Углеводный обмен веществ

Углеводный обмен

Углеводный обмен — совокупность процессов превращения моносахаридов и их производных, а также гомополисахаридов, гетерополисахаридов и различных углеводсодержащих биополимеров (гликоконъюгатов) в организме человека и животных. В результате У. о. происходит снабжение организма энергией (см. Обмен веществ и энергии), осуществляются процессы передачи биологической информации и межмолекулярные взаимодействия, обеспечиваются резервные, структурные, защитные и другие функции углеводов. Углеводные компоненты многих веществ, например гормонов, ферментов, транспортных гликопротеинов, являются маркерами этих веществ, благодаря которым их «узнают» специфические рецепторы плазматических и внутриклеточных мембран.

Синтез и превращения глюкозы в организме. Один из наиболее важных углеводов — глюкоза является не только основным источником энергии, но и предшественником пентоз, уроновых кислот и фосфорных эфиров гексоз. Глюкоза образуется из гликогена и углеводов пищи — сахарозы, лактозы, крахмала, декстринов. Кроме того, глюкоза синтезируется в организме из различных неуглеводных предшественников (рис. 1). Этот процесс носит название глюконеогенеза и играет важную роль в поддержании гомеостаза. В процессе глюконеогенеза участвует множество ферментов и ферментных систем, локализованных в различных клеточных органеллах. Глюконеогенез происходит главным образом в печени и почках.

Существуют два пути расщепления глюкозы в организме: гликолиз (фосфоролитический путь, путь Эмбдена — Мейергофа — Парнаса) и пентозофосфатный путь (пентозный путь, гексозомонофосфатный шунт). Схематически пентозофосфатный путь выглядит так: глюкозо-6-фосфат ® 6-фосфатглюконолактон ® рибулозо-5-фосфат ® рибозо-5-фосфат. В ходе пентозофосфатного пути происходит последовательное отщепление от углеродной цепи сахара по одному атому углерода в виде СО2. В то время как гликолиз играет важную роль не только в энергетическом обмене, но и в образовании промежуточных продуктов синтеза липидов, пентозофосфатный путь приводит к образованию рибозы и дезоксирибозы, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот (ряда коферментов.

Синтез и распад гликогена. В синтезе гликогена — главного резервного полисахарида человека и высших животных — участвуют два фермента: гликогенсинтетаза (уридиндифосфат (УДФ) глюкоза: гликоген-4 a -глюкозилтрансфераза), катализирующая образование полисахаридных цепей, и ветвящий фермент, образующий в молекулах гликогена так называемые связи ветвлении. Для синтеза гликогена необходимы так называемые затравки. Их роль могут выполнять либо глюкозиды с различной степенью полимеризации, либо белковые предшественники, к которым при участии особого фермента глюкопротеинсинтетазы присоединяются глюкозные остатки уридиндифосфатглюкозы (УДФ-глюкозы).

Распад гликогена осуществляется фосфоролитическим (гликогенолиз) или гидролитическим путями. Гликогенолиз представляет собой каскадный процесс, в котором участвует ряд ферментов фосфорилазной системы — протеинкиназа, киназа фосфорилазы b, фосфорилаза b, фосфорилаза а, амило-1,6-глюкозидаза, глюкозо-6-фосфатаза. В печени в результате гликогенолиза образуется глюкоза из глюкозо-6-фосфата благодаря действию на него глюкозо-6-фосфатазы, отсутствующей в мышцах, где превращения глюкозо-6-фосфата приводят к образованию молочной кислоты (лактата). Гидролитический (амилолитический) распад гликогена (рис. 2) обусловлен действием ряда ферментов, называемых амилазами ( a -глюкозидазами). Известны a -, b — и g -амилазы. a -Глюкозидазы в зависимости от локализации в клетке делят на кислые (лизосомные) и нейтральные.

Синтез и распад углеводсодержащих соединений. Синтез сложных сахаров и их производных происходит с помощью специфических гликозилтрансфераз, катализирующих перенос моносахаридов от доноров — различных гликозилнуклеотидов или липидных переносчиков к субстратам-акцепторам, которыми могут быть углеводный остаток, полипептид или липид в зависимости от специфичности трансфераз. Нуклеотидным остатком является обычно дифосфонуклеозид.

В организме человека и животных много ферментов, ответственных за превращение одних углеводов в другие, как в процессах гликолиза и глюконеогенеза, так и в отдельных звеньях пентозофосфатного пути.

Ферментативное расщепление углеводсодержащих соединений происходит в основном гидролитическим путем с помощью гликозидаз, отщепляющих углеводные остатки (экзогликозидазы) или олигосахаридные фрагменты (эндогликозидазы) от соответствующих гликоконъюгатов. Гликозидазы являются чрезвычайно специфическими ферментами. В зависимости от природы моносахарида, конфигурации его молекулы (их D или L-изомеров) и типа гидролизуемой связи ( a или b ) различают a —D-маннозидазы, a —L-фукозидазы, ×b D-галактозидазы и т.д. Гликозидазы локализованы в различных клеточных органеллах; многие из них локализованы в лизосомах. Лизосомные (кислые) гликозидазы отличаются от нейтральных не только локализацией в клетках, оптимальным для их действия значением рН и молекулярной массой, но и электрофоретической подвижностью и рядом других физико-химических свойств.

Гликозидазы играют важную роль в различных биологических процессах; они могут, например, оказывать влияние на специфический рост трансформированных клеток, на взаимодействие клеток с вирусами и др.

Имеются данные о возможности неферментативного гликозилирования белков in vivo, например гемоглобина, белков хрусталика, коллагена. Есть сведения, что неферментативное гликозилирование (гликирование) играет важную патогенетическую роль при некоторых заболеваниях (сахарном диабете, галактоземии и др.).

Транспорт углеводов. Переваривание углеводов начинается в ротовой полости при участии гидролитических ферментов слюны. Гидролиз ферментами слюны продолжается в желудке (сбраживание углеводов пищевого комка предотвращается соляной кислотой желудочного сока). В двенадцатиперстной кишке полисахариды пищи (крахмал, гликоген и др.) и сахара (олиго- и дисахариды) расщепляются при участии a -глюкозидаз и других гликозидаз сока поджелудочной железы до моносахаридов, которые всасываются в тонкой кишке в кровь. Скорость всасывания углеводов различна, быстрее всасываются глюкоза и галактоза, медленнее — фруктоза, манноза и другие сахара.

Патология углеводного обмена. Увеличение содержания глюкозы в крови — гипергликемия может происходить вследствие чрезмерно интенсивного глюконеогенеза либо в результате понижения способности утилизации глюкозы тканями, например при нарушении процессов ее транспорта через клеточные мембраны. Понижение содержания глюкозы в крови — гипогликемия — может являться симптомом различных болезней и патологических состояний, причем особенно уязвимым в этом отношении является мозг: следствием гипогликемии могут быть необратимые нарушения его функций.

Генетически обусловленные дефекты ферментов У. о. являются причиной многих наследственных болезней. Примером генетически обусловленного наследственного нарушения обмена моносахаридов может служить галактоземия, развивающаяся в результате дефекта синтеза фермента галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы. Признаки галактоземии отмечают также при генетическом дефекте УДФ-глюкоза-4-эпимеразы. Характерными признаками галактоземии являются гипогликемия, галактозурия, появление и накопление в крови наряду с галактозой галактозо-1-фосфата, а также снижение массы тела, жировая дистрофия и цирроз печени, желтуха, катаракта, развивающаяся в раннем возрасте, задержка психомоторного развития. При тяжелой форме галактоземии дети часто погибают ни первом году жизни вследствие нарушений функций печени или пониженной сопротивляемости инфекциям.

Примером наследственной непереносимости моносахаридов является непереносимость фруктозы, которая вызывается генетическим дефектом фруктозофосфатальдолазы и в ряде случаев — снижением активности Фруктоза-1,6-дифосфат-альдолазы. Болезнь характеризуется поражениями печени и почек. Для клинической картины характерны судороги, частая рвота, иногда коматозное состояние. Симптомы заболевания появляются в первые месяцы жизни при переводе детей на смешанное или искусственное питание. Нагрузка фруктозой вызывает резкую гипогликемию.

Заболевания, вызванные нарушением обмена гликогена, составляют группу наследственных энзимопатий, объединенных под названием гликогенозов. Гликогенозы характеризуются избыточным накоплением гликогена в клетках, которое может также сопровождаться изменением структуры молекул этого полисахарида. Гликогенозы относят к так называемым болезням накопления. Гликогенозы (гликогенная болезнь) наследуются по аутосомно-рецессивному или сцепленному с полом типу. Почти полное отсутствие в клетках гликогена отмечают при агликогенозе, причиной которого является полное отсутствие или сниженная активность гликогенсинтетазы печени.

Заболевания, вызванные нарушением обмена различных гликоконъюгатов, в большинстве случаев являются следствием врожденных нарушений распада гликолипидов, гликопротеинов или гликозаминогликанов (мукополисахаридов) в различных органах. Они также являются болезнями накопления. В зависимости от того, какое соединение аномально накапливается в организме, различают гликолипидозы, гликопротеиноды, мукополисахаридозы. Многие лизосомные гликозидазы, дефект которых лежит в основе наследственных нарушений углеводного обмена, существуют в виде различных форм,

Особенности углеводного обмена у детей. Состояние У. о. у детей в норме определяется зрелостью эндокринных механизмов регуляции и функций других систем и органов. В поддержании гомеостаза плода важную роль играет поступление к нему глюкозы через плаценту. Количество глюкозы, поступающей через плаценту к плоду, непостоянно, т.к. ее концентрация в крови матери может неоднократно меняться в течение дня. Изменение соотношения инсулин/глюкоза у плода может вызвать у него острые или длительные нарушения обмена веществ. В последнюю треть внутриутробного периода у плода значительно увеличиваются запасы гликогена в печени и мышцах, в этот период глюкогенолиз и глюконеогенез уже имеют для плода существенное значение и как источник глюкозы.

Особенностью У. о. у плода и новорожденного является высокая активность процессов гликолиза, позволяющая лучше адаптироваться к условиям гипоксии. Интенсивность гликолиза у новорожденных на 30—35% выше, чем у взрослых; в первые месяцы после рождения она постепенно снижается. О высокой интенсивности гликолиза у новорожденных свидетельствуют высокое содержание лактата в крови и моче и более высокая, чем у взрослых, активность лактатдегидрогеназы в крови. Значительная часть глюкозы у плода окисляется по пентозофосфатному пути.

Нарушения У. о. у детей при различных соматических заболеваниях носят вторичный характер и связаны с влиянием основного патологического процесса на этот вид обмена.

В крови детей старшего возраста в норме отсутствуют галактоза, пентозы и дисахариды, у детей грудного возраста они могут появляться в крови после приема пищи, богатой этими углеводами, а также при генетически обусловленных аномалиях обмена соответствующих углеводов или углеводсодержащих соединений; в подавляющем большинстве случаев симптомы таких заболеваний проявляются у детей в раннем возрасте.

Для коррекции нарушенного У. о. при тенденции к гипергликемии применяют диетотерапию с ограничением жиров и углеводов. При необходимости назначают инсулин или другие гипогликемизирующие препараты; средства, способствующие повышению содержания глюкозы в крови, отменяют. При гипогликемии показана диета, богатая углеводами и белками.

Во время приступов гипогликемии вводят глюкозу, глюкагон, адреналин. При непереносимости отдельных углеводов назначают индивидуальную диету с исключением соответствующих сахаров из пищи больных. В случаях нарушений У. о., носящих вторичный характер, необходимо лечение основного заболевания.

Профилактика выраженных нарушений У. о. у детей заключается в их своевременном обнаружении. При вероятности наследственной патологии У. о. рекомендуется медико-генетическое консультирование. Выраженное неблагоприятное влияние декомпенсации сахарного диабета у беременных женщин на У. о. у плода и новорожденного диктует необходимость тщательной компенсации заболевания у матери на всем протяжении беременности и родов.

Библиогр.: Видершайн Г.Я. Биохимические основы гликозидозов, М., 1980; Гормональная регуляция функций детского организма в норме и патологии, под ред. М.Я. Студеникина и др., с. 33, М., 1978; Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф. и Меньшиков В.В. Биохимические исследования в клинике, с. 407, Л., 1981; Мецлер Д. Биохимия, пер. с англ., т. 2, М., 1980; Николаев А.Я. Биологическая химия, М., 1989; Розенфельд Е.Л. и Попова И.А. Врожденные нарушения обмена гликогена, М., 1989; Справочник по функциональной диагностике в педиатрии, под ред. Ю.Е. Вельтищева и Н.С. Кисляк, с. 107, М., 1979.

Углеводный обмен

Энергетические расходы организма покрываются преимущественно за счет окисления углеводов. Углеводы используются для синтеза глюкопротеидов, мукоподисахаридов, нуклеиновых, кислот, коферментов и аминокислот. Они входят в состав клеточных структурных элементов.

После всасывания моносахариды попадают через брыжеечную и воротную вены в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу. Глюкоза подвергается окислению, а также накапливается в виде гликогена. Одновременно с окислением и депонированием в печени идут процессы ферментативного образования свободной глюкозы (в присутствии глюкозо-6-фосфатазы). В отличие от печени, в мышцах нет глюкозо-6-фосфатазы. Поэтому в них свободная глюкоза не образуется.

В печеночные клетки глюкоза проходит свободно, без затрат энергии. Проницаемость мышечной клетки для глюкозы по сравнению с печеночными клетками понижена. В мышцах, как и в печени, депонируется гликоген. Однако он не может служить регулятором уровня глюкозы в крови, а является резервным горючим для мышечной работы.

В процессе окисления углеводов освобождается энергия, которая используется для биосинтеза, образования тепла, а также для осуществления специфических форм жизнедеятельности. Окислительное фосфорилирование глюкозы является энергетически более выгодным, чем ее бескислородный распад. В условиях относительного мышечного покоя анаэробные процессы расщепления глюкозы (гликолиз) тормозятся аэробным обменом. И только в зрелых эритроцитах гликолитические процессы являются ведущими. В клетках новообразований окислительные процессы подавлены гликолитическим распадом углеводов.

Наряду с освобождением энергии при распаде глюкозы в печени и мышцах происходят и процессы ее накопления путем синтезирования гликогена. Освобождение энергии гликогена происходит при гликогенолизе: на каждый глюкозный остаток гликогена ресинтезируется 3 молекулы АТФ.

Содержание углеводов в крови является относительно постоянным. При гипогликемии (снижение содержания, сахара со 100 — 110 до 50 — 60 мг%) наблюдаются нарушение функций центральной нервной системы, мышечная слабость, судороги, падение температуры тела с последующей потерей сознания. При гипергликемии (увеличение содержания сахара в крови выше 110 — 120 мг%) избыток сахара быстро удаляется с мочой. Алиментарная (пищевая) гипергликемия легко регулируется почечной функцией.

Опасность для жизни представляет нарушение углеводного обмена, при котором гипергликемия является результатом нарушения проницаемости клеточных мембран для сахара при недостатке инсулина. При этом с мочой выделяется не избыточный, а жизненно необходимый клеткам сахар.

Высшим подкорковым центром регуляции обмена веществ является гипоталамус. Воздействие гипоталамуса на обмен белков осуществляется через систему гипоталамус — гипофиз — щитовидная железа. Повышенная продукция тиреотропного гормона передней доли гипофиза приводит к увеличению синтеза тироксина и 3-иодтиронина щитовидной железы — регуляторов белкового обмена. На обмен белков оказывает прямое влияние соматотропный гормон гипофиза. Регуляторная роль гипоталамуса в…

Глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон) оказывают ингибирующее (тормозящее) воздействие на ферментативную активность гексокиназ и глюкокиназную реакцию печени. При недостаточности содержания инсулина в крови (сахарный диабет) ингибирующее действие глюкокортикоидов усиливается. В конечном итоге ткани организма начинают испытывать острую нехватку глюкозы. Инсулин способствует утилизации сахара клетками. Он повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, увеличивая скорость ее транспорта внутрь клетки…

В клетках жировой ткани происходит расщепление триглицеридов под воздействием липолитических тканевых ферментов. Липиды жировой ткани активизируются циклической аденозинмонофосфорной кислотой (она образуется из АТФ при участии фермента аденилатциклазы). Циклическая АМФ активирует фермент протеинкиназу. Протеинкиназа является конечным звеном в цепи передатчиков пусковой роли гормонов — регуляторов жирового обмена на липолитические ферменты жировой ткани. Расщепление жиров до конечных…

Вода и минеральные вещества не являются источником энергии для организма. Они входят в состав клеток и жидких сред организма, обеспечивая физико-химическое постоянство внутренней среды и процессы жизнедеятельности. Вода и минеральные вещества постоянно выводятся с потом, мочой, выдыхаемым воздухом. Пополнение их запасов происходит за счет приема пищи и воды, в которых, как правило, содержится достаточное количество…

Фосфор является важнейшей частью нуклеиновых кислот, входит в состав макроэргов — АТФ и КрФ. Особенно велика его роль в окислительных процессах. Так, окисление глюкозы проходит через ряд промежуточных этапов фосфорилирования. Суточная потребность в фосфоре для взрослого человека 1,5 — 2 г. Калий является составным элементом буферных систем, содержится в избыточном количестве в цитоплазме клеток. Он…

Углеводный обмен

1. Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96 гг. 2. Первая медицинская помощь. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. — М.: Советская энциклопедия. — 1982—1984 гг .

Смотреть что такое «Углеводный обмен» в других словарях:

Углеводный обмен — процессы усвоения углеводов (См. Углеводы) в организме; их расщепление с образованием промежуточных и конечных продуктов (деградация, диссимиляция), а также новообразование из соединений, не являющихся углеводами (глюконсогенез), или… … Большая советская энциклопедия

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН — Схема 1. Схема 1. углеводный обмен, совокупность процессов превращения углеводов в организме. У. о. включает следующие этапы: расщепление углеводов корма и всасывание их в желудочно кишечном тракте; превращения всосавшихся продуктов распада… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Углеводный обмен — совокупность процессов усвоения углеводов в организме; их расщепление с образованием промежуточных и конечных продуктов (деградация, диссимиляция), а также новообразование из соединений, не являющихся углеводами (глюконсогенез), или превращение… … Физическая Антропология. Иллюстрированный толковый словарь.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — (метаболизм), совокупность хим. процессов, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Хим. превращ. в организме осуществляются в двух противоположных направлениях синтез сложных соед. из более простых (а н а б о л и з м, или а с с и м и л я ц и… … Химическая энциклопедия

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ — обмен веществ и энергии, метаболизм, совокупность превращений веществ и энергии в организме, обеспечивающих его жизнедеятельность. Ф. Энгельс, определяя жизнь, указывал, что её важнейшее свойство — постоянный обмен веществ с окружающей… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Обмен веществ — или метаболизм, лежащий в основе жизни закономерный порядок превращения веществ и энергии в живых системах, направленный на их сохранение и самовоспроизведение; совокупность всех химических реакций, протекающих в организме. Ф. Энгельс,… … Большая советская энциклопедия

углеводный — см. углеводы; ая, ое. Углево/дный обмен … Словарь многих выражений

Обмен веществ — и энергии – совокупность процессов превращения веществ и энергии в животном организме и их обмена с окружающей средой; рассматривается по составляющим компонентам: белковый, липидный, углеводный, энергетический, водно солевой, витаминный … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных

обмен углеводный — вид О., включающий процессы поступления углеводов в организм, их расщепления, всасывания, биосинтеза углеводов, свойственных данному организму, их распада и выделения конечных продуктов … Большой медицинский словарь

ЖИРОВОЙ ОБМЕН — жировой обмен, совокупность процессов превращения нейтральных жиров (триглицеридов) в организме человека и животных. Ж. о. состоит из следующих этапов: расщепление поступивших в организм с кормом жиров и их всасывание в желудочно кишечном тракте; … Ветеринарный энциклопедический словарь

ОБЛИТЕРАЦИЯ — (лат. obliteratio уничтожение), термин, употребляемый для обозначений закрытия, уничтожения той или иной полости или просвета посредством разрастания^ ткани, идущего со стороны стенок данного полостного образования. Указанное разрастание чаще… … Большая медицинская энциклопедия

Углеводный обмен веществ в организме человека

Так выглядет упрощённая модель углеводого обмена вещест в организме человека.

У больных сахарным диабетом выработка инсулина снижается или отсутствует и, как следствие, организм не в состоянии усвоить (пустить в работу или запасти) все углеводные галории. Из-за этого и наблюдается повышенный уровень сахара в крови.

Углеводы в процессе сжигания распадаются на воду (H2O) и углекислый газ СО2. Химически это выглядет так: С x HyOz —> H2O + СО2 Вода в свою очередь циркулирует в организме, а углекислый газ выходит при выдохе.

Но когда организм не может усвоить углеводы, он переходит на жиры. А вот жиры распадаются на кетоны (ацетон). В организме расщеплениеие жиров происходит постоянно, но в небольших количествах и с ними человек нормально справляется. При переходе же на основное питание от жиров кетонов становится слишком много и они могут уже навредить человеку! Это может привести к кетоацидозу! К этому может привести и нехватка кислорода пр ифизических упражнениях.

Основная суть официального «лечения» (на самом деле не лечат, а купируют, т.е. устраняют последствия):

Всё! Остаётся теперь разобраться какими методами можно этого достичь.

Источники:
Углеводный обмен
Углеводный обмен — совокупность процессов превращения моносахаридов и их производных, а также гомополисахаридов, гетерополисахаридов и различных углеводсодержащих биополимеров (гликоконъюгатов) в
http://www.nedug.ru/library/%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD
Углеводный обмен
Энергетические расходы организма покрываются преимущественно за счет окисления углеводов. Углеводы используются для синтеза глюкопротеидов, мукоподисахаридов, нуклеиновых, кислот, коферментов и аминокислот. Они входят в состав клеточных структурных элементов. После всасывания моносахариды попадают через брыжеечную и …
http://www.medkursor.ru/biblioteka/fizio/obmen261/6522.html
Углеводный обмен
1. Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96 гг. 2. Первая медицинская помощь. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/31949/%D0%A3%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9
Углеводный обмен веществ в организме человека
Углеводный обмен веществ в организме человека
http://www.helpdi.ru/informaciya/gormony/153-urok1

(Visited 2 times, 1 visits today)

П О П У Л Я Р Н О Е

Приветствие на сайте знакомств Прикольные статусы для сайта знакомств. Самые лучшие статусы для сайта… (2)

Управление эмоциями упражнения Управление эмоциями, технология, упражнения Эмоции – это один из основных… (2)

Из парня в девушку Женщину сделать из парня насильно проще простогоЖенщину сделать из любого… (2)

Со скольки лет можно увеличить губы Можно ли увеличивать губы детям? Чтобы оставлять сообщения вы должны… (2)

Если мужчина говорит моя 11 утверждений влюбленного мужчины или как понять, что мужчина влюблен… (2)

COMMENTS