معلومة

لماذا تعزز الجلوكوكورتيكويدات تكوين الجليكوجين وليس تحلل الجليكوجين؟

لماذا تعزز الجلوكوكورتيكويدات تكوين الجليكوجين وليس تحلل الجليكوجين؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

قرأت في كتاب مدرسي أن الجلوكوكورتيكويدات يمكن أن تحفز تخليق الجليكوجين. أنا لا أفهم هذا على الإطلاق ، ألا يجب أن تحاول الجلوكوكورتيكويد زيادة مستوى الجلوكوز في الدم؟ لماذا يخزنون الجلوكوز على هيئة جليكوجين في الكبد والعضلات مثل الأنسولين؟


القشرانيات السكرية لها عدد من التأثيرات الفسيولوجية على استقلاب الجلوكوز ، والاستجابة للالتهاب / الإجهاد ، واستقلاب العظام ، وما إلى ذلك بشكل عام ، يطلق عليها اسم الجلوكوكورتيكويد لأنه وجد في الأصل أنها مرتبطة بزيادة تركيزات الجلوكوز في الدم. ببساطة ، تعمل الجلوكوكورتيكويدات على معاكسة عمل الأنسولين وتخلق حالة من مقاومة الأنسولين ، بالإضافة إلى زيادة التعبير عن الإنزيمات المشاركة في استقلاب الجلوكوز. لها عدد من التأثيرات على جميع أنواع الأنسجة والعمليات البيولوجية.

فيما يتعلق بسؤالك على وجه التحديد ، فمن المنطقي أن تحفز الجلوكوكورتيكويد تخليق الجليكوجين ، لأنها ستسمح للجسم بتخزين المزيد من الجلوكوز كجليكوجين وزيادة قدرة الجسم على إنتاج الجلوكوز في الكبد (أي تحلل الجليكوجين). تذكر أنه في نفس الوقت الذي يتم فيه زيادة تخليق الجليكوجين ، تؤدي القشرانيات السكرية إلى مقاومة الأنسولين المحيطية التي تقاوم عمل الأنسولين في العضلات والهيكل العظمي مما يؤدي أيضًا إلى زيادة تركيزات الجلوكوز في الدم. علاوة على ذلك ، يتم إطلاق الأحماض الدهنية الحرة من الأنسجة الدهنية ليتم نقلها عبر الدورة الدموية إلى الكبد حتى يمكن أن تتأكسد لإنتاج ATP لتكوين الجلوكوز.

يوجد فصل ممتاز يصف تأثيرات القشرانيات السكرية على استقلاب الجلوكوز في الأنسجة الرئيسية النشطة الأيضية (مثل الكبد والأنسجة الدهنية البيضاء والعضلات الهيكلية) بواسطة Kuo وآخرون من المجلد 872 الخاص بالتطورات في الطب التجريبي وعلم الأحياء (الصفحات 99-126). الكتاب ليس مفتوح الوصول لذلك لا يمكنني لصق صورة لأي من الأشكال ، لكنها تظهر بشكل أساسي ما أصفه أعلاه. فيما يلي رابط آخر لمقالة مراجعة لطيفة جدًا في مجلة علم الغدد الصماء تحتوي على بعض الأرقام الرائعة التي تُظهر إعادة توزيع الوقود استجابةً للجلوكوكورتيكويد أيضًا.


  1. هناك زيادة في نسبة الأنسولين / الجلوكاجون بسبب الجلوكوكورتيكويد (زيادة مستوى الجلوكوز في الدم أو مقاومة الأنسولين) مما يؤدي إلى تحفيز سينسيز الجليكوجين وتثبيط إنزيم فوسفوريلاز الجليكوجين مما يؤدي إلى تكوين الجليكوجين. 2- وجود كمية كبيرة من الجلوكوز في الكبد بسبب تكوين السكر. نظرًا لأن Vmax للجلوكوكيناز أعلى بكثير من هيكسوكيناز ، يتم تحويلها إلى جلوكوز 6 فوسفات. الجلوكوز 6-فوسفات له تأثير تحفيزي خيفي على سينسيز الجليكوجين لذلك يحدث تكوين الجليكوجين.

يحلل تحلل الجليكوجين الجليكوجين إلى جلوكوز. على وجه التحديد ، تشكل عملية تحلل الجليكوجين جزيء واحد من الجلوكوز 6 فوسفات ، مما يترك السلسلة المتبقية من الجليكوجين مع جزيء واحد أقل من الجلوكوز. تتكرر هذه العملية عدة مرات بحيث يمكن إزالة جزيئات الجلوكوز المتعددة من السلسلة. تتم إزالة جزيئات الجلوكوز عن طريق تحلل الفسفور ، وهو تكسير الرابطة الجزيئية عن طريق إضافة حمض الفوسفوريك.


توضح هذه الصورة بنية الجليكوجين. هيكل المركز هو بروتين الجليكوجينين ، بينما الفروع عبارة عن سلاسل من الجلوكوز. يمكن أن يحتوي جزيء واحد من الجليكوجين على ما يصل إلى 30000 وحدة من الجلوكوز مرتبطة ببعضها البعض.

يحدث انحلال الجليكوجين عندما تكون مستويات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، جزيء الطاقة المستخدم في الخلايا ، منخفضة (وانخفاض مستوى الجلوكوز في الدم). نظرًا لأن تحلل الجليكوجين هو وسيلة لتحرير الجلوكوز ، ويستخدم الجلوكوز في تكوين ATP ، فإنه يحدث عندما تكون الطاقة منخفضة وتحتاج إلى المزيد من الطاقة. وبالمثل ، عندما تكون مستويات ATP عالية ، يحدث تكوين الجليكوجين بدلاً من ذلك لأنه طريقة لتخزين الطاقة.

يتم تخزين الجليكوجين في العضلات والكبد. تشير التقديرات إلى أن الجليكوجين المخزن في الكبد يشكل حوالي 5 في المائة من وزن الكبد ، بينما يمثل الجليكوجين المخزن في العضلات 1-2 في المائة من وزنهم. يوفر الجلوكوز في الخلايا العضلية ، وهي خلايا عضلية ، الطاقة اللازمة لتحركات العضلات. يختلف تحلل الجليكوجين في خلايا الكبد قليلاً. عندما يحدث تحلل الجليكوجين في الكبد ، لا يستخدم الكبد الجلوكوز الذي يتم إنتاجه بشكل مباشر. بدلاً من ذلك ، يدخل الجلوكوز إلى مجرى الدم بحيث يمكن أن تستخدمه الخلايا الأخرى. يشبه الجليكوجين في الحيوانات النشا الموجود في النباتات ، وهو أيضًا عبارة عن سلسلة من الجلوكوز تستخدم لتخزين الطاقة في النباتات ويمكن تكسيرها عندما يحتاج النبات إلى الطاقة.


كيف يقلل الجليكوجين (تكوين الجليكوجين) من تنظيم جلوكوز الدم؟

ثم كيف يمكن لتكوين الجليكوجين ، وهو عكس تحلل الجليكوجين ، والذي يتم فيه تحويل الجلوكوز إلى جليكوجين ، تقليل نسبة الجلوكوز في الدم إذا كان مرتفعًا جدًا؟ أم لا؟

ليس هذا ما تبحث عنه؟ جرب & hellip

(المنشور الأصلي بواسطة بايكون)
إذا كان تحلل الجليكوجين يحدث عندما يطلق البنكرياس الجلوكاجون ، لتحويل الجليكوجين مرة أخرى إلى الجلوكوز وزيادة تنظيم الجلوكوز في الدم ،

ثم كيف يمكن لتكوين الجليكوجين ، وهو عكس تحلل الجليكوجين ، والذي يتم فيه تحويل الجلوكوز إلى جليكوجين ، تقليل نسبة الجلوكوز في الدم إذا كان مرتفعًا جدًا؟ أم لا؟

يبدو أنك تخلط بين الجليكوجين والجلوكاجون. العبارة الأولى ("تحلل الجليكوجين هي عندما يطلق البنكرياس الجلوكاجون") غير صحيحة. تحلل الجليكوجين (جليكوجين + ليزهو [= الانهيار كما في ليزosome [عضية خلوية وظيفتها ليزهو أو انهيار]]) هي عملية كيميائية تنطوي على تكسير الجليكوجين عديد السكاريد إلى مئات من الأجزاء المكونة للسكريات الأحادية [= الجلوكوز]. الجلوكاجون هو هرمون تفرزه خلايا ألفا في جزر لانجرهانز [جزء الغدد الصماء [= المنتج للهرمون] من البنكرياس] ، (تفرز خلايا بيتا هرمون الأنسولين ، الذي له تأثيرات معاكسة لتلك الموجودة في الجلوكاجون).

نعم ، أحد إجراءات الجلوكاجون هو تعزيز تحلل الجليكوجين ، مما يزيد من نسبة الجلوكوز في الدم. يحتوي FGlucagon أيضًا على إجراءات أخرى ترفع نسبة الجلوكوز في الدم (فهو يبطئ عملية تكوين الجلوكوز ، ويقلل من دخول الجلوكوز إلى الخلايا ويعزز تكوين الجلوكوز [الجلوكوز للجلوكوز الجديد = تكوين جديد = إنتاج وبالتالي إنتاج الجلوكوز الجديد [عمليًا من الأحماض الأمينية].


لماذا يزيد الكورتيزول سينثاز الجليكوجين؟

أنا & # x27m تمر عبر الكيمياء الحيوية للإسعافات الأولية وتقول أن الكورتيزول يزيد من سينسيز الجليكوجين. أنا & # x27m ما زلت أعاني من أجل فهم هذا. من المفترض أن يزيد الكورتيزول من مستويات الجلوكوز في الدم ، أليس كذلك؟ لذا لا ينبغي أن يكون & # x27t هو تنشيط فسفوريلاز الجليكوجين؟

من المنطقي أن تتذكر أن الكورتيزول هو هرمون التوتر وليس رد فعل حاد. يتيح لك الإبينفرين الهروب من دب عندما تراه. الكورتيزول مناسب عندما تكون & # x27re في بيئة سطحية ومرهقة. أنت لا ترى الدب ، أنت تعرفه هناك. أنت تستعد لشيء ما قريبًا - لذا فإن تخزين الجليكوجين ورفع نسبة السكر في الدم أمر جيد.

فكر في الأمر بهذه الطريقة: يزيد الكورتيزول من نسبة الجلوكوز في الدم عن طريق زيادة مقاومة الأنسولين مما يقلل من امتصاص الجلوكوز المحيطي. بدوره ، الأنسولين نفسه سيعزز تخليق الجليكوجين بسبب الجلوكوز الزائد. لكن: للكورتيزول أيضًا تأثير متساوٍ على الجلوكاجون. لذلك ، الجلوكاجون هو سبب تحلل الجليكوجين وليس الكورتيزول مباشرة. وآمل أن يجعل الشعور.


تساعد في تكوين الجليكوجين ، تحلل الجليكوجين

هل لدى أي شخص أي توصيات جيدة لتعلم هذه المسارات الأصغر؟ لم يكن لديّ & # x27t كيمياء حيوية حتى الآن وأدرسها بنفسي من كابلان I & # x27ve واجهت مشكلة في استيعاب هذين الاثنين جيدًا.

أيضا ما مدى ارتفاع هذه الغلة ؟؟

نعم ، سأقضي الكثير من الوقت في المراجعة الكل من هذه المسارات الأيضية وكيف أنها مترابطة جميعًا. تحلل السكر ، استحداث السكر ، تحلل الجليكوجين ، أكسدة الأحماض الدهنية ، مسار فوسفات البنتوز ، دورة اليوريا ، هل تشكل الجليكوجين شيئًا؟ أوه ، لا ينتهي أبدا. لا أعرف مدى التعمق في تغطية المواد إما لأنني من ناحية راضية عن معرفة أن تحلل السكر يصنع اثنين من البيروفات من جلوكوز واحد ، ويستخدم 2 ATP & # x27s ولكنه ينتج 4. أنا & # x27m حتى بخير مع تعلم ما لا رجعة فيه خطوات وكل ذلك. ولكن بعد ذلك أرى أسئلة حول الخواص الحركية المرتبطة بإنزيم الطفرة الذي من المفترض أن يكون في حالة توازن بين المادة المتفاعلة والمنتج ، وأي إنزيم خاص بجسم الفراغ وأنا غارقة في الأمر.


استقلاب الإجهاد والجلوكوز: مراجعة

الإجهاد حقيقة لا مفر منها في الحياة. يؤدي الإجهاد الملحوظ إلى حدوث تغييرات في الغدد الصماء تتميز بتفعيل محور ما تحت المهاد والغدة النخامية والكظرية ومحور الغدة الكظرية المتعاطف. تحفز القشرانيات السكرية والكاتيكولامينات التي تفرز استجابة للتوتر اختلافات في وظائف الأعضاء والسلوك الذي يساعد الفرد على التكيف مع المتطلبات المتغيرة للجسم. من المعروف أن القشرانيات السكرية تلعب دورًا رئيسيًا في إحداث الفسيولوجيا المرضية المرتبطة بالإجهاد. هذه الهرمونات تحفز فرط التمثيل الغذائي من أجل التعامل مع متطلبات الطاقة المتزايدة للجسم. ومع ذلك ، عندما يستمر الإجهاد ، يتكيف الجسم مع المطالب المستمرة ويبدأ في تنظيم عملية التمثيل الغذائي بمستويات أعلى من المستوى الطبيعي ، ويطلق عليه اسم التلازم. هذا العبء الثقيل على الجسم سوف يهيئ الفرد لتطور الأمراض. تركز هذه المراجعة المصغرة على التغيرات طويلة المدى التي يسببها الإجهاد المزمن في استقلاب الجلوكوز وتطوير مقاومة الأنسولين وعدم تحمل الجلوكوز كنتيجة لتنظيم التغاير على المدى الطويل.

نص المقال الرئيسي

مقدمة

من الصعب الجدال في أن معظمنا يعيش بسرعة فائقة حيث يمكن للعديد من الالتزامات العائلية والاجتماعية والعمل أن تتغلب بسهولة على الوقت والموارد الثمينة. هذا يسبب ضغوطًا جسدية وعاطفية على حد سواء والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الصحة [1]. ومن ثم فقد تمت دراسة مجال بيولوجيا الإجهاد على نطاق واسع من قبل العديد من الباحثين في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، تظل العديد من جوانب التوتر غامضة. الإجهاد هو استجابة غير محددة من الجسم لأي منبهات [2]. تركز هذه المراجعة على مسارات مختلفة لاستقلاب الجلوكوز تحت الضغط المزمن طويل المدى وتأثيره.

الإجهاد هو حالة من التوازن المهدد الذي يحدد مسارات التمثيل الغذائي من أجل تلبية الطلبات المتزايدة للمضيف. القدرة على التعامل مع هذه التغييرات أمر بالغ الأهمية لحياة صحية. تسمى الأحداث التي تثير استجابة الضغط الضغوطات التي يمكن أن تكون خارجية أو داخلية [3]. قد تكون العوامل الخارجية هي الإصابة الجسدية والظروف المناخية القاسية وما إلى ذلك ، وقد تكون العوامل الداخلية هي العدوى ونقص السكر في الدم وما إلى ذلك أو العوامل النفسية (المشكلات الشخصية مثل الوظيفة أو الصحة أو الشؤون المالية ، وما إلى ذلك) [4]. قد يكون الإجهاد حادًا ، أي التعرض لفترة قصيرة أو مزمنًا ، أي إجهاد طويل الأمد. الإجهاد الحاد متكيف بطبيعته ويمكّن الكائن الحي من مواجهة حالة الطوارئ على وجه التحديد ، أو الهروب أو الاستجابات المحاربة ، بينما يظهر أن الإجهاد المزمن له آثار متدهورة على الصحة.

الإجهاد ، محور الغدد الصماء العصبية والقشرانيات السكرية

من المعروف أن الإجهاد ينشط محور الغدة النخامية - الغدة الكظرية. تقع دوائر الدماغ التي تبدأ وتحافظ على الاستجابة للضغط في منطقة ما تحت المهاد ، والتي تشمل نوى مجاورة للبطين ، وموضع سيروليوس ، والجهاز العصبي الودي المركزي [5،6]. ينشط الإجهاد النواة المجاورة للبطين (ما تحت المهاد) في الدماغ ويحفز آليات الغدد الصماء والعصبية مما يؤدي إلى زيادة تركيز هرمونات التوتر. الجلوكورتيكويدات والكاتيكولامينات. على وجه التحديد ، تفرز الخلايا العصبية للنواة المجاورة للبطين المنشط الهرمون المطلق للكورتيكوتروبين (CRH) الذي ينظم إفراز الهرمون الموجه لقشرة الكظر (ACTH) من الغدة النخامية الأمامية. يعمل الهرمون الموجه لقشر الكظر على قشرة الغدة الكظرية لإفراز الجلوكوكورتيكويد [7،8]. يبدو أن هذه التغيرات في الغدد الصم العصبية تفتقر إلى التعود وربما كان هناك تنشيط غير طبيعي لمحور الغدة النخامية والغدة الكظرية (محور HPA) استجابة للإجهاد المتكرر [9]. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنشيط الجهاز العصبي السمبثاوي الذي يطلق النورإبينفرين مباشرة إلى الدورة الدموية والإبينفرين من النخاع الكظري. ثبت أن الجلوكوكورتيكويدات والكاتيكولامينات تعمل بشكل تآزري أثناء الإجهاد [10] (الشكل 1).

تعمل الكاتيكولامينات بشكل عابر أثناء التعرض الأولي للإجهاد وفي مراحل لاحقة تكون مصحوبة بإفراز الجلوكوكورتيكويد. يشار إلى القشرانيات السكرية عمومًا بهرمونات الإجهاد [11] لأن إفرازها سيكون مرتفعًا في ظل الظروف المجهدة. تحرض الجلوكوكورتيكويدات على عملها من خلال الارتباط بمستقبلات القشرانيات السكرية (GRs) التي تنظم الوظائف الفسيولوجية المختلفة مثل الالتهاب وتكوين الجلوكوز وتمايز الخلايا الشحمية وما إلى ذلك [12]. عند الارتباط بالرابط ، فإنه يتحول إلى نواة وينتقل إلى نواة حيث يرتبط بعناصر استجابة الجلوكوكورتيكويد (GCs) ويخرج التعبير الجيني للجينات المستهدفة.

كما تم توضيح آليات التغيرات التي يسببها الإجهاد في استقلاب الجلوكوز التي تؤدي إلى ارتفاع السكر في الدم والتي تنطوي على التغيرات في المسارات المختلفة. تم الإبلاغ عن أن الإجهاد المزمن يسبب فرط التمثيل الغذائي الذي يتميز بتحليل السكر المعزز ، وتكوين السكر ، وتغيير امتصاص الجلوكوز وتقليل تكوين السكر. يؤدي الإجهاد المستمر إلى الإصابة بأمراض مزمنة مصحوبة بخلل في التمثيل الغذائي.

امتصاص الجلوكوز والأكسدة الهوائية للجلوكوز تحت الضغط

نتيجة مهمة للإجهاد المزمن هي ارتفاع السكر في الدم. قد يكون هذا بسبب انخفاض امتصاص الخلايا للجلوكوز أو زيادة تخليق الجلوكوز. ارتفاع السكر في الدم هو التأثير المباشر للإجهاد لأنه يخدم الطاقة لتلبية متطلبات الطاقة للجسم إلى الإجهاد المزمن. في محاولة للحفاظ على توازن الجلوكوز استجابةً لارتفاع نشاط قشرة الكظر أثناء الإجهاد ، ستتأثر جميع مسارات الجلوكوز. يتم تسهيل امتصاص الجلوكوز في الجسم بطريقتين ، أي الانتشار السهل والنقل النشط الثانوي. يكون الانتشار الميسر ضد تدرج التركيز الذي قد يكون بوساطة الأنسولين أو امتصاص الجلوكوز غير الأنسولين. يُلاحظ النقل النشط الثانوي في الغالب في الكلى يتضمن استخدام ATP [13].

تلعب مستقبلات GLUT دورًا حيويًا في امتصاص الجلوكوز من مجرى الدم. هناك 14 نوعًا مختلفًا من ناقلات الجلوكوز ، ولكن تمت دراسة GLUT 1-4 بشكل كبير [14]. يظهر أن GLUT-1 و GLUT-3 لديهما تقارب كبير للجلوكوز وأن GLUT-1 هو المستقبل الرئيسي الذي يعمل في الدماغ و GLUT-2 مسؤول عن امتصاص الجلوكوز في البنكرياس. يعتبر GLUT-4 حساسًا للأنسولين ويشارك في الغالب في امتصاص الجلوكوز بوساطة مستقبلات في العضلات [15]. تم الإبلاغ عن الهرمونات التنظيمية المضادة مثل هرمونات الإجهاد (الجلوكوكورتيكويدات والكاتيكولامينات) والجلوكاجون لتثبيط امتصاص الأنسولين الناجم عن الجلوكوز [16].

يدخل الجلوكوز الذي تمتصه الخلايا في مسار التحلل. المنتج النهائي لمسار التحلل السكري يتم استقلاب البيروفات إما بشكل هوائي بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء أو اللاكتات اللاهوائية [13]. في ظل الظروف اللاهوائية ، يتم تحويل البيروفات إلى لاكتات عن طريق عمل إنزيم نازعة هيدروجين اللاكتات. في ظل الظروف الفسيولوجية سيكون هناك توازن بين تركيز اللاكتات والبيروفات. ومع ذلك ، في ظل ظروف الإجهاد المزمن ، ستزداد تركيزات البيروفات واللاكتات [17-19] جنبًا إلى جنب مع زيادة نشاط اللاكتات ديهيدروجينيز (LDH) [20-22]. في ظل الظروف المجهدة ، قد يتم توجيه البيروفات الناتج عن التحلل السكري نحو إنتاج الجلوكوز أو قد ينتهي به الأمر إلى إنتاج لاكتات عالية بسبب انخفاض نشاط نازعة هيدروجين البيروفات (PDH). لوحظ انخفاض نشاط نازعة هيدروجين البيروفات تحت ظروف الإجهاد المزمن [23 ، 24]. من المعروف أن الإجهاد يغير نشاط PDH [25] عن طريق زيادة تركيز بيروفات ديهيدروجينيز كيناز الذي يعطل PDH عن طريق فسفرته [26]. على الرغم من ذلك ، فإن نشاط دورة حمض التريكاربوكسوليك (TCA) سيكون مرتفعًا أثناء الإجهاد بسبب توفر الركائز لدورة TCA عن طريق أكسدة الدهون (Nelson and Cox ، 2004). علاوة على ذلك ، يوفر النشاط المتزايد لدورة TCA ركائز لتكوين السكر. يُذكر أن الإجهاد يؤدي إلى تحلل الدهون [27،28] وتحلل البروتين مما يزيد من تركيز الركائز لتكوين السكر [29-31]. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب الإجهاد المزمن في حدوث فرط لاكتات الدم وهو مؤشر على فرط التمثيل الغذائي.

تكون الجليكوجين وتحلل الجليكوجين أثناء الإجهاد المزمن

لا يؤثر ارتفاع السكر في الدم المزمن أثناء الإجهاد على امتصاص الجلوكوز واستخدامه فحسب ، بل يعزز أيضًا تخليق الجلوكوز داخليًا. خلال الظروف العادية ، يؤدي الجلوكوز الغذائي والجلوكوز الداخلي المنشأ الذي يصنعه الكبد إلى تكوين الجليكوجين في الكبد. من المعروف أن الإجهاد يثبط تكوين الجليكوجين في الكبد وعضلات الهيكل العظمي عن طريق تثبيط نشاط سينسيز الجليكوجين. يتم تثبيط نشاط سينسيز الجليكوجين عن طريق الفسفرة بواسطة الجليكوجين سينثاز كيناز 3 (GSK-3) [32].

تحلل الجليكوجين هو عملية إطلاق الجلوكوز من الجليكوجين. يحدث هذا عادة أثناء الجوع. تحت الضغط ، يحدث تحلل الجليكوجين لتلبية متطلبات الطاقة المتزايدة من قبل الجسم لتحمل الإجهاد الملحوظ. أظهر عدد من الدراسات انخفاض محتوى الجليكوجين في الكبد استجابة للإجهاد المزمن. على سبيل المثال ، دراستنا [24] حيث تعرضت الفئران لضبط النفس وإجبارها على السباحة كل يوم لمدة 2 أو 4 أو 24 أسبوعًا ، لوحظ انخفاض في محتوى الجليكوجين في الكبد. بالإضافة إلى ذلك ، قام كوزنتسوف وزملاؤه [33] بتعريض الفئران لإجهاد ناقص الحركة لمدة 5 و 15 و 30 و 45 و 60 يومًا مما أدى إلى انخفاض محتوى الجليكوجين في الكبد.

استحداث السكر أثناء الإجهاد المزمن

استحداث السكر هو تخليق الجلوكوز من السلائف غير الكربوهيدراتية [13]. في ظل الظروف العادية ، يحدث تكوين الجلوكوز أثناء الجوع لتزويد الخلايا بالجلوكوز ، وخاصة الدماغ الذي يعتمد على الجلوكوز. يزيد الإجهاد من إنتاج الجلوكوز في الكبد عن طريق زيادة أنشطة الإنزيمات الرئيسية للجلوكوز. فوسفوينول بيروفات كربوكسي كيناز (PEPCK) ، بيروفات كاربوكسيلاز ، فركتوز 1.6 بيسفوسفاتاز (FBPase) وجلوكوز 6 فوسفاتاز (G6Pase). يتم تنظيم كل هذه الإنزيمات التنظيمية الرئيسية بشكل نسبي بواسطة الجلوكوكورتيكويدات. يزيد الإجهاد من نسخ جينات PEPCK [12،34]. CREB و C / EBP و FOXO1 هي عوامل النسخ التي تحفز جينات PEPCK تحت ظروف الإجهاد [35]. يُذكر أن 7 أضعاف التعبير عن PEPCK يسبب ارتفاع السكر في الدم و 2 أضعاف التعبير يسبب مقاومة الأنسولين [35]. تحفز الجلوكوكورتيكويدات أيضًا التعبير عن بيروفات كربوكسيلاز [29] وجلوكوز 6- فوسفاتيز [36]. بالإضافة إلى ذلك ، يزيد الإجهاد من أنشطة ناقلات الأمين ، و ترانسميناز الجلوتاميك بيروفيك (GPT) و ترانس أميناز أوكسالو أسيتات الجلوتاميك (GOT) [22،37] مما يزيد من تركيز ركائز مثل البيروفات و أوكسالو أسيتات لتكوين الجلوكوز. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن الجلوكوكورتيكويدات تزيد من مستويات الجلوكوز في الدم في ظل ظروف مرهقة ليس فقط عن طريق زيادة تكوين السكر ولكن أيضًا عن طريق تقليل حساسية الأنسولين. تمارس القشرانيات السكرية هذا الإجراء عن طريق استعداء انتقال الأنسولين المحفز من ناقلات الجلوكوز من الأجزاء داخل الخلايا إلى غشاء البلازما [12،38-40]. آلية مماثلة مسؤولة عن مقاومة الأنسولين التي يسببها الجلوكوكورتيكويد في عضلات الهيكل العظمي [41].

استقلاب الجلوكوز والترابط والحمل الخيفي

تم تقديم مفهوم الترابط بواسطة ستيرلنج وآير في عام 1988 [42]. التلاؤم هو الحفاظ على المتغيرات الفسيولوجية عند مستوى متغير ، يختلف عن نقطة ضبط التماثل الساكن استجابةً للتحديات أو الضغوطات المتصورة أو المتوقعة. ينظم عملية التمثيل الغذائي عن طريق تغيير المسارات البيوكيميائية لتحقيق الاستقرار. في الواقع ، لقد تم إثبات حالة الترقق من قبلنا في الفئران التي تعرضت لضغط مزمن [24]. في هذه الدراسة لوحظ ارتفاع السكر في الدم بشكل ثابت في الفئران لمدة 24 أسبوعًا ، بعد التعرض لضبط النفس لمدة ساعة واحدة متبوعًا بالسباحة القسرية لمدة 15 دقيقة بعد فجوة 4 ساعات يوميًا لمدة 2 أو 4 أو 24 أسبوعًا. كان ارتفاع السكر في الدم مصحوبًا بمسارات متغيرة لاستقلاب الجلوكوز ، وزيادة نشاط إنزيمات الجلوكوز في الغالب. قد تؤدي استجابة مبالغ فيها من الجسم للإجهاد المستمر إلى الحمل التفاضلي ، أي العمليات الفسيولوجية المتغيرة التي قد تتسبب في تلف النظام [43]. على سبيل المثال في دراستنا [24] كانت حالة ارتفاع السكر في الدم لفترات طويلة بسبب الإجهاد مصحوبة بمقاومة الأنسولين والفشل في تحمل الجلوكوز كما هو موضح بواسطة OGTT في الفئران. وهكذا عندما يكون الإجهاد مستمرًا وطويلًا لفترة طويلة ، تصبح العمليات التكيفية في الجسم غير قادرة على التكيف مما يؤدي إلى فسيولوجيا مرضية. افترض برونر وزملاؤه [44] أن محور الغدد الصم العصبية ينشط استجابة لمحفزات الإجهاد يلعب دورًا رئيسيًا في تطور متلازمة التمثيل الغذائي. في الواقع ، أظهر العديد من الباحثين تطور مقاومة الأنسولين ومتلازمة التمثيل الغذائي استجابة للإجهاد المزمن [12،45-49]. لذلك يُستنتج أنه عندما يكون النظام غير قادر على مواكبة المطالب المستمرة ، فقد يصبح الحمل الخيفي ساحقًا مما يهيئ الجسم لتطور الأمراض.

استنتاج

يتضح من المناقشة أعلاه أن الإجهاد المزمن له آثار ضارة على استقلاب الجلوكوز. يبدو أن التغييرات التي لوحظت أثناء الإجهاد المزمن ناتجة عن تنظيم التباين استجابةً للطلب على الجسم. ومع ذلك ، فإن التنظيم الخيفي طويل المدى يؤدي إلى حمل خيفي ينتج عنه حالات فيزيولوجية مرضية مثل متلازمة التمثيل الغذائي. نظرًا لأن التوتر هو حقيقة لا مفر منها في الحياة ، يجب على المرء أن يهدف إلى إدارة التوتر. قد يكون التدخل غير الدوائي وإدارة الإجهاد مفيدًا في السيطرة على الآثار الضارة للإجهاد. يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى تطوير استراتيجية جديدة لقمع تنشيط محور HPA والجهاز العصبي الودي بسبب الإجهاد ، وذلك لمنع الآثار الضارة للقشرانيات السكرية على استقلاب الكربوهيدرات.


الأهمية السريرية: أمراض تخزين الجليكوجين

الجليكوجين هي مجموعة من الأمراض الوراثية التي تؤثر على عملية التمثيل الغذائي للجليكوجين ، مما يؤدي إلى تراكم مكثف لرواسب الجليكوجين في الأعضاء والأنسجة العضلية. الإنزيمات الناقصة المشاركة في استقلاب الجليكوجين هي المسؤولة عن الجليكوجين. المرض الأكثر شيوعًا هو عيب وراثي جسمي متنحي من الجلوكوز 6 فوسفوريلاز حيث يتم تصنيع الجليكوجين ، ولكن لا يمكنه مغادرة الخلية.

يخزن الكبد المزيد والمزيد من الجليكوجين ، مما يؤدي إلى تضخم الكبد ( تضخم الكبد) (حتى 10 كجم (22 رطلاً)). علاوة على ذلك ، لا يمكن الحفاظ على مستويات الجلوكوز في الدم. هذا يؤدي إلى شدة نقص سكر الدم بين الوجبات.

حتى الآن ، تم تحديد 11 مرضًا وشكلًا فرعيًا متميزًا لتخزين الجليكوجين. تشمل الأعراض والمضاعفات المعتادة بالإضافة إلى تضخم الكبد ما يلي: نقص السكر في الدم ، تضخم الكلية ، تليف الكبد ، والوهن العضلي.

هذه هي أكثر أنواع الجليكوجين شيوعًا :

  • مرض جيرك (مرض تخزين الجليكوجين من النوع 1)
  • مرض بومبي (مرض تخزين الجليكوجين من النوع 2)
  • مرض كوري (مرض تخزين الجليكوجين من النوع 3)

يهدف العلاج إلى الحفاظ على مستوى ثابت من الجلوكوز في الدم من أجل تجنب نقص السكر في الدم الحاد (خاصة في الليل).


تنظيم إنتاج الجلوكوز في الكبد

الجلوكوز من العناصر الغذائية الأساسية لجسم الإنسان. إنه مصدر الطاقة الرئيسي للعديد من الخلايا التي تعتمد على مجرى الدم للحصول على إمداد ثابت. لذلك ، يتم الحفاظ على مستويات الجلوكوز في الدم بعناية. يلعب الكبد دورًا مركزيًا في هذه العملية من خلال موازنة امتصاص وتخزين الجلوكوز عن طريق تكوين الجلوكوز وإطلاق الجلوكوز عبر تحلل الجليكوجين وتكوين الجلوكوز. تلعب دورات الركيزة المتعددة في المسارات الأيضية الرئيسية للكبد أدوارًا رئيسية في تنظيم إنتاج الجلوكوز. في هذه المراجعة ، نركز على تنظيم الجلوكوز 6-فوسفاتيز قصير وطويل الأمد والجزء المقابل لدورة الركيزة ، الجلوكوكيناز. يحفز إنزيم دورة الركيزة الجلوكوز 6-فوسفاتيز الخطوة النهائية في كل من مسارات الجلوكوز ومحلل الجليكوجين ويعارضه إنزيم الجلوكوكيناز. بالإضافة إلى ذلك ، نقوم بتضمين تنظيم GLUT 2 ، والذي يسهل الخطوة النهائية في نقل الجلوكوز من الكبد إلى مجرى الدم.


ما هو تحلل السكر؟

الجلوكوز هو المصدر الرئيسي الذي يستخدم لإنتاج الطاقة لمعظم التفاعلات الكيميائية الحيوية. ومع ذلك ، يجب الحفاظ على مستوى الجلوكوز في أجسامنا عند المستوى المناسب. تحلل السكر وتكوين السكر هما عمليتان من هذا القبيل. يقوم استحداث الجلوكوز بتخليق جزيئات الجلوكوز الجديدة بينما يقوم التحلل السكري بتكسير الجلوكوز إلى بيروفات و ATP و NADH. لذلك ، يعد تحلل السكر إحدى العمليات الرئيسية الثلاث للتنفس الخلوي. علاوة على ذلك ، فإن العمليتين الأخريين هما دورة كريبس وسلسلة نقل الإلكترون.

الشكل 01: تحلل السكر

يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلايا. وبالتالي ، يمكن أن يحدث إما في وجود أو عدم وجود الأكسجين. هناك مرحلتان رئيسيتان لطاقة تحلل السكر تتطلب طورًا ومرحلة إطلاق طاقة. علاوة على ذلك ، يحتوي تحلل السكر على عشر خطوات يتم تحفيزها بواسطة إنزيمات مختلفة. تتحول جزيئات الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات عبر الجلوكوز 6-فوسفات ، الفركتوز 6-الفوسفات ، الفركتوز 1،6-بيسفوسفات ، الجليسيرالديهيد 3-الفوسفات ، 1،3-بيسفوسفوجليسيرات ، 3-فوسفوجليسيرات ، 2-فوسفوجليسيرات وفوسفينول.


لماذا تعزز الجلوكوكورتيكويدات تكوين الجليكوجين وليس تحلل الجليكوجين؟ - مادة الاحياء

مستقبلات هرمونات الغدة الدرقية عبارة عن بروتينات مرتبطة بالحمض النووي داخل الخلايا تعمل كعوامل نسخ مستجيبة للهرمونات ، وهي مشابهة جدًا من الناحية المفاهيمية لمستقبلات هرمونات الستيرويد.

تدخل هرمونات الغدة الدرقية الخلايا من خلال بروتينات ناقلة للأغشية. تم تحديد عدد من ناقلات غشاء البلازما ، وبعضها يتطلب التحلل المائي لـ ATP ، ولم تتضح بعد الأهمية النسبية للأنظمة الحاملة المختلفة وقد تختلف بين الأنسجة. بمجرد دخوله النواة ، يربط الهرمون مستقبلاته ، ويتفاعل مركب مستقبلات الهرمون مع تسلسلات معينة من الحمض النووي في محفزات الجينات المستجيبة. يتمثل تأثير ارتباط مركب مستقبلات الهرمون بالحمض النووي في تعديل التعبير الجيني ، إما عن طريق تحفيز أو تثبيط نسخ جينات معينة.

لغرض التوضيح ، ضع في اعتبارك آلية واحدة تزيد من خلالها هرمونات الغدة الدرقية من قوة تقلص القلب. يعتمد انقباض القلب ، جزئيًا ، على النسبة النسبية لأنواع مختلفة من بروتينات الميوسين في عضلة القلب. يتم تحفيز نسخ بعض جينات الميوسين بواسطة هرمونات الغدة الدرقية ، بينما يتم تثبيط نسخ أخرى. التأثير الصافي هو تغيير النسبة نحو زيادة الانقباض.

للحصول على تفاصيل إضافية حول آلية العمل وكيفية تفاعل هذه المستقبلات مع عوامل النسخ الأخرى ، قم بفحص قسم مستقبلات هرمون الغدة الدرقية.

التأثيرات الفسيولوجية لهرمونات الغدة الدرقية

من المحتمل أن تكون جميع خلايا الجسم أهدافًا لهرمونات الغدة الدرقية. على الرغم من أن هرمونات الغدة الدرقية ليست ضرورية تمامًا للحياة ، إلا أن لها تأثيرات عميقة على العديد من العمليات الفسيولوجية "الكبيرة" ، مثل التطور والنمو والتمثيل الغذائي ، ونقص هرمونات الغدة الدرقية لا يتوافق مع الصحة الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحديد العديد من تأثيرات هرمون الغدة الدرقية من خلال دراسة حالات النقص والحالات الزائدة ، كما نناقش بإيجاز أدناه.

التمثيل الغذائي: تحفز هرمونات الغدة الدرقية أنشطة التمثيل الغذائي المتنوعة لمعظم الأنسجة ، مما يؤدي إلى زيادة معدل الأيض الأساسي. تتمثل إحدى نتائج هذا النشاط في زيادة إنتاج حرارة الجسم ، والذي يبدو أنه ناتج ، جزئيًا على الأقل ، عن زيادة استهلاك الأكسجين ومعدلات التحلل المائي لـ ATP. على سبيل القياس ، فإن عمل هرمونات الغدة الدرقية يشبه النفخ في نار مشتعلة. تتضمن بعض الأمثلة على التأثيرات الأيضية المحددة لهرمونات الغدة الدرقية ما يلي:

  • التمثيل الغذائي للدهون: زيادة مستويات هرمون الغدة الدرقية تحفز تعبئة الدهون ، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الأحماض الدهنية في البلازما. كما أنها تعزز أكسدة الأحماض الدهنية في العديد من الأنسجة. أخيرًا ، ترتبط تركيزات الكوليسترول والدهون الثلاثية في البلازما ارتباطًا عكسيًا بمستويات هرمون الغدة الدرقية - أحد المؤشرات التشخيصية لقصور الغدة الدرقية هو زيادة تركيز الكوليسترول في الدم.
  • استقلاب الكربوهيدرات: تحفز هرمونات الغدة الدرقية جميع جوانب استقلاب الكربوهيدرات تقريبًا ، بما في ذلك تعزيز دخول الجلوكوز المعتمد على الأنسولين إلى الخلايا وزيادة استحداث السكر وتحلل الجليكوجين لتوليد الجلوكوز الحر.

النمو: من الواضح أن هرمونات الغدة الدرقية ضرورية للنمو الطبيعي للأطفال والحيوانات الصغيرة ، كما يتضح من تأخر النمو الملحوظ في نقص الغدة الدرقية. ليس من المستغرب أن يرتبط التأثير المعزز للنمو لهرمونات الغدة الدرقية ارتباطًا وثيقًا بتأثير هرمون النمو ، وهو دليل واضح على أن العمليات الفسيولوجية المعقدة مثل النمو تعتمد على ضوابط الغدد الصماء المتعددة.

التطور: كانت التجربة الكلاسيكية في علم الغدد الصماء هي إثبات أن الشراغيف المحرومة من هرمون الغدة الدرقية فشلت في التحول إلى ضفادع. من الأهمية بمكان في الثدييات حقيقة أن المستويات الطبيعية لهرمون الغدة الدرقية ضرورية لنمو دماغ الجنين وحديثي الولادة.

تأثيرات أخرى: كما ذكرنا أعلاه ، لا يبدو أن هناك أعضاء وأنسجة لا تتأثر بهرمونات الغدة الدرقية. تتضمن بعض التأثيرات الإضافية الموثقة جيدًا لهرمونات الغدة الدرقية ما يلي:

  • نظام القلب والأوعية الدموية: تزيد هرمونات الغدة الدرقية من معدل ضربات القلب وانقباض القلب وناتج القلب. كما أنها تعزز توسع الأوعية ، مما يؤدي إلى تعزيز تدفق الدم إلى العديد من الأعضاء.
  • الجهاز العصبي المركزي: يؤدي كل من انخفاض وزيادة تركيزات هرمونات الغدة الدرقية إلى تغيرات في الحالة العقلية. قلة هرمون الغدة الدرقية ، ويميل الفرد إلى الشعور بالخمول العقلي ، بينما يؤدي الإفراط في تناوله إلى القلق والعصبية.
  • الجهاز التناسلي: يعتمد السلوك التناسلي الطبيعي وعلم وظائف الأعضاء على وجود مستويات طبيعية من هرمون الغدة الدرقية. يرتبط قصور الغدة الدرقية بشكل خاص بالعقم.

الدول مرض الغدة الدرقية

يرتبط المرض بكل من الإنتاج غير الكافي والإفراط في إنتاج هرمونات الغدة الدرقية. يعتبر كلا النوعين من الأمراض من الآلام الشائعة نسبيًا للإنسان والحيوان.

ينتج قصور الغدة الدرقية عن أي حالة تؤدي إلى نقص هرمون الغدة الدرقية. من الأمثلة المعروفة ما يلي:

  • نقص اليود: اليود ضروري للغاية لإنتاج هرمونات الغدة الدرقية دون تناول كمية كافية من اليود ، ولا يمكن تصنيع هرمونات الغدة الدرقية. تاريخياً ، شوهدت هذه المشكلة بشكل خاص في المناطق التي تعاني من نقص اليود ، وتم القضاء فعليًا على نقص اليود الصريح عن طريق مكملات اليود من الملح.
  • مرض الغدة الدرقية الأولي: من الواضح أن الأمراض الالتهابية التي تصيب الغدة الدرقية والتي تدمر أجزاء من الغدة الدرقية هي سبب مهم لقصور الغدة الدرقية.

تشمل الأعراض الشائعة لقصور الغدة الدرقية التي تظهر بعد الطفولة المبكرة الخمول ، والتعب ، وعدم تحمل البرد ، والضعف ، وتساقط الشعر ، والفشل الإنجابي. If these signs are severe, the clinical condition is called myxedema . In the case of iodide deficiency, the thyroid becomes inordinantly large and is called a goiter .

The most severe and devestating form of hypothyroidism is seen in young children with congenital thyroid deficiency. If that condition is not corrected by supplemental therapy soon after birth, the child will suffer from cretinism, a form of irreversible growth and mental retardation.

Most cases of hypothyroidism are readily treated by oral administration of synthetic thyroid hormone. In times past, consumption of dessicated animal thyroid gland was used for the same purpose.

Hyperthyroidism results from secretion of thyroid hormones. In most species, this condition is less common than hypothyroidism. In humans the most common form of hyperthyroidism is Graves disease , an immune disease in which autoantibodies bind to and activate the thyroid-stimulating hormone receptor, leading to continual stimulation of thyroid hormone synthesis. Another interesting, but rare cause of hyperthyroidism is so-called hamburger thyrotoxicosis.

Common signs of hyperthyroidism are basically the opposite of those seen in hypothyroidism, and include nervousness, insomnia, high heart rate, eye disease and anxiety. Graves disease is commonly treated with anti-thyroid drugs (e.g. propylthiourea, methimazole), which suppress synthesis of thyroid hormones primarily by interfering with iodination of thyroglobulin by thyroid peroxidase.

Advanced and Supplemental Topics

Synthesis and Secretion of Thyroid Hormones

Control of Thyroid Hormone Synthesis and Secretion

A Bosnian translation of this page was created by Amina Dugalic and is available at Bosnian translation

A Finnish translation of this page was created by Elsa Jansson and is available at Finnish translation

A Ukrainian translation of this page was created by Olena Chervona and is available at Ukrainian translation


شاهد الفيديو: هل البروتين يتحول الى دهون (أغسطس 2022).