ภายใต้อิทธิพลของอะไมเลส พวกมันจะถูกทำลายลงในช่องปาก ไม่นะ! การย่อยคาร์โบไฮเดรตเริ่มต้นจากปาก องค์ประกอบและหน้าที่ของน้ำลาย

สำหรับหลายๆ คน อาหารถือเป็นความสุขอย่างหนึ่งในชีวิต อาหารควรเป็นสิ่งที่น่าเพลิดเพลินจริงๆ แต่... ความหมายทางสรีรวิทยาของโภชนาการนั้นกว้างกว่ามาก มีคนไม่กี่คนที่คิดว่าอาหารจากจานของเราถูกแปลงเป็นพลังงานและวัสดุก่อสร้างได้อย่างน่าอัศจรรย์เพียงใด ซึ่งจำเป็นสำหรับการฟื้นฟูร่างกายอย่างต่อเนื่อง

อาหารของเราถูกนำเสนอ ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันซึ่งประกอบด้วยโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และน้ำ ในที่สุด ทุกสิ่งที่เรากินและดื่มจะถูกย่อยในร่างกายของเราให้เป็นส่วนประกอบสากลที่เล็กที่สุดภายใต้อิทธิพลของน้ำย่อย (คนเราหลั่งได้ถึง 10 ลิตรต่อวัน)

สรีรวิทยาของการย่อยอาหารเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ใช้พลังงานมาก และมีการจัดระเบียบอย่างน่าทึ่ง ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ของการแปรรูปอาหารผ่านระบบทางเดินอาหาร สามารถเปรียบเทียบได้กับสายพานลำเลียงที่ได้รับการควบคุมอย่างดี ซึ่งการทำงานที่มีการประสานงานที่ดีซึ่งขึ้นอยู่กับสุขภาพของเรา และการเกิดขึ้นของ “ความล้มเหลว” นำไปสู่การเกิดโรคภัยไข้เจ็บหลายรูปแบบ

ความรู้คือพลังอันยิ่งใหญ่ที่ช่วยป้องกันการละเมิดใดๆ การรู้ว่าระบบย่อยอาหารของเราทำงานอย่างไรไม่เพียงแต่ช่วยให้เราเพลิดเพลินกับอาหารเท่านั้น แต่ยังป้องกันโรคต่างๆ อีกด้วย

ฉันจะทำหน้าที่เป็นไกด์ในการเที่ยวชมสถานที่ท่องเที่ยวที่น่าสนใจซึ่งฉันหวังว่าจะเป็นประโยชน์กับคุณ

ดังนั้นอาหารต่างๆ ที่มาจากพืชและสัตว์ของเราต้องผ่านการเดินทางอันยาวนานก่อน (หลังจาก 30 ชั่วโมง) ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของการสลายจะเข้าสู่กระแสเลือดและน้ำเหลืองและรวมเข้ากับร่างกาย กระบวนการย่อยอาหารได้รับการรับรองด้วยปฏิกิริยาทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และประกอบด้วยหลายขั้นตอน ลองดูรายละเอียดเพิ่มเติม

การย่อยอาหารในปาก

การย่อยอาหารขั้นแรกจะเริ่มขึ้นใน ช่องปากซึ่งอาหารถูกบด/เคี้ยวและแปรรูปโดยใช้สารคัดหลั่งที่เรียกว่าน้ำลาย (น้ำลายผลิตได้มากถึง 1.5 ลิตรทุกวัน) อันที่จริง กระบวนการย่อยอาหารเริ่มต้นก่อนที่อาหารจะสัมผัสริมฝีปากของเราด้วยซ้ำ เนื่องจากความคิดเรื่องอาหารก็ทำให้ปากของเราเต็มไปด้วยน้ำลายอยู่แล้ว

น้ำลายคือการหลั่งของต่อมน้ำลายสามคู่ที่หลั่งออกมา ประกอบด้วยน้ำ 99% และมีเอนไซม์ ที่สำคัญที่สุดคืออัลฟา-อะไมเลส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการไฮโดรไลซิส/สลายคาร์โบไฮเดรต นั่นคือส่วนประกอบของอาหารทั้งหมด (โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต) มีเพียงคาร์โบไฮเดรตเท่านั้นที่เริ่มไฮโดรไลซ์ในช่องปาก! เอนไซม์ทำน้ำลายไม่มีผลต่อไขมันหรือโปรตีน สำหรับกระบวนการสลายคาร์โบไฮเดรตนั้นมีความจำเป็น สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง!

องค์ประกอบของน้ำลายยังรวมถึง: ไลโซไซม์ซึ่งมีคุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียและทำหน้าที่เป็นปัจจัยป้องกันในท้องถิ่นสำหรับเยื่อเมือกในช่องปาก และเมือกซึ่งเป็นสารคล้ายเมือกที่ก่อตัวเป็นอาหารก้อนกลมที่เคี้ยวได้ซึ่งง่ายต่อการกลืนและขนส่งผ่านหลอดอาหารเข้าสู่กระเพาะอาหาร

ทำไมการเคี้ยวอาหารให้ดีจึงเป็นเรื่องสำคัญ? ประการแรกเพื่อที่จะบดให้ละเอียดและทำให้น้ำลายชุ่มชื้นและเริ่มกระบวนการย่อยอาหาร ประการที่สอง ในการแพทย์แผนตะวันออก ฟันสัมพันธ์กับช่องพลังงาน (เส้นเมอริเดียน) ที่ไหลผ่านฟันเหล่านั้น การเคี้ยวจะกระตุ้นการเคลื่อนที่ของพลังงานผ่านช่องทางต่างๆ การทำลายฟันบางซี่บ่งบอกถึงปัญหาในอวัยวะและระบบของร่างกายที่เกี่ยวข้อง

เราไม่คิดถึงน้ำลายในปากและไม่สังเกตว่ามันหายไป เรามักจะเดินไปเดินมาเป็นเวลานานพร้อมกับรู้สึกปากแห้ง และน้ำลายก็มีอยู่มาก สารเคมีจำเป็นต่อการย่อยอาหารและรักษาเยื่อเมือกในช่องปากได้ดี การปล่อยมันขึ้นอยู่กับกลิ่นและรสนิยมที่น่าพึงพอใจ น้ำลายให้รสชาติอาหาร โมเลกุลที่แตกตัวในน้ำลายไปถึงปุ่มรับรส 10,000 ปุ่มบนลิ้น ซึ่งสามารถตรวจจับและแยกแยะรสหวาน เปรี้ยว ขม รสเผ็ด หรือแม้แต่ในอาหารชนิดใหม่ได้ รสเค็ม- สิ่งนี้ช่วยให้คุณรับรู้ถึงอาหารว่าเป็นความสุขและความเพลิดเพลินในรสชาติ หากไม่มีความชื้นเราก็ไม่สามารถลิ้มรสได้ ถ้าลิ้นแห้งแสดงว่าเราไม่รู้สึกเหมือนกำลังกินข้าวอยู่ หากไม่มีน้ำลายเราก็ไม่สามารถกลืนได้

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับการย่อยอาหารเพื่อสุขภาพที่จะต้องกินอาหารในสภาพแวดล้อมที่สงบ ไม่ใช่ "เร่งรีบ" ในอาหารที่สวยงามและปรุงอย่างอร่อย สิ่งสำคัญคือต้องไม่เร่งรีบและไม่ถูกรบกวนจากการอ่าน พูดคุย หรือดูทีวี เคี้ยวอาหารช้าๆ เพลิดเพลินกับความหลากหลาย ลิ้มรสความรู้สึก- สิ่งสำคัญคือต้องรับประทานอาหารไปพร้อมๆ กัน เนื่องจากจะช่วยส่งเสริมการควบคุมการหลั่ง สิ่งสำคัญคือต้องดื่มน้ำเปล่าให้เพียงพออย่างน้อย 30 นาทีก่อนมื้ออาหารและหนึ่งชั่วโมงหลังมื้ออาหาร น้ำจำเป็นต่อการสร้างน้ำลายและน้ำย่อยอื่นๆ และกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์

เป็นการยากที่จะรักษาสมดุลของความเป็นด่างในช่องปากหากคนเรากินอะไรบางอย่างอยู่ตลอดเวลาโดยเฉพาะขนมหวานซึ่งมักจะนำไปสู่ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม หลังรับประทานอาหาร แนะนำให้บ้วนปาก และ/หรือเคี้ยวสิ่งที่มีรสขม เช่น เมล็ดกระวาน หรือผักชีฝรั่ง

และอยากเพิ่มเติมเรื่องสุขอนามัย การทำความสะอาดฟันและเหงือกด้วย มันเป็นและยังคงเป็นประเพณีในหมู่คนจำนวนมากที่จะแปรงฟันด้วยกิ่งและรากซึ่งมักจะมีรสขมและฝาด และผงฟันก็มีรสขมเช่นกัน รสขมและฝาดช่วยชำระล้าง มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และเพิ่มการหลั่งน้ำลาย ในขณะที่รสหวานกลับส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและความเมื่อยล้า แต่ผู้ผลิตยาสีฟันสมัยใหม่ (โดยเฉพาะยาสีฟันสำหรับเด็กที่มีรสหวาน) ก็กล่าวเสริม ยาต้านจุลชีพและสารกันบูด และเราก็เมินเรื่องนี้ไป ในพื้นที่ของเรา รสสนมีรสขม ฝาด/ฝาด หากเด็กไม่ถูกสอนให้กินหวาน ปกติพวกเขาจะยอมรับยาสีฟันที่ไม่หวาน

กลับมาที่การย่อยอาหารกันดีกว่า ทันทีที่อาหารเข้าปาก การเตรียมการย่อยอาหารจะเริ่มขึ้นในกระเพาะอาหาร: กรดไฮโดรคลอริกจะถูกปล่อยออกมาและเอนไซม์จะถูกกระตุ้น น้ำย่อยในกระเพาะอาหาร.

การย่อยอาหารในกระเพาะอาหาร

อาหารไม่ได้อยู่ในปากเป็นเวลานาน และหลังจากที่มันถูกฟันบดและผ่านกระบวนการด้วยน้ำลาย มันก็จะผ่านหลอดอาหารเข้าสู่กระเพาะอาหาร ที่นี่สามารถอยู่ได้นานถึง 6-8 ชั่วโมง (โดยเฉพาะเนื้อสัตว์) โดยย่อยภายใต้อิทธิพลของน้ำย่อย ปริมาตรปกติของกระเพาะอาหารคือประมาณ 300 มล. (ขนาดประมาณกำปั้น) อย่างไรก็ตาม หลังจากรับประทานอาหารมื้อใหญ่หรือรับประทานอาหารมากเกินไปบ่อยครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางคืน ขนาดของกระเพาะอาหารอาจเพิ่มขึ้นได้หลายครั้ง

น้ำย่อยประกอบด้วยอะไร? ก่อนอื่นเลยจาก ของกรดไฮโดรคลอริกซึ่งเริ่มผลิตทันทีที่มีบางสิ่งอยู่ในช่องปาก (สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้) และสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดซึ่งจำเป็นสำหรับการกระตุ้นเอนไซม์โปรตีโอไลติกในกระเพาะอาหาร (ทำลายโปรตีน) กรดกัดกร่อนเนื้อเยื่อ เยื่อเมือกของกระเพาะอาหารจะสร้างชั้นเมือกที่ป้องกันกรดและ ความเสียหายทางกลส่วนประกอบอาหารหยาบ (เมื่ออาหารเคี้ยวและแปรรูปด้วยน้ำลายไม่เพียงพอ เมื่อเคี้ยวอาหารแห้งระหว่างเดินทางเพียงแค่กลืน) การก่อตัวของเมือกและการหล่อลื่นยังขึ้นอยู่กับว่าเราดื่มน้ำเปล่าเพียงพอหรือไม่ ในระหว่างวันน้ำย่อยจะหลั่งออกมาประมาณ 2-2.5 ลิตร ขึ้นอยู่กับปริมาณและคุณภาพของอาหาร ในระหว่างมื้ออาหาร น้ำย่อยจะถูกหลั่งออกมา ปริมาณสูงสุดและมีความแตกต่างกันในเรื่องความเป็นกรดและองค์ประกอบของเอนไซม์

กรดไฮโดรคลอริกใน รูปแบบบริสุทธิ์- นี่เป็นปัจจัยเชิงรุกที่ทรงพลัง แต่ถ้าไม่มีกระบวนการย่อยอาหารในกระเพาะอาหารก็จะไม่เกิดขึ้น กรดส่งเสริมการเปลี่ยนรูปแบบที่ไม่ใช้งานของเอนไซม์น้ำย่อย (เปปซิโนเจน) ไปเป็นรูปแบบแอคทีฟ (เปปซิน) และยังทำลายธรรมชาติ (ทำลาย) โปรตีนซึ่งเอื้อต่อการประมวลผลของเอนไซม์

ดังนั้นเอนไซม์โปรตีโอไลติก (ทำลายโปรตีน) ทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในกระเพาะอาหาร นี่คือกลุ่มของเอนไซม์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อม pH ที่แตกต่างกันของกระเพาะอาหาร (ที่จุดเริ่มต้นของขั้นตอนการย่อยอาหารสภาพแวดล้อมมีความเป็นกรดมากที่ทางออกจากกระเพาะอาหารจะมีสภาพเป็นกรดน้อยที่สุด) จากการไฮโดรไลซิส โมเลกุลโปรตีนที่ซับซ้อนจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่ง่ายกว่า - โพลีเปปไทด์ (โมเลกุลที่ประกอบด้วยสายโซ่กรดอะมิโนหลายสาย) และโอลิโกเปปไทด์ (สายโซ่ของกรดอะมิโนหลายชนิด) ฉันขอเตือนคุณว่าผลลัพธ์สุดท้ายของการสลายโปรตีนคือกรดอะมิโน ซึ่งเป็นโมเลกุลที่สามารถดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดได้ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในลำไส้เล็กและดำเนินการในกระเพาะอาหาร ขั้นตอนการเตรียมการสลายโปรตีนออกเป็นชิ้น ๆ

นอกจากเอนไซม์โปรตีโอไลติกแล้ว สารคัดหลั่งในกระเพาะอาหารยังมีเอนไซม์ไลเปสซึ่งมีส่วนร่วมในการสลายไขมัน ไลเปสใช้ได้เฉพาะกับไขมันอิมัลชันที่พบในผลิตภัณฑ์นมและมีการออกฤทธิ์ใน วัยเด็ก- (คุณไม่ควรมองหาไขมันที่เหมาะสม/เป็นอิมัลชันในนม นอกจากนี้ยังพบได้ในเนยใสซึ่งไม่มีโปรตีนอีกต่อไป)

คาร์โบไฮเดรตในกระเพาะไม่ได้ถูกย่อยหรือแปรรูปเพราะ... เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องนั้นออกฤทธิ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง!

มีอะไรน่าสนใจที่จะรู้อีก? เฉพาะในกระเพาะอาหารเท่านั้นเนื่องจากองค์ประกอบการหลั่ง (ปัจจัยปราสาท) การเปลี่ยนแปลงของวิตามินบี 12 ในรูปแบบที่ไม่ใช้งานซึ่งมาพร้อมกับอาหารให้อยู่ในรูปแบบที่ย่อยได้เกิดขึ้น การหลั่งของปัจจัยนี้อาจลดลงหรือหยุดลงเนื่องจากการอักเสบที่กระเพาะอาหาร ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าไม่ใช่อาหารที่อุดมด้วยวิตามินบี 12 (เนื้อ นม ไข่) ที่สำคัญ แต่ขึ้นอยู่กับสภาพของกระเพาะอาหาร ขึ้นอยู่กับ: การผลิตเมือกที่เพียงพอ (กระบวนการนี้ได้รับผลกระทบ ความเป็นกรดเพิ่มขึ้นเนื่องจากการบริโภคผลิตภัณฑ์โปรตีนมากเกินไปและแม้กระทั่งเมื่อใช้ร่วมกับคาร์โบไฮเดรตซึ่งเมื่อปล่อยทิ้งไว้ในกระเพาะอาหารเป็นเวลานานจะเริ่มหมักซึ่งนำไปสู่การเป็นกรด) จากการใช้น้ำไม่เพียงพอ จากการกินยาที่ทั้งลดความเป็นกรดและทำให้เยื่อบุกระเพาะอาหารแห้ง นี้ วงจรอุบาทว์สามารถสลายได้ด้วยอาหารที่สมดุล น้ำดื่ม และกิจวัตรการรับประทานอาหารที่เหมาะสม

การผลิตน้ำย่อยถูกควบคุมโดยกลไกที่ซับซ้อนซึ่งฉันจะไม่อยู่ต่อไป ฉันแค่อยากจะเตือนคุณว่าหนึ่งในนั้น ( การสะท้อนกลับที่ไม่มีเงื่อนไข) เราสามารถสังเกตได้เมื่อน้ำผลไม้เริ่มไหลเพียงจากความคิดที่คุ้นเคย อาหารอร่อย,จากกลิ่น,จากการเริ่มรับประทานอาหารตามปกติ เมื่อมีบางสิ่งเข้าไปในช่องปาก กรดไฮโดรคลอริกที่มีความเป็นกรดสูงสุดจะถูกปล่อยออกมาทันที ดังนั้นหากหลังจากอาหารนี้ไม่เข้าสู่กระเพาะอาหารกรดจะกัดกร่อนเยื่อเมือกซึ่งนำไปสู่การระคายเคืองการเปลี่ยนแปลงที่กัดกร่อนแม้กระทั่งกระบวนการที่เป็นแผล กระบวนการที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นเมื่อผู้คนเคี้ยวหมากฝรั่งหรือสูบบุหรี่ขณะท้องว่าง จิบกาแฟหรือเครื่องดื่มอื่นๆ แล้ววิ่งหนีอย่างเร่งรีบใช่หรือไม่ เราไม่คิดถึงการกระทำของเราจน “ฟ้าร้อง” จนเจ็บจริง ๆ เพราะกรดมีจริง...

การหลั่งน้ำย่อยได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบของอาหาร:

• อาหารที่มีไขมันกำลังน่าหดหู่ การหลั่งในกระเพาะอาหารส่งผลให้อาหารค้างอยู่ในกระเพาะ
• ยิ่งมีโปรตีนมากเท่าใดกรดก็จะมากขึ้นเท่านั้น: การบริโภคโปรตีนที่ย่อยยาก (เนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์) จะทำให้การหลั่งกรดไฮโดรคลอริกเพิ่มขึ้น
• คาร์โบไฮเดรตในกระเพาะอาหารไม่ได้รับการไฮโดรไลซิส จำเป็นต้องมีสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเพื่อสลายพวกมัน คาร์โบไฮเดรตที่ยังคงอยู่ในกระเพาะอาหารเป็นเวลานานเพิ่มความเป็นกรดเนื่องจากกระบวนการหมัก (ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะไม่กินอาหารที่มีโปรตีนที่มีคาร์โบไฮเดรต)

ผลจากทัศนคติที่ไม่ถูกต้องต่อโภชนาการคือการรบกวนสมดุลของกรด-เบส ทางเดินอาหารและการปรากฏตัวของโรคในกระเพาะอาหารและช่องปาก และนี่ก็เป็นสิ่งสำคัญอีกครั้งที่ต้องทำความเข้าใจว่าการดูแลสุขภาพและ การย่อยอาหารเพื่อสุขภาพสิ่งที่จะช่วยไม่ใช่ยาที่ลดความเป็นกรดหรือทำให้ร่างกายเป็นด่าง แต่เป็นทัศนคติที่มีสติต่อสิ่งที่เรากำลังทำอยู่

ในบทความหน้า เราจะมาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นกับอาหารในลำไส้เล็กและลำไส้ใหญ่

ในช่องปาก คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยโดยเอนไซม์ในน้ำลาย แอลฟา-อะไมเลส- เอนไซม์จะแยกพันธะα(1→4)-ไกลโคซิดิกภายใน ในกรณีนี้ผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสของแป้ง (หรือไกลโคเจน) ที่ไม่สมบูรณ์จะเกิดขึ้น - เดกซ์ทริน- มอลโตสก็เกิดขึ้นในปริมาณเล็กน้อยเช่นกัน Active center ของ α-amylase มี Ca 2+ ไอออน เอนไซม์ถูกกระตุ้นโดย Na + ไอออน

ในน้ำย่อยการย่อยคาร์โบไฮเดรตจะถูกยับยั้งเนื่องจากอะไมเลสถูกปิดใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด

จุดหลักของการย่อยคาร์โบไฮเดรตคือ ลำไส้เล็กส่วนต้นโดยที่มันถูกหลั่งออกมาเป็นส่วนหนึ่งของน้ำตับอ่อน α- อะไมเลส เอนไซม์นี้ทำให้การสลายแป้งและไกลโคเจนซึ่งเริ่มต้นโดยอะไมเลสทำน้ำลายเสร็จสมบูรณ์กลายเป็นมอลโตส การไฮโดรไลซิสของพันธะα(1→6)-ไกลโคซิดิกถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ในลำไส้อะไมโล-1,6-กลูโคซิเดสและโอลิโก-1,6-กลูโคซิเดส .

การย่อยมอลโตสและไดแซ็กคาไรด์ที่มาพร้อมกับอาหารเกิดขึ้นในบริเวณขอบแปรงของเซลล์เยื่อบุผิว (enterocytes) ลำไส้เล็ก- ไดแซ็กคาริเดสเป็นโปรตีนสำคัญของ enterocyte microvilli พวกมันก่อตัวเป็นมัลติเอ็นไซม์คอมเพล็กซ์ซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์สี่ตัวซึ่งศูนย์กลางที่ทำงานอยู่จะถูกส่งไปยังรูเมนในลำไส้

1ม อัลตาซา(-กลูโคซิเดส) ไฮโดรไลซ์ มอลโตสสำหรับสองโมเลกุล ดี-กลูโคส

2. แลคเตส(-กาแลคโตซิเดส) ไฮโดรไลซ์ แลคโตสบน ดี-กาแลคโตสและ ดี-กลูโคส

3. ไอโซมอลเทส/ซูเครส(เอนไซม์ที่ออกฤทธิ์คู่) มีแอคทีฟเซ็นเตอร์ 2 ตัวที่ตั้งอยู่ในโดเมนต่างกัน เอนไซม์ไฮโดรไลซ์ ซูโครสก่อน ดี-ฟรุกโตสและ ดี-กลูโคส และด้วยความช่วยเหลือของศูนย์แอคทีฟอีกแห่งหนึ่ง เอนไซม์จะเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ไอโซมอลโทสมากถึงสองโมเลกุล ดี-กลูโคส

การแพ้นมในบางคน ซึ่งแสดงออกมาด้วยอาการปวดท้อง ท้องอืด (ท้องอืด) และท้องเสีย เกิดจากการทำงานของแลคเตสลดลง การขาดแลคเตสมีสามประเภท

1. การขาดแลคเตสทางพันธุกรรม- อาการของความอดทนบกพร่องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วหลังคลอด . การรับประทานอาหารที่ปราศจากแลคโตสส่งผลให้อาการหายได้

2. กิจกรรมแลคเตสปฐมภูมิต่ำ(กิจกรรมแลคเตสลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในบุคคลที่อ่อนแอ) ในเด็ก 15% ในยุโรป และ 80% ของเด็กในประเทศตะวันออก เอเชีย แอฟริกา และญี่ปุ่น การสังเคราะห์เอนไซม์นี้จะค่อยๆ หยุดลงเมื่ออายุมากขึ้น และผู้ใหญ่จะเกิดอาการแพ้นม ร่วมกับอาการข้างต้น ผลิตภัณฑ์นมเปรี้ยวเป็นที่ยอมรับของคนเหล่านี้

2. กิจกรรมแลคเตสทุติยภูมิต่ำ- การย่อยไม่ได้ของนมมักเป็นผลมาจากโรคในลำไส้ (รูปแบบเขตร้อนและไม่ใช่เขตร้อนของป่วง, kwashiorkor, ลำไส้ใหญ่, กระเพาะและลำไส้อักเสบ)

อาการที่คล้ายกับอาการที่อธิบายไว้สำหรับการขาดแลคเตสคือลักษณะของการขาดไดแซ็กคาริเดสอื่นๆ การรักษามีวัตถุประสงค์เพื่อกำจัดไดแซ็กคาไรด์ที่เกี่ยวข้องออกจากอาหาร

ไม่นะ! กลูโคสแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ของอวัยวะต่าง ๆ ด้วยกลไกที่ต่างกัน

ผลิตภัณฑ์หลักของการย่อยแป้งและไดแซ็กคาไรด์โดยสมบูรณ์ ได้แก่ กลูโคส ฟรุกโตส และกาแลคโตส โมโนแซ็กคาไรด์เข้าสู่กระแสเลือดจากลำไส้ โดยเอาชนะอุปสรรคสองประการ ได้แก่ เยื่อขอบแปรงที่หันไปทางรูเมนในลำไส้ และเยื่อเบโซด้านข้างของเอนเทอโรไซต์

มีกลไกที่ทราบอยู่สองประการสำหรับการเข้าสู่กลูโคสเข้าสู่เซลล์: การอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย และการขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอน Na + ไอออน รูปที่ 5.1 โครงสร้างของผู้ขนส่งกลูโคส

ตัวขนส่งกลูโคส (GLUTs) ซึ่งเป็นกลไกสำหรับการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ก่อตัวเป็นตระกูลของโปรตีนที่คล้ายคลึงกันที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะของโครงสร้างซึ่งเป็นสายโซ่โพลีเปปไทด์ยาวที่สร้างส่วนขดลวดของเมมเบรน 12 ส่วน (รูปที่ 5.1) โดเมนหนึ่งที่อยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเมมเบรนประกอบด้วยโอลิโกแซ็กคาไรด์ เอ็น- และ ค- ส่วนปลายของตัวขนย้ายหันหน้าไปทางด้านในของเซลล์ ส่วนเมมเบรนที่ 3, 5, 7 และ 11 ของผู้ขนส่งดูเหมือนจะสร้างช่องทางที่กลูโคสเข้าสู่เซลล์ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของส่วนเหล่านี้ทำให้แน่ใจได้ว่ากระบวนการเคลื่อนตัวของกลูโคสเข้าสู่เซลล์ ผู้ขนส่งในตระกูลนี้มีเรซิดิวของกรดอะมิโน 492-524 ตัวและมีสัมพรรคภาพต่อกลูโคสต่างกัน ผู้ขนส่งแต่ละคนดูเหมือนจะทำหน้าที่เฉพาะอย่าง

ตัวขนส่งที่ให้การขนส่งกลูโคสเชิงแอคทีฟโดยขึ้นอยู่กับโซเดียมไอออนทุติยภูมิจากลำไส้และท่อไต (NGLT) มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในองค์ประกอบของกรดอะมิโนจากตระกูลตัวขนส่ง GLUT แม้ว่าพวกมันจะถูกสร้างขึ้นจากโดเมนเมมเบรนสิบสองโดเมนก็ตาม

ด้านล่างในตาราง 5.1. ให้คุณสมบัติบางประการของตัวขนส่งโมโนแซ็กคาไรด์

การเปลี่ยนกลูโคสและโมโนแซ็กคาไรด์อื่น ๆ เข้าสู่ enterocyte ได้รับการอำนวยความสะดวกโดย GLUT 5 ซึ่งอยู่ในเยื่อหุ้มปลายของ enterocyte (การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกไปตามการไล่ระดับความเข้มข้น) และ SGLT 1 ซึ่งรับประกันการเคลื่อนไหว (symport) ของกลูโคสเข้าสู่ enterocyte ร่วมกับ โซเดียมไอออน จากนั้นโซเดียมไอออนจะถูกกำจัดออกจาก enterocyte อย่างแข็งขันโดยมีส่วนร่วมของ Na + -K + -ATPase ซึ่งรักษาระดับความเข้มข้นของพวกมันให้คงที่ กลูโคสออกจากเอนเทอโรไซต์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ข้างใต้ด้วยความช่วยเหลือของ GLUT 2 ไปตามการไล่ระดับความเข้มข้น

การดูดซึมเพนโตสเกิดขึ้นโดยการแพร่กระจายอย่างง่าย

โมโนแซ็กคาไรด์ในปริมาณมหาศาลจะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตและตับ ซึ่งเป็นส่วนเล็กๆ เข้าสู่ ระบบน้ำเหลืองและการไหลเวียนของปอด ในตับ กลูโคสส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ "สำรอง" ในรูปของไกลโคเจน

เอ็นบี- เมแทบอลิซึมของกลูโคสในเซลล์เริ่มต้นด้วยฟอสโฟรีเลชั่น

ป
การเข้ามาของกลูโคสในเซลล์ใดๆ เริ่มต้นด้วยฟอสโฟรีเลชั่น ปฏิกิริยานี้ช่วยแก้ปัญหาได้หลายประการ ปัญหาหลักคือการ "จับ" กลูโคสเพื่อใช้ในเซลล์และการกระตุ้น

กลูโคสในรูปแบบฟอสโฟรีเลชั่นไม่ผ่านพลาสมาเมมเบรน กลายเป็น "คุณสมบัติ" ของเซลล์ และใช้ในเส้นทางการเผาผลาญกลูโคสเกือบทั้งหมด ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือเส้นทางการกู้คืน (รูปที่ 5.2)

ปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่นถูกเร่งด้วยเอนไซม์สองตัว: เฮกโซไคเนสและกลูโคไคเนส แม้ว่ากลูโคไคเนสจะเป็นหนึ่งในสี่ไอโซเอนไซม์ของเฮโซไคเนส ( เฮกโซไคเนส 4) มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเฮกโซไคเนสและกลูโคไคเนส: 1) เฮกโซไคเนสมีความสามารถในการฟอสโฟรีเลติ้งไม่เพียง แต่กลูโคสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเฮกโซสอื่น ๆ ด้วย (ฟรุกโตส, กาแลคโตส, มานโนส) ในขณะที่กลูโคไคเนสเปิดใช้งานเฉพาะกลูโคสเท่านั้น 2) เฮกโซไคเนสมีอยู่ในเนื้อเยื่อทั้งหมด มีกลูโคไคเนสอยู่ในเซลล์ตับ 3) เฮกโซไคเนสมีความสัมพันธ์กับกลูโคสสูง ( ถึงม< 0,1 ммоль/л), напротив, глюкокиназа имеет высокую К M (около 10 ммоль/л), т.е. ее сродство к глюкозе мало и фосфорилирование глюкозы возможно только при массивном поступлении ее в клетки, что в физиологических условиях происходит на высоте пищеварения в печеночных клетках. Активирование глюкокиназы препятствует резкому увеличению поступления глюкозы в общий кровоток; в перерывах между приемами пищи для включения глюкозы в обменные процессы вполне достаточно гексокиназной активности. При диабете из-за низкой активности глюкокиназы (синтез и активность которой зависят от инсулина) этот механизм не срабатывает, поэтому глюкоза не задерживается в печени и вызывает гипергликемию.

กลูโคส-6-ฟอสเฟตที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาถือเป็นสารยับยั้งอัลโลสเตอริก เฮกโซไคเนส (แต่ไม่ใช่กลูโคไคเนส)

เนื่องจากปฏิกิริยากลูโคไคเนสขึ้นอยู่กับอินซูลิน จึงสามารถจ่ายฟรุคโตสแทนกลูโคสให้กับผู้ป่วยโรคเบาหวานได้ (ฟรุกโตสถูกฟอสโฟรีเลตโดยเฮกโซไคเนสโดยตรงไปยังฟรุกโตส-6-ฟอสเฟต)

กลูโคส-6-ฟอสเฟตถูกใช้ในกลไกของการสังเคราะห์ไกลโคเจน ในวิถีออกซิเดชั่นทั้งหมดของการแปลงกลูโคส และการสังเคราะห์โมโนแซ็กคาไรด์อื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับเซลล์ จุดที่ปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญกลูโคสทำให้ถือเป็นปฏิกิริยาสำคัญในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต

ปฏิกิริยาเฮกโซไคเนสไม่สามารถย้อนกลับได้ (G = -16.7 kJ/mol) ดังนั้น ในการเปลี่ยนกลูโคส-6-ฟอสเฟตเป็นกลูโคสอิสระ เอนไซม์กลูโคส-6-ฟอสเฟต ฟอสฟาเตสจึงมีอยู่ในตับและเซลล์ไต ซึ่งเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ กลูโคส-6-ฟอสเฟต เซลล์ของอวัยวะเหล่านี้จึงสามารถส่งกลูโคสเข้าสู่เลือดและให้กลูโคสแก่เซลล์อื่นได้

ช่องปากรวมถึงห้องโถงและปากด้วย ห้องโถงประกอบด้วยริมฝีปาก ด้านนอกของแก้ม ฟัน และเหงือก ริมฝีปากถูกปกคลุมด้านนอกด้วยชั้นเยื่อบุผิวบาง ๆ ด้านในบุด้วยเยื่อเมือกซึ่งเป็นความต่อเนื่อง ข้างในแก้ม พวกมันปิดฟันอย่างแน่นหนาและยึดติดกับเหงือกโดยใช้เฟรนลัมบนและล่าง

ปากประกอบด้วย:

• เยื่อบุแก้ม;
• ฟันกราม, เขี้ยว, ฟันกรามใหญ่และเล็ก;
• เหงือก;
• ภาษา;
• เพดานอ่อนและแข็ง

ข้าว. 1. โครงสร้างของช่องปาก

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างของช่องปากแสดงอยู่ในตาราง

ข้าว. 2. โครงสร้างภายในฟัน

ฟังก์ชั่น

หน้าที่หลักของช่องปากในกระบวนการย่อยอาหาร:

บทความ 1 อันดับแรกที่กำลังอ่านเรื่องนี้อยู่ด้วย

• การรับรู้รสชาติ
• บดอาหารแข็ง
• การให้อุณหภูมิร่างกายแก่สินค้าที่เข้ามา
• การก่อตัวของยาลูกกลอนอาหาร
• การสลายน้ำตาล
• การป้องกันการแทรกซึมของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค

หน้าที่หลักของการย่อยอาหารในช่องปากของมนุษย์นั้นทำโดยน้ำลาย ต่อมน้ำลายตั้งอยู่ในเยื่อเมือกด้วยความช่วยเหลือของน้ำลายและลิ้นที่หลั่งออกมาพวกมันทำให้อาหารเปียกชื้นกลายเป็นอาหารก้อนใหญ่
ต่อมขนาดใหญ่มีสามคู่:

• หน้าหู;
• ใต้ขากรรไกรล่าง;
• ใต้ลิ้น

ข้าว. 3. ตำแหน่งของต่อมน้ำลาย

น้ำลายคือน้ำ 99% เปอร์เซ็นต์ที่เหลือคือทางชีวภาพ สารออกฤทธิ์โดยแสดงคุณสมบัติต่างๆ
น้ำลายประกอบด้วย:

• ไลโซไซม์ - เอนไซม์ต้านเชื้อแบคทีเรีย
• เมือก - สารโปรตีนที่มีความหนืดซึ่งจับอนุภาคอาหารให้เป็นก้อนเดียว
• อะไมเลสและมอลตาส - เอนไซม์ที่สลายแป้งและน้ำตาลเชิงซ้อนอื่นๆ

เอนไซม์เป็นสารประกอบโปรตีนที่ช่วยเร่ง ปฏิกริยาเคมี- พวกมันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสลายอาหาร

ในปริมาณเล็กน้อย น้ำลายจะมีตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์อื่นๆ เช่นเดียวกับเกลืออินทรีย์และธาตุอื่นๆ

การย่อย

คำอธิบายโดยย่อของการย่อยอาหารเกิดขึ้นในช่องปากมีดังต่อไปนี้:

• ชิ้นอาหารเข้าไปในโพรงผ่านฟันหน้า
• เนื่องจากกล้ามเนื้อบดเคี้ยวที่ยึดกรามกระบวนการเคี้ยวจึงเริ่มต้นขึ้น
• ฟันกรามบดอาหารซึ่งมีน้ำลายชุบอยู่มากมาย
• แก้ม ลิ้น และเพดานแข็งม้วนตัวเป็นก้อนอาหาร
• เพดานอ่อนและลิ้นดันอาหารที่เตรียมไว้เข้าไปในคอหอย

อาหารที่เข้าสู่ช่องปากจะทำให้ผู้รับระคายเคืองด้วยวัตถุประสงค์ต่างๆ (อุณหภูมิ สัมผัส การดมกลิ่น) ซึ่งตอบสนองโดยการผลิตน้ำลาย น้ำย่อย และน้ำดี

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

ช่องปากได้ ความสำคัญอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร อาหารที่เข้ามาจะถูกบดขยี้และย้ายไปที่คอหอยผ่านทางแก้ม ฟัน และลิ้น อาหารที่ชุบน้ำลายจะนิ่มและเกาะติดกันเป็นอาหารก้อนเดียว เอนไซม์ในน้ำลายเริ่มย่อยโดยสลายแป้งและน้ำตาลอื่นๆ

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4. คะแนนรวมที่ได้รับ: 440

มีเพียงโมโนแซ็กคาไรด์เท่านั้นที่ถูกดูดซึมในลำไส้: กลูโคส กาแลคโตส ฟรุกโตส ดังนั้นโอลิโกและโพลีแซ็กคาไรด์ที่เข้าสู่ร่างกายพร้อมกับอาหารจะต้องถูกไฮโดรไลซ์โดยระบบเอนไซม์เพื่อสร้างโมโนแซ็กคาไรด์ ในรูป 5.11 แสดงให้เห็นแผนผังของระบบเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการย่อยคาร์โบไฮเดรตซึ่งเริ่มต้นในช่องปากด้วยการกระทำของα-amylase ในช่องปากจากนั้นดำเนินการต่อในส่วนต่าง ๆ ของลำไส้ด้วยความช่วยเหลือของตับอ่อนα-amylase, sucrase-isomaltase , ไกลโคอะไมเลส, β-ไกลโคซิเดส (แลคเตส), คอมเพล็กซ์ทรีฮาเลส

ข้าว. 5.11. แผนผังการแปลระบบเอนไซม์สำหรับการย่อยคาร์โบไฮเดรต

5.2.1. การย่อยคาร์โบไฮเดรตโดยใช้ปากและตับอ่อน -อะไมเลส ( -1,4-ไกลโคซิเดส)โพลีแซ็กคาไรด์ที่ได้รับจากอาหาร ได้แก่ แป้ง (ประกอบด้วยโพลีแซ็กคาไรด์อะมิโลสเชิงเส้นซึ่งสารตกค้างของกลูโคซิลเชื่อมโยงกันด้วยพันธะ α-1,4-ไกลโคซิดิก และอะไมโลเพคติน ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์แบบกิ่งก้าน โดยที่ยังพบพันธะ α-1,6-ไกลโคซิดิกด้วย ) เริ่มไฮโดรไลซ์ในช่องปากแล้วหลังจากเปียกด้วยน้ำลายที่มีเอนไซม์ไฮโดรไลติก α-amylase (α-1,4-glycosidase) (EC 3.2.1.1) ซึ่งจะสลายพันธะ 1,4-glycosidic ในแป้ง แต่ ไม่ออกฤทธิ์ต่อพันธะ 1,6-ไกลโคซิดิก

นอกจากนี้เวลาสัมผัสของเอนไซม์กับแป้งในช่องปากนั้นสั้นดังนั้นแป้งจึงถูกย่อยบางส่วนทำให้เกิดชิ้นส่วนขนาดใหญ่ - เดกซ์ทรินและมอลโตสไดแซ็กคาไรด์เล็กน้อย ไดแซ็กคาไรด์จะไม่ถูกไฮโดรไลซ์โดยอะไมเลสที่ทำน้ำลาย

เมื่อเข้าสู่กระเพาะอาหารในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด อะไมเลสที่ทำน้ำลายจะถูกยับยั้ง กระบวนการย่อยอาหารสามารถเกิดขึ้นได้ภายในอาหารก้อนใหญ่เท่านั้น โดยที่กิจกรรมของอะไมเลสสามารถคงอยู่ได้ระยะหนึ่งจนกระทั่งค่า pH ของทั้งชิ้นกลายเป็นกรด น้ำย่อยไม่มีเอนไซม์ที่สลายคาร์โบไฮเดรต มีเพียงกรดไฮโดรไลซิสของพันธะไกลโคซิดิกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ตำแหน่งหลักของการไฮโดรไลซิสของโอลิโก-และโพลีแซ็กคาไรด์คือลำไส้เล็ก ในส่วนต่างๆ ซึ่งมีการหลั่งไกลโคซิเดสบางชนิดออกมา

ในลำไส้เล็กส่วนต้นเนื้อหาของกระเพาะอาหารจะถูกทำให้เป็นกลางโดยการหลั่งของตับอ่อนซึ่งมีไบคาร์บอเนต HCO 3 และมีค่า pH 7.5-8.0 อะไมเลสในตับอ่อนพบได้ในการหลั่งของตับอ่อน ซึ่งไฮโดรไลซ์พันธะ -1,4-ไกลโคซิดิกในแป้งและเดกซ์ทรินเพื่อสร้างมอลโตสไดแซ็กคาไรด์ (ในคาร์โบไฮเดรตนี้ น้ำตาลกลูโคส 2 ตัวที่ตกค้างเชื่อมโยงกันด้วยพันธะ -1,4-ไกลโคซิดิก) และไอโซมอลโทส (ในคาร์โบไฮเดรตนี้มีกลูโคสตกค้างอยู่ 2 ตัวที่บริเวณแตกแขนงในโมเลกุลแป้งและเชื่อมโยงกันด้วยพันธะ α-1,6-ไกลโคซิดิก) โอลิโกแซ็กคาไรด์ที่มีกลูโคสตกค้าง 8-10 ตัวที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะα-1,4-glycosidic และα-1,6-glycosidic ก็เกิดขึ้นเช่นกัน

อะไมเลสทั้งสองเป็นเอนโดไกลโคซิเดส อะไมเลสในตับอ่อนยังไม่ไฮโดรไลซ์พันธะ -1,6-ไกลโคซิดิกในแป้ง และพันธะ -1,4-ไกลโคซิดิกที่เชื่อมต่อกลูโคสที่ตกค้างในโมเลกุลเซลลูโลส

เซลลูโลสจะผ่านลำไส้ไม่เปลี่ยนแปลงและทำหน้าที่เป็นสารอับเฉาทำให้มีปริมาณอาหารและอำนวยความสะดวกในกระบวนการย่อยอาหาร ในลำไส้ใหญ่ภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ในแบคทีเรีย เซลลูโลสสามารถถูกไฮโดรไลซ์บางส่วนเพื่อสร้างแอลกอฮอล์ กรดอินทรีย์ และ CO 2 ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการเคลื่อนไหวของลำไส้

มอลโตส ไอโซมอลโตส และไตรโอเซแซ็กคาไรด์ที่เกิดขึ้นในลำไส้ส่วนบนจะถูกไฮโดรไลซ์เพิ่มเติมในลำไส้เล็กภายใต้การกระทำของไกลโคซิเดสที่เฉพาะเจาะจง ไดแซ็กคาไรด์ในอาหาร ซูโครสและแลคโตสยังถูกไฮโดรไลซ์โดยไดแซ็กคาริเดสเฉพาะของลำไส้เล็กอีกด้วย

ในลำไส้เล็กกิจกรรมของโอลิโกและไดแซ็กคาริเดสต่ำ แต่เอนไซม์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวของเซลล์เยื่อบุผิวซึ่งในลำไส้นั้นตั้งอยู่บนเส้นโครงรูปนิ้ว - วิลลีและตัวมันเองก็ถูกปกคลุมไปด้วยไมโครวิลลี่ เซลล์ทั้งหมดเหล่านี้ก่อตัวเป็นเส้นขอบของแปรง เพื่อเพิ่มพื้นผิวสัมผัสของเอนไซม์ไฮโดรไลติกกับซับสเตรต

เอนไซม์ที่ทำลายพันธะไกลโคซิดิกในไดแซ็กคาไรด์ (ไดแซ็กคาริเดส) จะถูกจัดกลุ่มเป็นเอนไซม์เชิงซ้อนที่อยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมของเอนเทอโรไซต์: ซูเครส-ไอโซมอลเทส, ไกลโคอะไมเลส, -ไกลโคซิเดส

5.2.2. คอมเพล็กซ์ซูเครส-ไอโซมัลเตสสารเชิงซ้อนนี้ประกอบด้วยสายโพลีเปปไทด์สองสายและติดอยู่กับพื้นผิวของเอนเทอโรไซต์โดยใช้โดเมนที่ไม่ชอบน้ำของเมมเบรนซึ่งอยู่ในส่วนปลาย N ของโพลีเปปไทด์ สารเชิงซ้อนซูโครส-ไอโซมัลเตส (EC 3.2.1.48 และ 3.2.1.10) จะแยกพันธะ -1,2- และ -1,6-ไกลโคซิดิกในซูโครสและไอโซมอลโตส

เอนไซม์ทั้งสองของคอมเพล็กซ์ยังสามารถไฮโดรไลซ์พันธะ-1,4-ไกลโคซิดิกในมอลโตสและมอลโตไตรโอส (ไตรแซ็กคาไรด์ที่มีกลูโคสตกค้างสามชนิดและเกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของแป้ง)

แม้ว่าคอมเพล็กซ์จะมีกิจกรรมมอลเตสค่อนข้างสูง แต่การไฮโดรไลซิส 80% ของมอลโตสที่เกิดขึ้นระหว่างการย่อยโอลิโกและโพลีแซ็กคาไรด์ ความจำเพาะหลักของมันยังคงเป็นการไฮโดรไลซิสของซูโครสและไอโซมอลโตส อัตราการไฮโดรไลซิสของพันธะไกลโคซิดิกซึ่งมากกว่า อัตราการไฮโดรไลซิสของพันธะในมอลโตสและมอลโตไตรโอส ในกรณีนี้ หน่วยย่อยซูเครสเป็นเอนไซม์ในลำไส้เพียงชนิดเดียวที่ไฮโดรไลซ์ซูโครส คอมเพล็กซ์มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นเป็นหลักในลำไส้เล็กส่วนต้นและส่วนปลายของลำไส้เนื้อหาของ sucrase-isomaltase complex ไม่มีนัยสำคัญ

5.2.3. ไกลโคอะไมเลสคอมเพล็กซ์สารเชิงซ้อนนี้ (EC 3.2.1.3 และ 3.2.1.20) ไฮโดรไลซ์ -1,4-ไกลโคซิดิกพันธะระหว่างกลูโคสที่ตกค้างในโอลิโกแซ็กคาไรด์ ลำดับกรดอะมิโนของไกลโคอะไมเลสคอมเพล็กซ์มีความคล้ายคลึงกัน 60% กับลำดับของซูเครส-ไอโซมัลเทสคอมเพล็กซ์ คอมเพล็กซ์ทั้งสองอยู่ในตระกูล 31 ของไกลโคซิลไฮโดรเลส เนื่องจากเป็น exoglycosidase เอนไซม์จึงออกฤทธิ์ตั้งแต่ปลายรีดิวซ์และยังสามารถสลายมอลโตสได้ด้วย โดยทำหน้าที่ในปฏิกิริยานี้เป็นมอลเตส (ในกรณีนี้ คอมเพล็กซ์ไกลโคอะไมเลสจะไฮโดรไลซ์ส่วนที่เหลืออีก 20% ​​ของมอลโตสที่เกิดขึ้นระหว่างการย่อยโอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์) สารเชิงซ้อนประกอบด้วยหน่วยย่อยตัวเร่งปฏิกิริยาสองหน่วยซึ่งมีความจำเพาะของสารตั้งต้นแตกต่างกันเล็กน้อย คอมเพล็กซ์จัดแสดงกิจกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในส่วนล่างของลำไส้เล็ก

5.2.4.  -ไกลโคซิเดสคอมเพล็กซ์ (แลคเตส)เอนไซม์ที่ซับซ้อนนี้จะไฮโดรไลซ์พันธะ-1,4-ไกลโคซิดิกระหว่างกาแลคโตสและกลูโคสในแลคโตส

ไกลโคโปรตีนสัมพันธ์กับขอบของแปรงและมีการกระจายไม่สม่ำเสมอทั่วลำไส้เล็ก เมื่ออายุมากขึ้น กิจกรรมแลคเตสจะลดลง: สูงสุดในทารก ในผู้ใหญ่จะน้อยกว่า 10% ของระดับกิจกรรมของเอนไซม์ที่แยกได้ในเด็ก

5.2.5. ทรีฮาเลส- เอนไซม์นี้ (EC 3.2.1.28) เป็นสารเชิงซ้อนไกลโคซิเดสที่ไฮโดรไลซ์พันธะระหว่างโมโนเมอร์ในทรีฮาโลส ซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่พบในเชื้อรา และประกอบด้วยกลูโคซิลเรซิดิวสองตัวที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกระหว่างอะตอมคาร์บอนอะโนเมอร์ตัวแรก

จากคาร์โบไฮเดรตในอาหารอันเป็นผลมาจากการกระทำของไกลโคไซด์ไฮโดรเลสทำให้เกิดโมโนแซ็กคาไรด์: กลูโคสฟรุกโตสกาแลคโตสในปริมาณมากและในระดับน้อยกว่า mannose ไซโลสอาราบิโนสซึ่งถูกดูดซึมโดยเซลล์เยื่อบุผิวของลำไส้เล็กส่วนต้นและ ileum และขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เหล่านี้โดยใช้กลไกพิเศษ

5.2.6. การลำเลียงโมโนแซ็กคาไรด์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เยื่อบุลำไส้การถ่ายโอนโมโนแซ็กคาไรด์เข้าสู่เซลล์ของเยื่อเมือกในลำไส้สามารถทำได้โดยการแพร่กระจายและการขนส่งที่อำนวยความสะดวก ในกรณีของการขนส่งแบบแอคทีฟ กลูโคสจะถูกขนส่งผ่านเมมเบรนพร้อมกับ Na + ไอออนโดยโปรตีนตัวพาหนึ่งตัว และสารเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับส่วนต่าง ๆ ของโปรตีนนี้ (รูปที่ 5.12) Na + ไอออนเข้าสู่เซลล์ตามการไล่ระดับความเข้มข้น และกลูโคส - เทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้น (การขนส่งแบบแอคทีฟทุติยภูมิ) ดังนั้น ยิ่งการไล่ระดับสีมากเท่าไร กลูโคสจะถูกถ่ายโอนเข้าสู่เอนเทอโรไซต์มากขึ้นเท่านั้น เมื่อความเข้มข้นของ Na + ในของเหลวนอกเซลล์ลดลง ปริมาณกลูโคสจะลดลง การไล่ระดับความเข้มข้นของ Na + ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ที่ใช้งานอยู่นั้นได้มาจากการกระทำของ Na + , K + -ATPase ซึ่งทำหน้าที่เป็นปั๊มที่สูบ Na + ออกจากเซลล์เพื่อแลกกับ K + ไอออน ในทำนองเดียวกันกาแลคโตสจะเข้าสู่ enterocytes ผ่านกลไกของการขนส่งแบบแอคทีฟรอง

ข้าว. 5.12. การเข้ามาของโมโนแซ็กคาไรด์เข้าสู่เอนเทอโรไซต์ SGLT1 เป็นตัวขนส่งกลูโคส/กาแลคโตสที่ขึ้นกับโซเดียมในเยื่อหุ้มเซลล์เยื่อบุผิว Na + , K + -ATPase บนเมมเบรนด้านข้างสร้างการไล่ระดับความเข้มข้นของโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนที่จำเป็นสำหรับการทำงานของ SGLT1 GLUT5 ลำเลียงฟรุกโตสเป็นส่วนใหญ่ผ่านเมมเบรนเข้าสู่เซลล์ GLUT2 บนเมมเบรน basolateral ลำเลียงกลูโคส กาแลคโตส และฟรุกโตสออกจากเซลล์ (ตาม)

ด้วยการขนส่งแบบแอคทีฟ enterocytes สามารถดูดซับกลูโคสได้เมื่อความเข้มข้นต่ำในลำไส้เล็ก ที่ความเข้มข้นสูงของกลูโคส จะเข้าสู่เซลล์ผ่านการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกโดยความช่วยเหลือของโปรตีนตัวพาพิเศษ (ตัวขนส่ง) ฟรุคโตสจะถูกขนส่งเข้าสู่เซลล์เยื่อบุผิวในลักษณะเดียวกัน

โมโนแซ็กคาไรด์เข้าสู่หลอดเลือดจาก enterocytes โดยส่วนใหญ่ผ่านการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก ครึ่งหนึ่งของกลูโคสจะถูกส่งผ่านเส้นเลือดฝอยของวิลลี่ไปตามหลอดเลือดดำพอร์ทัลไปยังตับ ครึ่งหนึ่งจะถูกส่งโดยเลือดไปยังเซลล์ของเนื้อเยื่ออื่นๆ

5.2.7. การขนส่งกลูโคสจากเลือดสู่เซลล์การเข้ามาของกลูโคสจากเลือดเข้าสู่เซลล์นั้นดำเนินการโดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกเช่น อัตราการขนส่งกลูโคสจะถูกกำหนดโดยการไล่ระดับความเข้มข้นของมันทั้งสองด้านของเมมเบรน ในเซลล์กล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมัน การอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายจะถูกควบคุมโดยฮอร์โมนอินซูลินในตับอ่อน ในกรณีที่ไม่มีอินซูลิน เยื่อหุ้มเซลล์จะไม่มีตัวขนส่งกลูโคส โปรตีนตัวพากลูโคส (ตัวขนส่ง) จากเม็ดเลือดแดง (GLUT1) ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 5.13 เป็นโปรตีนเมมเบรนที่ประกอบด้วยเรซิดิวของกรดอะมิโน 492 ตัวและมีโครงสร้างโดเมน สารตกค้างของกรดอะมิโนโพลาร์จะอยู่ที่ทั้งสองด้านของเมมเบรนส่วนที่ไม่ชอบน้ำจะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในเมมเบรนและข้ามหลายครั้ง ที่ด้านนอกของเมมเบรนจะมีจุดจับกับกลูโคส เมื่อกลูโคสจับกัน โครงสร้างของตัวขนส่งจะเปลี่ยนไป และตำแหน่งการจับกับโมโนแซ็กคาไรด์จะเปิดเข้าไปในเซลล์ กลูโคสเคลื่อนเข้าสู่เซลล์โดยแยกออกจากโปรตีนพาหะ

5.2.7.1. ตัวขนส่งกลูโคส: GLUT 1, 2, 3, 4, 5สารขนส่งกลูโคสพบได้ในเนื้อเยื่อทุกชนิด ซึ่งมีหลายสายพันธุ์ โดยเรียงตามลำดับการค้นพบ มีการอธิบาย GLUT ห้าประเภท โดยมีโครงสร้างหลักและการจัดระเบียบโดเมนที่คล้ายกัน

GLUT 1 ซึ่งอยู่ในสมอง รก ไต ลำไส้ใหญ่ และเซลล์เม็ดเลือดแดง จะส่งกลูโคสไปยังสมอง

GLUT 2 ลำเลียงกลูโคสจากอวัยวะที่หลั่งเข้าสู่กระแสเลือด ได้แก่ เอนเทอโรไซต์ ตับ และส่งไปยังเซลล์ β ของเกาะเล็กเกาะแลงเกอร์ฮานส์ในตับอ่อน

GLUT 3 พบได้ในเนื้อเยื่อหลายชนิด รวมถึงสมอง รก ไต และช่วยให้แน่ใจว่ากลูโคสมีการไหลเวียนไปยังเซลล์ของเนื้อเยื่อประสาท

GLUT 4 ลำเลียงกลูโคสไปยังเซลล์กล้ามเนื้อ (โครงกระดูกและหัวใจ) และเนื้อเยื่อไขมัน และขึ้นอยู่กับอินซูลิน

GLUT 5 พบได้ในเซลล์ของลำไส้เล็กและอาจขนส่งฟรุกโตสด้วย

ตัวขนส่งทั้งหมดสามารถอยู่ได้ทั้งในไซโตพลาสซึม

ข้าว. 5.13. โครงสร้างตัวพาโปรตีน (ตัวขนส่ง) ของกลูโคสจากเม็ดเลือดแดง (GLUT1) (ตาม)

ถุงของเซลล์และใน เมมเบรนพลาสม่า- ในกรณีที่ไม่มีอินซูลิน GLUT 4 จะอยู่ภายในเซลล์เท่านั้น ภายใต้อิทธิพลของอินซูลิน ถุงจะถูกส่งไปยังพลาสมาเมมเบรน รวมเข้ากับมันและ GLUT 4 จะถูกรวมเข้าไปในเมมเบรน หลังจากนั้นตัวขนย้ายจะอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายของกลูโคสเข้าสู่เซลล์ หลังจากที่ความเข้มข้นของอินซูลินในเลือดลดลง ตัวขนส่งจะกลับสู่ไซโตพลาสซึมและการขนส่งกลูโคสเข้าสู่เซลล์จะหยุดลง

มีการตรวจพบการรบกวนต่างๆ ในการทำงานของตัวขนส่งกลูโคส ด้วยข้อบกพร่องทางพันธุกรรมในโปรตีนขนส่งทำให้เกิดโรคเบาหวานที่ไม่พึ่งอินซูลิน นอกจากข้อบกพร่องของโปรตีนแล้ว ยังมีความผิดปกติอื่นๆ ที่เกิดจาก: 1) ข้อบกพร่องในการส่งสัญญาณอินซูลินเพื่อเคลื่อนย้ายตัวขนส่งไปยังเมมเบรน 2) ข้อบกพร่องในการเคลื่อนไหวของตัวขนส่ง 3) ข้อบกพร่องในการรวมโปรตีนเข้าไปในเมมเบรน , 4) การละเมิดการปลดออกจากเมมเบรน

5.2.8. อินซูลิน.สารประกอบนี้เป็นฮอร์โมนที่หลั่งออกมาจากเซลล์ β ของเกาะเล็กเกาะแลงเกอร์ฮานส์ในตับอ่อน อินซูลินเป็นโพลีเปปไทด์ที่ประกอบด้วยสายโพลีเปปไทด์สองสาย สายหนึ่งมีกรดอะมิโนตกค้าง 21 สาย (สาย A) และอีกสายหนึ่งมีสายกรดอะมิโนตกค้าง 30 สาย (สาย B) โซ่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไดซัลไฟด์สองตัว: A7-B7, A20-B19 ภายในสายโซ่ A จะมีพันธะไดซัลไฟด์ภายในโมเลกุลระหว่างสารตกค้างที่หกและสิบเอ็ด ฮอร์โมนสามารถมีอยู่ได้สองรูปแบบ: T และ R (รูปที่ 5.14)

ข้าว. 5.14. โครงสร้างเชิงพื้นที่ของรูปแบบโมโนเมอร์ของอินซูลิน: ก อินซูลินของสุกร, โครงสร้าง T, ข อินซูลินของมนุษย์ โครงสร้าง R (แสดง A-chain สีแดงสี, โซ่ B  สีเหลือง) (ตาม )

ฮอร์โมนสามารถมีอยู่ในรูปของโมโนเมอร์ ไดเมอร์ และเฮกซาเมอร์ ในรูปแบบเฮกซาเมอริก อินซูลินจะถูกทำให้เสถียรโดยซิงค์ไอออน ซึ่งสร้างพันธะประสานงานกับ His10 ของสาย B ของหน่วยย่อยทั้งหกหน่วย (รูปที่ 5.15)

อินซูลินของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความคล้ายคลึงกันอย่างมากในโครงสร้างหลักกับอินซูลินของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น ในอินซูลินของสุกรมีการทดแทนเพียงครั้งเดียว แทนที่จะเป็นทรีโอนีน กลับมีอะลานีนที่ปลายคาร์บอกซิลของสายโซ่ B; ในอินซูลินของวัวมีอะมิโนอีกสามชนิด กรดตกค้างเมื่อเปรียบเทียบกับอินซูลินของมนุษย์ การทดแทนที่พบบ่อยที่สุดเกิดขึ้นในตำแหน่ง 8, 9 และ 10 ของเชน A แต่ไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกิจกรรมทางชีวภาพของฮอร์โมน

การแทนที่ของกรดอะมิโนที่ตกค้างในตำแหน่งของพันธะไดซัลไฟด์ เรซิดิวที่ไม่ชอบน้ำในบริเวณปลาย C และ N ของสาย A และในบริเวณปลาย C ของสาย B นั้นหายากมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงความสำคัญของสิ่งเหล่านี้ ภูมิภาคในการสำแดงกิจกรรมทางชีวภาพของอินซูลิน สารตกค้าง Phe24 และ Phe25 ของ B-chain และสารตกค้างที่ปลาย C- และ N ของ A-chain มีส่วนร่วมในการก่อตัวของศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่ของฮอร์โมน

ข้าว. 5.15. โครงสร้างเชิงพื้นที่ของอินซูลินเฮกซาเมอร์ (R 6) (ตาม)

5.2.8.1. การสังเคราะห์อินซูลินอินซูลินถูกสังเคราะห์เป็นสารตั้งต้น คือ พรีโพรอินซูลิน ซึ่งมีกรดอะมิโนตกค้าง 110 ตัว บนโพลีไรโบโซมในเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกแบบหยาบ การสังเคราะห์ทางชีวภาพเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของเปปไทด์สัญญาณซึ่งแทรกซึมเข้าไปในรูของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและควบคุมการเคลื่อนที่ของโพลีเปปไทด์ที่กำลังเติบโต ในตอนท้ายของการสังเคราะห์ สัญญาณเปปไทด์ของกรดอะมิโน 24 ตัวที่ตกค้างจะถูกแยกออกจากพรีโปรอินซูลินเพื่อสร้างโปรอินซูลิน ซึ่งมีกรดอะมิโนตกค้าง 86 ตัว และถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องมือ Golgi ซึ่งอินซูลินจะสุกเพิ่มเติมในถังเก็บน้ำ โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรอินซูลินแสดงไว้ในรูปที่ 1 5.16.

ในระหว่างการเจริญเติบโตในระยะยาว ภายใต้การกระทำของ serine endopeptidases PC2 และ PC1/3 พันธะเปปไทด์ระหว่าง Arg64 และ Lys65 จะถูกแยกออกก่อน จากนั้นพันธะเปปไทด์ที่เกิดจาก Arg31 และ Arg32 จะถูกไฮโดรไลซ์ โดยที่ความแตกแยกของ C-peptide ประกอบด้วย มีกรดอะมิโนตกค้างถึง 31 ชนิด การเปลี่ยนโพรอินซูลินไปเป็นอินซูลินซึ่งมีกรดอะมิโนตกค้าง 51 ตัว จบลงด้วยการไฮโดรไลซิสของอาร์จินีนที่ตกค้างที่ปลาย N ของสาย A และปลาย C ของสาย B ภายใต้การกระทำของ carboxypeptidase E ซึ่งแสดงความจำเพาะที่คล้ายกัน ถึง carboxypeptidase B เช่นไฮโดรไลซ์พันธะเปปไทด์กลุ่มอิมิโนซึ่งเป็นของกรดอะมิโนหลัก (รูปที่ 5.17 และ 5.18)

ข้าว. 5.16. โครงสร้างเชิงพื้นที่ที่สันนิษฐานได้ของโพรอินซูลินในรูปแบบที่ส่งเสริมการสลายโปรตีน ลูกบอลสีแดงเน้นที่กรดอะมิโนตกค้าง (Arg64 และ Lys65; Arg31 และ Arg32) ซึ่งเป็นพันธะเปปไทด์ระหว่างกันซึ่งผ่านการไฮโดรไลซิสอันเป็นผลมาจากการประมวลผลของโพรอินซูลิน (ตาม)

อินซูลินและ C-เปปไทด์ในปริมาณที่เท่ากันจะเข้าสู่เม็ดหลั่ง โดยที่อินซูลินจะทำปฏิกิริยากับไอออนสังกะสี ทำให้เกิดไดเมอร์และเฮกซาเมอร์ เม็ดสารคัดหลั่งจะหลอมรวมกับพลาสมาเมมเบรนและหลั่งอินซูลินและซีเปปไทด์เข้าไปในของเหลวนอกเซลล์โดยกระบวนการเอ็กโซไซโทซิส ครึ่งชีวิตของอินซูลินในพลาสมาในเลือดคือ 3–10 นาที และครึ่งชีวิตของซีเปปไทด์คือประมาณ 30 นาที อินซูลินถูกทำลายโดยเอนไซม์อินซูลินเนส ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในตับและไต

5.2.8.2. การควบคุมการสังเคราะห์และการหลั่งอินซูลินตัวควบคุมหลักของการหลั่งอินซูลินคือกลูโคส ซึ่งควบคุมการแสดงออกของยีนอินซูลินและยีนของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญของตัวพาพลังงานพื้นฐาน กลูโคสสามารถจับกับปัจจัยการถอดรหัสได้โดยตรง ซึ่งมีผลโดยตรงต่ออัตราการแสดงออกของยีน อาจมีผลกระทบรองต่อการหลั่งอินซูลินและกลูคากอนเมื่อการปล่อยอินซูลินจากเม็ดหลั่งกระตุ้นการถอดรหัสอินซูลิน mRNA แต่การหลั่งอินซูลินขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไอออน Ca 2+ และลดลงเมื่อมีการขาดแม้จะมีกลูโคสที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งกระตุ้นการสังเคราะห์อินซูลิน นอกจากนี้ อะดรีนาลีนจะยับยั้งเมื่อจับกับตัวรับ  2 ตัว สารกระตุ้นการหลั่งอินซูลิน ได้แก่ ฮอร์โมนการเจริญเติบโต, คอร์ติซอล, เอสโตรเจน และฮอร์โมนในทางเดินอาหาร (ซีเครติน, คอเลซิสโตไคนิน, เปปไทด์ยับยั้งกระเพาะอาหาร)

ข้าว. 5.17. การสังเคราะห์และการประมวลผลพรีโปรอินซูลิน (ตาม)

การหลั่งอินซูลินโดยเซลล์ β ของเกาะเล็กเกาะแลงเกอร์ฮานส์เพื่อตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดเกิดขึ้นดังนี้:

ข้าว. 5.18. การประมวลผลโปรอินซูลินไปเป็นอินซูลินโดยการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์ระหว่าง Arg64 และ Lys65 เร่งปฏิกิริยาโดยซีรีนเอนโดเพปทิเดส PC2 และความแตกแยกของพันธะเปปไทด์ระหว่าง Arg31 และ Arg32 โดยซีรีนเอนโดเพปทิเดส PC1/3 การแปลงจะสิ้นสุดลงด้วยความแตกแยกของอาร์จินีนที่ตกค้างที่ ปลาย N ของสาย A และปลาย C-สาย B ภายใต้การกระทำของคาร์บอกซีเพปติเดส E (เรซิดิวอาร์จินีนที่แยกออกได้จะแสดงเป็นวงกลม) อันเป็นผลมาจากการประมวลผลนอกเหนือจากอินซูลินแล้ว C-peptide ก็ถูกสร้างขึ้น (ตาม)

1) กลูโคสถูกขนส่งเข้าสู่เซลล์ β โดยโปรตีนตัวขนส่ง GLUT 2

2) ในเซลล์ กลูโคสจะผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสและถูกออกซิไดซ์เพิ่มเติมในวงจรการหายใจเพื่อสร้าง ATP ความเข้มข้นของการสังเคราะห์ ATP ขึ้นอยู่กับระดับกลูโคสในเลือด

3) ภายใต้อิทธิพลของ ATP ช่องโพแทสเซียมไอออนจะปิดและเมมเบรนจะเปลี่ยนขั้ว

4) การเปลี่ยนขั้วของเมมเบรนทำให้เกิดการเปิดช่องแคลเซียมที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าและการเข้าสู่แคลเซียมในเซลล์

5) การเพิ่มขึ้นของระดับแคลเซียมในเซลล์จะกระตุ้นการทำงานของฟอสโฟไลเปส C ซึ่งจะสลายหนึ่งในเมมเบรนฟอสโฟไลปิด - ฟอสฟาติดิลโนซิทอล-4,5-ไดฟอสเฟต - ให้เป็นอิโนซิทอล-1,4,5-ไตรฟอสเฟตและไดอะซิลกลีเซอรอล;

6) อิโนซิทอลไตรฟอสเฟตซึ่งจับกับโปรตีนตัวรับของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมทำให้ความเข้มข้นของแคลเซียมในเซลล์ที่ถูกผูกไว้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การปล่อยอินซูลินที่สังเคราะห์ไว้ล่วงหน้าที่เก็บไว้ในเม็ดหลั่ง

5.2.8.3. กลไกการออกฤทธิ์ของอินซูลินผลกระทบหลักของอินซูลินต่อกล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันคือการเพิ่มการขนส่งกลูโคสผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ การกระตุ้นด้วยอินซูลินทำให้อัตราการนำกลูโคสเข้าสู่เซลล์เพิ่มขึ้น 20-40 เท่า เมื่อกระตุ้นโดยอินซูลินปริมาณโปรตีนขนส่งกลูโคสในพลาสมาเมมเบรนจะเพิ่มขึ้น 5-10 เท่าในขณะที่เนื้อหาในสระในเซลล์ลดลง 50-60% พร้อมกัน ปริมาณพลังงานที่ต้องการในรูปของ ATP จำเป็นต่อการกระตุ้นตัวรับอินซูลินเป็นหลัก ไม่ใช่สำหรับฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีนขนส่ง การกระตุ้นการขนส่งกลูโคสจะเพิ่มการใช้พลังงาน 20-30 เท่า ในขณะที่ต้องใช้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นในการเคลื่อนย้ายตัวขนส่งกลูโคส การเคลื่อนย้ายตัวขนส่งกลูโคสไปยังเยื่อหุ้มเซลล์สังเกตได้ภายในไม่กี่นาทีหลังจากอันตรกิริยาของอินซูลินกับตัวรับ และผลการกระตุ้นเพิ่มเติมของอินซูลินมีความจำเป็นในการเร่งหรือรักษากระบวนการหมุนเวียนของโปรตีนตัวขนส่ง

อินซูลินก็เหมือนกับฮอร์โมนอื่นๆ ที่ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ผ่านทางโปรตีนของตัวรับที่เกี่ยวข้อง ตัวรับอินซูลินเป็นโปรตีนอินทิกรัลเชิงซ้อนของเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยหน่วยย่อย α สองหน่วย (130 kDa) และหน่วยย่อย α สองหน่วย (95 kDa) อันแรกตั้งอยู่นอกเซลล์ทั้งหมดบนพื้นผิวของมัน ส่วนอันหลังเจาะทะลุพลาสมาเมมเบรน

ตัวรับอินซูลินคือ tetramer ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยαนอกเซลล์สองตัวที่ทำปฏิกิริยากับฮอร์โมนและเชื่อมต่อกันด้วยสะพานไดซัลไฟด์ระหว่างซีสเตอีน 524 และแฝดสาม Cys682, Cys683, Cys685 ของทั้งสองหน่วยย่อยα (ดูรูปที่ 5.19, ก) และหน่วยย่อยของทรานส์เมมเบรน  สองยูนิตที่แสดงการออกฤทธิ์ของไทโรซีนไคเนส ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยตัวเชื่อมไดซัลไฟด์ระหว่าง Cys647 () และ Cys872 สายโซ่โพลีเปปไทด์ของหน่วยย่อยαที่มีน้ำหนักโมเลกุล 135 kDa ประกอบด้วยอะมิโน 719 ตัว

ข้าว. 5.19. โครงสร้างของตัวรับอินซูลิน dimer: ก- โครงสร้างโมดูลาร์ของตัวรับอินซูลิน ที่ด้านบนสุดคือหน่วยย่อย α ที่เชื่อมต่อกันด้วยบริดจ์ไดซัลไฟด์ Cys524, Cys683-685 และประกอบด้วยหกโดเมน: สองโดเมนที่มีลิวซีนซ้ำ L1 และ L2, CR บริเวณที่มีซิสเทอีนอุดม และโดเมนไฟโบรเนกตินสามโดเมนประเภท III Fn o, Fn 1, ID (โดเมนจดทะเบียน) . ด้านล่าง - หน่วยย่อย  เชื่อมต่อกับหน่วยย่อย  โดยสะพานไดซัลไฟด์ Cys647Cys872 และประกอบด้วยเจ็ดโดเมน: ID โดเมนไฟโบเนคตินสามโดเมน, Fn 1 และ Fn 2, โดเมนทรานส์เมมเบรน TM, โดเมนที่อยู่ติดกับเมมเบรน JM, ไทโรซีน โดเมนไคเนส TK, ปลาย C ST; ข การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของตัวรับ ไดเมอร์ตัวหนึ่งจะแสดงเป็นสี ส่วนอีกตัวเป็นสีขาว A คือลูปกระตุ้นที่อยู่ตรงข้ามกับตำแหน่งที่มีผลผูกพันกับฮอร์โมน X (สีแดง) คือส่วนเทอร์มินัล C ของหน่วยย่อย α, X (สีดำ) เป็นส่วน N-terminal ของหน่วยย่อยα, ลูกบอลสีเหลือง 1,2,3 - พันธะไดซัลไฟด์ระหว่างซิสเทอีนที่ตกค้างที่ตำแหน่ง 524, 683-685, 647-872 (ตาม)

สารตกค้างที่เป็นกรดและประกอบด้วยหกโดเมน: สองโดเมน L1 และ L2 ที่มีลิวซีนซ้ำ, CR ของบริเวณที่อุดมด้วยซิสเตอีน, โดยที่ศูนย์จับอินซูลินถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น, และโดเมนไฟโบรเนคตินสามโดเมนประเภท III Fno, Fn 1, Ins (โดเมนการแทรก) ( ดูรูปที่ 5.18) หน่วยย่อย  ประกอบด้วยเรซิดิวกรดอะมิโน 620 ตัว มีน้ำหนักโมเลกุล 95 kDa และประกอบด้วยเจ็ดโดเมน: ID โดเมนไฟโบรเนกตินสามโดเมน, Fn 1 และ Fn 2, โดเมนทรานส์เมมเบรน TM, โดเมน JM ที่อยู่ติดกับเมมเบรน, โดเมนไทโรซีนไคเนส TK และเทอร์มินัล C ST มีตำแหน่งจับอินซูลินบนตัวรับสองตำแหน่ง: ตำแหน่งหนึ่งมีความสัมพันธ์สูง อีกตำแหน่งหนึ่งมีความสัมพันธ์ต่ำ ในการส่งสัญญาณฮอร์โมนเข้าสู่เซลล์ อินซูลินจะต้องจับกับศูนย์กลางความสัมพันธ์สูง ศูนย์กลางนี้เกิดจากการรวมตัวของอินซูลินจากโดเมน L1, L2 และ CR ของหน่วยย่อย α หนึ่งหน่วยและโดเมนไฟโบรเนคตินของอีกโดเมนหนึ่ง ในขณะที่การจัดเรียงหน่วยย่อย α อยู่ตรงข้ามกัน ดังแสดงในรูปที่ 1 5.19, กับ.

ในกรณีที่ไม่มีอันตรกิริยาระหว่างอินซูลินกับตำแหน่งที่มีความสัมพันธ์สูงของตัวรับ หน่วยย่อย α จะถูกย้ายออกจากหน่วยย่อย β โดยส่วนที่ยื่นออกมา (ลูกเบี้ยว) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโดเมน CR ซึ่งป้องกันการสัมผัสของลูปการเปิดใช้งาน (A-loop) ของโดเมนไทโรซีนไคเนสของหน่วยย่อย β หนึ่งหน่วยพร้อมไซต์ฟอสโฟรีเลชั่นบนหน่วยย่อย β อีกหน่วย (รูปที่ 5.20, ข- เมื่ออินซูลินจับกับศูนย์กลางความสัมพันธ์สูงของตัวรับอินซูลิน โครงสร้างของตัวรับจะเปลี่ยนไป การยื่นออกมาไม่ขัดขวางการเข้าใกล้ของหน่วยย่อย α- และ β อีกต่อไป ลูปการเปิดใช้งานของโดเมน TK จะโต้ตอบกับไซต์ไทโรซีน ฟอสโฟรีเลชั่น บนโดเมน TK ตรงข้าม ทรานส์ฟอสโฟรีเลชั่นของหน่วยย่อย β เกิดขึ้นที่ไทโรซีนตกค้างเจ็ดตัว: ลูปการเปิดใช้งาน Y1158, Y1162, Y1163 (นี่คือโดเมนการควบคุมไคเนส), โดเมน Y1328, Y1334 CT, โดเมน Y965, Y972 JM (รูปที่ 5.20, ก) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมไทโรซีนไคเนสของตัวรับ ที่ตำแหน่ง 1,030 ของ TC มีไลซีนตกค้างซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตำแหน่งออกฤทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยา - ศูนย์กลางการจับกับ ATP การแทนที่ไลซีนนี้ด้วยกรดอะมิโนอื่นๆ จำนวนมากโดยการกลายพันธุ์ที่มุ่งตรงไปที่ไซต์ จะยกเลิกการทำงานของไทโรซีนไคเนสของตัวรับอินซูลิน แต่ไม่ทำให้การจับกับอินซูลินลดลง อย่างไรก็ตาม การแนบอินซูลินกับตัวรับดังกล่าวไม่มีผลกระทบใดๆ ต่อการเผาผลาญและการแพร่กระจายของเซลล์ ในทางกลับกัน ฟอสโฟรีเลชั่นของซีรีน-ทรีโอนีนที่ตกค้าง จะลดความสัมพันธ์กับอินซูลินและลดการทำงานของไทโรซีนไคเนส

รู้จักสารตั้งต้นของตัวรับอินซูลินหลายชนิด: IRS-1 (สารตั้งต้นของตัวรับอินซูลิน), IRS-2, โปรตีนของตระกูล STAT (ตัวแปลงสัญญาณและตัวกระตุ้นของการถอดรหัส - ตัวพาสัญญาณและตัวกระตุ้นการถอดรหัสจะถูกกล่าวถึงโดยละเอียดในส่วนที่ 4 “พื้นฐานทางชีวเคมี” ของปฏิกิริยาการป้องกัน”)

IRS-1 เป็นโปรตีนไซโตพลาสซึมที่จับกับฟอสโฟรีเลชั่นไทโรซีนของตัวรับอินซูลิน TK ที่มีโดเมน SH2 และถูกฟอสโฟรีเลชั่นโดยไทโรซีนไคเนสของตัวรับทันทีหลังจากการกระตุ้นด้วยอินซูลิน ระดับของฟอสโฟรีเลชั่นของสารตั้งต้นจะกำหนดการเพิ่มหรือลดการตอบสนองของเซลล์ต่ออินซูลิน ความกว้างของการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ และความไวต่อฮอร์โมน ความเสียหายต่อยีน IRS-1 อาจทำให้เกิดโรคเบาหวานที่ต้องพึ่งอินซูลิน สายโซ่เปปไทด์ IRS-1 มีกรดอะมิโนตกค้างประมาณ 1,200 ตัว ศูนย์ไทโรซีนฟอสโฟรีเลชั่นที่มีศักยภาพ 20-22 แห่ง และศูนย์ฟอสโฟรีเลชั่นซีรีน-ทรีโอนีนประมาณ 40 แห่ง

ข้าว. 5.20. แผนภาพแบบง่ายของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเมื่ออินซูลินจับกับตัวรับอินซูลิน: ก การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวรับอันเป็นผลมาจากการจับกับฮอร์โมนที่ศูนย์กลางความสัมพันธ์สูงทำให้เกิดการกระจัดของส่วนที่ยื่นออกมา ทำให้หน่วยย่อยเข้ามาใกล้กันมากขึ้น และทรานส์ฟอสโฟรีเลชั่นของโดเมน TK ข ในกรณีที่ไม่มีอันตรกิริยาของอินซูลินกับตำแหน่งการจับที่มีสัมพรรคภาพสูงบนตัวรับอินซูลิน ส่วนยื่น (ลูกเบี้ยว) จะป้องกันการเข้าใกล้ของหน่วยย่อย α- และ β และทรานสฟอสโฟรีเลชั่นของโดเมน TK A-loop - ลูปการเปิดใช้งานของโดเมน TK, หมายเลข 1 และ 2 ในวงกลม - พันธะไดซัลไฟด์ระหว่างหน่วยย่อย, TK - โดเมนไทโรซีนไคเนส, C - จุดศูนย์กลางตัวเร่งปฏิกิริยาของ TK, ชุดที่ 1 และชุดที่ 2 - ลำดับกรดอะมิโนของ α- หน่วยย่อยที่ก่อให้เกิดความสัมพันธ์สูงต่อตัวรับอินซูลิน (ตาม)

ฟอสโฟรีเลชั่นของ IRS-1 ที่ไทโรซีนตกค้างหลายชนิดทำให้มีความสามารถในการจับกับโปรตีนที่มีโดเมน SH2: ไทโรซีนฟอสฟาเตส syp, หน่วยย่อย p85 ของ PI-3-ไคเนส (ฟอสฟาติดิลโนซิทอล 3-ไคเนส), อะแดปเตอร์โปรตีน Grb2, โปรตีนไทโรซีนฟอสฟาเตส SH-PTP2 , ฟอสโฟไลเปส C , GAP (ตัวกระตุ้นของโปรตีนที่จับกับ GTP ขนาดเล็ก) อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของ IRS-1 กับโปรตีนที่คล้ายกันทำให้เกิดสัญญาณดาวน์สตรีมหลายสัญญาณ

ข้าว. 5.21. การเคลื่อนย้ายโปรตีนขนส่งกลูโคส GLUT 4 ในกล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันจากไซโตพลาสซึมไปยังพลาสมาเมมเบรนภายใต้อิทธิพลของอินซูลิน ปฏิกิริยาระหว่างอินซูลินกับตัวรับทำให้เกิดฟอสโฟรีเลชั่นของสารตั้งต้นตัวรับอินซูลิน (IRS) ซึ่งจับกับ PI-3-ไคเนส (PI3K) ซึ่งกระตุ้นการสังเคราะห์ฟอสโฟไลปิด ฟอสฟาติดิลโนซิทอล-3,4,5-ไตรฟอสเฟต (PtdIns(3 ,4,5)ป 3) สารประกอบหลังโดยการจับกับโดเมนเพล็กสทริน (PH) จะระดมโปรตีนไคเนส PDK1, PDK2 และ PKB ไปยังเยื่อหุ้มเซลล์ PDK1 ฟอสโฟรีเลท PKB ที่ Thr308 กำลังเปิดใช้งาน PKB ฟอสโฟรีเลตเชื่อมโยงกับถุงที่มี GLUT 4 ทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายไปยังพลาสมาเมมเบรน ส่งผลให้การขนส่งกลูโคสเข้าสู่กล้ามเนื้อและเซลล์ไขมันเพิ่มขึ้น (ตาม)

ฟอสโฟไลเปส C ถูกกระตุ้นโดยฟอสโฟรีเลชั่น IRS-1 ไฮโดรไลซ์เยื่อหุ้มเซลล์ฟอสโฟไลปิด ฟอสฟาติดิลโนซิทอล 4,5-ไดฟอสเฟต เพื่อสร้างตัวส่งสารสองวินาที: อิโนซิทอล 3,4,5-ไตรฟอสเฟต และไดอะซิลกลีเซอรอล Inositol-3,4,5-triphosphat ซึ่งทำหน้าที่ในช่องไอออนของ reticulum เอนโดพลาสมิกจะปล่อยแคลเซียมออกมา Diacylglycerol ทำหน้าที่ใน Calmodulin และโปรตีนไคเนส C ซึ่งฟอสโฟรีเลทของสารตั้งต้นต่าง ๆ นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของระบบเซลล์

นอกจากนี้ IRS-1 ที่ได้รับฟอสโฟรีเลชั่นยังกระตุ้น PI-3-ไคเนส ซึ่งกระตุ้นการเกิดฟอสโฟรีเลชั่นของฟอสฟาติดิลโนซิทอล, ฟอสฟาติดิลโนซิทอล-4-ฟอสเฟต และฟอสฟาติดิลโนซิทอล-4,5-ไดฟอสเฟตที่ตำแหน่ง 3 เพื่อสร้างฟอสฟาติดิลลิโนซิทอล-3-ฟอสเฟต, ฟอสฟาติดิลลิโนซิทอล-3,4-ไดฟอสเฟต และฟอสฟาติดิลโนซิทอล ตามลำดับ -3,4,5-ไตรฟอสเฟต

PI-3-ไคเนสเป็นเฮเทอโรไดเมอร์ที่มีหน่วยย่อยควบคุม (p85) และตัวเร่งปฏิกิริยา (p110) หน่วยย่อยด้านกฎระเบียบมีสองโดเมน SH2 และโดเมน SH3 ดังนั้น PI-3-kinase จึงผูกกับ IRS-1 ด้วยความสัมพันธ์สูง อนุพันธ์ของฟอสฟาติดิลโนซิทอลที่เกิดขึ้นในเมมเบรน โดยมีฟอสโฟรีเลชั่นที่ตำแหน่ง 3 จับโปรตีนที่มีโดเมนที่เรียกว่าเพล็กสทริน (PH) (โดเมนแสดงความสัมพันธ์สูงกับฟอสฟาติดิลโนซิทอล-3-ฟอสเฟต): โปรตีนไคเนส PDK1 (ไคเนสที่ขึ้นกับฟอสฟาติดิลโนซิไทด์), โปรตีนไคเนส บี (พีเคบี)

โปรตีนไคเนส B (PKB) ประกอบด้วยสามโดเมน: เพล็กสทรินที่ปลาย N, ตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนกลาง และกฎข้อบังคับที่ปลาย C โดเมน pleckstrin จำเป็นสำหรับการเปิดใช้งาน PKB เมื่อจับกันผ่านโดเมนเพล็กสทรินใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ PKB จะเข้าใกล้โปรตีนไคเนส PDK1 ซึ่งผ่าน

โดเมนเพล็กสทรินของมันยังถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ PDK1 ฟอสโฟรีเลท Thr308 ของโดเมนไคเนส PKV ส่งผลให้เกิดการกระตุ้น PKV เปิดใช้งาน PKB phosphorylates glycogen synthase kinase 3 (ที่ Ser9) ทำให้เกิดการหยุดการทำงานของเอนไซม์และด้วยเหตุนี้กระบวนการสังเคราะห์ไกลโคเจน PI-3-ฟอสเฟต-5-ไคเนสยังเป็นฟอสโฟรีเลชั่นซึ่งทำหน้าที่ในถุงซึ่งโปรตีนการขนส่งของ GLUT 4 จะถูกเก็บไว้ในไซโตพลาสซึมของ adipocytes ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของตัวขนส่งกลูโคสไปยังเยื่อหุ้มเซลล์รวมเข้ากับมันและการถ่ายโอนเมมเบรนของกลูโคสเข้าไป เซลล์กล้ามเนื้อและไขมัน ( รูปที่ 5.21).

อินซูลินไม่เพียงส่งผลต่อการไหลของกลูโคสเข้าสู่เซลล์ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่ง GLUT 4 เท่านั้น อินซูลินยังเกี่ยวข้องกับการควบคุมการเผาผลาญกลูโคส ไขมัน กรดอะมิโน ไอออน ในการสังเคราะห์โปรตีน และมีอิทธิพลต่อกระบวนการของ การจำลองและการถอดความ

อิทธิพลต่อการเผาผลาญกลูโคสในเซลล์นั้นดำเนินการโดยการกระตุ้นกระบวนการไกลโคไลซิสโดยการเพิ่มกิจกรรมของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้: กลูโคไคเนส, ฟอสโฟฟรุกโตไคเนส, ไพรูเวตไคเนส, เฮกโซไคเนส อินซูลินผ่านน้ำตกอะดีนีเลตไซโคลจะกระตุ้นฟอสฟาเตสซึ่งดีฟอสโฟรีเลทจะสังเคราะห์ไกลโคเจนซินเทสซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นการสังเคราะห์ไกลโคเจน (รูปที่ 5.22) และการยับยั้งกระบวนการสลายของมัน โดยการยับยั้ง phosphoenolpyruvate carboxykinase อินซูลินจะยับยั้งกระบวนการสร้างกลูโคโนเจเนซิส

ข้าว. 5.22. แผนการสังเคราะห์ไกลโคเจน

ในตับและเนื้อเยื่อไขมันภายใต้อิทธิพลของอินซูลิน การสังเคราะห์ไขมันจะถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นเอนไซม์: acetylCoA carboxylase, lipoprotein lipase ในเวลาเดียวกันการสลายไขมันจะถูกยับยั้งเนื่องจากฟอสฟาเตสที่กระตุ้นอินซูลิน, ไตรอะซิลกลีเซอรอลไลเปสที่ไวต่อฮอร์โมน dephosphorylating ยับยั้งเอนไซม์นี้และความเข้มข้นของการไหลเวียนในเลือด กรดไขมันลดลง

ในตับ เนื้อเยื่อไขมัน กล้ามเนื้อโครงร่างอินซูลินหัวใจส่งผลต่ออัตราการถอดรหัสยีนมากกว่าร้อยยีน

5.2.9. กลูคากอน.เพื่อตอบสนองต่อความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดที่ลดลงเซลล์αของเกาะเล็กเกาะ Langerhans ของตับอ่อนจึงผลิต "ฮอร์โมนความหิว" - กลูคากอนซึ่งเป็นโพลีเปปไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 3,485 Da ประกอบด้วย 29 กรดอะมิโนตกค้าง

การออกฤทธิ์ของกลูคากอนนั้นตรงกันข้ามกับผลของอินซูลิน อินซูลินส่งเสริมการกักเก็บพลังงานโดยการกระตุ้นไกลโคเจเนซิส การสร้างไลโปเจเนซิส และการสังเคราะห์โปรตีน และกลูคากอนโดยการกระตุ้นไกลโคเจโนไลซิสและการสลายไขมัน ทำให้เกิดการระดมแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพอย่างรวดเร็ว

ข้าว. 5.23. โครงสร้างของ proglucagon ของมนุษย์และการประมวลผลเฉพาะเนื้อเยื่อของ proglucagon ให้เป็นเปปไทด์ที่ได้มาจาก proglucagon: ในตับอ่อน glucagon และ MPGF (ส่วนของนายกเทศมนตรี proglucagon) ถูกสร้างขึ้นจาก proglucagon; ในเซลล์ neuroendocrine ของลำไส้และบางส่วนของระบบประสาทส่วนกลาง, glycentin, oxyntomodulin, GLP-1 (เปปไทด์ที่ได้มาจาก proglucagon), GLP-2, เปปไทด์ระดับกลางสองตัว (เปปไทด์แทรกแซง - IP), GRPP - ตับอ่อนที่เกี่ยวข้องกับไกลเซนติน โพลีเปปไทด์ (โพลีเปปไทด์จากตับอ่อน - อนุพันธ์ไกลเซนติน) (ตาม)

ฮอร์โมนถูกสังเคราะห์โดยเซลล์αของเกาะเล็กเกาะ Langerhans ของตับอ่อนเช่นเดียวกับในเซลล์ neuroendocrine ของลำไส้และในระบบประสาทส่วนกลางในรูปแบบของสารตั้งต้นที่ไม่ได้ใช้งาน - proglucagon (น้ำหนักโมเลกุล 9,000 Da) มีกรดอะมิโนตกค้าง 180 ตัวและอยู่ระหว่างการประมวลผลโดยใช้คอนเวอร์เทส 2 และสร้างเปปไทด์หลายตัวที่มีความยาวต่างกันรวมถึงกลูคากอนและเปปไทด์คล้ายกลูคากอนสองตัว (กลูคากอนเหมือนเปปไทด์ - GLP-1, GLP-2, ไกลเซนติน) (รูปที่ 5.23) กลูคากอนที่ตกค้างของกรดอะมิโน 14 จาก 27 ชนิดนั้นเหมือนกับในโมเลกุลของฮอร์โมนอื่นของระบบทางเดินอาหาร - สารคัดหลั่ง

เพื่อให้กลูคากอนจับกับตัวรับของเซลล์ที่ตอบสนองต่อมัน จำเป็นต้องมีความสมบูรณ์ของลำดับ 1–27 จากปลาย N บทบาทสำคัญสารฮิสทิดีนที่ตกค้างอยู่ที่ปลาย N มีบทบาทในการสำแดงผลของฮอร์โมน และส่วนที่ 20-27 มีบทบาทในการจับกับตัวรับ

ในพลาสมาของเลือด กลูคากอนไม่จับกับโปรตีนในการขนส่งใดๆ เลย ครึ่งชีวิตของมันอยู่ที่ 5 นาที และในตับจะถูกทำลายโดยโปรตีเอสเนส และการสลายจะเริ่มจากการแตกแยกของพันธะระหว่าง Ser2 และ Gln3 และการกำจัดของ ไดเปปไทด์จากปลายเอ็น

การหลั่งกลูคากอนถูกระงับโดยกลูโคส แต่ถูกกระตุ้นด้วยอาหารที่มีโปรตีน GLP-1 ยับยั้งการหลั่งกลูคากอนและกระตุ้นการหลั่งอินซูลิน

กลูคากอนมีผลเฉพาะกับเซลล์ตับและเซลล์ไขมันที่มีตัวรับในพลาสมาเมมเบรน ในเซลล์ตับ โดยการจับกับตัวรับบนพลาสมาเมมเบรน กลูคากอนผ่านโปรตีน G จะกระตุ้นอะดีนิเลตไซคลอสซึ่งกระตุ้นการก่อตัวของแคมป์ซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของฟอสโฟรีเลสซึ่งเร่งการสลายไกลโคเจนและการยับยั้ง การสังเคราะห์ไกลโคเจนและการยับยั้งการสร้างไกลโคเจน กลูคากอนกระตุ้นการสร้างกลูโคโนเจเนซิสโดยกระตุ้นการสังเคราะห์เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้: กลูโคส-6-ฟอสฟาเตส, ฟอสโฟอีนอลไพรูเวตคาร์บอกซีไคเนส, ฟรุกโตส-1,6-บิฟอสฟาเตส ผลโดยรวมของกลูคากอนในตับจะลดลงส่งผลให้การผลิตกลูโคสเพิ่มขึ้น

ในเซลล์ไขมัน ฮอร์โมนยังใช้อะดีนีเลตไซคเลสคาสเคด กระตุ้นการทำงานของไลเปสไตรเอซิลกลีเซอรอลที่ไวต่อฮอร์โมน และกระตุ้นการสลายไขมัน กลูคากอนเพิ่มการหลั่งของ catecholamines โดยไขกระดูกต่อมหมวกไต ด้วยการมีส่วนร่วมในการใช้ปฏิกิริยา "สู้หรือหนี" กลูคากอนจะเพิ่มความพร้อมของสารตั้งต้นพลังงาน (กลูโคส, กรดไขมันอิสระ) สำหรับกล้ามเนื้อโครงร่าง และเพิ่มปริมาณเลือดไปยังกล้ามเนื้อโครงร่างโดยเพิ่มการทำงานของหัวใจ

กลูคากอนไม่มีผลต่อไกลโคเจนของกล้ามเนื้อโครงร่างเนื่องจากไม่มีตัวรับกลูคากอนเกือบทั้งหมด ฮอร์โมนทำให้การหลั่งอินซูลินเพิ่มขึ้นจากเซลล์ β ของตับอ่อนและการยับยั้งการทำงานของอินซูลิน

5.2.10. การควบคุมการเผาผลาญไกลโคเจนการสะสมของกลูโคสในร่างกายในรูปของไกลโคเจนและการสลายของกลูโคสนั้นสอดคล้องกับความต้องการพลังงานของร่างกาย ทิศทางของกระบวนการเมแทบอลิซึมของไกลโคเจนถูกควบคุมโดยกลไกที่ขึ้นอยู่กับการกระทำของฮอร์โมน: ในตับของอินซูลิน, กลูคากอนและอะดรีนาลีน, ในกล้ามเนื้อของอินซูลินและอะดรีนาลีน กระบวนการสลับของการสังเคราะห์หรือการสลายไกลโคเจนเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจากช่วงดูดซับไปเป็นช่วงหลังการดูดซึมหรือเมื่อเปลี่ยนจากสถานะพักเป็นการทำงานทางกายภาพ

5.2.10.1. การควบคุมกิจกรรมของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสและไกลโคเจนซินเทสเมื่อความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดเปลี่ยนไป การสังเคราะห์และการหลั่งอินซูลินและกลูคากอนจะเกิดขึ้น ฮอร์โมนเหล่านี้ควบคุมกระบวนการสังเคราะห์และการสลายไกลโคเจน ซึ่งส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์สำคัญของกระบวนการเหล่านี้ ได้แก่ ไกลโคเจนซินเทสและไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสผ่านฟอสโฟรีเลชั่น-ดีฟอสโฟรีเลชั่น

ข้าว. 5.24 การกระตุ้นไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลสโดยวิธีฟอสโฟรีเลชั่นของสารตกค้าง Ser14 โดยใช้ไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลสไคเนส และการยับยั้งโดยฟอสฟาเตสเร่งปฏิกิริยาดีฟอสโฟรีเลชั่นของสารตกค้างในซีรีน (ตาม)

เอนไซม์ทั้งสองมีอยู่สองรูปแบบ: ฟอสโฟรีเลเตด (แอคทีฟไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส กและไกลโคเจนซินเทสที่ไม่ใช้งาน) และดีฟอสโฟรีเลเต็ด (ฟอสโฟรีเลสที่ไม่ใช้งาน ขและแอคทีฟไกลโคเจนซินเทส) (รูปที่ 5.24 และ 5.25) ฟอสโฟรีเลชั่นดำเนินการโดยไคเนสที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนของฟอสเฟตที่ตกค้างจาก ATP ไปยังซีรีนที่ตกค้าง และดีฟอสโฟรีเลชั่นจะถูกเร่งโดยฟอสโฟโปรตีนฟอสฟาเตส กิจกรรมไคเนสและฟอสฟาเตสยังถูกควบคุมโดยฟอสโฟรีเลชั่น-ดีฟอสโฟรีเลชั่น (ดูรูปที่ 5.25)

ข้าว. 5.25. การควบคุมกิจกรรมการสังเคราะห์ไกลโคเจน เอนไซม์ถูกกระตุ้นโดยการกระทำของฟอสโฟโปรตีน ฟอสฟาเตส (PP1) ซึ่งจะทำให้ฟอสโฟรีเลทที่ตกค้างของฟอสโฟซีรีนสามตัวใกล้กับปลาย C ในไกลโคเจนซินเทส ไกลโคเจนซินเทสไคเนส 3 (GSK3) ซึ่งกระตุ้นฟอสโฟรีเลชั่นของซีรีนที่ตกค้างสามชนิดในไกลโคเจนซินเทส ยับยั้งการสังเคราะห์ไกลโคเจนและถูกกระตุ้นโดยฟอสโฟรีเลชั่นโดยเคซีนไคเนส (CKII) อินซูลิน กลูโคส และกลูโคส-6-ฟอสเฟตกระตุ้นการทำงานของฟอสโฟโปรตีน ฟอสฟาเตส ในขณะที่กลูคากอนและอะดรีนาลีน (เอพิเนฟริน) ยับยั้ง อินซูลินยับยั้งการทำงานของไกลโคเจนซินเทสไคเนส 3 (ตาม)

โปรตีนไคเนส A (PKA) ที่ขึ้นกับแคมป์ ฟอสโฟรีเลทกับฟอสโฟรีเลสไคเนส เปลี่ยนเป็นสถานะแอคทีฟ ซึ่งในทางกลับกัน ฟอสโฟรีเลทจะกลายเป็นไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลส การสังเคราะห์แคมป์ถูกกระตุ้นโดยอะดรีนาลีนและกลูคากอน

อินซูลินผ่านน้ำตกที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน Ras (วิถีการส่งสัญญาณ Ras) กระตุ้นการทำงานของโปรตีนไคเนส pp90S6 ซึ่งทำหน้าที่เป็นฟอสโฟรีเลท และด้วยเหตุนี้จึงกระตุ้นการทำงานของฟอสโฟโปรตีน ฟอสฟาเตส Active phosphatase dephosphorylates และยับยั้ง phosphorylase kinase และ glycogen phosphorylase

ฟอสโฟรีเลชั่นโดย PKA ของไกลโคเจนซินเทสทำให้เกิดการยับยั้ง และดีฟอสโฟรีเลชั่นโดยฟอสโฟโปรตีน ฟอสฟาเตสจะกระตุ้นเอนไซม์

5.2.10.2. ควบคุมการเผาผลาญไกลโคเจนในตับการเปลี่ยนความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดยังเปลี่ยนความเข้มข้นสัมพัทธ์ของฮอร์โมน: อินซูลินและกลูคากอน อัตราส่วนของความเข้มข้นของอินซูลินต่อความเข้มข้นของกลูคากอนในเลือดเรียกว่า "ดัชนีอินซูลิน-กลูคากอน" ในช่วงหลังการดูดซึม ดัชนีจะลดลงและความเข้มข้นของกลูคากอนจะส่งผลต่อการควบคุมความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือด

กลูคากอนตามที่อธิบายไว้ข้างต้นกระตุ้นการปล่อยกลูโคสเข้าสู่กระแสเลือดเนื่องจากการสลายไกลโคเจน (การกระตุ้นของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสและการยับยั้งไกลโคเจนซินเทส) หรือผ่านการสังเคราะห์จากสารอื่น ๆ - การสร้างกลูโคโนเจเนซิส กลูโคส-1-ฟอสเฟต เกิดจากไกลโคเจนซึ่งถูกไอโซเมอร์เป็นกลูโคส-6-ฟอสเฟต ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ภายใต้การกระทำของกลูโคส-6-ฟอสฟาเตส เพื่อสร้างกลูโคสอิสระซึ่งสามารถออกจากเซลล์เข้าสู่กระแสเลือดได้ (รูปที่ 5.26) .

ผลของอะดรีนาลีนต่อเซลล์ตับนั้นคล้ายคลึงกับผลของกลูคากอนในกรณีของตัวรับβ 2 และเกิดจากฟอสโฟรีเลชั่นและการกระตุ้นของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส ในกรณีของการทำงานร่วมกันของอะดรีนาลีนกับ 1 ตัวรับของพลาสมาเมมเบรน การส่งสัญญาณฮอร์โมนของเมมเบรนจะดำเนินการโดยใช้กลไกอิโนซิทอลฟอสเฟต ในทั้งสองกรณี กระบวนการสลายไกลโคเจนจะถูกเปิดใช้งาน การใช้ตัวรับอย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอะดรีนาลีนในเลือด

ข้าว. 5.26. รูปแบบของไกลโคเจนฟอสโฟโรไลซิส

ในระหว่างการย่อยอาหารดัชนีอินซูลินกลูคากอนจะเพิ่มขึ้นและอิทธิพลของอินซูลินจะมีอิทธิพลเหนือกว่า อินซูลินจะลดความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดและกระตุ้นการทำงานของฟอสโฟรีเลชั่นผ่านวิถี Ras ซึ่งเป็นค่ายฟอสโฟไดเอสเทอเรส ซึ่งจะไฮโดรไลซ์ตัวส่งสารตัวที่สองนี้ให้กลายเป็น AMP อินซูลินยังกระตุ้นฟอสโฟโปรตีน ฟอสฟาเตสของไกลโคเจนแกรนูลผ่านวิถี Ras, ดีฟอสโฟรีเลชั่นและกระตุ้นไกลโคเจนซินเทส และยับยั้งฟอสโฟรีเลสไคเนสและไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลสเอง อินซูลินกระตุ้นให้เกิดการสังเคราะห์กลูโคไคเนสเพื่อเร่งกระบวนการฟอสโฟรีเลชั่นของกลูโคสในเซลล์และการรวมตัวของกลูโคสเข้าไปในไกลโคเจน ดังนั้นอินซูลินจะกระตุ้นกระบวนการสังเคราะห์ไกลโคเจนและยับยั้งการสลายของมัน

5.2.10.3. ควบคุมการเผาผลาญไกลโคเจนในกล้ามเนื้อในกรณีของการทำงานของกล้ามเนื้ออย่างเข้มข้น การสลายไกลโคเจนจะถูกเร่งโดยอะดรีนาลีน ซึ่งจับกับตัวรับ  2 ตัว และผ่านระบบอะดีนิเลตไซเคส จะนำไปสู่ฟอสโฟรีเลชั่นและการกระตุ้นของฟอสโฟรีเลสไคเนสและไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลส และการยับยั้งไกลโคเจนซินเทส (รูปที่. 5.27 และ 5.28) อันเป็นผลมาจากการแปลงกลูโคส -6-ฟอสเฟตที่เกิดขึ้นจากไกลโคเจนเพิ่มเติม ATP จึงถูกสังเคราะห์ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของกล้ามเนื้ออย่างเข้มข้น

ข้าว. 5.27. การควบคุมกิจกรรมของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสในกล้ามเนื้อ (ตาม)

ในช่วงเวลาที่เหลือ ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสของกล้ามเนื้อจะไม่ทำงานเนื่องจากอยู่ในสถานะดีฟอสโฟรีเลชั่น แต่การสลายตัวของไกลโคเจนเกิดขึ้นเนื่องจากการกระตุ้น allosteric ของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสบีด้วยความช่วยเหลือของ AMP และออร์โธฟอสเฟตที่เกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของ ATP

ข้าว. 5.28. การควบคุมกิจกรรมการสังเคราะห์ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ (ตาม)

ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อในระดับปานกลาง ฟอสโฟรีเลสไคเนสสามารถถูกกระตุ้นโดยอัลโลสเตอร์ (โดย Ca 2+ ไอออน) ความเข้มข้นของ Ca 2+ เพิ่มขึ้นเมื่อมีการหดตัวของกล้ามเนื้อเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณประสาทของมอเตอร์ เมื่อสัญญาณลดลง ความเข้มข้นของ Ca 2+ ที่ลดลงไปพร้อมๆ กับการ "ปิด" กิจกรรมไคเนส

ไอออน Ca 2+ ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการให้พลังงานสำหรับการหดตัวเหล่านี้ด้วย

ไอออน Ca 2+ จับกับโปรตีนcalmodulin ซึ่งในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็นหนึ่งในหน่วยย่อยไคเนส กล้ามเนื้อฟอสโฟรีเลสไคเนสมีโครงสร้าง 4  4  4  4 มีเพียงหน่วยย่อย  เท่านั้นที่มีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยา ส่วนหน่วยย่อย - และ  อยู่ภายใต้การควบคุม จะถูกเติมฟอสโฟรีเลชั่นที่ซีรีนที่ตกค้างด้วยความช่วยเหลือของ PKA หน่วยย่อย  นั้นเหมือนกับโปรตีนcalmodulin (อธิบายในรายละเอียดในส่วน 2.3.2 ของส่วนที่ 2 “ชีวเคมีของการเคลื่อนไหว”) จับไอออน Ca 2+ สี่ไอออน ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง การกระตุ้นหน่วยย่อยของตัวเร่งปฏิกิริยา  แม้ว่าไคเนสจะยังคงอยู่ในสถานะดีฟอสโฟรีเลชั่นก็ตาม

ในระหว่างการย่อยอาหารในช่วงที่เหลือ การสังเคราะห์ไกลโคเจนจะเกิดขึ้นในกล้ามเนื้อด้วย กลูโคสเข้ามา เซลล์กล้ามเนื้อด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่ง GLUT 4 (การระดมของพวกมันเข้ามา) เยื่อหุ้มเซลล์ภายใต้อิทธิพลของอินซูลินจะกล่าวถึงรายละเอียดในหัวข้อ 5.2.4.3 และในรูป 5.21) อินซูลินยังมีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อผ่านการลดระดับฟอสโฟรีเลชั่นของไกลโคเจนซินเทสและไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส

5.2.11. ไกลโคซิเลชันที่ไม่ใช่เอนไซม์ของโปรตีนการดัดแปลงโปรตีนหลังการแปลประเภทหนึ่งคือไกลโคซิเลชันของซีรีน, ทรีโอนีน, แอสพาราจีน และไฮดรอกซีไลซีนเรซิดิวโดยใช้ไกลโคซิลทรานสเฟอเรส เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตที่มีความเข้มข้นสูง (ลดน้ำตาล) ถูกสร้างขึ้นในเลือดในระหว่างการย่อยอาหาร จึงเป็นไปได้ที่จะเกิดไกลโคซิเลชันแบบไม่มีเอนไซม์ของโปรตีน ไขมัน และกรดนิวคลีอิกที่เรียกว่าไกลเคชันได้ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างน้ำตาลกับโปรตีนหลายขั้นตอนเรียกว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลโคซิเลชัน (AGEs) และพบได้ในโปรตีนของมนุษย์หลายชนิด ครึ่งชีวิตของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ยาวนานกว่าโปรตีน (จากหลายเดือนถึงหลายปี) และอัตราการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับระดับและระยะเวลาของการสัมผัสกับน้ำตาลรีดิวซ์ สันนิษฐานว่าภาวะแทรกซ้อนหลายอย่างที่เกิดจากโรคเบาหวาน โรคอัลไซเมอร์ และต้อกระจก เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสิ่งเหล่านี้

กระบวนการไกลเคชั่นสามารถแบ่งออกเป็นสองระยะ: ช่วงต้นและช่วงปลาย ในระยะแรกของไกลเคชั่น การโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกเกิดขึ้นกับกลุ่มคาร์บอนิลของกลูโคสโดยกลุ่ม -อะมิโนของไลซีน หรือกลุ่มกัวนิดิเนียมของอาร์จินีน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของฐาน Schiff ที่ไม่เสถียร - เอ็น-ไกลโคซิลิมีน (รูปที่ 5.29) การก่อตัวของฐานชิฟฟ์เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างรวดเร็วและย้อนกลับได้

ถัดมาเป็นการรวมกลุ่มใหม่ เอ็น‑ไกลโคซิลิมีนเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ Amadori – 1‑อะมิโน‑1‑ดีออกซีฟรุคโตส อัตราของกระบวนการนี้ต่ำกว่าอัตราการก่อตัวของไกลโคซิลิมีน แต่สูงกว่าอัตราการไฮโดรไลซิสของฐานชิฟฟ์อย่างมีนัยสำคัญ

ข้าว. 5.29. โครงร่างของโปรตีนไกลเคชั่น คาร์โบไฮเดรตรูปแบบเปิด (กลูโคส) ทำปฏิกิริยากับกลุ่ม -อะมิโนของไลซีนเพื่อสร้างฐานชิฟฟ์ ซึ่งผ่านการจัดเรียง Amadori ใหม่ให้เป็นคีโตเอมีนผ่านการก่อตัวของสารตัวกลางอีโนลามีน การจัดเรียงใหม่ของ Amadori จะถูกเร่งขึ้นหากแอสปาร์เตตและอาร์จินีนเรซิดิวตั้งอยู่ใกล้กับเรซิดิวไลซีน คีโตเอมีนยังสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย (ผลิตภัณฑ์ end-glycation - AGEs) แผนภาพแสดงปฏิกิริยากับโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตตัวที่สองเพื่อสร้างไดคีโตเอมีน (ตาม)

ดังนั้นโปรตีนที่มี 1‑amino‑1‑deoxyfructose ตกค้างจึงสะสมอยู่ในเลือด การเปลี่ยนแปลงของไลซีนที่ตกค้างในโปรตีนในระยะเริ่มต้นของไกลเคชั่นเห็นได้ชัดเจนขึ้นจากการมีฮิสทิดีน ไลซีน หรืออาร์จินีนตกค้างในบริเวณใกล้เคียงกับอะมิโนที่ทำปฏิกิริยา กลุ่มซึ่งดำเนินการเร่งปฏิกิริยาหลักของกระบวนการที่เป็นกรดเช่นเดียวกับสารแอสปาร์เตตที่ตกค้างซึ่งดึงโปรตอนออกจากอะตอมคาร์บอนที่สองของน้ำตาล คีโตเอมีนสามารถจับกับคาร์โบไฮเดรตอีกตัวที่ตกค้างที่หมู่อิมิโนเพื่อสร้างไลซีนที่มีไกลซีนเป็นสองเท่า ซึ่งกลายเป็นไดคีโตเอมีน (ดูรูปที่ 5.29)

ไกลเคชั่นระยะสุดท้าย รวมถึงการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม เอ็น‑ไกลโคซิลิมีนและผลิตภัณฑ์ Amadori ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช้ากว่าซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นขั้นสูง (AGE) ที่เสถียร ใน เมื่อเร็วๆ นี้ข้อมูลปรากฏเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมโดยตรงในการก่อตัวของ AGEs ของสารประกอบα-dicarbonyl (glyoxal, methylglyoxal, 3-deoxyglucosone) ที่เกิดขึ้น ใน วิฟทั้งในระหว่างการย่อยสลายกลูโคสและเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของฐานชิฟฟ์ระหว่างการปรับเปลี่ยนไลซีนในโปรตีนด้วยกลูโคส (รูปที่ 5.30) รีดักเตสจำเพาะและสารประกอบซัลไฮดริล (กรดไลโปอิก, กลูตาไธโอน) มีความสามารถในการเปลี่ยนสารประกอบไดคาร์บอนิลที่เกิดปฏิกิริยาให้เป็นสารที่ไม่ใช้งาน ซึ่งสะท้อนให้เห็นในการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ไกลเคชั่นขั้นสูงที่ลดลง

ปฏิกิริยาของสารประกอบ α-ไดคาร์บอนิลกับกลุ่ม ε-อะมิโนของไลซีนที่ตกค้างหรือกลุ่มกัวนิดิเนียมของอาร์จินีนที่ตกค้างในโปรตีนนำไปสู่การก่อตัวของการเชื่อมโยงข้ามโปรตีนซึ่งรับผิดชอบต่อภาวะแทรกซ้อนที่เกิดจากโปรตีนไกลเคชั่นในโรคเบาหวานและโรคอื่น ๆ นอกจากนี้ ผลจากการสูญเสียน้ำตามลำดับของผลิตภัณฑ์ Amadori ที่ C4 และ C5 จะทำให้เกิด 1-amino-4-deoxy-2,3-dione และ -enedione ซึ่งสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโปรตีนข้ามโมเลกุลและระหว่างโมเลกุล -ลิงค์

ในบรรดา AGEs ที่โดดเด่น เอ็น ε ‑คาร์บอกซีเมทิลไลซีน (CML) และ เอ็น ε -คาร์บอกซีเอทิลไลซีน (CEL), บิส(ไลซิล)อิมิดาโซลแอดดักส์ (GOLD - glyoxal-lysyl-lysyl-dimer, MOLD - methylglyoxal-lysyl-lysyl-dimer, DOLD - deoxyglucosone-lysyl-lysyl-dimer), imidazolones (G-H, MG ‑H และ 3DG‑H), ไพรราลีน, อาร์กไพริมิดีน, เพนโตซิดีน, ครอสลิน และเวสเปอร์ไลซีน 5.31 โชว์บ้าง

ข้าว. 5.30. โครงร่างของโปรตีนไกลเคชั่นเมื่อมีดี-กลูโคส ในกล่องแสดงสารตั้งต้นหลักของผลิตภัณฑ์ AGE ที่เกิดจากไกลเคชั่น (ตาม)

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นขั้นสูง ตัวอย่างเช่น เพนโตซิดีนและคาร์บอกซีเมทิลไลซีน (CML) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะออกซิเดชั่น พบได้ในโปรตีนที่มีอายุยืนยาว ได้แก่ คอลลาเจนของผิวหนัง และเลนส์คริสตัลลิน คาร์บอกซีเมทิลไลซีนแนะนำหมู่คาร์บอกซิลที่มีประจุลบเข้าไปในโปรตีนแทนที่จะเป็นหมู่อะมิโนที่มีประจุบวก ซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงประจุบนพื้นผิวของโปรตีนและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรตีน CML เป็นแอนติเจนที่แอนติบอดีรับรู้ ปริมาณของผลิตภัณฑ์นี้เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามอายุ เพนโตซิดีนเป็น cross-link (ผลิตภัณฑ์ cross-link) ระหว่างผลิตภัณฑ์ Amadori และอาร์จินีนตกค้างที่ตำแหน่งใดๆ ของโปรตีน ที่เกิดขึ้นจากแอสคอร์เบต กลูโคส ฟรุกโตส น้ำตาลไรโบส ที่พบในเนื้อเยื่อสมองของผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ใน ผิวหนังและพลาสมาในเลือดของผู้ป่วยโรคเบาหวาน

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นขั้นสูงสามารถส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของอนุมูลอิสระ การเปลี่ยนแปลงประจุบนพื้นผิวโปรตีน และการเชื่อมโยงข้ามที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ระหว่างส่วนต่างๆ ของโปรตีน ซึ่ง

ขัดขวางโครงสร้างเชิงพื้นที่และการทำงาน ทำให้พวกมันต้านทานการสลายโปรตีนด้วยเอนไซม์ ในทางกลับกัน การเกิดออกซิเดชันของอนุมูลอิสระสามารถทำให้เกิดการย่อยโปรตีนที่ไม่ใช่เอนไซม์หรือการกระจายตัวของโปรตีน การเกิดออกซิเดชันของไขมัน

การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นขั้นสูงบนโปรตีนเมมเบรนชั้นใต้ดิน (คอลลาเจนประเภท IV, ลามินิน, โปรตีโอไกลแคนของเฮปารานซัลเฟต) นำไปสู่การหนาขึ้น, การตีบตันของลูเมนของเส้นเลือดฝอยและการหยุดชะงักของการทำงานของพวกมัน การรบกวนของเมทริกซ์นอกเซลล์เหล่านี้เปลี่ยนโครงสร้างและการทำงานของหลอดเลือด (ความยืดหยุ่นของผนังหลอดเลือดลดลง การเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองต่อผลของการขยายตัวของหลอดเลือดของไนตริกออกไซด์) และมีส่วนทำให้กระบวนการหลอดเลือดแข็งตัวเร็วขึ้น

ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของไกลเคชั่นขั้นสูง (AGEs) ยังมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนบางชนิดโดยการจับกับตัวรับ AGE เฉพาะที่อยู่บนไฟโบรบลาสต์, ที-ลิมโฟไซต์ ในไต (เซลล์เยื่อหุ้มสมอง) ในผนังหลอดเลือด (เอ็นโดทีเลียมและเซลล์กล้ามเนื้อเรียบ) ใน สมอง รวมถึงในตับและม้ามด้วย ซึ่งตรวจพบได้ จำนวนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดกล่าวคือในเนื้อเยื่อที่อุดมไปด้วยแมคโครฟาจ ซึ่งเป็นสื่อกลางในการถ่ายโอนสัญญาณนี้โดยการเพิ่มการก่อตัวของอนุมูลอิสระออกซิเจน ในทางกลับกัน จะกระตุ้นการถอดรหัสของปัจจัยนิวเคลียร์ NF-kB ซึ่งเป็นตัวควบคุมการแสดงออกของยีนจำนวนมากที่ตอบสนองต่อความเสียหายต่างๆ

หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันผลที่ไม่พึงประสงค์ของไกลโคซิเลชั่นที่ไม่ใช่เอนไซม์ของโปรตีนคือการลดปริมาณแคลอรี่ในอาหารซึ่งสะท้อนให้เห็นในความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดที่ลดลงและการเติมที่ไม่ใช่เอนไซม์ลดลง กลูโคสไปเป็นโปรตีนที่มีอายุยืนยาว เช่น เฮโมโกลบิน ความเข้มข้นของกลูโคสที่ลดลงจะทำให้ทั้งโปรตีนไกลโคซิเลชันและเปอร์ออกซิเดชันของไขมันลดลง ผลกระทบเชิงลบของไกลโคซิเลชันเกิดจากการหยุดชะงักของโครงสร้างและการทำงานเมื่อกลูโคสเกาะติดกับโปรตีนที่มีอายุยืนยาว และเป็นผลให้เกิดความเสียหายจากออกซิเดชันต่อโปรตีนที่เกิดจากอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นระหว่างการออกซิเดชันของน้ำตาลเมื่อมีไอออนของโลหะทรานซิชัน นิวคลีโอไทด์และ DNA ยังผ่านกระบวนการไกลโคซิเลชันแบบไม่มีเอนไซม์ ซึ่งนำไปสู่การกลายพันธุ์เนื่องจากความเสียหายของ DNA โดยตรงและการหยุดการทำงานของระบบซ่อมแซม ทำให้เกิดความเปราะบางของโครโมโซมเพิ่มขึ้น แนวทางการป้องกันผลของไกลเคชั่นต่อโปรตีนที่มีอายุยืนยาวโดยการแทรกแซงทางเภสัชวิทยาและพันธุกรรมกำลังอยู่ระหว่างการสำรวจ

กระบวนการแปรรูปอาหารเบื้องต้นเกิดขึ้นในช่องปาก ในช่องปากเกิดขึ้น: การบดอาหาร; ทำให้เปียกด้วยน้ำลาย การก่อตัวของอาหารลูกกลอน

อาหารยังคงอยู่ในปากประมาณ 10-15 วินาที หลังจากนั้นอาหารจะถูกดันเข้าไปในคอหอยและหลอดอาหารโดยการเกร็งของกล้ามเนื้อลิ้น

อาหารที่เข้าปากทำให้เกิดอาการระคายเคืองต่อการรับรส การสัมผัส และอุณหภูมิ ซึ่งอยู่ในเยื่อเมือกของลิ้น และกระจัดกระจายไปทั่วเยื่อเมือกของช่องปาก

แรงกระตุ้นจากตัวรับตามเส้นใยศูนย์กลางของเส้นประสาท trigeminal, face และ glossopharyngeal เข้าสู่ศูนย์ประสาทซึ่งกระตุ้นการหลั่งของต่อมน้ำลาย, ต่อมในกระเพาะอาหารและตับอ่อนและการหลั่งน้ำดีแบบสะท้อนกลับ อิทธิพลจากภายนอกยังเปลี่ยนการทำงานของหลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้เล็กส่วนต้น ส่งผลต่อการจ่ายเลือดไปยังอวัยวะย่อยอาหาร และเพิ่มการใช้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการแปรรูปและการดูดซึมอาหารแบบสะท้อนกลับ

เหล่านั้น. แม้ว่าอาหารจะอยู่ในช่องปากเป็นเวลาสั้น ๆ (15-18 วินาที) แต่ผลกระทบที่กระตุ้นนั้นมาจากตัวรับในทางเดินอาหารเกือบทั้งหมด การระคายเคืองของตัวรับลิ้นเยื่อบุในช่องปากและฟันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการย่อยอาหารในช่องปาก

การเคี้ยวเป็นขั้นตอนหนึ่งของกระบวนการดูดซึมอาหาร ได้แก่ การบด การบด และการผสมอาหารกับน้ำลาย กล่าวคือ ในการสร้างเม็ดอาหาร

การทำให้เปียกและผสมกับน้ำลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการละลาย โดยที่ไม่สามารถประเมินรสชาติของอาหารและการไฮโดรไลซิสได้

การเคี้ยวเกิดขึ้นเนื่องจากการหดตัวของกล้ามเนื้อบดเคี้ยว ซึ่งเคลื่อนกรามล่างสัมพันธ์กับกรามบน กล้ามเนื้อใบหน้าและกล้ามเนื้อลิ้นก็มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้เช่นกัน

คนมีฟัน 2 แถว แต่ละคนมีฟันกราม (2) เขี้ยว (2) ฟันกรามเล็ก (2) และใหญ่ (3) ฟันกรามและเขี้ยวกัดอาหาร ฟันกรามเล็กขยี้มัน และฟันกรามใหญ่บดอาหาร ฟันกรามสามารถสร้างแรงกดบนอาหารได้ 11-25 กก./ซม.2 ฟันกราม - 29-90 การเคี้ยวจะดำเนินการแบบสะท้อนกลับโดยมีลักษณะเป็นลูกโซ่ส่วนประกอบอัตโนมัติและสมัครใจ

นิวเคลียสของมอเตอร์ของไขกระดูก oblongata, นิวเคลียสสีแดง, substantia nigra, นิวเคลียส subcortical และเปลือกสมองมีส่วนร่วมในการควบคุมการเคี้ยว ชุดของเซลล์ประสาทที่ควบคุมการเคี้ยวเรียกว่าศูนย์การเคี้ยว แรงกระตุ้นจากมันเดินทางผ่านเส้นใยสั่งการของเส้นประสาทไทรเจมินัลไปยังกล้ามเนื้อบดเคี้ยว พวกเขาเคลื่อนไหว กรามล่างลง, ขึ้น, ไปข้างหน้า, ถอยหลังและด้านข้าง กล้ามเนื้อของลิ้น แก้ม และริมฝีปากจะเคลื่อนอาหารก้อนใหญ่ในช่องปาก เสิร์ฟและเก็บอาหารไว้ระหว่างพื้นผิวเคี้ยวของฟัน ในการประสานงานของการเคี้ยวแรงกระตุ้นจากตัวรับความรู้สึกของกล้ามเนื้อบดเคี้ยวและตัวรับกลไกของช่องปากและฟันมีบทบาทสำคัญ

การศึกษากระบวนการเคี้ยวมีความซับซ้อน: วิธีภาพยนตร์, วิธีอิเล็กโทรไมโอกราฟี วิธีการลงทะเบียนแบบกราฟิกเรียกว่า: การบดเคี้ยว

Masticatiograph ประกอบด้วยบอลลูนยางที่วางอยู่ในกล่องพลาสติกชนิดพิเศษซึ่งติดอยู่กับกรามล่าง บอลลูนเชื่อมต่อกับแคปซูล Marey ซึ่งเป็นปากกาที่ใช้บันทึกการเคลื่อนไหวของกรามบนดรัม kymograph การบดเคี้ยวแยกแยะขั้นตอนต่อไปนี้: การพักผ่อน, การแนะนำอาหารเข้าปาก, บ่งชี้, หลัก, การก่อตัวของยาลูกใหญ่ในอาหาร

ต่อมน้ำลาย.

น้ำลายผลิตโดยต่อมขนาดใหญ่สามคู่ ( หน้าหู ใต้ขากรรไกรล่าง และใต้ลิ้น) และต่อมเล็ก ๆ มากมายของลิ้น เยื่อเมือกของเพดานปากและแก้ม . น้ำลายเข้าสู่ช่องปากผ่านทางท่อขับถ่าย

น้ำลายของต่อมมีความสม่ำเสมอที่แตกต่างกัน: ต่อมใต้ลิ้นและต่อมใต้ขากรรไกรจะหลั่งน้ำลายที่มีความหนืดและหนามากกว่าต่อมหู ความแตกต่างนี้ถูกกำหนดโดยการมีอยู่จริง สารโปรตีน– เมือก.

สารคัดหลั่งผสม (ที่มีเมือก) แยกได้:

ต่อมใต้ผิวหนัง

ต่อมใต้ลิ้น

ต่อมในเยื่อเมือกของลิ้นและเพดานปาก

สารคัดหลั่งเซรุ่ม (น้ำลายของเหลวที่มีโซเดียมโพแทสเซียมและกิจกรรมอะไมเลสสูง) จะถูกแยกออก

หน้าหู

ต่อมเล็กๆ บนพื้นผิวด้านข้างของลิ้น

น้ำลายผสมมีค่า pH 5.8-7.4 (น้ำลายของต่อมหูมีค่า pH )<5,81). С увеличением скорости секреции рН слюны повышается до 7,8.

มูซินทำให้น้ำลายมีลักษณะเป็นเมือกและลื่นเป็นพิเศษ ทำให้อาหารที่แช่น้ำลายกลืนได้ง่ายขึ้น

น้ำลายมีเอนไซม์หลายชนิด: α-amylase, β-glucosidase

เอนไซม์ทำน้ำลายมีฤทธิ์สูง แต่การสลายคาร์โบไฮเดรตโดยสมบูรณ์ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากการกินอาหารในปากในระยะเวลาสั้น ๆ การไฮโดรไลซิสของคาร์โบไฮเดรตด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์เหล่านี้จะยังคงอยู่ในอาหารก้อนใหญ่ในกระเพาะอาหาร บนพื้นผิวของยาลูกกลอนในอาหาร สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (HCl0.01%) จะหยุดการทำงานของเอนไซม์

เอนไซม์โปรตีโอไลติกของน้ำลายมีความสำคัญต่อการสุขาภิบาลช่องปาก ตัวอย่างเช่น ไลโซไซม์มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้สูง โปรตีน - มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อ

ปริมาณและองค์ประกอบของน้ำลายจะถูกปรับตามประเภทของอาหารที่รับประทาน อาหาร และความสม่ำเสมอของอาหาร

น้ำลายที่มีความหนืดมากขึ้นจะถูกหลั่งออกมาเป็นสารอาหาร และยิ่งมีมากเท่าไหร่ อาหารก็จะยิ่งแห้งมากขึ้นเท่านั้น สำหรับสารที่ถูกปฏิเสธและความขมขื่น - น้ำลายเหลวในปริมาณมาก

น้ำลายที่หลั่งออกมาจากอาหารส่วนใหญ่จะมีเมือกมากกว่าน้ำลายที่หลั่งออกมาเมื่อสิ่งที่เรียกว่าสารที่ถูกปฏิเสธเข้าไปในปากถึง 4 เท่า (กรดไฮโดรคลอริก, ยาขม ฯลฯ)

วิธีการศึกษาน้ำลายไหล

ในสุนัข: ช่องทวารของท่อขับถ่ายของต่อมหูหรือต่อมใต้ผิวหนังด้วยเยื่อเมือก

ในมนุษย์: การใช้แคปซูล - ช่องทาง Lashley-Krasnogorsky ซึ่งใช้กับท่อขับถ่ายของต่อมน้ำลาย

ระเบียบการหลั่งน้ำลาย

นอกเหนือจากการรับประทานอาหาร บุคคลจะหลั่งน้ำลายในอัตรา 0.24 มล./นาที ในระหว่างการเคี้ยว - 3-3.5 มล./นาที โดยให้กรดซิตริก (0.5 มิลลิโมล) - 7.4 มล./นาที

การรับประทานอาหารช่วยกระตุ้นน้ำลายไหลทั้งแบบมีเงื่อนไขและไม่มีเงื่อนไขเป็นการสะท้อนกลับ

สิ่งที่ระคายเคืองจากปฏิกิริยาตอบสนองของน้ำลายที่ไม่มีเงื่อนไขคืออาหารหรือสารที่ถูกปฏิเสธซึ่งออกฤทธิ์ต่อตัวรับของช่องปาก

ระยะเวลาระหว่าง (การรับประทานอาหาร) กับสิ่งเร้าและการเริ่มมีน้ำลายไหลเรียกว่าระยะแฝง (1-30 วินาที)

แรงกระตุ้นจากตัวรับเข้าสู่ศูนย์กลางน้ำลายซึ่งอยู่ในไขกระดูก oblongata (ในบริเวณนิวเคลียสของเส้นประสาท เมื่อบริเวณนี้เกิดการระคายเคือง จะมีการหลั่งน้ำลายออกมามากมายซึ่งมีองค์ประกอบเชิงคุณภาพที่แตกต่างกัน

แรงกระตุ้นที่ส่งไปยังต่อมน้ำลายจะเกิดตามเส้นใยประสาทจากพาราซิมพาเทติกและซิมพาเทติก

อิทธิพลของพาราซิมพาเทติก ภายใต้อิทธิพลของอะซิติลโคลีนที่ปล่อยออกมาจากปลายของเซลล์ประสาท postganglionic น้ำลายของเหลวจำนวนมากที่มีอิเล็กโทรไลต์ความเข้มข้นสูงและเมือกต่ำจะถูกปล่อยออกมา พวกมันกระตุ้นการหลั่งน้ำลายและไคนินซึ่งจะขยายหลอดเลือดของต่อมน้ำลาย

อิทธิพลความเห็นอกเห็นใจ Norepinephrine ซึ่งหลั่งออกมาจากส่วนปลายของเซลล์ประสาท postganglionic ทำให้เกิดการหลั่งน้ำลายหนาจำนวนเล็กน้อย และช่วยเพิ่มการสร้างเมือกและเอนไซม์ในต่อมต่างๆ

การกระตุ้นเส้นประสาทกระซิกพร้อมกันช่วยเพิ่มผลการหลั่ง ความแตกต่างในการหลั่งในการตอบสนองต่ออาหารชนิดต่างๆ อธิบายได้จากการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแรงกระตุ้นตามเส้นใยประสาทพาราซิมพาเทติกและซิมพาเทติก การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเป็นแบบทิศทางเดียวหรือหลายทิศทางก็ได้

ปัจจัยที่นำไปสู่การยับยั้งน้ำลายไหล: อารมณ์เชิงลบ; การคายน้ำของร่างกาย ระคายเคืองอย่างเจ็บปวด ฯลฯ

การหลั่งของต่อมน้ำลายลดลง - ภาวะน้ำลายน้อย

น้ำลายไหลมากเกินไป - น้ำลายไหลมากเกินไป

การกลืน

การเคี้ยวจบลงด้วยการกลืน - การเปลี่ยนอาหารก้อนใหญ่จากช่องปากไปยังกระเพาะอาหาร

ตามทฤษฎีของ Magendie การกลืนแบ่งออกเป็น 3 ระยะ - สมัครใจด้วยวาจา; คอหอยโดยไม่สมัครใจ (เร็ว); หลอดอาหารโดยไม่สมัครใจ – ระยะยาว, ช้า

1) ก้อนอาหารที่มีปริมาตร 5-15 ซม. 3 แยกออกจากมวลอาหารที่บดและชุบในปาก ก้อนนี้ถูกกดลงบนเพดานแข็งโดยการเคลื่อนไหวด้านหน้าโดยสมัครใจ จากนั้นจึงเคลื่อนไปที่ส่วนตรงกลางของลิ้น และเคลื่อนไปยังโคนลิ้นโดยส่วนโค้งด้านหน้า

2) ทันทีที่อาหารก้อนหนึ่งกระทบถึงโคนลิ้น การกลืนจะเข้าสู่ระยะที่ไม่ได้ตั้งใจอย่างรวดเร็ว ซึ่งกินเวลา ~ 1 วินาที การกระทำนี้เป็นปฏิกิริยาสะท้อนที่ซับซ้อนและควบคุมโดยศูนย์การกลืนในไขกระดูกออบลองกาตา ข้อมูลไปยังศูนย์การกลืนจะผ่านเส้นใยอวัยวะของเส้นประสาทไตรเจมินัล เส้นประสาทกล่องเสียง และเส้นประสาทกลอสคอริงเจียล จากนั้นแรงกระตุ้นไปตามเส้นใยที่ปล่อยออกมาของเส้นประสาท trigeminal, glossopharyngeal, hypoglossal และ vagus ไปยังกล้ามเนื้อที่รับประกันการกลืน หากคุณรักษารากของลิ้นและคอหอยด้วยสารละลายโคเคน (ปิดตัวรับ) การกลืนจะไม่เกิดขึ้น

ศูนย์กลางของการกลืนอยู่ในไขกระดูก oblongata ในบริเวณด้านล่างของช่องที่สี่ซึ่งอยู่เหนือศูนย์กลางการหายใจเล็กน้อย มีความเกี่ยวข้องกับศูนย์ทางเดินหายใจ vasomotor และศูนย์กลางที่ควบคุมการทำงานของหัวใจ ในระหว่างการกลืน จะมีการกลั้นหายใจและอัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น

การหดตัวแบบสะท้อนกลับของกล้ามเนื้อที่ยกเพดานอ่อนเกิดขึ้น (ซึ่งป้องกันไม่ให้อาหารเข้าไปในโพรงจมูก) โดยการขยับลิ้น อาหารก้อนใหญ่จะถูกผลักเข้าไปในคอหอย ในเวลาเดียวกันการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นซึ่งจะแทนที่กระดูกไฮออยด์และทำให้กล่องเสียงเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการที่ทางเข้าทางเดินหายใจปิดซึ่งป้องกันไม่ให้อาหารเข้ามา

การถ่ายโอนอาหารก้อนใหญ่เข้าไปในคอหอยจะอำนวยความสะดวกโดยการเพิ่มความดันในช่องปากและความดันในคอหอยลดลง รากของลิ้นที่ยกขึ้นและส่วนโค้งที่อยู่ติดกันแน่นช่วยป้องกันการเคลื่อนตัวของอาหารกลับเข้าไปในช่องปาก

หลังจากป้อนอาหารก้อนใหญ่เข้าไปในคอหอย กล้ามเนื้อจะหดตัว ทำให้ลูเมนแคบลงเหนืออาหารก้อนใหญ่ ส่งผลให้กล้ามเนื้อเคลื่อนเข้าสู่หลอดอาหาร สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยความแตกต่างของความดันในช่องคอหอยและหลอดอาหาร ก่อนที่จะกลืน กล้ามเนื้อหูรูดของคอหอยจะปิดลง ในระหว่างการกลืน ความดันในคอหอยจะเพิ่มขึ้นเป็น 45 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. กล้ามเนื้อหูรูดเปิดออกและอาหารก้อนใหญ่จะเข้าสู่จุดเริ่มต้นของหลอดอาหารซึ่งมีความดันไม่เกิน 30 มม. ปรอท ศิลปะ.

สองขั้นตอนแรกของการกลืนกินเวลาประมาณ 1 วินาที

3) การเคลื่อนตัวของอาหารผ่านทางหลอดอาหาร

การเคลื่อนไหวของอาหารก้อนใหญ่ผ่านทางหลอดอาหารเกิดขึ้น (ทันที, ทันที) หลังการกลืน (โดยอัตโนมัติ, สะท้อนกลับ)

ระยะเวลาในการผ่านของอาหารแข็งคือ 8-9 วินาที

ระยะเวลาในการผ่านของอาหารเหลวคือ 1-2 วินาที

การหดตัวของกล้ามเนื้อหลอดอาหารมีลักษณะเป็นคลื่น โดยเกิดขึ้นที่ส่วนบนของหลอดอาหารและต่อไปตลอดความยาว (การหดตัวของ peristaltic) ในเวลาเดียวกัน กล้ามเนื้อรูปวงแหวนของหลอดอาหารจะหดตัวตามลำดับ ทำให้อาหารก้อนใหญ่เคลื่อนตัวได้ คลื่นเสียงที่ลดลง (ผ่อนคลาย) เคลื่อนตัวมาข้างหน้าเขา ความเร็วของการเคลื่อนที่นั้นมากกว่าคลื่นของการหดตัวและไปถึงท้องใน 1-2 วินาที

คลื่น peristaltic หลักที่เกิดจากการกลืนไปถึงกระเพาะอาหาร ที่ระดับจุดตัดของหลอดอาหารกับส่วนโค้งของหลอดเลือดจะเกิดคลื่นทุติยภูมิ คลื่นลูกที่สองยังขับเคลื่อนอาหารก้อนใหญ่ไปยังส่วนหัวใจของกระเพาะอาหาร ความเร็วเฉลี่ยของการแพร่กระจายคือ 2-5 ซม./วินาที ครอบคลุมส่วนของหลอดอาหาร 10-30 ซม. ใน 3-7 วินาที

การควบคุมการเคลื่อนไหวของหลอดอาหารนั้นดำเนินการโดยเส้นใยที่ออกมาจากเวกัสและเส้นประสาทที่เห็นอกเห็นใจ ระบบประสาทภายในมีบทบาทสำคัญ

นอกเหนือจากการเคลื่อนไหวในการกลืน ทางเข้ากระเพาะอาหารจะถูกปิดโดยกล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหารส่วนล่าง เมื่อคลื่นผ่อนคลายไปถึงส่วนสุดท้ายของหลอดอาหาร กล้ามเนื้อหูรูดจะคลายตัว และคลื่นบีบบีบจะส่งอาหารก้อนใหญ่เข้าไปในกระเพาะอาหาร

เมื่ออิ่มท้อง เสียงของคาร์เดียจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อหาไหลย้อนเข้าสู่หลอดอาหาร

เส้นใยพาราซิมพาเทติกของเส้นประสาทวากัสกระตุ้นการบีบตัวของหลอดอาหารและผ่อนคลายคาร์เดีย เส้นใยที่เห็นอกเห็นใจยับยั้งการเคลื่อนไหวของหลอดอาหารและเพิ่มเสียงของคาร์เดีย

ในสภาวะทางพยาธิวิทยาบางประการเสียงของ cardia จะลดลงการบีบตัวของหลอดอาหารหยุดชะงัก - เนื้อหาของกระเพาะอาหารสามารถถูกโยนเข้าไปในหลอดอาหาร (อิจฉาริษยา)

ความผิดปกติของการกลืนคือ aerophagia - การกลืนอากาศมากเกินไป สิ่งนี้จะเพิ่มแรงกดดันในกระเพาะอาหารมากเกินไปและบุคคลนั้นรู้สึกไม่สบาย อากาศถูกขับออกจากกระเพาะอาหารและหลอดอาหาร มักมีเสียงที่มีลักษณะเฉพาะ (เรอ)