Важность поддержания нормального уровня глюкозы в крови

В отличие от всех других тканей головной мозг не способен синтезировать и депонировать глюкозу и потому всецело зависит от ее поступления из крови для обеспечения своих энергетических нужд. Для нормального функционирования мозга необходимо поддержание уровня глюкозы в крови на минимальном уровне — около 3,0 ммоль/л. Это очень важно, однако надо помнить, что концентрация сахара в крови не должна быть слишком высокой. Глюкоза — это осмотически активное вещество. Это означает, что при возрастании ее содержания в крови вслед за ней (в соответствии с законами осмоса) в кровь поступает вода из тканей, что приводит к относительной дегидратации. Чтобы компенсировать этот потенциально опасный эффект, почки начинают выводить глюкозу с мочой, когда ее уровень превышает определенное значение, называемое почечным порогом (обычно это 10,0-11,0 ммоль/л). При этом организм теряет важный источник энергии, который представляет собой глюкоза. Следовательно, в норме концентрация глюкозы в крови не должна превышать пороговые значение, иначе организм будет терять важный источник энергии, но и не должна опускаться ниже определенного уровня, обеспечивающего нормальное функционирование головного мозга.

Как поддерживается нормальный уровень глюкозы в крови?

Несмотря на значительные колебания в поступлении и утилизации глюкозы в течение дня, ее уровень в крови обычно не поднимается выше 8,0 и не опускается ниже 3,5 ммоль/л. На рис. 3.3 продемонстрированы типичные суточные колебания концентрации глюкозы в крови.

Сразу после еды уровень глюкозы в крови повышается, так как сахар, содержащийся в продуктах питания, всасывается из кишечника. Глюкоза захватывается клетками организма для удовлетворения их энергетических потребностей. Клетки печени и миоциты запасают избыточное количество глюкозы в виде молекул гликогена. Между приемами пищи содержание глюкозы в крови понижается и она мобилизуется из депо для поддержания минимально необходимого уровня в крови. Если требуется, глюкоза может быть получена и из неуглеводных источников (например, белков) в процессе так называемого глюконеогенеза. Как захват глюкозы клетками, так и все ее метаболические превращения (гликогенез, гликогенолиз и др.) находятся под контролем гормонов, секреция которых зависит от уровня сахара в крови.

Отв4)

Гликоген – главный запасной полисахарид организма человека и животных. Накапливается в печени и мышцах.

Гликогенолиз может осуществляться либо путем гидролиза (под действием ферментов амилаз), либо фосфоролиза.

Фосфоролиз является основным путем распада гликогена, его катализирует фермент гликогенфосфорилаза, относящийся к клас­су трансфераз. Фосфорилазы переводят полисахариды из запасной формы в метаболически активную. Гликогенфосфорилаза отщепляет остатки глюкозы от полигликозидной цепи гликогена и переносит их на молекулу фосфорной кислоты с образованием глкжозо-1-фосфата:

Глюкозо-1-фосфат быстро изомеризуется, превращаясь в глюкозо-6-фосфат под действием фосфоглюкомутазы:

На данном этапе заканчивается распад гликогена в мышечной ткани.

В печени из глюкозо-6-фосфата проис­ходит образование свободной глюкозы под влиянием глюкозо-6-фосфатазы. Данный фермент катализирует гидролитическое отщепление фосфата:

Фосфорилированная глюкоза, в отличие от свободной, не может легко диффундировать из клеток. Поэтому функция мышечного гликогена заключается в том, что он является легкодоступным источником глюкозы для самой мышцы. Печень содержит гидролитический фермент глюкозо-6-фосфатазу, который и обеспечивает возможность быстрого выхода глюкозы из этого органа в кровь и использования другими тканями (в том числе мышечной). Гликоген печени используется для поддержания относительного постоянства концентрации глюкозы в крови.