ग्लूकोज उपापचय और समस्थापन

ग्लूकोज उपापचय और समस्थापन यह वर्णन करते हैं कि शरीर रक्त ग्लूकोज को एक संकीर्ण सीमा के भीतर कैसे बनाए रखता है, जबकि व्यक्तिगत कोशिकाएं मांग के अनुसार ग्लूकोज को ग्रहण करती हैं और उसका उपयोग करती हैं। ग्लूकोज कुछ ऊतकों के लिए अनिवार्य ईंधन है और कई अन्य के लिए एक पसंदीदा ईंधन है, इसलिए इसकी सांद्रता को परिसंचरण में इसके प्रवेश की दर और ऊतकों द्वारा इसे हटाने की दर को संतुलित करके स्थिर रखा जाता है। यह संतुलन मुख्य रूप से इंसुलिन और प्रति-नियामक हार्मोन द्वारा नियंत्रित होता है।

Definition

ग्लूकोज समस्थापन रक्त में ग्लूकोज के प्रवेश (आंतों के अवशोषण, ग्लाइकोजेनोलिसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस से) और इससे ग्लूकोज के बाहर निकलने (ऊतक ग्रहण और उपयोग द्वारा) के बीच एक विनियमित संतुलन है, जिसे इस प्रकार बनाए रखा जाता है कि परिसंचारी ग्लूकोज एक शारीरिक सीमा के भीतर रहे।

Scope

यह विषय ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से कोशिकीय ग्लूकोज ग्रहण, ग्लूकोज की उपस्थिति और निपटान का हार्मोनल नियंत्रण, और ग्लाइसेमिया को बनाए रखने में यकृत, मांसपेशी और वसा ऊतक के एकीकरण को शामिल करता है। यह ग्लूकोज विनियमन के विकारों के निदान या प्रबंधन के बजाय ग्लूकोज प्रबंधन के शरीर विज्ञान और जैव रसायन पर केंद्रित है।

Core questions

• ग्लूकोज कोशिका झिल्ली को पार करके ऊतकों में कैसे प्रवेश करता है?
• इंसुलिन और प्रति-नियामक हार्मोन ग्लूकोज की उपस्थिति और निपटान के संतुलन को कैसे निर्धारित करते हैं?
• यकृत, मांसपेशी और वसा ग्लूकोज प्रबंधन के कार्य को कैसे विभाजित करते हैं?
• चयापचय रूप से भोजन के बाद की स्थिति उपवास की स्थिति से कैसे भिन्न होती है?

Key concepts

• GLUT और SGLT ट्रांसपोर्टर
• इंसुलिन-उत्तेजित GLUT4 स्थानांतरण
• प्रति-नियामक हार्मोन (ग्लूकागन, एड्रेनालाईन, कोर्टिसोल)
• भोजन के बाद बनाम उपवास की स्थिति में परिवर्तन
• यकृत ग्लूकोज उत्पादन
• परिधीय ग्लूकोज निपटान
• इंसुलिन संवेदनशीलता और प्रतिरोध

Mechanisms

ग्लूकोज सुविधाप्रद GLUT ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से कोशिकाओं में प्रवेश करता है और, आंत और गुर्दे में, सोडियम-युग्मित SGLT ट्रांसपोर्टरों के माध्यम से। मांसपेशी और वसा ऊतक में, इंसुलिन GLUT4 के प्लाज्मा झिल्ली में स्थानांतरण को ट्रिगर करता है, भोजन के बाद ग्लूकोज ग्रहण को बढ़ाता है, जबकि यकृत अपनी सांद्रता के अनुसार रक्त के साथ ग्लूकोज का आदान-प्रदान करता है। रक्त ग्लूकोज में वृद्धि की प्रतिक्रिया में जारी इंसुलिन, ग्रहण, भंडारण और ऑक्सीकरण को बढ़ावा देता है और यकृत ग्लूकोज उत्पादन को दबाता है; उपवास की स्थिति में, ग्लूकागन और अन्य प्रति-नियामक हार्मोन इन प्रभावों को उलट देते हैं, ग्लाइकोजेनोलिसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस को उत्तेजित करके ग्लाइसेमिया को बनाए रखते हैं। इसका शुद्ध परिणाम ऊतकों में ग्लूकोज की उपस्थिति और निपटान के बीच लगातार समायोजित संतुलन है।

Clinical relevance

ग्लूकोज समस्थापन को बनाए रखने में विफलता मधुमेह मेलेटस को परिभाषित करती है, जिसमें बिगड़ा हुआ इंसुलिन स्राव, इंसुलिन प्रतिरोध, या दोनों ग्लूकोज की उपस्थिति और निपटान के संतुलन को बाधित करते हैं। सामान्य शरीर विज्ञान को समझना यह स्पष्ट करता है कि ये दोष कैसे उत्पन्न होते हैं और चयापचय अनुसंधान के लिए मूलभूत है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और नैदानिक ​​सीमाएं या उपचार संबंधी सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

Epidemiology

ग्लूकोज समस्थापन के विकार, मुख्य रूप से मधुमेह मेलेटस, दुनिया भर में सबसे आम पुरानी चयापचय स्थितियों में से हैं, और बिगड़ा हुआ ग्लूकोज विनियमन का बहु-ऊतक मॉडल प्रभावशाली शारीरिक समीक्षाओं में व्यक्त किया गया है।

History

ग्लूकोज समस्थापन की समझ इंसुलिन की खोज और ऊतकों पर इसकी क्रियाओं के क्रमिक मानचित्रण से बढ़ी। सुविधाप्रद ग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों और इंसुलिन-प्रतिक्रियाशील GLUT4 मार्ग की पहचान ने स्पष्ट किया कि ग्रहण को कैसे विनियमित किया जाता है, और डीफ्रोंजो के कई योगदान देने वाले ऊतकों के खाते जैसे एकीकृत मॉडल ने ग्लूकोज विनियमन को एक समन्वित, पूरे शरीर की प्रणाली के रूप में प्रस्तुत किया।

Key figures

• C. Ronald Kahn
• Barbara Kahn
• Ralph DeFronzo

Seminal works

• saltiel-2001
• shepherd-1999
• defronzo-2009

Frequently asked questions

रक्त ग्लूकोज को इतनी संकीर्ण सीमा के भीतर क्यों रखा जाता है?

कुछ ऊतक, सामान्य परिस्थितियों में मस्तिष्क सहित, ग्लूकोज पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, जबकि लगातार उच्च ग्लूकोज हानिकारक होता है; इसलिए शरीर परिसंचारी स्तर को स्थिर रखने के लिए ग्लूकोज की उपस्थिति और निपटान को संतुलित करता है।

इंसुलिन ग्लूकोज के लिए क्या करता है?

इंसुलिन मांसपेशियों और वसा में इसके ग्रहण को बढ़ावा देकर (बड़े पैमाने पर GLUT4 स्थानांतरण के माध्यम से), इसके भंडारण और ऑक्सीकरण को उत्तेजित करके, और यकृत द्वारा ग्लूकोज के स्राव को दबाकर रक्त ग्लूकोज को कम करता है।