اقرأ في هذا المقال
- عملية استقلاب الكربوهيدرات
- دور الكبد في استقلاب الكربوهيدرات
- حمض البيروفيك في استقلاب الكربوهيدرات
- تأثير قصور الغده الدرقية في استقلاب الكربوهيدرات
تحتل الكربوهيدرات مكانًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي بسبب دورها في إنتاج الطاقة ومختلف مسارات التخليق الحيوي، ويعتبر النشا هو المصدر الرئيسي للطاقة في معظم السكان؛ وقبل أن يتم امتصاصه، يجب تقسيمه، ويتم تحفيز التحلل المائي للنشا بواسطة إنزيمات تعرف باسم الأميليز، والتي تحدث في اللعاب وعصير البنكرياس.
عملية استقلاب الكربوهيدرات
في الثدييات، توجد مسارات استقلابية مختلفة في الخلايا تعمل على تكسير جزيئات الوقود لنقل طاقتها إلى مركبات عالية الطاقة مثل الأدينوزين-5-ثلاثي الفوسفات (ATP)، غوانوزين -5-ثلاثي الفوسفات (GTP)، النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADH2)، تقليل فوسفات الأدينين ثنائي النوكليوتيد (FADH2) والنيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NADPH2)، وهذه العملية تسمى التنفس الخلوي.
في استقلاب الكربوهيدرات، يبدأ الانهيار من هضم الطعام في الجهاز الهضمي ويتبعه امتصاص الخلايا المعوية لمكونات الكربوهيدرات على شكل سكريات أحادية، ويتم نقل السكريات الأحادية إلى الخلايا للتنفس الهوائي واللاهوائي عن طريق تحلل السكر ودورة حمض الستريك ومسار فوسفات البنتوز لاستخدامها في حالة الجوع، وفي الحالة الطبيعية، تخزن العضلات والهيكل العظمي وخلايا الكبد السكريات الأحادية في شكل جليكوجين.
في حالة السمنة، يتم تحويل الجلوكوز الزائد إلى الدهون الثلاثية عن طريق تكوين الدهون، ويتم تخزينه في قطرات الدهون من الخلايا الشحمية، وفي حالة السمية الدهنية، تتراكم أيضًا قطرات الدهون من الأنسجة الأخرى مثل الكبد والعضلات الهيكلية وخلايا بيتا البنكرياس ثلاثي الجلسرين، وهذا الحدث هو محور التسبب في خلل التمثيل الغذائي في مقاومة الأنسولين ومتلازمة التمثيل الغذائي ومرض السكري من النوع 2.
دور الكبد في استقلاب الكربوهيدرات
الكبد هو مركز التمثيل الغذائي للكربوهيدرات؛ لأنه المنظم الرئيسي لتخزين وتوزيع الجلوكوز في الأنسجة المحيطية، وعلى وجه الخصوص، للأنسجة التي تعتمد على الجلوكوز مثل الدماغ وكريات الدم الحمراء، وكل من الكبد والعضلات قادران على تخزين الجلوكوز في شكل جليكوجين.
ولكن الكبد فقط هو الذي يستطيع تكسير الجليكوجين لتوفير الجلوكوز للدورة الدموية الجهازية، ويمكن استخدام الجليكوجين الذي يتم تكسيره في العضلات فقط، وبالتالي فهو ليس مصدرًا للجلوكوز المنتظم بشكل منتظم.
حمض البيروفيك في استقلاب الكربوهيدرات
تم تأسيس حمض البيروفيك باعتباره المادة الوسيطة الرئيسية في استقلاب الكربوهيدرات بواسطة البكتيريا، ويتم تحويل جميع المركبات المكونة من ستة وخمسة وأربعة كربون تقريبًا مبدئيًا إلى البيروفات، والتي تنطلق منها مادة أخرى تفاعلات تقويضية أو تركيبية، ويكون مركب الكربوهيدرات الرئيسي الذي يعمل كمصدر للكربون للبكتيريا هو الجلوكوز، ويتم أيضا تحويل الجلوكوز إلى حمض البيروفيك بشكل أساسي من خلال أربعة مسارات مختلفة.
التي تم تسميتها على اسم الباحثين الذين اكتشفوها وقاموا بتأسيسها أو وفقًا لمكوناتها الرئيسية: (مسار Embden-Meyerhof-Parnas (EMP))، (Warburg-Dickens) أو سداسي مسار أحادي الفوسفات (HMP)، (مسار الدخول إلى دودوروف (ED))، ومسار (إنزيم الفوسفوكيتولاز (PK))، وهم أول مسارين يعملان في أنسجة الثدييات وفي الخمائر، ومع ذلك، هناك اختلافات كبيرة بين المصطلحات المستخدمة من قبل علماء الكيمياء الحيوية وعلماء الأحياء الدقيقة.
تأثير قصور الغده الدرقية في استقلاب الكربوهيدرات
يرتبط قصور الغدة الدرقية بانخفاض التخلص من الجلوكوز في العضلات والهيكل العظمي والأنسجة الدهنية، ولقد ثبت أن هرمون الغدة الدرقية يحفز التعبير عن ناقل الجلوكوز الحساس للأنسولين (GLUT4)، وتنخفض مستويات هذا الناقل في حالة قصور الغدة الدرقية.
ومع ذلك، يرتبط قصور الغدة الدرقية أيضًا بانخفاض تكوين السكر، وعادة ما يكون التأثير الصافي لهذه التأثيرات هو الحد الأدنى من تأثير قصور الغدة الدرقية على مستويات الجلوكوز في الدم.
ينظم هرمون الغدة الدرقية التعبير عن هرمون البروهورمون معالجة الإنزيمات، وبالتالي زيادة نشاط الغدة الدرقية، ولذلك يتباطأ تحلل الأنسولين، ويمكن زيادة الحساسية للأنسولين الخارجي، وفي مريض مصاب بداء السكري موجود مسبقًا ويصاب بقصور الغدة الدرقية، قد يتم تقليل متطلبات الأنسولين.
وقد يحدث تأثير إضافي على امتصاص الجلوكوز على مستوى الأنسجة، وقد ثبت أن تعدد الأشكال في الجين (5′-deiodinase من النوع 2 (D2))، والذي قد يؤثر على إنتاج T 3 المحلي، يرتبط بضعف التخلص من الجلوكوز.
يمكن القول بأنه يمكن استقلاب الجلوكوز من النظام الغذائي عن طريق تحلل السكر أو تكوين الجليكوجين، ويمكن أن تعود المنتجات الأيضية الناتجة إلى الجلوكوز عن طريق استحداث السكر أو تحلل الجليكوجين، على التوالي، أو المضي قدمًا على طول استقلاب الكربوهيدرات إلى دورة حمض الستريك.
