिवर्त रूप से बढ़ाते हैं।

वे। मौखिक गुहा (15-18 सेकेंड) में भोजन के थोड़े समय के रहने के बावजूद, लगभग पूरे पाचन तंत्र पर इसके रिसेप्टर्स से शुरुआती प्रभाव आते हैं। मौखिक गुहा में ही पाचन प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन में जीभ, मौखिक श्लेष्म और दांतों के रिसेप्टर्स की जलन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

चबाना भोजन के अवशोषण की प्रक्रिया के प्रारंभिक चरणों में से एक है, जिसमें लार के साथ भोजन को पीसना, रगड़ना और मिलाना शामिल है, अर्थात। भोजन बोलस के निर्माण में।

घुलने के लिए लार के साथ गीला करना और मिलाना आवश्यक है, जिसके बिना भोजन के स्वाद और उसके हाइड्रोलिसिस का आकलन करना असंभव है।

चबाने वाली मांसपेशियों के संकुचन के कारण चबाना होता है, जो निचले जबड़े को ऊपरी जबड़े के सापेक्ष ले जाती है। चेहरे की मांसपेशियां और जीभ की मांसपेशियां भी इस प्रक्रिया में भाग लेती हैं।

मनुष्य के दांतों की 2 पंक्तियाँ होती हैं। प्रत्येक में कृन्तक (2), नुकीले (2) छोटे (2) और बड़े (3) दाढ़ होते हैं। कृन्तक और नुकीले भोजन को काटते हैं, छोटे दाढ़ इसे कुचलते हैं, बड़े दाढ़ इसे पीसते हैं। कृन्तक 11-25 किग्रा / सेमी 2, दाढ़ - 29-90 के भोजन पर दबाव विकसित कर सकते हैं। चबाने का कार्य प्रतिवर्त रूप से किया जाता है, इसमें एक श्रृंखला चरित्र, स्वचालित और मनमाना घटक होते हैं।

मेडुला ऑबोंगटा के मोटर नाभिक, लाल नाभिक, काला पदार्थ, सबकोर्टिकल नाभिक और सेरेब्रल कॉर्टेक्स चबाने के नियमन में भाग लेते हैं। चबाने को नियंत्रित करने वाले न्यूरॉन्स के समूह को च्यूइंग सेंटर कहा जाता है। इससे आवेगों को ट्राइजेमिनल तंत्रिका के मोटर तंतुओं के साथ चबाने वाली मांसपेशियों में भेजा जाता है। वे आंदोलन करते हैं जबड़ानीचे, ऊपर, आगे, पीछे और बग़ल में। जीभ, गाल, होठों की मांसपेशियां भोजन के बोलस को मौखिक गुहा में ले जाती हैं, दांतों की चबाने वाली सतहों के बीच भोजन परोसती हैं और पकड़ती हैं। चबाने के समन्वय में, चबाने वाली मांसपेशियों के प्रोप्रियोरिसेप्टर्स से आवेग और मौखिक गुहा और दांतों के मैकेनोरिसेप्टर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

चबाने की प्रक्रिया का अध्ययन कठिन है: सिनेमैटोग्राफिक विधि, इलेक्ट्रोमोग्राफिक। पंजीकरण की ग्राफिक विधि को कहा जाता है: मैस्टिकियोग्राफी।

मैस्टिकेटर में एक विशेष प्लास्टिक केस में रखा गया रबर का गुब्बारा होता है, जो निचले जबड़े से जुड़ा होता है। गुब्बारा मैरी कैप्सूल से जुड़ा होता है, जिसकी कलम कीमोग्राफ ड्रम पर जबड़े की गतिविधियों को रिकॉर्ड करती है। चबाना चरणों को अलग करता है: आराम, मुंह में भोजन की शुरूआत, सांकेतिक, मुख्य, एक भोजन बोल्ट का गठन।

लार ग्रंथियां।

लार तीन जोड़ी प्रमुख ग्रंथियों द्वारा निर्मित होती है ( पैरोटिड, सबमांडिबुलर और सबलिंगुअल) और जीभ की कई छोटी ग्रंथियां, तालू और गालों की श्लेष्मा झिल्ली . द्वारा उत्सर्जन नलिकाएंलार मुंह में प्रवेश करती है।

ग्रंथियों की लार में एक अलग स्थिरता होती है: सबलिंगुअल और सबमांडिबुलर ग्रंथियां पैरोटिड ग्रंथि की तुलना में अधिक चिपचिपी और मोटी लार का स्राव करती हैं। यह अंतर एक प्रोटीन पदार्थ - म्यूसिन की उपस्थिति से निर्धारित होता है।

मिश्रित रहस्य (म्यूसिन के साथ) उत्सर्जित होता है:

अवअधोहनुज ग्रंथियां

सबलिंगुअल ग्रंथियां

जीभ और तालु की जड़ की श्लेष्मा झिल्ली में ग्रंथियां।

सीरस स्राव (सोडियम, पोटेशियम और उच्च एमाइलेज गतिविधि की उच्च सांद्रता के साथ तरल लार) स्रावित होता है

कान के प्रस का

जीभ की पार्श्व सतहों की छोटी ग्रंथियां।

मिश्रित लार का पीएच 5.8-7.4 होता है (पैरोटिड लार का पीएच होता है<5,81). С увеличением скорости секреции рН слюны повышается до 7,8.

म्यूकिन लार को एक अजीबोगरीब घिनौना रूप और फिसलन देता है, जिससे लार में भिगोए गए भोजन को निगलना आसान हो जाता है।

लार में कई एंजाइम होते हैं: -amylase, -glucosidase।

लार एंजाइम अत्यधिक सक्रिय होते हैं, हालांकि, मुंह में भोजन के कम रहने के कारण कार्बोहाइड्रेट का पूर्ण विघटन नहीं होता है। इन एंजाइमों की मदद से कार्बोहाइड्रेट का हाइड्रोलिसिस पेट में पहले से मौजूद भोजन के अंदर जारी रहता है। भोजन के बोलस की सतह पर, एक अम्लीय वातावरण (HCl0.01%) एंजाइमों की क्रिया को रोकता है।

मौखिक गुहा की स्वच्छता के लिए लार के प्रोटियोलिटिक एंजाइम महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, लाइसोजाइम - उच्च जीवाणुनाशक; प्रोटीनैस - कीटाणुनाशक क्रिया।

लार की मात्रा और संरचना लिए गए भोजन के प्रकार और आहार, भोजन की स्थिरता के अनुकूल होती है।

खाद्य पदार्थों के लिए अधिक चिपचिपा लार स्रावित होता है, और भोजन जितना अधिक सूखता है, उतना ही अधिक होता है। अस्वीकृत पदार्थों और कड़वाहट के लिए - तरल लार की एक महत्वपूर्ण मात्रा।

अधिकांश खाद्य पदार्थों द्वारा स्रावित लार में तथाकथित अस्वीकृत पदार्थ (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, कड़वाहट, आदि) को मुंह में डालने पर स्रावित लार की तुलना में 4 गुना अधिक श्लेष्मा होता है।

लार के अध्ययन के लिए तरीके।

कुत्तों में: श्लेष्म झिल्ली के एक टुकड़े के साथ पैरोटिड या सबमांडिबुलर ग्रंथि के उत्सर्जन वाहिनी का फिस्टुला।

मनुष्यों में: एक कैप्सूल की मदद से - लैश्ले-क्रास्नोगोर्स्की फ़नल, जो लार ग्रंथि के उत्सर्जन वाहिनी पर आरोपित होता है।

लार का विनियमन।

भोजन के बाहर, लार 0.24 मिली / मिनट की दर से स्रावित होती है, जबकि चबाते समय - 3-3.5 मिली / मिनट, साइट्रिक एसिड (0.5 मिमीोल) - 7.4 मिली / मिनट की शुरूआत के साथ।

भोजन एक सशर्त और बिना शर्त प्रतिवर्त के रूप में लार को उत्तेजित करता है।

बिना शर्त लार सजगता के उत्तेजक भोजन या अस्वीकृत पदार्थ हैं जो मौखिक गुहा के रिसेप्टर्स पर कार्य करते हैं।

किसी उद्दीपन के संपर्क में आने से लार निकलने तक (भोजन का अंतर्ग्रहण) के बीच का समय अव्यक्त काल कहलाता है। (1-30 सेकंड)

रिसेप्टर्स से आवेग मज्जा के क्षेत्र में स्थित लार के केंद्र में प्रवेश करते हैं (ग्लोसोफेरींजल तंत्रिका के नाभिक के क्षेत्र में)। यदि यह क्षेत्र चिढ़ है, तो आप एक अलग गुणात्मक संरचना के साथ लार का प्रचुर स्राव प्राप्त कर सकते हैं।

लार ग्रंथियों के लिए, आवेग अपवाही पैरासिम्पेथेटिक और सहानुभूति तंत्रिका तंतुओं के साथ चलते हैं।

पैरासिम्पेथेटिक प्रभाव। पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स के अंत द्वारा जारी एसिटाइलकोलाइन के प्रभाव में, इलेक्ट्रोलाइट्स की उच्च सांद्रता और कम म्यूकिन के साथ बड़ी मात्रा में तरल लार निकलती है। वे लार और किनिन को उत्तेजित करते हैं, जो लार ग्रंथियों की रक्त वाहिकाओं को पतला करते हैं।

सहानुभूतिपूर्ण प्रभाव। पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स के अंत द्वारा स्रावित नॉरपेनेफ्रिन, मोटी लार की एक छोटी मात्रा की रिहाई का कारण बनता है, ग्रंथियों में म्यूकिन और एंजाइम के गठन को बढ़ाता है।

पैरासिम्पेथेटिक नसों की एक साथ उत्तेजना स्रावी प्रभाव को बढ़ाती है। विभिन्न खाद्य पदार्थों के सेवन की प्रतिक्रिया में स्राव में अंतर को पैरासिम्पेथेटिक और सहानुभूति तंत्रिका तंतुओं के साथ आवेगों की आवृत्ति में परिवर्तन द्वारा समझाया गया है। ये परिवर्तन यूनिडायरेक्शनल या मल्टीडायरेक्शनल हो सकते हैं।

लार के अवरोध की ओर ले जाने वाले कारक: नकारात्मक भावनाएं; शरीर का निर्जलीकरण; दर्द उत्तेजना, आदि।

लार ग्रंथियों के स्राव में कमी - हाइपोसेलिवेशन।

अत्यधिक लार - हाइपरसैलिवेशन।

निगलना

निगलने के साथ चबाना समाप्त होता है - मौखिक गुहा से पेट में भोजन के बोल्ट का संक्रमण।

मैगेंडी के सिद्धांत के अनुसार, निगलने की क्रिया को 3 चरणों में बांटा गया है - स्वैच्छिक मौखिक; ग्रसनी अनैच्छिक (तेज); अन्नप्रणाली अनैच्छिक - लंबा, धीमा।

1) मुंह में कुचले और लार से सिक्त खाद्य द्रव्यमान से, 5-15 सेमी 3 की मात्रा के साथ एक खाद्य गांठ को अलग किया जाता है। इस गांठ को अग्र और फिर जीभ के मध्य भाग की मनमानी गति से कठोर तालू के खिलाफ दबाया जाता है और पूर्वकाल मेहराब द्वारा जीभ की जड़ में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

2) जैसे ही भोजन का बोलस जीभ की जड़ से टकराता है, निगलने का कार्य तेजी से अनैच्छिक चरण में चला जाता है, जो ~ 1 सेकंड तक रहता है। यह क्रिया जटिल प्रतिवर्त है और मेडुला ऑबोंगटा में निगलने वाले केंद्र द्वारा नियंत्रित होती है। निगलने वाले केंद्र की जानकारी ट्राइजेमिनल तंत्रिका, स्वरयंत्र नसों और ग्लोसोफेरींजल तंत्रिका के अभिवाही तंतुओं के साथ जाती है। इससे ट्राइजेमिनल, ग्लोसोफेरींजल, हाइपोग्लोसल और वेजस नसों के अपवाही तंतुओं के साथ आवेग निगलने वाली मांसपेशियों में जाते हैं। यदि आप जीभ और गले की जड़ को कोकीन के घोल से उपचारित करते हैं (रिसेप्टर्स को बंद कर दें), तो निगलने से काम नहीं चलेगा।

निगलने का केंद्र श्वसन के केंद्र से थोड़ा ऊपर, IV वेंट्रिकल के नीचे के क्षेत्र में मेडुला ऑबोंगटा में स्थित होता है। यह श्वसन केंद्र, वासोमोटर और हृदय की गतिविधि को नियंत्रित करने वाले केंद्रों से जुड़ा है। निगलने की क्रिया के दौरान, सांस लेने में देरी होती है और हृदय गति में वृद्धि होती है।

मांसपेशियों का एक प्रतिवर्त संकुचन होता है जो नरम तालू को उठाता है (जो भोजन को नाक गुहा में प्रवेश करने से रोकता है)। जीभ के हिलने-डुलने से भोजन का बोलस गले में धकेल दिया जाता है। इसी समय, मांसपेशियों का संकुचन होता है जो हाइपोइड हड्डी को विस्थापित करता है और स्वरयंत्र को ऊपर उठाने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप श्वसन पथ का प्रवेश द्वार बंद हो जाता है, जो भोजन को उनमें प्रवेश करने से रोकता है।

भोजन के बोलस को ग्रसनी में स्थानांतरित करने से मौखिक गुहा में दबाव में वृद्धि और ग्रसनी में दबाव में कमी की सुविधा होती है। जीभ की उभरी हुई जड़ और मेहराब जो उससे सटे हुए होते हैं, भोजन के विपरीत गति को मौखिक गुहा में रोकते हैं।

भोजन के बोलस के ग्रसनी में प्रवेश के बाद, मांसपेशियों में संकुचन होता है, इसके लुमेन को भोजन के बोलस के ऊपर संकुचित कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप यह अन्नप्रणाली में चला जाता है। यह ग्रसनी और अन्नप्रणाली के गुहाओं में दबाव के अंतर से सुगम होता है। निगलने से पहले, ग्रसनी-एसोफेजियल स्फिंक्टर बंद हो जाता है, निगलने के दौरान, ग्रसनी में दबाव 45 मिमी एचजी तक बढ़ जाता है। कला।, दबानेवाला यंत्र खुलता है, और भोजन का बोलस अन्नप्रणाली की शुरुआत में प्रवेश करता है, जहां दबाव 30 मिमी एचजी से अधिक नहीं होता है। कला।

निगलने की क्रिया के पहले दो चरण लगभग 1 सेकंड तक चलते हैं।

3) अन्नप्रणाली के माध्यम से भोजन की गति।

अन्नप्रणाली के माध्यम से भोजन के बोलस की गति (तुरंत, तुरंत) निगलने की गति (स्वचालित रूप से, प्रतिवर्त रूप से) के बाद होती है।

ठोस भोजन का पारित होने का समय 8-9 सेकंड है।

तरल भोजन का पारगमन समय 1-2 सेकंड है।

अन्नप्रणाली की मांसपेशियों के संकुचन में एक लहर का चरित्र होता है जो अन्नप्रणाली के ऊपरी भाग में और आगे पूरी लंबाई (पेरिस्टाल्टिक संकुचन) के साथ होता है। उसी समय, अन्नप्रणाली की कुंडलाकार रूप से स्थित मांसपेशियां क्रमिक रूप से सिकुड़ती हैं, जिससे भोजन का बोलस हिलता है। कम स्वर (विश्राम) की एक लहर उसके सामने चलती है। इसकी गति की गति संकुचन तरंगों से अधिक होती है, और यह 1-2 सेकंड में पेट में पहुँच जाती है।

निगलने के कारण होने वाली प्राथमिक क्रमाकुंचन तरंग पेट में पहुँचती है। महाधमनी चाप के साथ अन्नप्रणाली के चौराहे के स्तर पर, एक माध्यमिक तरंग होती है। द्वितीयक तरंग भी भोजन के बोलस को पेट के कार्डिया तक ले जाती है। इसके फैलाव की औसत गति 2-5 सेमी/सेकण्ड है, यह ग्रासनली के क्षेत्र को 10-30 सेमी 3-7 सेकेंड में ढक लेती है।

इसोफेजियल गतिशीलता योनि और सहानुभूति तंत्रिकाओं के अपवाही तंतुओं द्वारा नियंत्रित होती है; इंट्राम्यूरल नर्वस सिस्टम एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

निगलने वाले आंदोलनों के बाहर, पेट के प्रवेश द्वार को निचले एसोफेजियल स्फिंक्टर द्वारा बंद कर दिया जाता है। जब विश्राम तरंग अन्नप्रणाली के अंत तक पहुँचती है, तो दबानेवाला यंत्र शिथिल हो जाता है और क्रमाकुंचन तरंग भोजन के बोलस को पेट में ले जाती है।

जब पेट भर जाता है, तो कार्डिया का स्वर बढ़ जाता है, जो सामग्री को अन्नप्रणाली में फेंकने से रोकता है।

वेगस तंत्रिका के पैरासिम्पेथेटिक फाइबर अन्नप्रणाली के क्रमाकुंचन को उत्तेजित करते हैं और कार्डिया को आराम देते हैं; सहानुभूति तंतु अन्नप्रणाली की गतिशीलता को रोकते हैं और कार्डिया के स्वर को बढ़ाते हैं।

कुछ रोग स्थितियों में, कार्डिया का स्वर कम हो जाता है, अन्नप्रणाली के क्रमाकुंचन का उल्लंघन होता है - पेट की सामग्री को अन्नप्रणाली (नाराज़गी) में डाला जा सकता है।

निगलने का विकार एरोफैगिया है - हवा का अत्यधिक निगलना। यह अत्यधिक इंट्रागैस्ट्रिक दबाव को बढ़ाता है, और व्यक्ति को असुविधा का अनुभव होता है। वायु को पेट और अन्नप्रणाली से बाहर धकेल दिया जाता है, अक्सर एक विशिष्ट ध्वनि (regurgitation) के साथ।