મોંમાં પાચન કેવી રીતે થાય છે? Nb! ગ્લુકોઝ વિવિધ મિકેનિઝમ્સ દ્વારા વિવિધ અવયવોના કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે.

માત્ર મોનોસેકરાઇડ્સ આંતરડામાં શોષાય છે: ગ્લુકોઝ, ગેલેક્ટોઝ, ફ્રુક્ટોઝ. તેથી, ઓલિગો- અને પોલિસેકરાઇડ્સ કે જે ખોરાક સાથે શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે તે એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સ દ્વારા મોનોસેકરાઇડ્સ બનાવવા માટે હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ હોવા જોઈએ. અંજીર પર. 5.11 યોજનાકીય રીતે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના પાચનમાં સામેલ એન્ઝાઇમેટિક સિસ્ટમ્સના સ્થાનિકીકરણને દર્શાવે છે, જે આમાં શરૂ થાય છે મૌખિક પોલાણમૌખિક -amylase ની ક્રિયામાંથી અને પછી સ્વાદુપિંડના -amylase, sucrase-isomaltase, glycoamylase, -glycosidase (lactase), trehalase કોમ્પ્લેક્સની મદદથી આંતરડાના વિવિધ ભાગોમાં ચાલુ રહે છે.

ચોખા. 5.11. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના પાચનની એન્ઝાઇમેટિક સિસ્ટમ્સના સ્થાનિકીકરણની યોજના

5.2.1. મોં અને સ્વાદુપિંડ દ્વારા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું પાચન - એમીલેઝ ( -1,4-ગ્લાયકોસિડેઝ).ડાયેટરી પોલિસેકરાઇડ્સ, એટલે કે સ્ટાર્ચ (રેખીય એમાયલોઝ પોલિસેકરાઇડનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ગ્લુકોસિલ અવશેષો -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે, અને એમીલોપેક્ટીન, એક શાખાવાળું પોલિસેકરાઇડ, જ્યાં -1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ પણ જોવા મળે છે) હાઇડ્રોલિટીક એન્ઝાઇમ -amylase (-1,4-glycosidase) (EC 3.2.1.1), જે સ્ટાર્ચમાં 1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને ચીરી નાખે છે, પરંતુ તે કાર્ય કરતું નથી, તે લાળ સાથે ભીના થયા પછી મૌખિક પોલાણમાં પહેલેથી જ હાઇડ્રોલિઝ કરવાનું શરૂ કરે છે. 1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ પર.

વધુમાં, મૌખિક પોલાણમાં સ્ટાર્ચ સાથે એન્ઝાઇમનો સંપર્ક સમય ટૂંકો છે, તેથી સ્ટાર્ચ આંશિક રીતે પાચન થાય છે, મોટા ટુકડાઓ - ડેક્સ્ટ્રિન્સ અને કેટલાક માલ્ટોઝ ડિસેકરાઇડ બનાવે છે. ડિસકેરાઇડ્સ લાળ એમીલેઝ દ્વારા હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ નથી.

એસિડિક વાતાવરણમાં પેટમાં પ્રવેશ કરતી વખતે, લાળ એમીલેઝ અટકાવવામાં આવે છે, પાચન પ્રક્રિયા માત્ર ખોરાકના કોમાની અંદર જ થઈ શકે છે, જ્યાં એમીલેઝની પ્રવૃત્તિ અમુક સમય સુધી ચાલુ રહી શકે છે જ્યાં સુધી સમગ્ર ભાગમાં પીએચ એસિડિક ન થાય ત્યાં સુધી. ગેસ્ટ્રિક જ્યુસમાં એવા કોઈ ઉત્સેચકો નથી કે જે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સને તોડી નાખે છે, ફક્ત ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સનું થોડું એસિડ હાઇડ્રોલિસિસ શક્ય છે.

ઓલિગો- અને પોલિસેકરાઇડ્સના હાઇડ્રોલિસિસનું મુખ્ય સ્થળ નાનું આંતરડું છે, જેના વિવિધ ભાગોમાં ચોક્કસ ગ્લાયકોસિડેઝ સ્ત્રાવ થાય છે.

ડ્યુઓડેનમમાં, બાયકાર્બોનેટ HCO 3 - અને 7.5-8.0 નું pH ધરાવતા સ્વાદુપિંડના સ્ત્રાવ દ્વારા પેટની સામગ્રીને તટસ્થ કરવામાં આવે છે. સ્વાદુપિંડના રહસ્યમાં, સ્વાદુપિંડનું એમીલેઝ જોવા મળે છે, જે સ્ટાર્ચ અને ડેક્સટ્રિન્સમાં -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને માલ્ટોઝ ડિસકેરાઇડ્સની રચના સાથે હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે (આ કાર્બોહાઇડ્રેટમાં, બે ગ્લુકોઝ અવશેષો -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ દ્વારા જોડાયેલા છે. બોન્ડ્સ) અને આઇસોમલ્ટોઝ (આ કાર્બોહાઇડ્રેટમાં, સ્ટાર્ચ પરમાણુમાં શાખા સ્થાનો પર સ્થિત બે ગ્લુકોઝ અવશેષો અને α-1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ દ્વારા જોડાયેલા છે). ઓલિગોસેકરાઇડ્સ પણ 8-10 ગ્લુકોઝ અવશેષો ધરાવતાં બને છે જે બંને -1,4-ગ્લાયકોસિડિક અને -1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે.

બંને એમીલેસીસ એન્ડોગ્લાયકોસીડેસીસ છે. સ્વાદુપિંડનું એમીલેઝ પણ સ્ટાર્ચમાં -1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ અને -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડનું હાઇડ્રોલાઈઝ કરતું નથી, જેના દ્વારા ગ્લુકોઝના અવશેષો સેલ્યુલોઝ પરમાણુમાં જોડાયેલા હોય છે.

સેલ્યુલોઝ આંતરડામાંથી અવિરત રીતે પસાર થાય છે અને બલાસ્ટ પદાર્થ તરીકે કામ કરે છે, ખોરાકનું પ્રમાણ આપે છે અને પાચન પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે. મોટા આંતરડામાં, બેક્ટેરિયલ માઇક્રોફ્લોરાની ક્રિયા હેઠળ, સેલ્યુલોઝને આલ્કોહોલ, કાર્બનિક એસિડ અને CO 2 ની રચના સાથે આંશિક રીતે હાઇડ્રોલાઇઝ કરી શકાય છે, જે આંતરડાની ગતિશીલતાના ઉત્તેજક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.

ઉપલા આંતરડામાં બનેલા માલ્ટોઝ, આઇસોમલ્ટોઝ અને ટ્રાયઝ શર્કરાને ચોક્કસ ગ્લાયકોસિડેઝ દ્વારા નાના આંતરડામાં વધુ હાઇડ્રોલાઇઝ કરવામાં આવે છે. ડાયેટરી ડિસકેરાઇડ્સ, સુક્રોઝ અને લેક્ટોઝ પણ નાના આંતરડામાં ચોક્કસ ડિસકેરાઇડ્સ દ્વારા હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થાય છે.

આંતરડાના લ્યુમેનમાં, ઓલિગો- અને ડિસકેરિડેસિસની પ્રવૃત્તિ ઓછી હોય છે, પરંતુ મોટાભાગના ઉત્સેચકો ઉપકલા કોશિકાઓની સપાટી સાથે સંકળાયેલા હોય છે, જે આંતરડામાં આંગળી જેવા વિકાસ પર સ્થિત હોય છે - વિલી અને બદલામાં, માઇક્રોવિલી સાથે આવરી લેવામાં આવે છે, આ તમામ કોષો બ્રશ બોર્ડર બનાવે છે જે તેમના સબસ્ટ્રેટ સાથે હાઇડ્રોલિટીક એન્ઝાઇમની સંપર્ક સપાટીને વધારે છે.

ડિસકેરાઇડ્સમાં ક્લીવિંગ ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સ, એન્ઝાઇમ્સ (ડિસાકેરિડેસિસ) એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સમાં જૂથબદ્ધ કરવામાં આવે છે જે એન્ટોસાયટ્સના સાયટોપ્લાઝમિક મેમ્બ્રેનની બાહ્ય સપાટી પર સ્થિત છે: સુક્રેસ-આઇસોમલ્ટેઝ, ગ્લાયકોમાઇલેઝ, -ગ્લાયકોસિડેઝ.

5.2.2. સુક્રેસ-આઇસોમલ્ટેઝ સંકુલ.આ સંકુલમાં બે પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળો હોય છે અને તે પોલિપેપ્ટાઇડના N-ટર્મિનલ ભાગમાં સ્થિત ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન હાઇડ્રોફોબિક ડોમેનનો ઉપયોગ કરીને એન્ટરસાઇટની સપાટી સાથે જોડાયેલ હોય છે. સુક્રોઝ-આઇસોમલ્ટેઝ કોમ્પ્લેક્સ (EC 3.2.1.48 અને 3.2.1.10) સુક્રોઝ અને આઇસોમલ્ટોઝમાં -1,2- અને -1,6-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને તોડી નાખે છે.

કોમ્પ્લેક્સના બંને ઉત્સેચકો માલ્ટોઝ અને માલ્ટોટ્રિઓઝ (ત્રણ ગ્લુકોઝ અવશેષો ધરાવતું અને સ્ટાર્ચના હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન રચાયેલ ટ્રાઇસેકરાઇડ) માં α-1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડનું હાઇડ્રોલાઇઝિંગ કરવામાં પણ સક્ષમ છે.

જો કે કોમ્પ્લેક્સમાં એકદમ ઊંચી માલ્ટેઝ પ્રવૃત્તિ છે, ઓલિગો- અને પોલિસેકરાઇડ્સના પાચન દરમિયાન બનેલા 80% માલ્ટોઝનું હાઇડ્રોલાઇઝિંગ, તેની મુખ્ય વિશિષ્ટતા હજુ પણ સુક્રોઝ અને આઇસોમલ્ટોઝનું હાઇડ્રોલિસિસ છે, ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડના હાઇડ્રોલિસિસનો દર જેમાં વધુ હોય છે. માલ્ટોઝ અને માલ્ટોટ્રિઓઝમાં બોન્ડના હાઇડ્રોલિસિસનો દર. સુક્રોઝ સબ્યુનિટ એ એકમાત્ર આંતરડાની એન્ઝાઇમ છે જે સુક્રોઝને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે. સંકુલ મુખ્યત્વે જેજુનમમાં સ્થાનીકૃત છે; આંતરડાના સમીપસ્થ અને દૂરના ભાગોમાં, સુક્રેસ-આઇસોમલ્ટેઝ સંકુલની સામગ્રી નજીવી છે.

5.2.3. ગ્લાયકોમીલેઝ સંકુલ.આ સંકુલ (EC 3.2.1.3 અને 3.2.1.20) ઓલિગોસેકરાઇડ્સમાં ગ્લુકોઝ અવશેષો વચ્ચે -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે. ગ્લાયકોઆમીલેઝ કોમ્પ્લેક્સના એમિનો એસિડ સિક્વન્સમાં સુક્રેસ-આઈસોમલ્ટેઝ કોમ્પ્લેક્સના ક્રમ સાથે 60% હોમોલોજી છે. બંને સંકુલ 31 ગ્લાયકોસિલ હાઇડ્રોલેસીસના પરિવારના છે. એક્ઝોગ્લાયકોસિડેઝ હોવાને કારણે, એન્ઝાઇમ ઘટાડાના અંતથી કાર્ય કરે છે, તે માલ્ટોઝને પણ તોડી શકે છે, આ પ્રતિક્રિયામાં માલ્ટેઝ તરીકે કાર્ય કરે છે (આ કિસ્સામાં, ગ્લાયકોઆમીલેઝ કોમ્પ્લેક્સ પાચન દરમિયાન બનેલા બાકીના 20% માલ્ટોઝ ઓલિગો- અને પોલિસેકરાઇડ્સને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે. ). સંકુલમાં સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતામાં થોડો તફાવત સાથે બે ઉત્પ્રેરક સબયુનિટ્સનો સમાવેશ થાય છે. નાના આંતરડાના નીચલા ભાગોમાં સંકુલ સૌથી વધુ સક્રિય છે.

5.2.4.  -ગ્લાયકોસિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ (લેક્ટેઝ).આ એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સ લેક્ટોઝમાં ગેલેક્ટોઝ અને ગ્લુકોઝ વચ્ચેના -1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે.

ગ્લાયકોપ્રોટીન બ્રશની સરહદ સાથે સંકળાયેલું છે અને સમગ્ર નાના આંતરડામાં અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. ઉંમર સાથે, લેક્ટેઝ પ્રવૃત્તિ ઘટે છે: તે શિશુઓમાં મહત્તમ છે, પુખ્ત વયના લોકોમાં તે બાળકોમાં અલગ એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિના સ્તરના 10% કરતા ઓછું છે.

5.2.5. ટ્રેગાલેઝ. આ એન્ઝાઇમ (EC 3.2.1.28) એ ગ્લાયકોસિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ છે જે ટ્રેહાલોઝમાં મોનોમર્સ વચ્ચેના બોન્ડને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે, જે ફૂગમાં જોવા મળતું એક ડિસકેરાઇડ છે અને તેમાં પ્રથમ એનોમેરિક કાર્બન વચ્ચેના ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા બે ગ્લુકોસિલ અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે.

ગ્લાયકોસિલ હાઇડ્રોલેઝની ક્રિયાના પરિણામે, ગ્લાયકોસિલ હાઇડ્રોલેસેસની ક્રિયાના પરિણામે ખોરાકના કાર્બોહાઇડ્રેટ્સમાંથી મોનોસેકરાઇડ્સ રચાય છે: ગ્લુકોઝ, ફ્રુક્ટોઝ, ગેલેક્ટોઝ મોટી માત્રામાં, અને ઓછી માત્રામાં - મેનોઝ, ઝાયલોઝ, એરાબીનોઝ, જે છે. જેજુનમ અને ઇલિયમના ઉપકલા કોષો દ્વારા શોષાય છે અને ખાસ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને આ કોષોના પટલ દ્વારા પરિવહન થાય છે.

5.2.6. આંતરડાના ઉપકલા કોશિકાઓના પટલમાં મોનોસેકરાઇડ્સનું પરિવહન.આંતરડાના મ્યુકોસાના કોષોમાં મોનોસેકરાઇડ્સનું સ્થાનાંતરણ સુવિધાયુક્ત પ્રસરણ અને સક્રિય પરિવહન દ્વારા કરી શકાય છે. સક્રિય પરિવહનના કિસ્સામાં, એક વાહક પ્રોટીન દ્વારા ગ્લુકોઝને Na + ion સાથે સમગ્ર પટલમાં વહન કરવામાં આવે છે, અને આ પદાર્થો આ પ્રોટીનના વિવિધ ભાગો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે (ફિગ. 5.12). Na + આયન કોષમાં એકાગ્રતા ઢાળ સાથે પ્રવેશે છે, અને ગ્લુકોઝ  એકાગ્રતા ઢાળ (ગૌણ સક્રિય પરિવહન) ની સામે, તેથી, ઢાળ જેટલો મોટો હશે, તેટલું વધુ ગ્લુકોઝ એન્ટરસાઇટ્સમાં સ્થાનાંતરિત થશે. બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં Na + ની સાંદ્રતામાં ઘટાડો સાથે, ગ્લુકોઝનો પુરવઠો ઘટે છે. Na + સાંદ્રતા ઢાળ અંતર્ગત સક્રિય સિમ્પોર્ટ Na + , K + -ATPase ની ક્રિયા દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે, જે K + આયનના બદલામાં Na + ને કોષમાંથી બહાર કાઢવા પંપ તરીકે કામ કરે છે. એ જ રીતે, ગેલેક્ટોઝ ગૌણ સક્રિય પરિવહનની પદ્ધતિ દ્વારા એન્ટરસાઇટ્સમાં પ્રવેશ કરે છે.

ચોખા. 5.12. એન્ટોસાયટ્સમાં મોનોસેકરાઇડ્સનો પ્રવેશ. SGLT1 - ઉપકલા કોષોના પટલમાં સોડિયમ આધારિત ગ્લુકોઝ/ગેલેક્ટોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર; બેસોલેટરલ મેમ્બ્રેન પર Na + , K + -ATPase SGLT1 ની કામગીરી માટે જરૂરી સોડિયમ અને પોટેશિયમ આયનોનું એકાગ્રતા ઢાળ બનાવે છે. GLUT5 મુખ્યત્વે પટલ દ્વારા કોષમાં ફ્રુટોઝનું પરિવહન કરે છે. બેસોલેટરલ મેમ્બ્રેન પર GLUT2 ગ્લુકોઝ, ગેલેક્ટોઝ અને ફ્રુક્ટોઝને કોષની બહાર વહન કરે છે (અનુસાર)

સક્રિય પરિવહનને લીધે, એન્ટરસાઇટ્સ આંતરડાના લ્યુમેનમાં તેની ઓછી સાંદ્રતા પર ગ્લુકોઝને શોષી શકે છે. ગ્લુકોઝની ઊંચી સાંદ્રતા પર, તે ખાસ વાહક પ્રોટીન (ટ્રાન્સપોર્ટર્સ) ની મદદથી સુવિધાયુક્ત પ્રસાર દ્વારા કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે. એ જ રીતે, ફ્રુક્ટોઝ ઉપકલા કોષોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

મોનોસેકરાઇડ્સ મુખ્યત્વે સુગમતા પ્રસરણ દ્વારા એંટરોસાઇટ્સમાંથી રક્ત વાહિનીઓમાં પ્રવેશ કરે છે. પોર્ટલ નસ દ્વારા વિલીની રુધિરકેશિકાઓ દ્વારા ગ્લુકોઝનો અડધો ભાગ યકૃતમાં પરિવહન થાય છે, અડધા રક્ત દ્વારા અન્ય પેશીઓના કોષોમાં પહોંચાડવામાં આવે છે.

5.2.7. રક્તમાંથી કોષોમાં ગ્લુકોઝનું પરિવહન.રક્તમાંથી કોશિકાઓમાં ગ્લુકોઝનો પ્રવેશ સુવિધાયુક્ત પ્રસાર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે, એટલે કે, ગ્લુકોઝ પરિવહનનો દર કલાની બંને બાજુએ તેની સાંદ્રતાના ઢાળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સ્નાયુ કોશિકાઓ અને ચરબીયુક્ત પેશીઓમાં, સ્વાદુપિંડના હોર્મોન ઇન્સ્યુલિન દ્વારા સરળ પ્રસારનું નિયમન થાય છે. ઇન્સ્યુલિનની ગેરહાજરીમાં, કોષ પટલમાં ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સ હોતા નથી. એરિથ્રોસાઇટ્સ (GLUT1) માંથી ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર (ટ્રાન્સપોર્ટર), ફિગમાં દેખાય છે. 5.13 એ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીન છે જેમાં 492 એમિનો એસિડ અવશેષો અને ડોમેન માળખું હોય છે. ધ્રુવીય એમિનો એસિડ અવશેષો પટલની બંને બાજુઓ પર સ્થિત છે, હાઇડ્રોફોબિક રાશિઓ પટલમાં સ્થાનીકૃત છે, તેને ઘણી વખત પાર કરે છે. પટલની બહારની બાજુએ ગ્લુકોઝ બંધનકર્તા સ્થળ છે. જ્યારે ગ્લુકોઝ બંધાય છે, ત્યારે વાહકની રચના બદલાય છે, અને મોનોસેકરાઇડ બંધનકર્તા સ્થળ કોષની અંદર ખુલ્લું બને છે. ગ્લુકોઝ કોષમાં જાય છે, વાહક પ્રોટીનથી અલગ થાય છે.

5.2.7.1. ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સ: GLUT 1, 2, 3, 4, 5.ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સ તમામ પેશીઓમાં મળી આવ્યા છે, જેમાંથી તેમની શોધના ક્રમમાં સંખ્યાબંધ વિવિધતાઓ છે. પાંચ પ્રકારના GLUTsનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, જેનું પ્રાથમિક માળખું અને ડોમેન સંસ્થા સમાન છે.

GLUT 1, મગજ, પ્લેસેન્ટા, કિડની, મોટા આંતરડા, એરિથ્રોસાઇટ્સ, મગજમાં ગ્લુકોઝ સપ્લાય કરે છે.

GLUT 2 એ અંગોમાંથી ગ્લુકોઝનું પરિવહન કરે છે જે તેને લોહીમાં સ્ત્રાવ કરે છે: એન્ટરસાઇટ્સ, લીવર, તેને સ્વાદુપિંડના લેંગરહાન્સના ટાપુઓના -કોષોમાં પરિવહન કરે છે.

GLUT 3 મગજ, પ્લેસેન્ટા, કિડની સહિતની ઘણી પેશીઓમાં જોવા મળે છે અને તે નર્વસ પેશીઓના કોષોને ગ્લુકોઝનો પ્રવાહ પૂરો પાડે છે.

GLUT 4 સ્નાયુ કોશિકાઓ (હાડપિંજર અને કાર્ડિયાક) અને એડિપોઝ પેશીઓમાં ગ્લુકોઝનું પરિવહન કરે છે, અને તે ઇન્સ્યુલિન આધારિત છે.

GLUT 5 નાના આંતરડાના કોષોમાં જોવા મળે છે અને તે ફ્રુટોઝને પણ સહન કરી શકે છે.

બધા વાહકો સાયટોપ્લાઝમિક બંનેમાં સ્થિત હોઈ શકે છે

ચોખા. 5.13. એરિથ્રોસાઇટ્સ (GLUT1)માંથી ગ્લુકોઝ કેરિયર (ટ્રાન્સપોર્ટર) પ્રોટીનનું માળખું (તે મુજબ)

કોષોમાં અને પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં વેસિકલ્સ. ઇન્સ્યુલિનની ગેરહાજરીમાં, GLUT 4 માત્ર કોષની અંદર સ્થિત છે. ઇન્સ્યુલિનના પ્રભાવ હેઠળ, વેસિકલ્સ પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં પરિવહન થાય છે, તેની સાથે ફ્યુઝ થાય છે, અને GLUT 4 પટલમાં સમાવિષ્ટ થાય છે, ત્યારબાદ ટ્રાન્સપોર્ટર કોષમાં ગ્લુકોઝના પ્રસારની સુવિધા આપે છે. લોહીમાં ઇન્સ્યુલિનની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થયા પછી, ટ્રાન્સપોર્ટર્સ ફરીથી સાયટોપ્લાઝમમાં પાછા ફરે છે અને કોષમાં ગ્લુકોઝનું પરિવહન બંધ થાય છે.

ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સના કામમાં વિવિધ વિકૃતિઓ ઓળખવામાં આવી છે. વાહક પ્રોટીનમાં વારસાગત ખામી સાથે, બિન-ઇન્સ્યુલિન આધારિત ડાયાબિટીસ મેલીટસ વિકસે છે. પ્રોટીન ખામીઓ ઉપરાંત, અન્ય વિકૃતિઓ પણ છે જેના કારણે થાય છે: 1) પટલમાં ટ્રાન્સપોર્ટરની હિલચાલ વિશે ઇન્સ્યુલિન સિગ્નલના ટ્રાન્સમિશનમાં ખામી, 2) ટ્રાન્સપોર્ટરની હિલચાલમાં ખામી, 3) ખામી પટલમાં પ્રોટીનનો સમાવેશ, 4) પટલમાંથી લેસિંગનું ઉલ્લંઘન.

5.2.8. ઇન્સ્યુલિન.આ સંયોજન સ્વાદુપિંડના લેંગરહાન્સના ટાપુઓના β-કોષો દ્વારા સ્ત્રાવિત હોર્મોન છે. ઇન્સ્યુલિન એ પોલીપેપ્ટાઈડ છે જેમાં બે પોલીપેપ્ટાઈડ સાંકળોનો સમાવેશ થાય છે: એકમાં 21 એમિનો એસિડ અવશેષો (ચેન A) હોય છે, બીજામાં 30 એમિનો એસિડ અવશેષો (ચેન B) હોય છે. સાંકળો બે ડિસલ્ફાઇડ બોન્ડ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી છે: A7-B7, A20-B19. A-ચેઇનની અંદર છઠ્ઠા અને અગિયારમા અવશેષો વચ્ચે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર ડિસલ્ફાઇડ બોન્ડ છે. હોર્મોન બે સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે: T અને R (ફિગ. 5.14).

ચોખા. 5.14. ઇન્સ્યુલિનના મોનોમેરિક સ્વરૂપની અવકાશી રચના: a- પોર્સિન ઇન્સ્યુલિન, ટી-કન્ફોર્મેશન, b માનવ ઇન્સ્યુલિન, આર-કન્ફોર્મેશન (એ-ચેન બતાવેલ છે લાલરંગ, બી-ચેન  પીળો) (અનુસાર )

હોર્મોન મોનોમર, ડિમર અને હેક્સામર તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. હેક્સામેરિક સ્વરૂપમાં, ઇન્સ્યુલિન ઝીંક આયન દ્વારા સ્થિર થાય છે જે તમામ છ સબયુનિટ્સ (ફિગ. 5.15) ની His10 B સાંકળ સાથે સંકલન કરે છે.

સસ્તન પ્રાણીઓના ઇન્સ્યુલિનમાં માનવ ઇન્સ્યુલિન સાથે પ્રાથમિક માળખું એક મહાન સમાનતા ધરાવે છે: ઉદાહરણ તરીકે, પિગ ઇન્સ્યુલિનમાં માત્ર એક જ અવેજી છે - બી-ચેઇનના કાર્બોક્સિલ છેડે થ્રેઓનાઇનને બદલે એલનાઇન છે, બોવાઇન ઇન્સ્યુલિનમાં અન્ય ત્રણ એમિનો એસિડ છે. માનવ ઇન્સ્યુલિનની તુલનામાં અવશેષો. મોટેભાગે, અવેજી A સાંકળના 8, 9 અને 10 સ્થાનો પર થાય છે, પરંતુ તે હોર્મોનની જૈવિક પ્રવૃત્તિને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરતા નથી.

ડાયસલ્ફાઇડ બોન્ડની સ્થિતિમાં એમિનો એસિડ અવશેષોની અવેજીમાં, A-ચેઇનના C- અને N-ટર્મિનલ પ્રદેશોમાં અને B-ચેઇનના C-ટર્મિનલ પ્રદેશોમાં હાઇડ્રોફોબિક અવશેષો ખૂબ જ દુર્લભ છે, જે આનું મહત્વ દર્શાવે છે. ઇન્સ્યુલિનની જૈવિક પ્રવૃત્તિના અભિવ્યક્તિમાં વિસ્તારો. B-ચેઈનના Phe24 અને Phe25 અવશેષો અને A-ચેઈનના C- અને N-ટર્મિનલ અવશેષો હોર્મોનના સક્રિય કેન્દ્રની રચનામાં ભાગ લે છે.

ચોખા. 5.15. ઇન્સ્યુલિન હેક્સામર (R 6) નું અવકાશી માળખું (તે મુજબ)

5.2.8.1. ઇન્સ્યુલિનનું જૈવસંશ્લેષણ.રફ એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમમાં પોલીરીબોઝોમ્સ પર, 110 એમિનો એસિડ અવશેષો ધરાવતું ઇન્સ્યુલિન એક પુરોગામી, પ્રીપ્રોઇન્સ્યુલિન તરીકે સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. જૈવસંશ્લેષણ સિગ્નલ પેપ્ટાઇડની રચના સાથે શરૂ થાય છે જે એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમના લ્યુમેનમાં પ્રવેશ કરે છે અને વધતી જતી પોલિપેપ્ટાઇડની હિલચાલને દિશામાન કરે છે. સંશ્લેષણના અંતે, સિગ્નલ પેપ્ટાઈડ, 24 એમિનો એસિડ અવશેષો લાંબો છે, તે પ્રોઇન્સ્યુલિન બનાવવા માટે પ્રીપ્રોઇન્સ્યુલિનમાંથી ફાટી જાય છે, જેમાં 86 એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે અને તેને ગોલ્ગી ઉપકરણમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, જ્યાં ટાંકીમાં ઇન્સ્યુલિનની વધુ પરિપક્વતા થાય છે. પ્રોઇન્સ્યુલિનનું અવકાશી માળખું ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 5.16.

લાંબા સમય સુધી પરિપક્વતાની પ્રક્રિયામાં, સેરીન એન્ડોપેપ્ટીડેસેસ PC2 અને PC1/3ની ક્રિયા હેઠળ, પ્રથમ Arg64 અને Lys65 વચ્ચેના પેપ્ટાઈડ બોન્ડને ક્લીવ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ Arg31 અને Arg32 દ્વારા બનેલા પેપ્ટાઈડ બોન્ડને હાઈડ્રોલાઈઝ કરવામાં આવે છે, જેમાં સી-પેપ્ટાઈડ 31 હોય છે. એમિનો એસિડ અવશેષો વિચ્છેદ કરવામાં આવે છે. 51 એમિનો એસિડ અવશેષો ધરાવતા ઇન્સ્યુલિનમાં પ્રોઇન્સ્યુલિનનું રૂપાંતરણ એ-ચેઇનના એન-ટર્મિનસ અને બી-ચેઇનના સી-ટર્મિનસ પર કાર્બોક્સીપેપ્ટીડેઝ ઇની ક્રિયા હેઠળ આર્જિનિન અવશેષોના હાઇડ્રોલિસિસ સાથે સમાપ્ત થાય છે, જે સમાન વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે. carboxypeptidase B, એટલે કે, હાઈડ્રોલાઈઝ પેપ્ટાઈડ બોન્ડ, ઈમિનો જૂથ જે મુખ્ય એમિનો એસિડ (ફિગ. 5.17 અને 5.18) સાથે સંબંધિત છે.

ચોખા. 5.16. પ્રોટીઓલિસિસને પ્રોત્સાહન આપતી રચનામાં પ્રોઇન્સ્યુલિનનું પ્રસ્તાવિત અવકાશી માળખું. લાલ દડા એમિનો એસિડ અવશેષો સૂચવે છે (Arg64 અને Lys65; Arg31 અને Arg32), પેપ્ટાઈડ બોન્ડ કે જેની વચ્ચે પ્રોઈન્સ્યુલિન પ્રોસેસિંગના પરિણામે હાઇડ્રોલિસિસ થાય છે (તે મુજબ)

ઇન્સ્યુલિન અને સી-પેપ્ટાઇડ સમાન માત્રામાં સિક્રેટરી ગ્રાન્યુલ્સમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં ઇન્સ્યુલિન, ઝીંક આયન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને, ડાયમર્સ અને હેક્સામર્સ બનાવે છે. સ્ત્રાવના ગ્રાન્યુલ્સ, પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન સાથે ભળીને, એક્સોસાયટોસિસના પરિણામે બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં ઇન્સ્યુલિન અને સી-પેપ્ટાઇડને સ્ત્રાવ કરે છે. રક્ત પ્લાઝ્મામાં ઇન્સ્યુલિનનું અર્ધ જીવન 3-10 મિનિટ છે, જે સી-પેપ્ટાઇડનું લગભગ 30 મિનિટ છે. ઇન્સ્યુલિન એન્ઝાઇમ ઇન્સ્યુલિનેઝની ક્રિયા દ્વારા ભંગાણમાંથી પસાર થાય છે, આ પ્રક્રિયા યકૃત અને કિડનીમાં થાય છે.

5.2.8.2. ઇન્સ્યુલિન સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવનું નિયમન.ઇન્સ્યુલિન સ્ત્રાવનું મુખ્ય નિયમનકાર ગ્લુકોઝ છે, જે મુખ્ય ઊર્જા વાહકોના ચયાપચયમાં સામેલ ઇન્સ્યુલિન જનીન અને પ્રોટીન જનીનની અભિવ્યક્તિને નિયંત્રિત કરે છે. ગ્લુકોઝ સીધા ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો સાથે જોડાઈ શકે છે, જેની સીધી અસર જનીન અભિવ્યક્તિના દર પર પડે છે. ઇન્સ્યુલિન અને ગ્લુકોગનના સ્ત્રાવ પર ગૌણ અસર શક્ય છે, જ્યારે સિક્રેટરી ગ્રાન્યુલ્સમાંથી ઇન્સ્યુલિનનું પ્રકાશન ઇન્સ્યુલિન mRNA ના ટ્રાન્સક્રિપ્શનને સક્રિય કરે છે. પરંતુ ઇન્સ્યુલિનનો સ્ત્રાવ Ca 2+ આયનોની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે અને ગ્લુકોઝની ઊંચી સાંદ્રતામાં પણ તેમની ઉણપ સાથે ઘટે છે, જે ઇન્સ્યુલિનના સંશ્લેષણને સક્રિય કરે છે. વધુમાં, જ્યારે તે  2 રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાય છે ત્યારે તેને એડ્રેનાલિન દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે. ઇન્સ્યુલિન સ્ત્રાવના ઉત્તેજકો વૃદ્ધિ હોર્મોન્સ, કોર્ટિસોલ, એસ્ટ્રોજેન્સ, જઠરાંત્રિય માર્ગના હોર્મોન્સ (સિક્રેટિન, કોલેસીસ્ટોકિનિન, ગેસ્ટ્રિક અવરોધક પેપ્ટાઇડ) છે.

ચોખા. 5.17. પ્રીપ્રોઇન્સ્યુલિનનું સંશ્લેષણ અને પ્રક્રિયા (તે મુજબ)

લોહીમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં વધારો થવાના પ્રતિભાવમાં લેન્ગરહાન્સના ટાપુઓના β-કોષો દ્વારા ઇન્સ્યુલિનનો સ્ત્રાવ નીચે મુજબ થાય છે:

ચોખા. 5.18. Arg64 અને Lys65 વચ્ચેના પેપ્ટાઇડ બોન્ડના હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા પ્રોઇન્સ્યુલિનની ઇન્સ્યુલિનમાં પ્રક્રિયા, સેરીન એન્ડોપેપ્ટીડેઝ PC2 દ્વારા ઉત્પ્રેરિત, અને સેરીન એન્ડોપેપ્ટીડેઝ PC1/3 દ્વારા Arg31 અને Arg32 વચ્ચેના પેપ્ટાઇડ બોન્ડનું ક્લીવેજ, રૂપાંતરણ એનડીએવીસીન સાથે સમાપ્ત થાય છે. કાર્બોક્સીપેપ્ટીડેઝ Eની ક્રિયા હેઠળ A-ચેઈન અને C-ટર્મિનસ B-ચેઈનનું ટર્મિનસ (અર્જિનિન અવશેષો વર્તુળોમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે). પ્રક્રિયાના પરિણામે, ઇન્સ્યુલિન ઉપરાંત, સી-પેપ્ટાઇડ રચાય છે (તે મુજબ)

1) ગ્લુકોઝને GLUT 2 વાહક પ્રોટીન દ્વારા -કોષોમાં વહન કરવામાં આવે છે;

2) કોષમાં, ગ્લુકોઝ ગ્લાયકોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે અને એટીપીની રચના સાથે શ્વસન ચક્રમાં વધુ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે; એટીપી સંશ્લેષણની તીવ્રતા લોહીમાં ગ્લુકોઝના સ્તર પર આધારિત છે;

3) એટીપીની ક્રિયા હેઠળ, પોટેશિયમ આયન ચેનલો બંધ થાય છે અને પટલનું વિધ્રુવીકરણ થાય છે;

4) પટલનું વિધ્રુવીકરણ વોલ્ટેજ-આધારિત કેલ્શિયમ ચેનલો ખોલવાનું અને કોષમાં કેલ્શિયમના પ્રવેશનું કારણ બને છે;

5) કોષમાં કેલ્શિયમના સ્તરમાં વધારો ફોસ્ફોલિપેઝ સીને સક્રિય કરે છે, જે મેમ્બ્રેન ફોસ્ફોલિપિડ્સમાંથી એકને ફાટી જાય છે - ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ-4,5-ડિફોસ્ફેટ - ઇનોસિટોલ-1,4,5-ટ્રાઇફોસ્ફેટ અને ડાયાસિલગ્લિસરોલમાં;

6) ઇનોસિટોલ ટ્રાઇફોસ્ફેટ, એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમના રીસેપ્ટર પ્રોટીનને બંધનકર્તા, બાઉન્ડ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર કેલ્શિયમની સાંદ્રતામાં તીવ્ર વધારો કરે છે, જે સ્ત્રાવના ગ્રાન્યુલ્સમાં સંગ્રહિત પૂર્વ-સંશ્લેષિત ઇન્સ્યુલિનના પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે.

5.2.8.3. ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ.સ્નાયુઓ અને ચરબીના કોષો પર ઇન્સ્યુલિનની મુખ્ય અસર સમગ્ર કોષ પટલમાં ગ્લુકોઝના પરિવહનમાં વધારો કરે છે. ઇન્સ્યુલિન સાથેની ઉત્તેજનાથી કોષમાં ગ્લુકોઝના પ્રવેશના દરમાં 20-40 ગણો વધારો થાય છે. જ્યારે ઇન્સ્યુલિન સાથે ઉત્તેજિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટ પ્રોટીનની સામગ્રીમાં 5-10-ગણો વધારો થાય છે અને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર પૂલમાં તેમની સામગ્રીના 50-60% દ્વારા એક સાથે ઘટાડો થાય છે. એટીપીના સ્વરૂપમાં ઊર્જાની આવશ્યક માત્રા મુખ્યત્વે ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટરના સક્રિયકરણ માટે જરૂરી છે, અને ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીનના ફોસ્ફોરાયલેશન માટે નહીં. ગ્લુકોઝ પરિવહનની ઉત્તેજના ઊર્જા વપરાશમાં 20-30 ગણો વધારો કરે છે, જ્યારે ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સને ખસેડવા માટે માત્ર થોડી માત્રામાં ગ્લુકોઝની જરૂર પડે છે. રિસેપ્ટર સાથે ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પછી થોડી મિનિટોમાં ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સનું કોષ પટલમાં સ્થાનાંતરણ જોવા મળે છે, અને ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીનની સાયકલિંગ પ્રક્રિયાને વેગ આપવા અથવા જાળવવા માટે ઇન્સ્યુલિનની વધુ ઉત્તેજક અસરો જરૂરી છે.

ઇન્સ્યુલિન, અન્ય હોર્મોન્સની જેમ, અનુરૂપ રીસેપ્ટર પ્રોટીન દ્વારા કોષો પર કાર્ય કરે છે. ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર એ એક જટિલ અભિન્ન કોષ પટલ પ્રોટીન છે જેમાં બે -સબ્યુનિટ્સ (130 kDa) અને બે -સબ્યુનિટ્સ (95 kDa); ભૂતપૂર્વ કોષની બહાર સંપૂર્ણપણે સ્થિત છે, તેની સપાટી પર, બાદમાં પ્લાઝ્મા પટલમાં પ્રવેશ કરે છે.

ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર એ એક ટેટ્રામર છે જેમાં બે એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર α-સબ્યુનિટ્સનો સમાવેશ થાય છે જે હોર્મોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને સિસ્ટીન્સ 524 અને Cys682, Cys683, Cys685 બંને α-સબ્યુનિટ્સ વચ્ચેના ડાયસલ્ફાઇડ પુલ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે (જુઓ. a), અને Cys647 () અને Cys872 વચ્ચેના ડાયસલ્ફાઇડ બ્રિજ દ્વારા જોડાયેલા ટાયરોસિન કિનેઝ પ્રવૃત્તિનું પ્રદર્શન કરતા બે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન -સબ્યુનિટ્સ. 135 kDa ના પરમાણુ વજન સાથે α-સબ્યુનિટની પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં 719 એમિનો-

ચોખા. 5.19. ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર ડીમરનું માળખું: a- ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટરનું મોડ્યુલર માળખું. ઉપર - ડાયસલ્ફાઇડ બ્રિજ Cys524, Cys683-685 દ્વારા જોડાયેલા α-સબ્યુનિટ્સ અને છ ડોમેન્સનો સમાવેશ કરે છે: બે લ્યુસીન પુનરાવર્તિત L1 અને L2, સિસ્ટીનથી સમૃદ્ધ CR પ્રદેશ, અને ત્રણ પ્રકારના III ફાઈબ્રોનેક્ટીન ડોમેન્સ Fn o , Fn 1 , IDinduction ડોમેન). નીચે - Cys647Cys872 ડિસલ્ફાઇડ બ્રિજ દ્વારા -સબ્યુનિટ સાથે સંકળાયેલા -સબ્યુનિટ્સ અને સાત ડોમેન્સનો સમાવેશ કરે છે: ત્રણ ફાઈબ્રોનેક્ટીન ડોમેન્સ ID, Fn 1 અને Fn 2 ST; b રીસેપ્ટરની અવકાશી ગોઠવણી, એક ડાઇમર રંગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે, બીજો સફેદ છે, A  હોર્મોન બંધનકર્તા સ્થળની સામે સક્રિય લૂપ, X (લાલ) -સબ્યુનિટનો C-ટર્મિનલ ભાગ, X (કાળો)  N - -સબ્યુનિટનો ટર્મિનલ ભાગ, પીળા દડા 1,2,3 - 524, 683-685, 647-872 ની સ્થિતિ પર સિસ્ટીન અવશેષો વચ્ચેના ડિસલ્ફાઇડ બોન્ડ (તે મુજબ)

એસિડ અવશેષો અને તેમાં છ ડોમેન્સનો સમાવેશ થાય છે: બે ડોમેન્સ L1 અને L2 જેમાં લ્યુસીન રિપીટ હોય છે, એક સિસ્ટીન-સમૃદ્ધ CR પ્રદેશ જ્યાં ઇન્સ્યુલિન બંધનકર્તા સાઇટ સ્થિત છે, અને ત્રણ પ્રકારના III ફાઇબ્રોનેક્ટીન ડોમેન્સ Fn o , Fn 1 , Ins (પરિચય ડોમેન) (જુઓ ફિગ. 5.18). -સબ્યુનિટમાં 620 એમિનો એસિડ અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે, તેનું પરમાણુ વજન 95 kDa છે, અને તેમાં સાત ડોમેન્સનો સમાવેશ થાય છે: ત્રણ ફાઈબ્રોનેક્ટીન ડોમેન્સ ID, Fn 1 અને Fn 2, એક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન TM ડોમેન, પટલને અડીને આવેલ JM ડોમેન, એક TK ટાયરોસિન કિનેઝ ડોમેન અને સી-ટર્મિનલ સીટી. રીસેપ્ટર પર બે ઇન્સ્યુલિન બંધનકર્તા સ્થળો મળી આવ્યા હતા: એક ઉચ્ચ આકર્ષણ સાથે, બીજી ઓછી આકર્ષણ સાથે. કોષમાં હોર્મોન સિગ્નલનું સંચાલન કરવા માટે, ઇન્સ્યુલિનને ઉચ્ચ જોડાણની જગ્યા સાથે જોડવું આવશ્યક છે. આ કેન્દ્ર રચાય છે જ્યારે ઇન્સ્યુલિન એક -સબ્યુનિટના L1, L2 અને CR ડોમેન્સ અને બીજાના ફાઈબ્રોનેક્ટીન ડોમેન્સથી જોડાય છે, જ્યારે -સબ્યુનિટ્સની ગોઠવણી એકબીજાની વિરુદ્ધ હોય છે, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. 5.19, સાથે

રીસેપ્ટરના ઉચ્ચ જોડાણના કેન્દ્ર સાથે ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ગેરહાજરીમાં, -સબ્યુનિટ્સ પ્રોટ્રુઝન (કેમ) દ્વારા -સબ્યુનિટ્સથી દૂર ખસેડવામાં આવે છે, જે CR ડોમેનનો ભાગ છે, જે સક્રિય લૂપ (A) ના સંપર્કને અટકાવે છે. -લૂપ) એક -સબ્યુનિટના ટાયરોસિન કિનેઝ ડોમેનનું બીજા - પેટા-યુનિટ પર ફોસ્ફોરીલેશન સાઇટ્સ સાથે (આકૃતિ 5.20, b). જ્યારે ઇન્સ્યુલિન ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટરના ઉચ્ચ એફિનિટી સેન્ટર સાથે જોડાય છે, ત્યારે રીસેપ્ટરની રચના બદલાય છે, પ્રોટ્રુઝન α- અને β-સબ્યુનિટ્સને નજીક આવતા અટકાવતું નથી, TK ડોમેન્સના સક્રિય લૂપ્સ વિરુદ્ધ TK પર ટાયરોસિન ફોસ્ફોરીલેશન સાઇટ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ડોમેન, β-સબ્યુનિટ્સનું ટ્રાન્સફોસ્ફોરાયલેશન સાત ટાયરોસિન અવશેષો પર થાય છે: સક્રિયકરણ લૂપનું Y1158 , Y1162, Y1163 (આ એક કિનેઝ નિયમનકારી ડોમેન છે), ST ડોમેનનું Y1328, Y1334, Y965, Y965, JM.F.2 (JM.522) ડોમેન. , a), જે રીસેપ્ટરની ટાયરોસિન કિનાઝ પ્રવૃત્તિમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે. TK ની સ્થિતિ 1030 પર ઉત્પ્રેરક સક્રિય કેન્દ્ર - ATP-બંધન કેન્દ્રમાં સમાવિષ્ટ લાયસિન અવશેષો છે. સાઇટ-નિર્દેશિત મ્યુટાજેનેસિસ દ્વારા અન્ય ઘણા એમિનો એસિડ્સ સાથે આ લાયસિનનું ફેરબદલ ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટરની ટાયરોસિન કિનાઝ પ્રવૃત્તિને નાબૂદ કરે છે પરંતુ ઇન્સ્યુલિન બંધનને નબળી પાડતું નથી. જો કે, આવા રીસેપ્ટરમાં ઇન્સ્યુલિન ઉમેરવાથી સેલ મેટાબોલિઝમ અને પ્રસાર પર કોઈ અસર થતી નથી. કેટલાક સેરીન-થ્રેઓનાઇન અવશેષોનું ફોસ્ફોરીલેશન, તેનાથી વિપરીત, ઇન્સ્યુલિન માટેનું આકર્ષણ ઘટાડે છે અને ટાયરોસિન કિનાઝ પ્રવૃત્તિ ઘટાડે છે.

કેટલાક ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર સબસ્ટ્રેટ જાણીતા છે: IRS-1 (ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર સબસ્ટ્રેટ), IRS-2, STAT પરિવારના પ્રોટીન (સિગ્નલ ટ્રાન્સડ્યુસર અને ટ્રાન્સક્રિપ્શનના એક્ટિવેટર - સિગ્નલ ટ્રાન્સડ્યુસર અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન એક્ટિવેટર્સ ભાગ 4 "બાયોકેમિકલ બેસિસ ઓફ ડિફેન્સમાં વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે. પ્રતિક્રિયાઓ").

IRS-1 એ સાયટોપ્લાઝમિક પ્રોટીન છે જે તેના SH2 ડોમેન સાથે ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર TK ના ફોસ્ફોરીલેટેડ ટાયરોસિન સાથે જોડાય છે અને ઇન્સ્યુલિન ઉત્તેજના પછી તરત જ રીસેપ્ટરના ટાયરોસિન કિનાઝ દ્વારા ફોસ્ફોરીલેટેડ છે. સબસ્ટ્રેટના ફોસ્ફોરાયલેશનની ડિગ્રી ઇન્સ્યુલિન પ્રત્યે સેલ્યુલર પ્રતિભાવમાં વધારો અથવા ઘટાડો, કોશિકાઓમાં ફેરફારોનું કંપનવિસ્તાર અને હોર્મોન પ્રત્યે સંવેદનશીલતા પર આધારિત છે. IRS-1 જનીનને નુકસાન ઇન્સ્યુલિન આધારિત ડાયાબિટીસનું કારણ હોઈ શકે છે. IRS-1 પેપ્ટાઈડ સાંકળમાં લગભગ 1200 એમિનો એસિડ અવશેષો, 20-22 સંભવિત ટાયરોસિન ફોસ્ફોરાયલેશન કેન્દ્રો અને લગભગ 40 સેરીન-થ્રેઓનાઈન ફોસ્ફોરાયલેશન કેન્દ્રો છે.

ચોખા. 5.20. ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર સાથે ઇન્સ્યુલિનના બંધનમાં માળખાકીય ફેરફારોની સરળ યોજના: a ઉચ્ચ એફિનિટી સેન્ટરમાં હોર્મોન બંધનને પરિણામે રીસેપ્ટર કન્ફોર્મેશનમાં ફેરફાર પ્રોટ્રુઝનનું વિસ્થાપન, સબ્યુનિટ્સનું કન્વર્જન્સ અને TK ડોમેન્સના ટ્રાન્સફોસ્ફોરાયલેશન તરફ દોરી જાય છે; b ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર પર ઉચ્ચ જોડાણ બંધનકર્તા સાઇટ સાથે ઇન્સ્યુલિન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ગેરહાજરીમાં, પ્રોટ્રુઝન (કેમ) - અને -સબ્યુનિટ્સ અને TK ડોમેન્સના ટ્રાન્સફોસ્ફોરાયલેશનના અભિગમને અટકાવે છે. A-લૂપ - TK ડોમેનનું સક્રિય કરતું લૂપ, વર્તુળમાં નંબર 1 અને 2 - સબ્યુનિટ્સ વચ્ચેના ડાયસલ્ફાઇડ બોન્ડ્સ, TK - ટાયરોસિન કિનેઝ ડોમેન, C - TKનું ઉત્પ્રેરક કેન્દ્ર, સેટ 1 અને સેટ 2 - -સબ્યુનિટ્સના એમિનો એસિડ સિક્વન્સ જે રીસેપ્ટર સાથે ઇન્સ્યુલિનના ઉચ્ચ જોડાણનું સ્થાન બનાવે છે (તે મુજબ)

ઘણા ટાયરોસિન અવશેષો પર IRS-1 નું ફોસ્ફોરીલેશન તેને SH2 ડોમેન્સ ધરાવતા પ્રોટીન સાથે જોડવાની ક્ષમતા આપે છે: ટાયરોસિન ફોસ્ફેટેઝ syp, PHI-3-kinase (phosphatidylinositol-3-kinase), એડેપ્ટર પ્રોટીન Grb2, પ્રોટીન- hattyrosineSH નું p85 સબ્યુનિટ. PTP2, phospholipase C , GAP (નાના GTP-બંધનકર્તા પ્રોટીનના સક્રિયકર્તા). સમાન પ્રોટીન સાથે IRS-1 ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, બહુવિધ ડાઉનસ્ટ્રીમ સંકેતો ઉત્પન્ન થાય છે.

ચોખા. 5.21. ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયા હેઠળ સાયટોપ્લાઝમમાંથી પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં સ્નાયુ અને ચરબીના કોષોમાં ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર પ્રોટીન GLUT 4 નું સ્થાનાંતરણ. રીસેપ્ટર સાથે ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઇન્સ્યુલિન રીસેપ્ટર સબસ્ટ્રેટ (IRS) ના ફોસ્ફોરાયલેશન તરફ દોરી જાય છે જે PI-3-kinase (PI3K) ને બાંધે છે, જે ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ-3,4,5-ટ્રાઇફોસ્ફેટ ફોસ્ફોલિપિડ (PtdInss(3,4,5-ટ્રાઇફોસ્ફેટ) ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. 4,5)P3). પછીનું સંયોજન, પ્લેક્સટ્રિન ડોમેન્સ (PH) ને બાંધીને, કોષ પટલમાં પ્રોટીન કિનાસ PDK1, PDK2 અને PKV ને એકત્ર કરે છે. PDK1 ફોસ્ફોરીલેટ્સ RKB Thr308 પર, તેને સક્રિય કરે છે. ફોસ્ફોરીલેટેડ RKV GLUT4 ધરાવતા વેસિકલ્સ સાથે સાંકળે છે, જે પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં તેમના સ્થાનાંતરણનું કારણ બને છે, જે સ્નાયુઓ અને ચરબી કોશિકાઓમાં ગ્લુકોઝ પરિવહનમાં વધારો કરે છે (તે મુજબ)

ફોસ્ફોરીલેટેડ IRS-1 દ્વારા ઉત્તેજિત, ફોસ્ફોલિપેઝ સી કોષ પટલ ફોસ્ફોલિપિડ ફોસ્ફેટિડિલિનોસિટોલ-4,5-ડિફોસ્ફેટને બે બીજા મેસેન્જર બનાવવા માટે હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે: ઇનોસિટોલ-3,4,5-ટ્રાઇફોસ્ફેટ અને ડાયાસિલગ્લિસરોલ. Inositol-3,4,5-triphosphate, એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમની આયન ચેનલો પર કાર્ય કરે છે, તેમાંથી કેલ્શિયમ મુક્ત કરે છે. ડાયાસિલગ્લિસરોલ કેલ્મોડ્યુલિન અને પ્રોટીન કિનાઝ સી પર કાર્ય કરે છે, જે વિવિધ સબસ્ટ્રેટને ફોસ્ફોરીલેટ કરે છે, જે સેલ્યુલર સિસ્ટમ્સની પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.

ફોસ્ફોરીલેટેડ IRS-1 પણ PHI-3-કિનેઝને સક્રિય કરે છે, જે ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ-4-ફોસ્ફેટ, અને ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ-4,5-ડીફોસ્ફેટના ફોસ્ફોરીલેશનને પોઝીશન 3 પર ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ-3-ફોસ્ફોસ્ફેટ, 4-ફોસ્ફેટ, 4,5 ડીફોસ્ફેટનું ઉત્પ્રેરક બનાવે છે. અને અનુક્રમે ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ -3,4,5-ટ્રાઇફોસ્ફેટ.

PHI-3-kinase એ હેટરોડીમર છે જેમાં નિયમનકારી (p85) અને ઉત્પ્રેરક (p110) સબ્યુનિટ્સ છે. નિયમનકારી સબયુનિટમાં બે SH2 ડોમેન્સ અને એક SH3 ડોમેન છે, તેથી PI-3 કિનાઝ ઉચ્ચ જોડાણ સાથે IRS-1 સાથે જોડાય છે. પટલમાં બનેલા ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ ડેરીવેટિવ્ઝ, પોઝીશન 3 પર ફોસ્ફોરીલેટેડ, કહેવાતા પ્લેક્સટ્રીન (PH) ડોમેન ધરાવતા પ્રોટીનને બાંધે છે (ડોમેન ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ-3-ફોસ્ફેટ્સ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ દર્શાવે છે): પ્રોટીન કિનાઝ PDK1 (પ્રોટીન-ડિપેન્ડન્ટ) ફોસ્ફેટીડીલીનોસીટોલ-3-ફોસ્ફેટ્સ. કિનાઝ બી (PKV).

પ્રોટીન કિનેઝ B (PKB) ત્રણ ડોમેન્સ ધરાવે છે: એન-ટર્મિનલ પ્લેક્સટ્રિન, કેન્દ્રીય ઉત્પ્રેરક અને સી-ટર્મિનલ રેગ્યુલેટરી. RKV સક્રિયકરણ માટે plectrin ડોમેન જરૂરી છે. કોષ પટલની નજીકના પ્લેક્સટ્રિન ડોમેનની મદદથી બાંધીને, PKV પ્રોટીન કિનેઝ PDK1 સુધી પહોંચે છે, જેના દ્વારા

તેનું પ્લેક્સટ્રિન ડોમેન પણ કોષ પટલની નજીક સ્થાનીકૃત છે. PDK1 ફોસ્ફોરીલેટ્સ PKV કિનેઝ ડોમેનનું Thr308, પરિણામે PKV સક્રિયકરણ થાય છે. સક્રિય PKV ફોસ્ફોરીલેટ્સ ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ કિનાઝ 3 (Ser9 સ્થિતિ પર), એન્ઝાઇમની નિષ્ક્રિયતા અને ત્યાંથી ગ્લાયકોજન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાનું કારણ બને છે. Phi-3-phosphate-5-kinase પણ ફોસ્ફોરાયલેશનમાંથી પસાર થાય છે, જે વેસિકલ્સ પર કાર્ય કરે છે જેમાં GLUT 4 વાહક પ્રોટીન એડિપોસાઇટ્સના સાયટોપ્લાઝમમાં સંગ્રહિત થાય છે, જેના કારણે કોષ પટલમાં ગ્લુકોઝ ટ્રાન્સપોર્ટર્સની હિલચાલ થાય છે, તેમાં સમાવિષ્ટ થાય છે અને ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પરિવહન થાય છે. સ્નાયુ અને ચરબીના કોષોમાં (ફિગ. 5.21).

ઇન્સ્યુલિન માત્ર GLUT 4 વાહક પ્રોટીનની મદદથી કોષમાં ગ્લુકોઝના પ્રવેશને અસર કરતું નથી. તે પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં ગ્લુકોઝ, ચરબી, એમિનો એસિડ, આયનોના ચયાપચયના નિયમનમાં સામેલ છે અને તેની પ્રક્રિયાઓને અસર કરે છે. પ્રતિકૃતિ અને ટ્રાન્સક્રિપ્શન.

કોષમાં ગ્લુકોઝ ચયાપચય પરની અસર આ પ્રક્રિયામાં સામેલ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરીને ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયાને ઉત્તેજીત કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે: ગ્લુકોકીનેઝ, ફોસ્ફોફ્રુક્ટોકિનેઝ, પાયરુવેટ કિનેઝ, હેક્સોકિનેઝ. ઇન્સ્યુલિન, એડેનીલેટ સાયકલેસ કાસ્કેડ દ્વારા, ફોસ્ફેટેઝને સક્રિય કરે છે, જે ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝને ડિફોસ્ફોરીલેટ કરે છે, જે ગ્લાયકોજન સંશ્લેષણ (ફિગ. 5.22) ના સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે અને તેના ભંગાણની પ્રક્રિયાને અવરોધે છે. ફોસ્ફોએનોલપાયરુવેટ કાર્બોક્સિકીનેઝને અટકાવીને, ઇન્સ્યુલિન ગ્લુકોનોજેનેસિસની પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.

ચોખા. 5.22. ગ્લાયકોજેન સંશ્લેષણનું આકૃતિ

યકૃત અને ચરબીયુક્ત પેશીઓમાં, ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયા હેઠળ, ચરબીનું સંશ્લેષણ ઉત્સેચકોના સક્રિયકરણ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે: એસિટિલ-કોએ કાર્બોક્સિલેઝ, લિપોપ્રોટીન લિપેઝ. આ કિસ્સામાં, ચરબીનું ભંગાણ અટકાવવામાં આવે છે, કારણ કે ઇન્સ્યુલિન-સક્રિય ફોસ્ફેટેઝ, હોર્મોન-સંવેદનશીલ ટ્રાયસીલગ્લિસરોલ લિપેઝને ડિફોસ્ફોરીલેટીંગ કરે છે, આ એન્ઝાઇમને અટકાવે છે અને લોહીમાં ફરતા ફેટી એસિડ્સની સાંદ્રતા ઘટે છે.

યકૃત, એડિપોઝ પેશી, હાડપિંજરના સ્નાયુઓ અને હૃદયમાં, ઇન્સ્યુલિન સો કરતાં વધુ જનીનોના ટ્રાન્સક્રિપ્શનના દરને અસર કરે છે.

5.2.9. ગ્લુકોગન.લોહીમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થવાના પ્રતિભાવમાં, સ્વાદુપિંડના લેંગરહાન્સના ટાપુઓના -કોષો "ભૂખ હોર્મોન" ઉત્પન્ન કરે છે - ગ્લુકોગન, જે પરમાણુ વજન 3485 Da નું પોલિપેપ્ટાઈડ છે, જેમાં 29 એમિનો એસિડ હોય છે. અવશેષો

ગ્લુકોગનની ક્રિયા ઇન્સ્યુલિનની અસરોની વિરુદ્ધ છે. ઇન્સ્યુલિન ગ્લાયકોજેનેસિસ, લિપોજેનેસિસ અને પ્રોટીન સંશ્લેષણને ઉત્તેજીત કરીને ઊર્જા સંગ્રહને પ્રોત્સાહન આપે છે, અને ગ્લુકોગન, ગ્લાયકોજેનોલિસિસ અને લિપોલીસીસને ઉત્તેજીત કરીને, સંભવિત ઉર્જા સ્ત્રોતોના ઝડપી ગતિશીલતાનું કારણ બને છે.

ચોખા. 5.23. માનવ પ્રોગ્લુકાગનનું માળખું અને પ્રોગ્લુકાગનમાંથી પ્રોગ્લુકાગનમાંથી મેળવેલા પેપ્ટાઈડ્સમાં ટીશ્યુ-વિશિષ્ટ પ્રક્રિયા: ગ્લુકોગન અને એમપીજીએફ (મેયર પ્રોગ્લુકાગન ફ્રેગમેન્ટ) સ્વાદુપિંડમાં પ્રોગ્લુકાગનમાંથી બને છે; ગ્લાયસેન્ટિન, ઓક્સિન્ટોમોડ્યુલિન, જીએલપી-1 (પ્રોગ્લુકાગનમાંથી મેળવેલ પેપ્ટાઈડ), જીએલપી-2, બે મધ્યવર્તી પેપ્ટાઈડ્સ (ઈન્ટરવિંગ પેપ્ટાઈડ - આઈપી), GRPP - ગ્લાયસેન્ટિન સંબંધિત પેન્ક્રિએટિક પોલીપેપ્ટાઈડ (સ્વાદુપિંડમાંથી પોલીપેપ્ટાઈડ - ગ્લાયસેન્ટિનનું વ્યુત્પન્ન)

હોર્મોનનું સંશ્લેષણ સ્વાદુપિંડના લેંગરહાન્સના ટાપુઓના -કોષો દ્વારા તેમજ આંતરડાના ન્યુરોએન્ડોક્રાઇન કોષો અને સેન્ટ્રલ નર્વસ સિસ્ટમમાં નિષ્ક્રિય પુરોગામી  પ્રોગ્લુકાગન (પરમાણુ વજન 9,000 Da) ના સ્વરૂપમાં થાય છે. 180 એમિનો એસિડ અવશેષો અને કન્વર્ટેઝ 2 નો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયાને આધિન અને ગ્લુકોગન અને બે ગ્લુકોગન જેવા પેપ્ટાઈડ્સ (પેપ્ટાઈડ  GLP-1, GLP-2, ગ્લાયસેન્ટિન) (ફિગ. 5.23) સહિત વિવિધ લંબાઈના ઘણા પેપ્ટાઈડ્સ બનાવે છે. ગ્લુકોગનના 27 એમિનો એસિડ અવશેષોમાંથી 14 જઠરાંત્રિય માર્ગના અન્ય હોર્મોન, સિક્રેટિનના પરમાણુમાં સમાન છે.

ગ્લુકોગનને પ્રતિસાદ આપતા કોષોના રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડવા માટે, એન-ટર્મિનસથી તેના 1-27 ક્રમની અખંડિતતા જરૂરી છે. હોર્મોનની અસરોના અભિવ્યક્તિમાં મહત્વની ભૂમિકા એન-ટર્મિનસ પર સ્થિત હિસ્ટીડાઇન અવશેષો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, અને રીસેપ્ટર્સને બંધનકર્તા, 20-27 ટુકડો.

રક્ત પ્લાઝ્મામાં, ગ્લુકોગન કોઈપણ પરિવહન પ્રોટીન સાથે બંધનકર્તા નથી, તેનું અર્ધ જીવન 5 મિનિટ છે, યકૃતમાં તે પ્રોટીનસેસ દ્વારા નાશ પામે છે, જ્યારે ભંગાણ Ser2 અને Gln3 વચ્ચેના બોન્ડના ક્લીવેજ અને ડિપેપ્ટાઈડને દૂર કરવાથી શરૂ થાય છે. N-ટર્મિનસથી.

ગ્લુકોગન સ્ત્રાવને ગ્લુકોઝ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે પરંતુ પ્રોટીન ખોરાક દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે. GLP-1 ગ્લુકોગન સ્ત્રાવને અટકાવે છે અને ઇન્સ્યુલિન સ્ત્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે.

ગ્લુકોગનની અસર ફક્ત હેપેટોસાઇટ્સ અને ચરબી કોષો પર થાય છે જે પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનમાં તેના માટે રીસેપ્ટર્સ ધરાવે છે. હેપેટોસાયટ્સમાં, પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન પરના રીસેપ્ટર્સને બંધનકર્તા દ્વારા, ગ્લુકોગન એડેનીલેટ સાયકલેસને સક્રિય કરે છે, જે જી-પ્રોટીન દ્વારા સીએએમપીની રચનાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જે બદલામાં, ફોસ્ફોરીલેઝના સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે, જે ગ્લાયકોજનના ભંગાણને વેગ આપે છે. , અને ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝનું નિષેધ અને ગ્લાયકોજેન નિર્માણનું નિષેધ. ગ્લુકોગન આ પ્રક્રિયામાં સામેલ ઉત્સેચકોના સંશ્લેષણને પ્રેરિત કરીને ગ્લુકોનિયોજેનેસિસને ઉત્તેજિત કરે છે: ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટેઝ, ફોસ્ફોએનોલપાયરુવેટ કાર્બોક્સિકીનેઝ, ફ્રુક્ટોઝ-1,6-ડિફોસ્ફેટેઝ. યકૃતમાં ગ્લુકોગનની ચોખ્ખી અસર ગ્લુકોઝના ઉત્પાદનમાં વધારો કરે છે.

ચરબીના કોષોમાં, હોર્મોન પણ, એડેનીલેટ સાયકલેસ કાસ્કેડનો ઉપયોગ કરીને, હોર્મોન-સંવેદનશીલ ટ્રાયસીલગ્લિસરોલ લિપેઝને સક્રિય કરે છે, લિપોલીસીસને ઉત્તેજિત કરે છે. ગ્લુકોગન એડ્રેનલ મેડ્યુલા દ્વારા કેટેકોલામાઇન્સના સ્ત્રાવને વધારે છે. "ફાઇટ અથવા ફ્લાઇટ" જેવી પ્રતિક્રિયાઓના અમલીકરણમાં ભાગ લઈને, ગ્લુકોગન હાડપિંજરના સ્નાયુઓ માટે ઊર્જા સબસ્ટ્રેટ (ગ્લુકોઝ, ફ્રી ફેટી એસિડ્સ) ની ઉપલબ્ધતામાં વધારો કરે છે અને હૃદયના કામમાં વધારો કરીને હાડપિંજરના સ્નાયુઓને રક્ત પુરવઠામાં વધારો કરે છે.

તેમાં ગ્લુકોગન રીસેપ્ટર્સની લગભગ સંપૂર્ણ ગેરહાજરીને કારણે હાડપિંજરના સ્નાયુ ગ્લાયકોજેન પર ગ્લુકોગનની કોઈ અસર થતી નથી. આ હોર્મોન સ્વાદુપિંડના β-કોષોમાંથી ઇન્સ્યુલિનના સ્ત્રાવમાં વધારો અને ઇન્સ્યુલિનેસ પ્રવૃત્તિને અવરોધે છે.

5.2.10. ગ્લાયકોજેન ચયાપચયનું નિયમન.ગ્લાયકોજનના રૂપમાં શરીરમાં ગ્લુકોઝનું સંચય અને તેનું ભંગાણ શરીરની ઊર્જા જરૂરિયાતો સાથે સુસંગત છે. ગ્લાયકોજેન ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓની દિશા હોર્મોન્સની ક્રિયા પર આધારિત મિકેનિઝમ્સ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે: યકૃતમાં, ઇન્સ્યુલિન, ગ્લુકોગન અને એડ્રેનાલિન; સ્નાયુઓમાં, ઇન્સ્યુલિન અને એડ્રેનાલિન. ગ્લાયકોજેનના સંશ્લેષણ અથવા ભંગાણની પ્રક્રિયાઓનું સ્વિચિંગ શોષક અવધિમાંથી શોષણ પછીના સમયગાળામાં સંક્રમણ દરમિયાન અથવા જ્યારે આરામની સ્થિતિ શારીરિક કાર્યમાં બદલાય છે ત્યારે થાય છે.

5.2.10.1. ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ અને ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ પ્રવૃત્તિનું નિયમન.જ્યારે લોહીમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતા બદલાય છે, ત્યારે ઇન્સ્યુલિન અને ગ્લુકોગનનું સંશ્લેષણ અને સ્ત્રાવ થાય છે. આ હોર્મોન્સ આ પ્રક્રિયાઓના મુખ્ય ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિને પ્રભાવિત કરીને ગ્લાયકોજન સંશ્લેષણ અને ભંગાણની પ્રક્રિયાઓને નિયંત્રિત કરે છે: ગ્લાયકોજન સિન્થેઝ અને ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝ તેમના ફોસ્ફોરીલેશન-ડિફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા.

ચોખા. 5.24 ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ દ્વારા Ser14 અવશેષોના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝનું સક્રિયકરણ અને સેરીન અવશેષોના ડિફોસ્ફોરાયલેશનને ઉત્પ્રેરક ફોસ્ફેટ દ્વારા નિષ્ક્રિયકરણ (ના અનુસાર)

બંને ઉત્સેચકો બે સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: ફોસ્ફોરીલેટેડ (સક્રિય ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ aઅને નિષ્ક્રિય ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ) અને ડિફોસ્ફોરીલેટેડ (નિષ્ક્રિય ફોસ્ફોરીલેઝ) bઅને સક્રિય ગ્લાયકોજન સિન્થેઝ) (આંકડા 5.24 અને 5.25). ફોસ્ફોરાયલેશન એટીપીમાંથી ફોસ્ફેટના અવશેષોને સેરીન અવશેષોમાં સ્થાનાંતરિત કરતી કિનાઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત કરવામાં આવે છે, અને ડિફોસ્ફોરાયલેશન ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે. કિનાઝ અને ફોસ્ફેટેઝ પ્રવૃત્તિઓ પણ ફોસ્ફોરીલેશન-ડિફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે (જુઓ. ફિગ. 5.25).

ચોખા. 5.25. ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ પ્રવૃત્તિનું નિયમન. એન્ઝાઇમ ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટેઝ (PP1) ની ક્રિયા દ્વારા સક્રિય થાય છે, જે ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝમાં C-ટર્મિનસની નજીક ત્રણ ફોસ્ફોસરીન અવશેષોને ડિફોસ્ફોરીલેટ કરે છે. ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ કિનેઝ 3 (GSK3), જે ગ્લાયકોજન સિન્થેઝમાં ત્રણ સેરીન અવશેષોના ફોસ્ફોરાયલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, ગ્લાયકોજન સંશ્લેષણને અટકાવે છે અને કેસીન કિનેઝ (CKII) ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા સક્રિય થાય છે. ઇન્સ્યુલિન, ગ્લુકોઝ અને ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટ ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટને સક્રિય કરે છે, જ્યારે ગ્લુકોગન અને એપિનેફ્રાઇન (એપિનેફ્રાઇન) તેને અટકાવે છે. ઇન્સ્યુલિન ગ્લાયકોજેન સિન્થેસ કિનેઝ 3 ની ક્રિયાને અટકાવે છે (તે મુજબ)

સીએએમપી-આશ્રિત પ્રોટીન કિનેઝ એ (પીકેએ) ફોસ્ફોરીલેટ્સ ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ, તેને સક્રિય સ્થિતિમાં ફેરવે છે, જે બદલામાં ફોસ્ફોરીલેટ ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝ કરે છે. સીએએમપી સંશ્લેષણ એડ્રેનાલિન અને ગ્લુકોગન દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે.

રાસ પ્રોટીન (રાસ સિગ્નલિંગ પાથવે) ને સંડોવતા કાસ્કેડ દ્વારા ઇન્સ્યુલિન પ્રોટીન કિનેઝ pp90S6 ને સક્રિય કરે છે, જે ફોસ્ફોરીલેટ્સ કરે છે અને તેના દ્વારા ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટને સક્રિય કરે છે. સક્રિય ફોસ્ફેટેઝ ડિફોસ્ફોરીલેટ્સ અને ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ અને ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝને નિષ્ક્રિય કરે છે.

ગ્લાયકોજન સિન્થેઝના PKA દ્વારા ફોસ્ફોરાયલેશન તેના નિષ્ક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે, અને ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટેઝ દ્વારા ડિફોસ્ફોરાયલેશન એન્ઝાઇમને સક્રિય કરે છે.

5.2.10.2. યકૃતમાં ગ્લાયકોજેન ચયાપચયનું નિયમન.લોહીમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં ફેરફાર પણ હોર્મોન્સની સંબંધિત સાંદ્રતામાં ફેરફાર કરે છે: ઇન્સ્યુલિન અને ગ્લુકોગન. લોહીમાં ગ્લુકોગનની સાંદ્રતા અને ઇન્સ્યુલિનની સાંદ્રતાના ગુણોત્તરને "ઇન્સ્યુલિન-ગ્લુકોગન ઇન્ડેક્સ" કહેવામાં આવે છે. શોષણ પછીના સમયગાળામાં, ઇન્ડેક્સ ઘટે છે અને લોહીમાં શર્કરાની સાંદ્રતાનું નિયમન ગ્લુકોગનની સાંદ્રતાથી પ્રભાવિત થાય છે.

ગ્લુકોગન, ઉપર જણાવ્યા મુજબ, ગ્લાયકોજેનના ભંગાણને કારણે (ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝનું સક્રિયકરણ અને ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝનું નિષેધ) અથવા અન્ય પદાર્થોમાંથી સંશ્લેષણ દ્વારા - ગ્લુકોનિયોજેનેસિસને કારણે લોહીમાં ગ્લુકોઝના પ્રકાશનને સક્રિય કરે છે. ગ્લાયકોજેનમાંથી, ગ્લુકોઝ-1-ફોસ્ફેટ બને છે, જે ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટમાં આઇસોમરાઇઝ થાય છે, જે ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટની ક્રિયા દ્વારા હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થાય છે અને મુક્ત ગ્લુકોઝ બનાવે છે જે કોષને લોહીમાં છોડી શકે છે (ફિગ. 5.26).

હિપેટોસાયટ્સ પર એડ્રેનાલિનની ક્રિયા 2 રીસેપ્ટર્સના ઉપયોગના કિસ્સામાં ગ્લુકોગનની ક્રિયા જેવી જ છે અને તે ફોસ્ફોરીલેશન અને ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝના સક્રિયકરણને કારણે છે. પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનના  1 રીસેપ્ટર્સ સાથે એડ્રેનાલિનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના કિસ્સામાં, હોર્મોનલ સિગ્નલનું ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ટ્રાન્સમિશન ઇનોસિટોલ ફોસ્ફેટ મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. બંને કિસ્સાઓમાં, ગ્લાયકોજેન ભંગાણની પ્રક્રિયા સક્રિય થાય છે. એક અથવા બીજા પ્રકારના રીસેપ્ટરનો ઉપયોગ લોહીમાં એડ્રેનાલિનની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે.

ચોખા. 5.26. ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરોલિસિસની યોજના

પાચન દરમિયાન, ઇન્સ્યુલિન-ગ્લુકોગન ઇન્ડેક્સ વધે છે અને ઇન્સ્યુલિનનો પ્રભાવ પ્રબળ બને છે. ઇન્સ્યુલિન રક્તમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતા ઘટાડે છે, રાસ પાથવે દ્વારા ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા સક્રિય થાય છે, સીએએમપી ફોસ્ફોડીસ્ટેરેઝ, જે એએમપીની રચના સાથે આ બીજા મેસેન્જરને હાઇડ્રોલાઇઝ કરે છે. ઇન્સ્યુલિન ગ્લાયકોજન ગ્રાન્યુલ્સના રાસ પાથવે ફોસ્ફોપ્રોટીન ફોસ્ફેટેઝ દ્વારા પણ સક્રિય થાય છે, જે ગ્લાયકોજન સિન્થેઝને ડિફોસ્ફોરીલેટ્સ અને સક્રિય કરે છે અને ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ અને ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝને જ નિષ્ક્રિય કરે છે. ઇન્સ્યુલિન કોષમાં ગ્લુકોઝના ફોસ્ફોરાયલેશનને વેગ આપવા અને ગ્લાયકોજેનમાં તેનો સમાવેશ કરવા માટે ગ્લુકોકીનેઝના સંશ્લેષણને પ્રેરિત કરે છે. આમ, ઇન્સ્યુલિન ગ્લાયકોજન સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને સક્રિય કરે છે અને તેના ભંગાણને અટકાવે છે.

5.2.10.3. સ્નાયુઓમાં ગ્લાયકોજેન ચયાપચયનું નિયમન.સ્નાયુઓના સઘન કાર્યના કિસ્સામાં, એડ્રેનાલિન દ્વારા ગ્લાયકોજનના ભંગાણને વેગ આપવામાં આવે છે, જે 2 રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાય છે અને એડેનીલેટ સાયકલેસ સિસ્ટમ દ્વારા ફોસ્ફોરીલેશન અને ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ અને ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝના સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે અને ગ્લાયકોજેન અને સિન્ગ્થા અને 5.2.5.2. 5.28). ગ્લાયકોજેનમાંથી બનેલા ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટના વધુ રૂપાંતરણના પરિણામે, એટીપીનું સંશ્લેષણ થાય છે, જે સઘન સ્નાયુ કાર્યના અમલીકરણ માટે જરૂરી છે.

ચોખા. 5.27. સ્નાયુઓમાં ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ પ્રવૃત્તિનું નિયમન (તે મુજબ)

બાકીના સમયે, સ્નાયુ ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ નિષ્ક્રિય છે, કારણ કે તે ડિફોસ્ફોરીલેટેડ સ્થિતિમાં છે, પરંતુ ગ્લાયકોજેન ફોસ્ફોરીલેઝ બીના એલોસ્ટેરિક સક્રિયકરણને કારણે AMP અને ઓર્થોફોસ્ફેટ ATP હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન રચાય છે.

ચોખા. 5.28. સ્નાયુઓમાં ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ પ્રવૃત્તિનું નિયમન (તે મુજબ)

મધ્યમ સ્નાયુ સંકોચન સાથે, ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝ એલોસ્ટેરીલી સક્રિય થઈ શકે છે (Ca 2+ આયનો દ્વારા). મોટર નર્વ સિગ્નલના પ્રતિભાવમાં સ્નાયુ સંકોચન સાથે Ca 2+ સાંદ્રતા વધે છે. જ્યારે સિગ્નલ ઓછું થાય છે, ત્યારે Ca 2+ સાંદ્રતામાં ઘટાડો વારાફરતી કિનાઝ પ્રવૃત્તિને "બંધ" કરે છે, આમ

Ca 2+ આયનો માત્ર સ્નાયુઓના સંકોચનમાં જ નહીં, પણ આ સંકોચન માટે ઊર્જા પ્રદાન કરવામાં પણ સામેલ છે.

Ca 2+ આયનો કેલ્મોડ્યુલિન પ્રોટીન સાથે જોડાય છે, આ કિસ્સામાં કિનાઝ સબ્યુનિટ્સમાંથી એક તરીકે કામ કરે છે. સ્નાયુ ફોસ્ફોરીલેઝ કિનેઝનું માળખું  4  4  4  4 છે. ફક્ત -સબ્યુનિટમાં ઉત્પ્રેરક ગુણધર્મો છે, - અને -સબ્યુનિટ, નિયમનકારી હોવાને કારણે, PKA નો ઉપયોગ કરીને સેરીન અવશેષો પર ફોસ્ફોરીલેટેડ છે, -સબ્યુનિટ કેલ્મોડ્યુલિન પ્રોટીન સમાન છે (વિભાગ 2.3.2 "ભાગ 2.3.2 માં વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ચળવળની બાયોકેમિસ્ટ્રી"), ચાર Ca 2+ આયનોને બાંધે છે, જે રચનાત્મક ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે, ઉત્પ્રેરક -સબ્યુનિટ સક્રિય થાય છે, જો કે કિનાઝ ડિફોસ્ફોરીલેટેડ સ્થિતિમાં રહે છે.

બાકીના સમયે પાચન દરમિયાન, સ્નાયુ ગ્લાયકોજેન સંશ્લેષણ પણ થાય છે. GLUT 4 વાહક પ્રોટીનની મદદથી ગ્લુકોઝ સ્નાયુ કોશિકાઓમાં પ્રવેશ કરે છે (ઇન્સ્યુલિનની ક્રિયા હેઠળ કોષ પટલમાં તેમની ગતિશીલતા વિભાગ 5.2.4.3 અને આકૃતિ 5.21 માં વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે). સ્નાયુઓમાં ગ્લાયકોજેનના સંશ્લેષણ પર ઇન્સ્યુલિનનો પ્રભાવ ગ્લાયકોજેન સિન્થેઝ અને ગ્લાયકોજન ફોસ્ફોરીલેઝના ડિફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા પણ હાથ ધરવામાં આવે છે.

5.2.11. પ્રોટીનનું નોન-એન્જાઈમેટિક ગ્લાયકોસિલેશન.પ્રોટીનના અનુવાદ પછીના ફેરફારોમાંનો એક પ્રકાર છે ગ્લાયકોસિલટ્રાન્સફેરેસનો ઉપયોગ કરીને સેરીન, થ્રેઓનિન, એસ્પેરાજીન અને હાઇડ્રોક્સિલીસિન અવશેષોનું ગ્લાયકોસિલેશન. પાચન દરમિયાન લોહીમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (શર્કરા ઘટાડવી) ની ઊંચી સાંદ્રતા સર્જાતી હોવાથી, પ્રોટીન, લિપિડ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડ્સનું બિન-એન્જાઇમેટિક ગ્લાયકોસિલેશન શક્ય છે, જેને ગ્લાયકેશન કહેવાય છે. પ્રોટીન સાથે શર્કરાની મલ્ટિ-સ્ટેપ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે પેદા થતા ઉત્પાદનોને એડવાન્સ્ડ ગ્લાયકેશન એન્ડ-પ્રોડક્ટ્સ (AGEs) કહેવામાં આવે છે અને તે ઘણા માનવ પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે. આ ઉત્પાદનોનું અર્ધ જીવન પ્રોટીન કરતાં લાંબું છે (ઘણા મહિનાઓથી ઘણા વર્ષો સુધી), અને તેમની રચનાનો દર ખાંડ ઘટાડવાના સંપર્કના સ્તર અને અવધિ પર આધારિત છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ડાયાબિટીસ, અલ્ઝાઈમર રોગ અને મોતિયાથી ઉદ્ભવતી ઘણી જટિલતાઓ તેમની રચના સાથે સંકળાયેલી છે.

ગ્લાયકેશન પ્રક્રિયાને બે તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પ્રારંભિક અને અંતમાં. ગ્લાયકેશનના પ્રથમ તબક્કે, લાઇસીનના -એમિનો જૂથ અથવા આર્જીનાઇનના ગ્વાનિડીનિયમ જૂથ દ્વારા ગ્લુકોઝના કાર્બોનિલ જૂથનો ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો થાય છે, જેના પરિણામે લેબલ શિફ બેઝની રચના થાય છે - એન-ગ્લાયકોસિલિમાઇન (ફિગ. 5.29). શિફ બેઝની રચના એ પ્રમાણમાં ઝડપી અને ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા છે.

આગળ પુનઃ ગોઠવણી આવે છે એનઅમાડોરી ઉત્પાદનની રચના સાથે ગ્લાયકોસિલિમાઇન - 1-એમિનો-1-ડીઓક્સીફ્રુક્ટોઝ. આ પ્રક્રિયાનો દર ગ્લાયકોસિલિમાઇનની રચનાના દર કરતાં ઓછો છે, પરંતુ શિફ બેઝના હાઇડ્રોલિસિસના દર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે,

ચોખા. 5.29. પ્રોટીન ગ્લાયકેશનનો આકૃતિ. કાર્બોહાઇડ્રેટ (ગ્લુકોઝ) નું ખુલ્લું સ્વરૂપ લાઇસાઇનના -એમિનો જૂથ સાથે શિફ બેઝ બનાવવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે એનોલામાઇનની મધ્યવર્તી રચના દ્વારા કેટોમાઇનમાં અમાડોરીની પુન: ગોઠવણીમાંથી પસાર થાય છે. જો એસ્પાર્ટેટ અને આર્જિનિન અવશેષો લાયસિન અવશેષોની નજીક સ્થિત હોય તો અમાડોરી પુનઃરચના ઝડપી બને છે. કેટોમાઇન પછી વિવિધ ઉત્પાદનો આપી શકે છે (ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ - AGE). ડાયાગ્રામ બીજા કાર્બોહાઇડ્રેટ પરમાણુ સાથે ડાયકેટોમાઇન બનાવવાની પ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે (તે મુજબ)

તેથી, 1-એમિનો-1-ડિઓક્સીફ્રુક્ટોઝ અવશેષો ધરાવતું પ્રોટીન લોહીમાં એકઠા થાય છે. ગ્લાયકેશનના પ્રારંભિક તબક્કે પ્રોટીનમાં લાયસિન અવશેષોમાં ફેરફાર, દેખીતી રીતે, તાત્કાલિક નજીકમાં હિસ્ટીડિન, લાયસિન અથવા આર્જિનિન અવશેષોની હાજરી દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા આપતું એમિનો જૂથ, જે એસિડ કરે છે- પ્રક્રિયાનું મુખ્ય ઉત્પ્રેરક, તેમજ એસ્પાર્ટેટ અવશેષો, ખાંડના બીજા કાર્બન અણુમાંથી પ્રોટોન ખેંચે છે. કેટોમાઇન ઇમિનો જૂથમાં બીજા કાર્બોહાઇડ્રેટ અવશેષોને બાંધીને ડબલ-ગ્લાયકેટેડ લાયસિન બનાવે છે, જે ડાયકેટોમાઇનમાં ફેરવાય છે (જુઓ. 5.29 ચિત્ર).

ગ્લાયકેશનનો અંતિમ તબક્કો, વધુ પરિવર્તનો સહિત એન‑ગ્લાયકોસિલિમાઇન અને અમાડોરી પ્રોડક્ટ, એક ધીમી પ્રક્રિયા જે સ્થિર ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ (AGEs) ની રચના તરફ દોરી જાય છે. તાજેતરમાં, α-ડાયકાર્બોનિલ સંયોજનો (ગ્લાયોક્સલ, મેથાઈલગ્લાયોક્સલ, 3‑ડીઓક્સીગ્લુકોઝોન) ની AGE ની રચનામાં સીધી ભાગીદારી પર ડેટા દેખાયા છે. માં vivoબંને ગ્લુકોઝના અધોગતિ દરમિયાન અને ગ્લુકોઝ (ફિગ. 5.30) સાથે પ્રોટીનની રચનામાં લાયસીનમાં ફેરફાર દરમિયાન શિફ બેઝના પરિવર્તનના પરિણામે. ચોક્કસ રીડક્ટેસિસ અને સુલહાઇડ્રિલ સંયોજનો (લિપોઇક એસિડ, ગ્લુટાથિઓન) પ્રતિક્રિયાશીલ ડાયકાર્બોનીલ સંયોજનોને નિષ્ક્રિય ચયાપચયમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે, જે ગ્લાયકેશન અંતિમ ઉત્પાદનોની રચનામાં ઘટાડો દર્શાવે છે.

α-ડાયકાર્બોનિલ સંયોજનોની ε-એમિનો જૂથો સાથે લાયસિન અવશેષો અથવા પ્રોટીનમાં આર્જીનાઇન અવશેષોના ગ્વાનિડીનિયમ જૂથો પ્રોટીન ક્રોસલિંકની રચના તરફ દોરી જાય છે, જે ડાયાબિટીસ અને અન્ય રોગોમાં પ્રોટીન ગ્લાયકેશનને કારણે થતી ગૂંચવણો માટે જવાબદાર છે. વધુમાં, C4 અને C5 પર Amadori ઉત્પાદનના ક્રમિક ડિહાઇડ્રેશનના પરિણામે, 1-amino-4-deoxy-2,3-dione અને -enedione રચાય છે, જે ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર અને ઇન્ટરમોલેક્યુલર પ્રોટીન ક્રોસલિંક્સની રચનામાં પણ ભાગ લઈ શકે છે. .

AGEs વચ્ચે લાક્ષણિકતા એન ε ‑કાર્બોક્સીમેથિલિસિન (CML) અને એન ε -કાર્બોક્સીથિલીસીન (CEL), bis(lysyl)imidazole adducts (GOLD - glyoxal-lysyl-lysyl-dimer, MOLD - methylglyoxal-lysyl-lysyl-dimer, DOLD - deoxyglucoson-lysyl-lysyl-dimer), imidazolones (MG‑Glones), H અને 3DG‑H), પાયરેલિન, આર્ગપાયરીમિડીન, પેન્ટોસીડીન, ક્રોસલિન અને વેસ્પરલીસિન. 5.31 કેટલાક બતાવે છે

ચોખા. 5.30. ડી-ગ્લુકોઝની હાજરીમાં પ્રોટીન ગ્લાયકેશનની યોજના. બૉક્સ ગ્લાયકેશનના પરિણામે AGE ઉત્પાદનોના મુખ્ય પુરોગામી બતાવે છે (તે મુજબ)

ગ્લાયકેશનના અંતિમ ઉત્પાદનો. ઉદાહરણ તરીકે, પેન્ટોસીડીન અને કાર્બોક્સિમિથિલ લાયસિન (સીએમએલ), ઓક્સિડેટીવ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ રચાયેલા ગ્લાયકેશન અંતિમ ઉત્પાદનો, લાંબા સમય સુધી જીવતા પ્રોટીનમાં જોવા મળે છે: ત્વચા કોલેજન અને લેન્સ ક્રિસ્ટલિન. કાર્બોક્સિમેથિલીસિન હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા એમિનો જૂથને બદલે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ કાર્બોક્સિલ જૂથને પ્રોટીનમાં દાખલ કરે છે, જે પ્રોટીનની સપાટી પરના ચાર્જમાં ફેરફાર, પ્રોટીનની અવકાશી રચનામાં ફેરફાર તરફ દોરી શકે છે. CML એ એન્ટિબોડીઝ દ્વારા માન્ય એન્ટિજેન છે. આ ઉત્પાદનની માત્રા વય સાથે રેખીય રીતે વધે છે. પેન્ટોસિડિન એ અમાડોરી ઉત્પાદન અને પ્રોટીનની કોઈપણ સ્થિતિમાં આર્જીનાઇન અવશેષો વચ્ચે ક્રોસ-લિંક (ક્રોસ-લિંકિંગનું ઉત્પાદન) છે, તે એસ્કોર્બેટ, ગ્લુકોઝ, ફ્રુક્ટોઝ, રાઈબોઝમાંથી બને છે, જે અલ્ઝાઈમરના દર્દીઓના મગજની પેશીઓમાં જોવા મળે છે. રોગ, ડાયાબિટીસના દર્દીઓની ત્વચા અને રક્ત પ્લાઝ્મામાં.

ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ ફ્રી-રેડિકલ ઓક્સિડેશનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, પ્રોટીનની સપાટી પર ચાર્જમાં ફેરફાર કરી શકે છે, વિવિધ પ્રોટીન પ્રદેશો વચ્ચે બદલી ન શકાય તેવી ક્રોસલિંકિંગ, જે

તેમની અવકાશી રચના અને કાર્યને વિક્ષેપિત કરે છે, તેમને એન્ઝાઇમેટિક પ્રોટીઓલિસિસ માટે પ્રતિરોધક બનાવે છે. બદલામાં, ફ્રી-રેડિકલ ઓક્સિડેશન બિન-એન્જાઇમેટિક પ્રોટીઓલિસિસ અથવા પ્રોટીનનું વિભાજન, લિપિડ પેરોક્સિડેશનનું કારણ બની શકે છે.

બેઝમેન્ટ મેમ્બ્રેન પ્રોટીન (કોલેજન પ્રકાર IV, લેમિનિન, હેપરન સલ્ફેટ પ્રોટીઓગ્લાયકેન) પર ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સનું નિર્માણ તેના જાડું થવું, રુધિરકેશિકાઓના લ્યુમેનને સંકુચિત કરવા અને તેમના કાર્યમાં વિક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે. એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર મેટ્રિક્સના આ ઉલ્લંઘનો રક્ત વાહિનીઓની રચના અને કાર્યમાં ફેરફાર કરે છે (વેસ્ક્યુલર દિવાલની સ્થિતિસ્થાપકતામાં ઘટાડો, નાઈટ્રિક ઑકસાઈડની વાસોડિલેટીંગ અસરના પ્રતિભાવમાં ફેરફાર), એથરોસ્ક્લેરોટિક પ્રક્રિયાના વધુ ઝડપી વિકાસમાં ફાળો આપે છે.

ગ્લાયકેશન એન્ડ પ્રોડક્ટ્સ (AGEs) મગજમાં ફાઈબ્રોબ્લાસ્ટ્સ, ટી-લિમ્ફોસાઈટ્સ, કિડની (મેસાન્ગીયલ કોશિકાઓ), વેસ્ક્યુલર દિવાલ (એન્ડોથેલિયમ અને સ્મૂથ સ્નાયુ કોશિકાઓ) પર સ્થાનીકૃત ચોક્કસ AGE રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાઈને કેટલાક જનીનોની અભિવ્યક્તિને પણ અસર કરે છે. , તેમજ યકૃત અને બરોળમાં, જ્યાં તેઓ સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે, મેક્રોફેજથી સમૃદ્ધ પેશીઓમાં, જે ઓક્સિજન મુક્ત રેડિકલની રચનામાં વધારો કરીને આ સંકેતના ટ્રાન્સડક્શનમાં મધ્યસ્થી કરે છે. બાદમાં, બદલામાં, પરમાણુ પરિબળ NF-kB ના ટ્રાન્સક્રિપ્શનને સક્રિય કરે છે, જે વિવિધ ઇજાઓને પ્રતિસાદ આપતા ઘણા જનીનોની અભિવ્યક્તિને નિયંત્રિત કરે છે.

પ્રોટીનના બિન-એન્ઝાઇમેટિક ગ્લાયકોસિલેશનના અનિચ્છનીય પરિણામોને રોકવા માટેની એક અસરકારક રીત એ છે કે ખોરાકની કેલરી સામગ્રીમાં ઘટાડો કરવો, જે લોહીમાં ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં ઘટાડો અને બિન-એન્જાઇમેટિક જોડાણમાં ઘટાડો દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે. ગ્લુકોઝથી લાંબા ગાળાના પ્રોટીન, જેમ કે હિમોગ્લોબિન. ગ્લુકોઝની સાંદ્રતામાં ઘટાડો પ્રોટીન ગ્લાયકોસિલેશન અને લિપિડ પેરોક્સિડેશન બંનેમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. ગ્લાયકોસિલેશનની નકારાત્મક અસર બંધારણ અને કાર્યોના ઉલ્લંઘનને કારણે થાય છે જ્યારે ગ્લુકોઝ લાંબા સમય સુધી જીવતા પ્રોટીન સાથે જોડાયેલ હોય છે, અને સંક્રમણ મેટલ આયનોની હાજરીમાં શર્કરાના ઓક્સિડેશન દરમિયાન રચાયેલા મુક્ત રેડિકલને કારણે પ્રોટીનને પરિણામે ઓક્સિડેટીવ નુકસાન થાય છે. . ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને ડીએનએ પણ નોન-એન્ઝાઇમેટિક ગ્લાયકોસિલેશનમાંથી પસાર થાય છે, જે સીધા ડીએનએ નુકસાન અને રિપેર સિસ્ટમ્સના નિષ્ક્રિયતાને કારણે પરિવર્તન તરફ દોરી જાય છે, જેના કારણે રંગસૂત્રોની નાજુકતા વધે છે. હાલમાં, ફાર્માકોલોજિકલ અને આનુવંશિક હસ્તક્ષેપનો ઉપયોગ કરીને લાંબા સમય સુધી જીવતા પ્રોટીન પર ગ્લાયકેશનની અસરને રોકવા માટેના અભિગમોનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે.

પાઠ વિષય:મોઢામાં પાચન. ગળી જવું

પાઠનું સૂત્ર:"જે સારી રીતે ચાવે છે, તે લાંબુ જીવે છે."

કાર્યો:

• શૈક્ષણિક:
  • વિદ્યાર્થીઓમાં પોષક તત્ત્વો, પાચન, પાચન અંગોની રચના અને કાર્યો, ઉત્સેચકો, પાચન ગ્રંથીઓ, શોષણ અને સામાન્ય પાચન માટે આરોગ્યપ્રદ પરિસ્થિતિઓ વિશે નવા શરીરરચના અને શારીરિક ખ્યાલો રચવા.
  • પ્રયોગ કરવાની ક્ષમતા વિકસાવો, પુસ્તક સાથે કામ કરો, પાચન સ્વચ્છતાના નિયમોનું સમર્થન કરો.
• શૈક્ષણિક:
  • શારીરિક અને આરોગ્યપ્રદ શિક્ષણ માટે, સામાન્ય પોષણની આરોગ્યપ્રદ પરિસ્થિતિઓ સમજાવો, ધૂમ્રપાન અને દારૂ પીવાના નુકસાનને સાબિત કરો, જઠરાંત્રિય રોગોની રોકથામ અને સારવાર પર માનવ સ્વાસ્થ્ય અને પ્રભાવની અવલંબન.
• શૈક્ષણિક:
  • વિદ્યાર્થીઓની સર્જનાત્મક વિચારસરણી, વાણી અને જ્ઞાનાત્મક ક્ષમતાઓ વિકસાવવા માટે, શિક્ષણની સક્રિય, સમસ્યા-શોધ પદ્ધતિઓ, પ્રતિબિંબ માટેના પ્રશ્નો અને પાઠ્યપુસ્તક સાથે સ્વતંત્ર કાર્યનો ઉપયોગ કરીને.

સાધનો:ટેબ "પાચન અંગોની રચનાની યોજના", "બિનશરતી લાળ રીફ્લેક્સ", ટેબ. "કન્ડિશન્ડ રીફ્લેક્સ લાળ".

અનુભવના પ્રદર્શન માટે પ્રયોગશાળા સાધનો:સ્ટાર્ચ્ડ જાળીના 2 ટુકડા, માચીસ, કપાસની ઊન, આયોડિન સાથેની પેટ્રી ડીશ (અથવા નિયમિત રકાબી) અને સ્વચ્છ પાણીનો ગ્લાસ.

પાઠની મુખ્ય સામગ્રી:

1. મૌખિક પોલાણમાં પાચન:
- ખોરાકની યાંત્રિક પ્રક્રિયામાં દાંતની ભૂમિકા;
- લાળ ગ્રંથીઓ અને તેમના કાર્યો (સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ)
2. દાંત અને મૌખિક પોલાણની સંભાળ માટે આરોગ્યપ્રદ નિયમો.
3. મૌખિક પોલાણમાં ખોરાકની રાસાયણિક પ્રક્રિયા. લાળના ઉત્સેચકો અને તેમની ક્રિયાની વિશિષ્ટતાઓ (પ્રયોગશાળાનું કાર્ય).
4. લાળનું રીફ્લેક્સ નિયમન (બિનશરતી લાળ રીફ્લેક્સની યોજના; કન્ડિશન્ડ રીફ્લેક્સ લાળના ઉદાહરણો).
5. ગળી જવું.

પાઠના મુખ્ય તબક્કાઓ:

1. પાઠની શરૂઆતને ગતિશીલ અને સક્રિય કરવી. પ્રશ્ન ઉભો કરીને સમસ્યારૂપ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરવું “સ્વાસ્થ્ય શું છે? લોકો હેલો કેમ કહે છે?
2. સમસ્યારૂપ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે આગળની શોધ વાતચીત.
3. જ્ઞાન અપડેટ. અગાઉના વિષય પર જ્ઞાન તપાસી રહ્યું છે.
4. મુખ્ય સામગ્રીની સમજૂતી. શિક્ષકની વાર્તા, ટેબલનું આગળનું ભરણ. નોટબુકમાં નોંધો.
5. આંશિક મજબૂતીકરણ.
6. લેબોરેટરી કામ. હ્યુરિસ્ટિક (આંશિક શોધ પદ્ધતિ). લાળ પ્રયોગના હેતુની સમજૂતી (અપેક્ષિત પરિણામની જાણ કરવામાં આવી નથી).
7. પ્રયોગ કેવી રીતે કરવામાં આવે છે અને તે જ સમયે શું કરવું જોઈએ તેની ટૂંકી માહિતી.
8. સ્વતંત્ર કાર્યનું સંગઠન, અનુભવના પરિણામોનો અભ્યાસ, નોટબુકની રચના (ટૂંકા અહેવાલ અને નિષ્કર્ષ).
9. સામાન્યીકરણ અને એકીકરણ.
10. "વિધાન સાચા છે" નો ઉપયોગ કરીને તાલીમની ગુણવત્તાનું ઓપરેશનલ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ.
11. સૂત્રને અપીલ સાથે પાઠ સમાપ્ત કરો: "જે સારી રીતે ચાવે છે, તે લાંબુ જીવે છે."

વર્ગો દરમિયાન

1. જ્ઞાન અપડેટ કરવું

A. સ્વાસ્થ્ય શું છે? શા માટે તેઓ હેલો કહી રહ્યા છે? (વિદ્યાર્થીઓ સાથે વાતચીત)
B. પાચનનું મહત્વ શું છે?
વિદ્યાર્થીનો જવાબ: "ખોરાકની રાસાયણિક અને યાંત્રિક પ્રક્રિયા માટે"

આજે અમારા પાઠનો હેતુ:

1) મૌખિક પોલાણમાં ખોરાકની યાંત્રિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાના મહત્વને જાહેર કરો;
2) ઉત્સેચકોથી પરિચિત થાઓ જે મૌખિક પોલાણમાં લાળના પદાર્થોને સરળમાં તોડી નાખે છે.

તમારે સ્ટાર્ચ પર ઉત્સેચકોની અસરની તપાસ કરવા માટે, મૌખિક પોલાણમાં ખોરાકનું કેવી રીતે અને શું થાય છે તે શોધવાનું રહેશે.

2. સર્વે

1. બ્લેકબોર્ડ પર કામ કરો.

લાઈનમાં લાવો.

બ્લેકબોર્ડ પર લખવું: માંસ, માછલી, દૂધ, બ્રેડ, વર્મીસીલી, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, શાકભાજી, ફળો.

2. ચુંબકીય બોર્ડ પર પાચનતંત્ર એકત્રિત કરો (પાઠ્યપુસ્તકમાં અંજીર).

3. પાચનતંત્રનો ક્રમ લખો.

વિદ્યાર્થી રેકોર્ડ.

મોં--> ફેરીન્ક્સ--> અન્નનળી--> પેટ--> નાનું આંતરડું--> મોટું આંતરડું--> ગુદામાર્ગ--> ગુદા.

વર્ગ સાથે સમાંતર કાર્ય

મૂળભૂત જૈવિક ખ્યાલોનું પુનરાવર્તન (સાંકળ સાથે) શબ્દ - વ્યાખ્યા.

ઉત્પાદનો, પોષણ, પાચન, ઉત્સેચકો, અંગ, પેશી, જીવતંત્ર, કોષ, અન્નનળી, પોષક તત્વો, શરીર રચના, જીવવિજ્ઞાન, સ્વચ્છતા, શરીરવિજ્ઞાન.

લોકોએ બ્લેકબોર્ડ પર તેમનું કામ પૂરું કર્યું છે - તેઓ તેમના જવાબો બોલે છે.
હોમવર્કના પુનરાવર્તન અને નવા વિષય પરના સંક્રમણનો સારાંશ આપે છે.
ચર્ચા માટે મુદ્દાઓ.
શરીર દ્વારા શોષી લેવા અને દરેક કોષ સુધી પહોંચવા માટે ઉત્પાદને કયો માર્ગ અપનાવવો જોઈએ?
કેવા પ્રકારના પોષક તત્વોખોરાકમાં સમાવેશ થાય છે?
પ્રોટીન, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (વિદ્યાર્થી જવાબ).
આ પદાર્થોનું ભંગાણ ક્યાં થાય છે? (વિદ્યાર્થીઓ જવાબ આપે છે).
આ પદાર્થો કયા પદાર્થોમાં વિભાજિત થાય છે?
પ્રોટીન એ એમિનો એસિડ છે
ચરબી - ગ્લિસરીન
કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ સ્ટાર્ચ છે.

શિક્ષક:આજે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના ભંગાણને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે.

3. નવી થીમ

પાઠના વિષયની નોટબુકમાં લખવું.

સામગ્રીની સમજૂતી.

ચર્ચા માટે મુદ્દાઓ.

• કાપેલા લીંબુને જોવાથી લાળ કેમ નીકળે છે?
• ખાતી વખતે વાત કરવાની ભલામણ શા માટે નથી?

(જવાબો અલગ અલગ હોય છે).

શિક્ષક બ્લેકબોર્ડ પર કામ કરે છે, વિદ્યાર્થીઓ નોટબુકમાં લખે છે.
મૌખિક પોલાણમાં શું થાય છે?

કોષ્ટક ભરવું:

4. ફિક્સિંગ

1. મૌખિક પોલાણમાં શું થાય છે?

• ખોરાકની મંજૂરી (38 - 52 સે).
• ખોરાકની યાંત્રિક પ્રક્રિયા.
• લાળ સાથે ભીનું.
• જીવાણુ નાશકક્રિયા.
• ખોરાકની રાસાયણિક પ્રક્રિયા.
• ફૂડ બોલસની રચના.
• ઇન્જેશન.

2. લેબોરેટરી વર્ક.

લાળ સાથે ટ્યુબલેસ ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને "સ્ટાર્ચ પર લાળની ક્રિયા".
પાઠ પહેલાં, વિદ્યાર્થીઓને તેમના ડેસ્ક પર સ્ટાર્ચ્ડ જાળીના બે ટુકડા, મેચ, કપાસની ઊન, સ્વચ્છ પાણીનો ગ્લાસ આપવામાં આવે છે.
વિદ્યાર્થીઓ સંક્ષિપ્તમાં પાચન ઉત્સેચકો, મોંમાં સ્ટાર્ચના ભંગાણ અને ગળી જવા વિશે વાત કરે છે.
આ વાતચીતના પરિણામે, વિદ્યાર્થીઓએ પુનરાવર્તન કરવું જોઈએ સામાન્ય ગુણધર્મોઉત્સેચકો:
1) ઉત્સેચકો ઉત્પ્રેરક છે અને તેથી ચોક્કસ પ્રક્રિયાઓને ઝડપી બનાવી શકે છે.
2) ઉત્સેચકો માત્ર ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ પર કાર્ય કરે છે.
3) ઉત્સેચકો માત્ર ચોક્કસ તાપમાનની સ્થિતિમાં અને ચોક્કસ વાતાવરણમાં કાર્ય કરવા સક્ષમ છે: એસિડિક, આલ્કલાઇન, તટસ્થ.

4) ઉત્સેચકો - પ્રોટીન, જ્યારે ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે તે નાશ પામે છે અને તેમના એન્ઝાઈમેટિક ગુણધર્મો ગુમાવે છે.

પાચન ઉત્સેચકોના ગુણધર્મો:

1) લાળ ઉત્સેચકો લાળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ પર કાર્ય કરે છે, તેઓ સ્ટાર્ચને ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરિત કરે છે. સ્ટાર્ચ અદ્રાવ્ય છે, તે લોહીમાં શોષી શકાતું નથી, પરંતુ ગ્લુકોઝ શોષાય છે.

2) લાળ ઉત્સેચકો સ્ટાર્ચ પર કાર્ય કરે છે. તેઓ આ પદાર્થોને ઉત્પાદનોમાં તોડી નાખે છે જે લોહી અને લસિકામાં શોષી શકાય છે.

કસરત.સાબિત કરો કે લાળ ઉત્સેચકો સ્ટાર્ચનું વિઘટન કરવામાં સક્ષમ છે.

નોટબુકમાં પ્રયોગના પરિણામો.

નિષ્કર્ષ(નોંધો બનાવો).

3. શું નિવેદનો સાચા છે:

1) મૌખિક પોલાણમાં, ખોરાકની માત્ર યાંત્રિક પ્રક્રિયા થાય છે. (-)
2) ભોજન દરમિયાન જ મૌખિક પોલાણમાં લાળ છોડવામાં આવે છે. (-)
3) લાળ ઉત્સેચકો સ્ટાર્ચને ગ્લુકોઝમાં તોડી નાખે છે. (+)
4) લાળ ત્રણ જોડી લાળ ગ્રંથીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. (+)
5) ઉત્સેચકો પાચન પ્રક્રિયાને ધીમું કરે છે. (-)
6) કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું ભંગાણ મૌખિક પોલાણમાં શરૂ થાય છે. (+)
7) એપિગ્લોટિસ ખોરાકને અંદર પ્રવેશતા અટકાવે છે એરવેઝ. (+)
8) લાળ ગ્રંથીઓ ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન કરે છે જે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સને તોડી નાખે છે. (+)
9) લાઇસોઝાઇમ દંતવલ્કને કોરોડ કરે છે. (-)
10) દરેક જડબામાં 4 ઇન્સિઝર હોય છે. (+)

5. પાઠનો સારાંશ

6. હોમવર્ક

મૌખિક પોલાણમાં વેસ્ટિબ્યુલ અને મોંનો સમાવેશ થાય છે. વેસ્ટિબ્યુલ હોઠ, ગાલની બહારની બાજુ, દાંત અને પેઢાં દ્વારા રચાય છે. હોઠ બહારની બાજુએ ઉપકલાના પાતળા સ્તરથી ઢંકાયેલા હોય છે, અંદરથી મ્યુકોસ મેમ્બ્રેન સાથે રેખાંકિત હોય છે, જે ગાલની અંદરની બાજુએ ચાલુ રહે છે. ઉપલા અને નીચલા બ્રિડલ્સની મદદથી પેઢા સાથે જોડાયેલા દાંતને ચુસ્તપણે ઢાંકો.

મોં આના દ્વારા રચાય છે:

• બકલ મ્યુકોસા;
• incisors, રાક્ષસી, મોટા અને નાના દાઢ;
• પેઢાં
• ભાષા
• નરમ અને સખત તાળવું.

ચોખા. 1. મૌખિક પોલાણની રચના.

મૌખિક પોલાણની રચના વિશે વધુ વિગતો કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવી છે.

ચોખા. 2. આંતરિક માળખુંદાંત

કાર્યો

પાચનની પ્રક્રિયામાં મૌખિક પોલાણના મુખ્ય કાર્યો:

ટોચનો 1 લેખજેઓ આ સાથે વાંચે છે

• સ્વાદ ઓળખ;
• ઘન ખોરાક ગ્રાઇન્ડીંગ;
• આવનારા ઉત્પાદનોને શરીરનું તાપમાન આપવું;
• ફૂડ બોલસની રચના;
• ખાંડનું ભંગાણ;
• પેથોજેનિક સુક્ષ્મસજીવોના પ્રવેશ સામે રક્ષણ.

માનવ મૌખિક પોલાણમાં પાચનનું મુખ્ય કાર્ય લાળ દ્વારા કરવામાં આવે છે. લાળ ગ્રંથીઓ, જે મ્યુકોસ મેમ્બ્રેનમાં સ્થિત છે, સ્ત્રાવિત લાળ અને જીભની મદદથી ખોરાકને ભેજયુક્ત કરે છે, ખોરાકનો ગઠ્ઠો બનાવે છે.
મોટી ગ્રંથીઓની ત્રણ જોડી છે:

• પેરોટિડ
• સબમંડિબ્યુલર;
• સબલિંગ્યુઅલ

ચોખા. 3. લાળ ગ્રંથીઓનું સ્થાન.

લાળ 99% પાણી છે. બાકીની ટકાવારી જૈવિક રીતે છે સક્રિય પદાર્થોવિવિધ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
લાળ સમાવે છે:

• લાઇસોઝાઇમ - એન્ટીબેક્ટેરિયલ એન્ઝાઇમ;
• મ્યુસીન - એક પ્રોટીન ચીકણું પદાર્થ જે ખોરાકના કણોને એક ગઠ્ઠામાં બાંધે છે;
• એમીલેઝ અને માલ્ટેઝ - ઉત્સેચકો જે સ્ટાર્ચ અને અન્ય જટિલ શર્કરાને તોડી નાખે છે.

ઉત્સેચકો પ્રોટીન સંયોજનો છે જે ગતિ કરે છે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ. તેઓ ખોરાકના ભંગાણમાં ઉત્પ્રેરક છે.

લાળમાં ઓછી માત્રામાં અન્ય ઉત્પ્રેરક ઉત્સેચકો, તેમજ કાર્બનિક ક્ષાર અને સૂક્ષ્મ તત્વો હોય છે.

પાચન

મૌખિક પોલાણમાં પાચન કેવી રીતે થાય છે તેનું સંક્ષિપ્તમાં વર્ણન કરો, નીચે પ્રમાણે:

• ખોરાકનો ટુકડો ઇન્સિઝર દ્વારા પોલાણમાં પ્રવેશ કરે છે;
• ખર્ચે ચાવવાની સ્નાયુઓજડબાને પકડીને, ચાવવાની પ્રક્રિયા શરૂ થાય છે;
• દાળ ખોરાકને ગ્રાઇન્ડ કરે છે, જે લાળથી પુષ્કળ પ્રમાણમાં ભેજયુક્ત હોય છે;
• ગાલ, જીભ અને સખત તાળવું ખોરાકની ગઠ્ઠો બનાવે છે;
• નરમ તાળવું અને જીભ તૈયાર ખોરાકને ગળામાં નીચે ધકેલે છે.

મૌખિક પોલાણમાં પ્રવેશતા ખોરાક વિવિધ હેતુઓ (તાપમાન, સ્પર્શેન્દ્રિય, ઘ્રાણેન્દ્રિય) માટે રીસેપ્ટર્સને બળતરા કરે છે, જે લાળ, હોજરીનો રસ, પિત્તના ઉત્પાદન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

આપણે શું શીખ્યા?

પાચનની પ્રક્રિયામાં મૌખિક પોલાણનું ખૂબ મહત્વ છે. ગાલ, દાંત, જીભ દ્વારા, આવતા ખોરાકને કચડી નાખવામાં આવે છે અને ફેરીંક્સમાં જાય છે. લાળથી ભેળવેલો ખોરાક નરમ થઈ જાય છે અને એક જ ખોરાકના ગઠ્ઠામાં એકસાથે ચોંટી જાય છે. લાળમાં રહેલા ઉત્સેચકો સ્ટાર્ચ અને અન્ય શર્કરાને તોડીને પાચન શરૂ કરે છે.

વિષય ક્વિઝ

રિપોર્ટ મૂલ્યાંકન

સરેરાશ રેટિંગ: 4 પ્રાપ્ત કુલ રેટિંગઃ 440.