Гликоген, инсулин и глукагон

Функции на гликоза

Како што видовме на претходната страница, сите јаглехидрати проголтани со храна се распаѓаат во моносахаридната гликоза со процесите во тенкото црево, а во многу помала мера и со моносахаридите фруктоза и галактоза. По апсорпцијата, овие три моносахариди влегуваат во црниот дроб преку порталната вена. Тука фруктозата и галактозата се претвораат во гликоза, а дел од глукозата се користи за производство на енергија на сопствениот црн дроб. Друг дел се чува во форма на гликоген. Сепак, најголемиот дел од гликозата влегува во крвотокот и се транспортира до клетките на телото, каде што потоа се користи за производство на енергија (гликолиза, а потоа или циклус на лимонска киселина и респираторен ланец или анаеробна ферментација).

глукагон

Главните функции на глукозата во човечкото тело се:

  1. Обезбедување енергија за клетките
  2. Необработен матерјал за синтеза на важни соединенија како што се гликопротеини, гликолипиди, одредени аминокиселини и масни киселини.

Варење и апсорпција

Варењето на јаглехидратите и апсорпцијата на моносахаридите формирани од нив веќе се допрени на соодветната страница. Интересно е и тоа што ресорпцијата на гликоза и галактоза е активен процес на транспорт што троши енергија, додека ресорпцијата на фруктозата се јавува преку нормална дифузија во правец на градиентот на концентрацијата, т.е. не троши никаква енергија. Бидејќи глукозата активно се транспортира од тенкото црево во крвта, концентрацијата на глукоза во крвта (т.н. ниво на шеќер во крвта) исто така се зголемува релативно брзо [1]. Со чисто пасивен транспорт, ова зголемување ќе трае многу подолго.

Складирање на гликоген во клетките на црниот дроб и мускулите

По апсорпцијата, глукозата (заедно со фруктоза и галактоза) тече низ порталната вена во црниот дроб. На црниот дроб му треба дел од самата гликоза, друг дел се претвора во нерастворлив во вода полисахарид гликоген, а поголемиот дел потоа се става на располагање на телото.

Складиштето на гликоген во црниот дроб е прилично мало, само околу 150 гр гликоген може да се чува во црниот дроб [1]. Кога резервата на гликоген се надополнува и повеќе глукоза „пристигнува“ преку порталната вена, црниот дроб произведува масни киселини од вишокот молекули на глукоза, кои - додека се уште се во црниот дроб - се естерифицираат со глицерин, така што се создаваат неутрални масти. Овој процес се нарекува липогенеза, на англиски: формирање на маснотии.

Црниот дроб не е единствениот орган во човечкото тело што може да складира гликоген. Значително поголема количина на гликоген може да се складира во мускулите. Според Биесалски и сор. [1] мускулите „можат дури и да претставуваат голем дел од резервите (приближно 0,5 кг)“ .

Сепак, постои една важна разлика помеѓу црниот дроб и мускулите во однос на складирањето на гликоген: Црниот дроб може да ја ослободи глукозата синтетизирана од распаѓање на гликоген во други органи, додека мускулните клетки не можат затоа што немаат клучен ензим. Мускулните клетки можат „само“ да го користат зачуваниот гликоген за сопствено снабдување со енергија.

инсулин

Нормалните телесни клетки можат да ја добијат својата енергија и од гликоза и од масни киселини, така што прениското ниво на гликоза во крвта не е толку критично. Нешто сосема друго се однесува на мозочните клетки, тие можат да ја добијат својата енергија исклучиво од гликоза (и од одредени кетони ако има недостаток на гликоза). На мозокот му требаат околу 140 гр гликоза дневно [1]. Транспортот на гликоза во мозочните клетки се одвива пасивно, односно преку нормална дифузија со помош на носачи на протеини. Тоа значи, од една страна, не е потребна дополнителна енергија за транспорт на глукоза во мозочните клетки, што е поволно, од друга страна, мозокот е зависен од одредена концентрација на глукоза во крвта, така што овој пасивен транспорт е воопшто возможен (да се потсетиме на биологијата - Лекции: Дифузијата секогаш се одвива во насока на градиентот на концентрација, т.е. од страната со поголема концентрација на страната со помала концентрација).

Ако нивото на гликоза во крвта е прениско за оваа дифузија, се јавуваат катастрофални нарушувања на мозочната функција. Ова не смее да се случи под никакви околности и затоа телото гарантира дека концентрацијата на глукоза во крвта останува разумно константна. Така, се регулира концентрацијата на глукоза. Телото има два активатори за ова, имено двата хормони инсулин и глукагон.

инсулин

Инсулинот е мал пептид кој се создава во бета клетките на панкреасот. Задачата на инсулинот е да овозможи транспорт на глукоза во одредени клетки на телото, имено во мускулните клетки и во клетките на масното ткиво [2] .

Некој може да помисли дека транспортерот на глукоза во овие клетки е едноставен носител на протеин кој има алостеричен центар за инсулин. Кога инсулинот ќе се смести во овој алостеричен центар, носителот станува активен и може да пренесе глукоза со градиент на концентрација во клетката. За жал, работите не се толку едноставни како што би сакале да бидат како студент. Постојат два протеини одговорни за транспорт на гликоза. За повеќе детали, видете „мал печат“:

Транспортер за глукоза GLUT-4

Два протеини се одговорни за транспорт на гликоза. Прво на сите, рецептор на инсулин. Ова е мал мембрански протеин кој има докинг точка за хормонот инсулин однадвор. Ако молекулата на инсулин навистина се приклучи на рецепторот на инсулин, таа станува активна. Инсулинскиот рецептор користи клеточно-внатрешна гласничка супстанција наречена IRS за да се осигура дека одредени везикули (мали шупливи тела кои се опкружени со мембрана) се спојуваат со клеточната мембрана. Сфатете го тоа како нешто како фузија на синаптичките везикули со пресинатичката мембрана.

Срамота е што не сите одбравте биологија како напреден курс, тогаш сега би знаеле за што зборувам. Но, можете да прочитате сè на моите страници за невробиологија.

Мембраната на овие везикули сега го содржи вториот протеин, вистинскиот транспортер на глукоза GLUT-4. Кога везикулите сега се спојуваат со клеточната мембрана, молекулите GLUT-4 исто така влегуваат во клеточната мембрана. Таму сега тие дејствуваат како транспортери на гликоза, а глукозата влегува во клетките [3] .

Замка за глукоза!

Можеби ви е познат експериментот со јонска стапица со неутрално црвено од вашиот час по биологија на ниво ЕФ. Кромидните клетки се ставаат во раствор од неутрално црвено. Клетките ја апсорбираат бојата преку пасивна дифузија, но не престануваат да ја апсорбираат бојата кога внатрешната концентрација ја достигнала вредноста на надворешната концентрација, туку наместо тоа, се акумулира се повеќе и повеќе боја. Првично може да се помисли дека тоа може да биде активен транспорт. Но, не, работите се многу поедноставни: има кисела средина во клетката, а молекулите на неутралното црвено земаат протон. Ова ги претвора во јони. Сепак, јони не можат да поминат низ клеточната мембрана. Неутралните црвени јони се заробени во ќелијата, поради што експериментот е познат и како „експеримент со јонски стапици“. Како резултат на дејството на киселината, концентрацијата на неутралните црвени молекули во внатрешноста на клетката секогаш останува на многу ниско ниво, па пасивната дифузија може да продолжи да се одвива.

Каква врска има сето ова со транспортот на гликоза? Па, тука се случува нешто слично. Штом молекулите на глукозата пасивно поминуваат во клетките преку GLUT-4 транспортерот, тие се фосфорилираат од ензим, т.е. се снабдува со фосфатна група. Гликозата станува глукоза-фосфат. Ова значи дека концентрацијата на глукоза во клетката секогаш се одржува многу ниска на овој начин, така што се повеќе и повеќе глукоза може да тече во.

Јаглехидрати и инсулин

Инсулинот се синтетизира во бета клетките на панкреасот. Храна богата со јаглени хидрати промовира ослободување на инсулин, а нивото на инсулин во крвта се зголемува.

Поточно, веќе постои одредено снабдување со преинсулин во панкреасот. Пред-инсулин е протеин кој се произведува директно со транскрипција на рибозомите на клетките. За да се произведе „вистинскиот“ инсулин, некои аминокиселини треба да се исечат од овој пред-инсулин. Ова создава два кратки пептидни ланци, кои потоа се поврзани едни со други преку два дисулфидни моста. Сето ова е регулирано со одредени ензими. И овие ензими стануваат активни кога нивото на шеќер во крвта надминува одредена вредност.

Секој хормон - и инсулин е хормон - има одредени целни клетки во чиишто мембрани рецептори се наоѓаат рецепторите за хормонот (принцип на клуч и заклучување). Целните клетки на инсулинот се

  1. клетките на скелетните мускули
  2. клетките на црниот дроб
  3. клетките на масното ткиво

Овие три типа на клетки можат да заземат гликоза и со тоа да го намалат нивото на шеќер во крвта. Сепак, инсулинот работи различно во трите типа на клетки:

Клетки на црниот дроб

Гликозата достигнува до клетките на црниот дроб независно од инсулинот. Тука инсулинот ги предизвикува следниве процеси:

  1. Промоција на таложење на гликоген
  2. Инхибиција на распаѓање на гликоген
  3. Инхибиција на глуконеогенезата (производство на гликоза)
  4. Формирање на масни киселини од гликоза или ацетил-CoA (распаѓачки производ на гликоза)

Мускулни клетки

Инсулинот ги има следните ефекти во мускулните клетки:

  1. Активирање на транспортерот на гликоза
  2. Промоција на таложење на гликоген
  3. Инхибиција на распаѓање на гликоген
  4. Инхибиција на глуконеогенезата

Масни клетки

Конечно, инсулинот ги има овие ефекти во масните клетки:

  1. Активирање на транспортерот на гликоза
  2. Промоција на таложење на липиди
  3. Инхибиција на распаѓање на липидите.

Глукагон

Овој хормон е антагонист на инсулин. Глукагонот се формира и во клетките на панкреасот, но не во бета клетките, туку во алфа клетките. Главниот ефект на глукагон може брзо да се опише: Глукагонот го активира распаѓањето на гликогенот во црниот дроб и со тоа го зголемува нивото на шеќер во крвта.

Внатрешни врски:

  • Варење на јаглени хидрати (ЕЛ)
  • Гликоза (органска)
  • Транспорт на супстанции (органски)
  • Циклус на кори (ЕЛ)
ИМПРИНТ/Политика на приватност/Мапа на страницата

Времеплов:
08.07.2017: Креирана страница.