कार्बोहाइड्रेट उपापचय

कार्बोहाइड्रेट उपापचय जैव रासायनिक मार्गों का वह समूह है जिसके द्वारा आहार और संग्रहित कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा के लिए तोड़े जाते हैं, संश्लेषित होते हैं और आपस में परिवर्तित होते हैं। ग्लूकोज इसके केंद्र में होता है: यह ग्लाइकोलिसिस के माध्यम से ऑक्सीकृत होता है, ग्लाइकोजन के रूप में संग्रहित होता है, ग्लूकोनियोजेनेसिस द्वारा पुनर्जीवित होता है, और जैवसंश्लेषक आवश्यकताओं के लिए पेंटोज फॉस्फेट मार्ग के माध्यम से प्रवाहित होता है।

Definition

कार्बोहाइड्रेट उपापचय शर्करा के अपचय, भंडारण, संश्लेषण और अंतःरूपांतरण को नियंत्रित करने वाले मार्गों का एकीकृत समूह है, जो कोशिकीय ऊर्जा और जैवसंश्लेषक मांगों को पूरा करने के लिए ग्लूकोज के उत्पादन और उपयोग पर केंद्रित है।

Scope

यह प्रविष्टि प्रमुख कार्बोहाइड्रेट मार्गों — ग्लाइकोलिसिस, ग्लूकोनियोजेनेसिस, ग्लाइकोजन संश्लेषण और टूटना, और पेंटोज फॉस्फेट मार्ग — के साथ-साथ इंसुलिन और ग्लूकागन द्वारा उनके हार्मोनल विनियमन को शामिल करती है। यह पूरे शरीर के ईंधन उपापचय के भीतर कार्बोहाइड्रेट प्रबंधन को स्थापित करती है और इसे एक संदर्भ विषय के रूप में मानती है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Key concepts

• ग्लाइकोलिसिस
• ग्लूकोनियोजेनेसिस
• ग्लाइकोजेनेसिस और ग्लाइकोजेनोलिसिस
• पेंटोज फॉस्फेट मार्ग
• ग्लूकोज समस्थापन
• इंसुलिन और ग्लूकागन विनियमन
• यकृत ग्लूकोज उत्पादन

Mechanisms

कोशिका में प्रवेश करने वाला ग्लूकोज फॉस्फोराइलेटेड होता है और ग्लाइकोलिसिस के माध्यम से पाइरूवेट में ऑक्सीकृत होता है, जिसे वायवीय परिस्थितियों में साइट्रिक एसिड चक्र के लिए एसिटाइल-CoA में या ऑक्सीजन सीमित होने पर लैक्टेट में परिवर्तित किया जाता है। अतिरिक्त ग्लूकोज ग्लाइकोजन के रूप में संग्रहित होता है, मुख्य रूप से यकृत और मांसपेशियों में, और आवश्यकता पड़ने पर ग्लाइकोजेनोलिसिस द्वारा जारी किया जाता है। उपवास के दौरान यकृत लैक्टेट, ग्लिसरॉल और ग्लूकोजेनिक अमीनो एसिड से ग्लूकोनियोजेनेसिस के माध्यम से नया ग्लूकोज संश्लेषित करता है, जिससे मस्तिष्क और लाल रक्त कोशिकाओं के लिए रक्त ग्लूकोज बना रहता है। पेंटोज फॉस्फेट मार्ग ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को NADPH और राइबोज-5-फॉस्फेट उत्पन्न करने के लिए मोड़ता है। ये मार्ग पारस्परिक रूप से नियंत्रित होते हैं: इंसुलिन ग्लूकोज के अवशोषण, ग्लाइकोलिसिस और ग्लाइकोजन संश्लेषण को बढ़ावा देता है, जबकि ग्लूकागन ग्लाइकोजेनोलिसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस को चलाता है, इसलिए यकृत ग्लूकोज उत्पादन को स्थिर परिसंचारी आपूर्ति बनाए रखने के लिए समायोजित किया जाता है।

Clinical relevance

कार्बोहाइड्रेट उपापचय रक्त-ग्लूकोज विनियमन और उन स्थितियों को समझने का जैव रासायनिक आधार है जिनमें यह बाधित होता है, जैसे कि मधुमेह। यह प्रविष्टि अंतर्निहित शरीर विज्ञान को पृष्ठभूमि ज्ञान के रूप में समझाती है और व्यक्तियों के लिए नैदानिक सीमा या उपचार सलाह प्रदान नहीं करती है।

History

ग्लाइकोलिसिस की प्रतिक्रियाओं को बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में बड़े पैमाने पर समझा गया था, जिससे इस मार्ग को एम्बडेन-मेयरहॉफ नाम मिला, जबकि कार्ल और गर्टी कोरी ने मांसपेशियों और यकृत के बीच लैक्टेट और ग्लूकोज के चक्र का वर्णन किया। इंसुलिन और ग्लूकागन द्वारा इन मार्गों का विनियमन बाद में स्पष्ट किया गया क्योंकि एंडोक्राइन और सिग्नलिंग जैव रसायन परिपक्व हुए।

Key figures

• Gustav Embden
• Otto Meyerhof
• Carl Cori
• Gerty Cori

Seminal works

• han-2016
• saltiel-kahn-2001

Frequently asked questions

ग्लाइकोलिसिस और ग्लूकोनियोजेनेसिस में क्या अंतर है?

ग्लाइकोलिसिस ऊर्जा जारी करने के लिए ग्लूकोज को पाइरूवेट में तोड़ता है, जबकि ग्लूकोनियोजेनेसिस गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूतों जैसे लैक्टेट, ग्लिसरॉल और अमीनो एसिड से नया ग्लूकोज बनाता है; दोनों विपरीत दिशाओं में चलते हैं और पारस्परिक रूप से विनियमित होते हैं।

शरीर कार्बोहाइड्रेट को ग्लाइकोजन के रूप में क्यों संग्रहित करता है?

ग्लाइकोजन एक तेजी से जुटाने योग्य ग्लूकोज भंडार है जो यकृत और मांसपेशियों को रक्त ग्लूकोज को परेशान किए बिना ग्लूकोज की आपूर्ति और मांग में अल्पकालिक उतार-चढ़ाव को नियंत्रित करने देता है।