Glucidele sunt cea mai importantă sursă de energie pentru organism, deoarece furnizează 50-60% din consumul total de energie. Sunt, de asemenea, implicați în construcția glicoproteinelor și glicolipidelor, care au funcții de reglare importante în organism. Principalele grupe de carbohidrați care sunt luați cu alimente sunt:

metabolismul

  • polizaharide - amidon în produsele vegetale, glicogen în firele de păr animale și nedigerabile;
  • dizaharide - zaharoză și lactoză;
  • monozaharidă - fructoză.

Acestea sunt descompuse în sistemul digestiv la izomerii D ai monozaharidelor glucoză, fructoză și galactoză. Glucoza și galactoza sunt absorbite prin epiteliul intestinului subțire prin transport activ secundar, iar fructoza - prin difuzie facilitată. Odată ajuns în circulație, ajung la toate celulele din corp. Intrarea glucozei din mediul extracelular în celule are loc prin difuzie facilitată datorită prezenței unui gradient de concentrație semnificativ. Glucoza este mai mare decât electroliții și este hidrofilă. Din acest motiv, poate trece prin membrană numai cu ajutorul unui purtător. Au fost descriși mai mulți transportori de glucoză. Transportorul de glucoză 1 este important pentru fluxul constant de glucoză către celule. Expresia sa este stimulată de foame și suprimată de hiperglicemie. Transportorul de glucoză 4 (GLP-4) se găsește în mușchiul scheletic, miocardul și țesutul adipos. Funcția acestui transportor depinde de insulină. La un nivel scăzut de insulină, GLP-4 rămâne în citosol, iar glucoza nu poate intra în celule. Acest lucru duce la dezvoltarea hiperglicemiei. Transportorul de glucoză 2 este situat pe membrana basolaterală a celulelor epiteliului intestinal subțire și renal, precum și în celulele β din insulele Langerhans ale pancreasului. Acțiunea acestui purtător este independentă de insulină. Transportorul de glucoză 3 se găsește în celulele creierului și în placentă. Este extrem de eficient și, de asemenea, independent de insulină.

Procese catabolice

Calea catabolică majoră pentru degradarea glucozei este glicoliza. Este o serie de reacții care au loc în citoplasmă, în care glucoza este descompusă în piruvat, însoțită de sinteza și eliberarea de ATP. Glicoliza este cel mai vechi mecanism de extragere a energiei din materia organică. Este un lanț catabolic de zece reacții în care o moleculă de glucoză este descompusă în două molecule de piruvat, însoțită de sinteza a 2 molecule de ATP și de reducerea a 2 molecule de NAD + la NADH. Piruvatul rezultat intră în ciclul acidului tricarboxilic, care este o cale terminală comună pentru catabolismul glucidelor, grăsimilor și proteinelor. În timpul ciclului Krebs, se obțin 2 molecule de dioxid de carbon, patru perechi de atomi de H sunt transferați în lanțul respirator în mitocondrii și până la 4 molecule de apă sunt oxidate prin fosforilare oxidativă, ceea ce produce în mod optim 36-38 molecule de ATP . Ciclul Krebs este mult mai eficient pentru metabolismul energetic în organism, dar este posibil doar în condiții aerobe.

Există un alt mod suplimentar în organism de a descompune glucoza. Aceasta este calea pentoză-fosfat sau calea Embden-Meyerhof. 30% din descompunerea glucozei în ficat și celulele adipoase are loc în acest fel. Formează elemente reducătoare care sunt necesare lipogenezei. Se formează și pentozele, care sunt necesare pentru sinteza nucleotidelor.

Procese anabolice

Procesele anabolice în metabolismul glucidic includ sinteza glicogenului (glicogenogenezei), care are loc în celulele hepatice și musculare. Acest proces este controlat de insulină, care stimulează complexul enzimatic glicogen-sintază. Glucoza poate fi, de asemenea, sintetizată într-o mică măsură în rinichi din precursorii tricarbonului piruvat, lactat și glicerol și parțial din scheletul de hidrocarburi al aminoacizilor. Acest proces este denumit gluconeogeneză și este stimulat de mai mulți hormoni - glucocorticoizi, glucagon și hormoni tiroidieni.

Menținerea nivelului de glucoză din sânge

Concentrația de glucoză din sânge în organism în condiții fiziologice este menținută în intervalul cuprins între 3,9 - 6,1 mmol/L, grație existenței unui sistem stabil și fin de mecanisme hormonale. O scădere a zahărului din sânge sub limita inferioară este denumită hipoglicemie, iar o creștere peste limita superioară este denumită hiperglicemie. Mecanismele implicate în menținerea nivelului de glucoză din sânge sunt:

Menținerea nivelului de zahăr din sânge se datorează implicării simultane a unor mecanisme neuro-reflexe și hormonale foarte complexe. Există neuroni în hipotalamus care sunt activați de o creștere a concentrației de glucoză, precum și neuroni care sunt inhibați de aceasta. Acești neuroni joacă rolul glucoreceptorilor și în condiții de hipoglicemie sunt importanți pentru normalizarea concentrației de glucoză plasmatică.