Част 2 Кръвна захар и диабет; Гимназия SVT Pape Clément
Слайдшоу_част3
Въведение: За да отговори на нашите енергийни и материални нужди, тялото ни трябва да има ниво на глюкоза в кръвта или гликемия, в тесен диапазон от стойности около 1 g/L. Тази средна норма се поддържа въпреки много променливата консумация на глюкоза и приема през деня.
Ще трябва да разберем механизмите, свързани с определянето на кръвната захар, както и с нейното регулиране. Освен това може да има патологични случаи, при които кръвната захар вече не е регулирана; това са диабетът, чиито характеристики и произход ще представим.
Глава 1: Регулиране на кръвната захар
I. Кръвна захар, диета и ензимно храносмилане
А. Диетичен източник на глюкоза
Глюкозата е проста захар с формула C 6 H 12 O 6. Това е основна молекула в тялото, на енергийно ниво (основен субстрат за дишане, практически единственият използван в мозъка) и на ниво молекулярни синтези.
Доставката на глюкоза в организма се осъществява по време на храносмилането: въглехидратните макромолекули (например нишесте) се хидролизират до прости въглехидрати като глюкоза. A хидролиза може да се определи като химическа реакция, при която разкъсването на химическа връзка става в присъствието на вода. Като част от храносмилането, хидролизата води до молекулярно опростяване: храната се редуцира до по-малки молекули, хранителни вещества.
Б. Храносмилателни ензими и техните характеристики
Храносмилателните ензими, като амилазата, участват в храносмилането. Тези ензими имат различни свойства, които определят функционалното значение на тези молекули.
- ензимна катализа
Спонтанната хидролиза на нишестето е много бавна реакция; значително се ускорява в присъствието на амилаза. Това е ензим, т.е. протеинова молекула, която действа като катализатор (= ускорител) на химична реакция. Ензимите са биологични катализатори, тъй като действат при оптимални условия, обикновено близки до тези на живите клетки (T ° = 40 ° C; pH = 7).
- ензимна структура и ензимна специфичност
Ензимът има пространствена структура, която определя неговата форма, тоест конфигурацията му. Тази структура се определя от веригата на аминокиселините, следователно от генетичната информация, която контролира разположението на аминокиселините. В тази структура различаваме по-специално активен сайт което съответства на мястото на взаимодействие между ензима и неговия субстрат. В активното място има две области: тази на свързването със субстрата и тази, която определя реакцията, катализирана от ензима. По този начин, на нивото на активния сайт (и следователно на неговата структура), двойна специфичност на ензим:
- специфичност на субстрата: ензим катализира само реакцията на определен субстрат (или евентуално на семейство субстрати, като амилаза, която хидролизира нишестето и гликогена, чиито молекулни структури са много сходни).
- специфичност на действието: ензим катализира само един вид реакция (напр. хидролиза за нишесте)
- параметри, контролиращи ензимната активност
Чувствителността на ензима по отношение на параметрите на околната среда (T °; pH) е свързана с въздействието на тези параметри върху структурата на протеина (последният варира в зависимост от T ° или pH). В допълнение, генетичната мутация, като променя последователността на аминокиселините, също може да окаже влияние върху структурата и следователно върху активността на ензима. Скоростта на ензимната реакция също зависи от концентрацията на субстрата и ензима.
- стъпка s на ензимна реакция
Ензимното действие се извършва на няколко етапа, които могат да бъдат обобщени, както следва:
(1) Е + С → (2) Е С → (3) Р + Е
1: изолирани ензим и субстрат
2: Асоциация E + S: образуване на ES комплекс
3: образуване на един или повече продукти и освобождаване на ензима
По този начин, според този модел, ензимът е непроменен в края на реакцията. Ензимните реакции се провеждат по различен начин, и по-специално с различни скорости, в зависимост от T ° и pH условията и според съответните концентрации на S и E
II. Органи и механизми на гликемична регулация
Кръвната глюкоза, нивото на кръвната глюкоза в кръвта, има стойност, която естествено се колебае около референтната стойност, която е 1 g/L. Поддържането на кръвната захар около изходното ниво е признак и състояние на добро здраве. Въпреки нередовността на приема на глюкоза и фазите на консумация, нивата на кръвната захар варират много малко; това свидетелства за регулаторни механизми.
А. Ефекторни органи в регулирането на кръвната захар
Различните органи участват в регулирането на кръвната захар; тези органи, известни като ефектори, позволяват регулиране чрез съхраняване или, напротив, чрез освобождаване на глюкоза:
- на съхранение на глюкоза се прави от черния дроб и мускулите под формата на гликогенови молекули и в мастната тъкан под формата на триглицеридни (липидни) молекули.