Forordning
Glc konsentrasjoner i vev og kroppsvæsker er stabilisert av mange ulike mekanismer, mange av dem involverer virkningen av bestemte hormoner. Samlet homeostase er opprettholdt gjennom å styre flux av Glc til eller fra glykogen butikker, balansering glykolysen versus gluconeogenesis, og fremme protein metabolisme i tider med nød.,
Hormonell regulering: Blant de mange hormoner med noen virkning på spesielle vev eller metabolske sekvenser noen skiller seg ut på grunn av sin dominerende og overordnede tiltak på Glc disposisjon. Insulin fremmer opptak og oksidasjon av Glc av vev og favoriserer lagring, spesielt i postprandial fase. Glucagon i respons til lav blod Glc konsentrasjon øker Glc utslipp fra lagring og syntese fra forløpere. Adrenalin (adrenalin) mobilizes butikker og akselererer utnyttelse.,
Insulin er produsert i beta-cellene i bukspyttkjertelen holmen celler og utgitt i en sink-avhengige prosessen sammen med sin ledsager amylin. Frekvensen av produksjon og utslipp i sirkulasjon er i slekt å Glc-sensing mekanismer i beta-celle. ATP-generasjon fra Glc og cytosolic kalsiumkonsentrasjonen er antatt å være avgjørende for Glc sensing. En sink-som inneholder enzymet, insulysin (EC3.4.24.56), inaktiverer insulin irreversibelt i mange vev (Ding et al., 1992). Insulysin aktivitet hemmes av høye konsentrasjoner av både amylin og insulin (Mukherjee et al., 2000)., Insulin binder seg til spesifikke insulin reseptorer i muskler, adipocytter, og noen andre insulin-sensitive vev og utløser med reseptor kinase aktivitet signaliserer en kaskade. Krom-inneholder peptid chromodulin binder seg til insulin-aktivert insulin reseptor og optimaliserer sin reseptor kinase aktivitet (Vincent, 2000). I respons på insulin-initiert signaliserer cascade, GLUT4 (SLC2A4) flytter til plasma membran og øker Glc opptak til insulin-stimulerte celler flere ganger., En annen viktig insulin effekten er økt transkripsjon av nedsatt hexokinase 4 (glucokinase), noe som øker tilgjengeligheten av glukose-6-fosfat, forløperen for glykolysen og glykogen syntese. Glykolysen er videre fremmet av økte konsentrasjoner av regulatoriske metabolitten fruktose-2,6-bisphosphate (på grunn av innføring av 6-phosphofructo-2-kinase, EC2.7.1.105, og lavere uttrykk av fruktose-2,6-bisphosphate-2-fosfatase, EC3.1.3.46). På samme tid, gluconeogenesis er blokkert av hemme effekten av insulin på phosphoenolpyruvate carboxykinase (EC4.1.1.,32) og av fruktose-2,6-bisphosphate på fruktose-1,6-bisphosphatase (EC3.1.3.11). Insulin fremmer glycogenesis gjennom å øke tilgjengeligheten av glukose-6-fosfat forløper og redusere phosphorylation av enzymer metabolismen av glykogen.
Den metabolske funksjoner av insulin ledsager amylin, som har en tendens til å være i opposisjon til insulin action, er bare begynnelsen for å bli forstått. De inkluderer markedsføring av glykogen sammenbrudd og hemming av glykogen syntese., År med overdreven amylin sekresjon kan være ansvarlig for beta-celle nedgang i fedme og insulinresistens. Amylin kan fremme avleiring av amyloid plakk (Hayden og Tyagi, 2001) og indusere beta cell apoptosis (Saafi et al., 2001).
Glucagon produseres og skilles ut av alfa-cellene i bukspyttkjertelen i respons til lave Glc konsentrasjon. Glucagon fremmer frigivelse av glukose-1-fosfat fra glykogen. Adrenalin og i mindre potently handler noradrenalin stimulerer nedbrytningen av glykogen., Disse katekolaminer også motvirke den hemmende effekten av ikke-glukose brensel på glykolysen.
Appetitt og metthetsfølelse: Lav blod Glc konsentrasjon fører til følelsen av sult. I henhold til langvarig glucostatic teori, hjernen, spesifikke områder slik som paraventricular og supraoptic deler av hypothalamus, integrere inngang fra perifere og sentrale Glc-responsive sensorer og generere appetitt følelse (Briski, 2000).,
Amylin, på den annen side, er utskilt i respons til fôring og økt blod Glc konsentrasjon og fungerer på histamin H1-reseptorer med en betydelig metthetsfølelse-induserende og anorectic effekt (Mollet et al., 2001). En metthetsfølelse-induserende effekten av insulin har også blitt rapportert, men kan være svak eller mediert gjennom andre effektorer (for eksempel amylin).
Postprandial metabolisme: tilstrømningen av nylig absorbert Glc og andre næringsstoffer endrer balansen av hormonelle og metabolske aktiviteter., Som skissert ovenfor, er frekvensen av insulin (og amylin) utskillelsen øker og graden av glucagon reduksjon i respons til den høyere blod Glc konsentrasjon. Gluconeogenesis er effektivt slått av og glykolysen er slått på. Glc utnyttelse oppstår i innstillingen til fett oksidasjon. Når høyt karbohydrat inntak er kombinert med overdreven totalt energi inntak av fett (både fra kosthold og fra fettvev omsetning) er fortrinnsvis avsatt, og karbohydrater er brukt som nær-lite energi drivstoff., Faktisk, frigjøring av fett fra fettvev er bremset av økt virkningen av insulin. Dette er en påminnelse om at både timing og mengde karbohydrat inntak saken.
deponering av glykogen i leveren og musklene øker, selv med et betydelig tidsetterslep. Rekonstituering av utarmet glykogen butikker er sannsynlig å ta 1-2 dager (Shearer et al., 2000). Karbolading for en eller flere dager kan øke glykogen butikker av en tredjedel eller mer (Tarnopolsky et al., 2001)., Repleting glykogen butikker av karbohydrater fôring på kvelden før elektiv kirurgi i stedet for faste ser ut til å forbedre resultatet og redusere sykehusopphold (Nygren et al., 2001).
Trening: Et utbrudd av anstrengelse, som i en kort sprint, skatter kapasiteten av muskler for å generere ATP for sammentrekning. Glycolytic nedbryting av Glc til laktat er en ineffektiv modus av drivstoff utnyttelse, fordi det genererer bare to ATP per molekyl glukose. Fordelene er at glykolysen er rask, fordi bare 11 reaksjoner er nødvendig, og at det opererer anaerobically (dvs. ikke krever oksygen)., Den resulterende laktat beveger seg fra muskel celle i sirkulasjon via monocarboxylate transporter 1 (MCT1, SLC16A1). På grunn av den cotransport av protoner, økende forsuring av muskelceller vil fremme laktat eksport. Laktat er brukt i leveren for gluconeogenesis og den resulterende Glc tilbake til muskelen for en annen potensiell runde gjennom dette laktat–glukose (Cori) syklus.
en Annen av de mange tilpasninger til muskel anstrengelse er den økte aktiviteten av GLUT4, som fremmer Glc tilstrømningen fra sirkulasjon.,
Faste og sult: Når vev nivåer av Glc nedgang og nye forsyninger fra mat ikke følger med, leveren og nyrene begynner å slippe Glc i sirkulasjon. Dette Glc kommer opprinnelig fra glykogen butikker og fra bruken av Glc metabolitter (laktat, pyruvate, og andre) for gluconeogenesis, senere fra vev protein.