मेटाबॉलिक एकीकरण और पोषित-उपवास अवस्थाएँ

मेटाबॉलिक एकीकरण शरीर की पोषण संबंधी अवस्थाओं — भोजन के बाद की पोषित अवस्था, अवशोषण के बाद की अवधि, और उत्तरोत्तर लंबे उपवास — में कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और प्रोटीन चयापचय का समन्वय है। हार्मोनल संकेतों द्वारा भंडारण और जुटाने के बीच समान मार्गों को स्विच किया जाता है ताकि विभिन्न ईंधन वरीयताओं वाले ऊतकों को लगातार आपूर्ति की जा सके।

Definition

पोषित और उपवास अवस्थाओं में मेटाबॉलिक एकीकरण, भोजन-उपवास चक्र के दौरान अंगों के बीच कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और प्रोटीन मार्गों का समन्वित विनियमन है, जो पोषक तत्व प्रचुर मात्रा में होने पर ईंधन को भंडारण की ओर और उनकी कमी होने पर जुटाने और संरक्षण की ओर निर्देशित करता है।

Scope

यह प्रविष्टि बताती है कि प्रमुख ईंधन यकृत, मांसपेशियों, वसा ऊतक और मस्तिष्क के बीच कैसे विभाजित होते हैं; इंसुलिन, ग्लूकागन और प्रति-नियामक हार्मोन द्वारा किया गया हार्मोनल नियंत्रण; और पोषित अवस्था से लेकर प्रारंभिक और लंबे उपवास तक ईंधन के उपयोग की व्यवस्थित प्रगति। यह एक संदर्भ विषय है और नैदानिक ​​मार्गदर्शन नहीं है।

Key concepts

• पोषित (अवशोषक) अवस्था
• अवशोषण के बाद और उपवास की अवस्थाएँ
• इंसुलिन-से-ग्लूकागन अनुपात
• अंतर-अंग ईंधन विनिमय
• ग्लूकोज-बचत और कीटोन का उपयोग
• वसा ऊतक लाइपोलिसिस
• यकृत ग्लूकोनियोजेनेसिस और ग्लाइकोजन बफरिंग

Mechanisms

भोजन के बाद उच्च इंसुलिन-से-ग्लूकागन अनुपात ग्लूकोज के अवशोषण, ग्लाइकोजन और ट्राइग्लिसराइड संश्लेषण, और प्रोटीन जमाव को बढ़ावा देता है, जिसमें यकृत ग्लूकोज का भंडारण करता है और आंत काइलोमाइक्रोन के रूप में आहार वसा वितरित करती है। जैसे ही अवशोषण समाप्त होता है, ग्लूकागन और घटता इंसुलिन इसे उलट देते हैं: यकृत ग्लाइकोजन को जुटाया जाता है और मस्तिष्क और लाल रक्त कोशिकाओं के लिए रक्त ग्लूकोज को बनाए रखने के लिए ग्लूकोनियोजेनेसिस बढ़ जाता है। लगातार उपवास के साथ, वसा लाइपोलिसिस फैटी एसिड की आपूर्ति करता है जिसे अधिकांश ऊतक ऑक्सीकृत करते हैं, ग्लूकोज को बचाते हैं, और यकृत अतिरिक्त एसिटाइल-सीओए को कीटोन निकायों में परिवर्तित करता है जिसे मस्तिष्क उत्तरोत्तर अपनाता है। मांसपेशियों का प्रोटीन उपवास के शुरुआती दिनों में ग्लूकोजेनिक अमीनो एसिड प्रदान करता है, लेकिन कीटोन के उपयोग में वृद्धि के साथ इसे कम कर दिया जाता है, जिससे दुबले ऊतक का संरक्षण होता है। शुद्ध प्रभाव एक व्यवस्थित अंतर-अंग कोरियोग्राफी है जो पोषक तत्वों की उपलब्धता बदलने पर प्रत्येक ऊतक को एक उपयुक्त ईंधन की आपूर्ति करती रहती है।

Clinical relevance

मेटाबॉलिक एकीकरण बताता है कि शरीर उपवास के दौरान मस्तिष्क के ईंधन को कैसे बनाए रखता है और मधुमेह केटोएसिडोसिस या लंबे समय तक भुखमरी जैसी स्थितियों में नियंत्रण कैसे विफल हो जाते हैं। यह प्रविष्टि इन तंत्रों को पृष्ठभूमि ज्ञान के रूप में वर्णित करती है और व्यक्तिगत आहार या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

1960 और 1970 के दशक में उपवास करने वाले मनुष्यों पर जॉर्ज काहिल के अध्ययनों ने ग्लाइकोजन, ग्लूकोनियोजेनेसिस और कीटोन निकायों के अनुक्रमिक उपयोग का मानचित्रण किया और दिखाया कि मस्तिष्क कीटोन ईंधन में कैसे बदलता है, जिससे समय के साथ ईंधन एकीकरण की आधुनिक समझ को परिभाषित किया गया। इंसुलिन सिग्नलिंग पर बाद के आणविक कार्यों ने हार्मोनल स्विच को स्पष्ट किया जो इन परिवर्तनों को संचालित करते हैं।

Key figures

• George Cahill
• Philip Felig
• C. Ronald Kahn
• Alan Saltiel

Seminal works

• cahill-2006

Frequently asked questions

पोषित और उपवास अवस्थाओं के बीच क्या परिवर्तन होते हैं?

पोषित अवस्था में इंसुलिन ग्लूकोज, वसा और प्रोटीन के भंडारण को बढ़ावा देता है, जबकि उपवास में ग्लूकागन और अन्य हार्मोन प्रवाह को उलट देते हैं, ग्लाइकोजन, वसा और अमीनो एसिड को जुटाते हैं और ऊतकों को फैटी एसिड और कीटोन निकायों की ओर मोड़ते हैं।

लंबे समय तक उपवास के दौरान मस्तिष्क को ईंधन कैसे मिलता रहता है?

शुरुआत में यकृत ग्लूकोनियोजेनेसिस द्वारा ग्लूकोज की आपूर्ति करता है, और जैसे-जैसे उपवास जारी रहता है, मस्तिष्क वसा से बने कीटोन निकायों का तेजी से उपयोग करता है, जो ग्लूकोज को बचाता है और मांसपेशियों के प्रोटीन का संरक्षण करता है।