Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Патология углеводного обмена. Сахара в организме – моносахариды, дисахариды, полисахариды являются субстратами окислительных реакций




Сахара в организме – моносахариды, дисахариды, полисахариды являются субстратами окислительных реакций. В ходе этих реакций электроны субстрата-донора переносятся к акцептору. В аэробных условиях акцептором является кислород, в анэробных-различные органические соединения. В результате превращения сахаров организм получает энергию и ряд промежуточных соединений для синтеза важных структурно-функциональных элементов клетки и соединительной ткани.

Углеводы, состоящие из двух и более моносахаридов называются олигосахаридами. К ним относятся дисахариды: сахароза-свекловичный или тростниковый сахар-состоит из молекулы глюкозы и фруктозы-растительный продукт, важнейший источник сахара.Лактоза-молочный сахар, имеет в своем составе глюкозу и галактозу. Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы, является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА: нарушение всасывания, внутриклеточного транспорта в энтероците, усвоения углеводов клеткой, депонирования углеводов-гликогенозы(болезни накопления), гипогликемия, гипергликемия, гексоземии (галактоземия, фруктоземия). Особенность метаболизма глюкозы при диабетах-прямое неферментативное взамодействие с белком и образование т.н. гликированных белков-гемоглобина, альбумина и др.

МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ: основным исходным веществом является активированная форма глюкозы-глюкозо-6-фосфат(схема 1). В последующем молекула глюкозы (гексоза) расщепляется на две триозы(С6---2С3). Этот путь называется дихотомическим. В анаэробных условиях процесс протекает одинаково до стадии пировиноградной кислоты. Ее последующий метаболизм различен. В анаэробных условиях пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту (с участием фермента лактатдегидрогеназы) или спирт с высвобождением небольшого количества энергии. Избыток молочной кислоты ведет к сдвигу Рн в кислую сторону, что является фактором вторичного повреждения клеток. В аэробных условиях пировиноградная кислота путем декарбоксилирования превращается в ацетил-Со-А с последующем его вовлечением в цикл Кребса и распадом до СО2 и Н2О с выделением 686 ккал/моль энергии. Метаболизм глюкозы показан на схеме 1.

Прямое окисление Г-6-Ф, протекающее одновременно с гликолизом, отличается от вышеприведенного тем, что нет деления на триозы, удаляется один атом углерода из пятого положения, остается пять атомов углерода. Этот путь называется пентозным (апостомическим). В результате такого превращения появляются 5-ти членные рибозы, которые в форме дезоксирибоз идут на синтез ДНК и РНК. В этой реакции синтезируется такжеНАДФ-Н2-поставщик водорода для различных синтетических процессов- синтеза жиров, холестерина, гормонов, антиоксидантов, а также энергии Дефицит Г-6-фосфатдегидрогеназы-наиболее частая причина патологического процесса. При этом не восстанавливается глютатион,активируется перикисное окисление в мембране эритроцитов, возрастает её проницаемость, наступает гемолиз эритроцитов.

ГЕКСОЗАМИНЫ-аминосахара-образуются при замене у второго углеродного атома в молекуле гексозы ОН группы на аминогруппу NН2. Из глюкозы образуется глюкозоамин, из галактозы-галактозамин. Они входят в состав клеточных мембран и мукополисахаридов.

КЕТОГЕНЕЗ-образование кетоновых тел-продуктов β-окисления жирных кислот-ацетона,ацетоацетата, β-гидроксибутирата. Патогенез: гипоинсулинизм+избыток глюкагона-→активация липолиза-→избыток ВЖК в крови-→ увеличение транспорта ВЖК в митохондрии гепатоцита вследствие увеличенной активности карнитинацилтрансферазы. Избыток КТ приводит к развитию ацидоза, полиурии и выделению кетокислот с мочой, попутному выделению ионов натрия, калия, хлора, бикарбонатов. Развивается гиповолемия, гипогидратация. Кетоз-важное звено патогенеза диабетической кетоацидотической комы.Снижение активности карнитина ведет к накоплению СЖК в митохондриях и жировой дистрофии печени.

ПИРУВАТ
ЦИКЛ КРЕБСА
ГЛИКОГЕН
ПЕНТОЗЫ
ГЛЮКОЗА
гексозоаминовый шунт (глюкоза+NH2)
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ АЛАНИН ЦИСТЕИН МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА ПИРОВИНОГРАДНАЯ КИСЛОТА
КЕТОНО-ВЫЕ ТЕЛА АЦЕТОН
ЛАКТАТ
АЦЕТИЛ-СО-А

 

 


ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ
рибозы

АЦЕТИЛХОЛИН ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ ХОЛЕСТЕРИН

 


Схема 1. Основные пути метаболизма глюкозы. При сахарном диабете глюконеогенез возрастает. ()

 

ГЛИКИРОВАНИЕ(гликозилирование) белков возможно при избытке глюкозы. Глюкоза в этом случае взаимодействует с белками без участия каких-либо ферментов по следующей схеме: глюкоза+аминогруппа белка→шиффовые основания→ фруктозоамин=стабильные продукты гликирования. Гликированные белки используются в качестве маркера гипергликемии,которая имелась у пациента в этом случае не менее месяца.

 

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ,РАСЩЕПЛЕНИЕ,ДЕПОНИРОВАНИЕ УГЛЕВОДОВ.

В ротовой полости пищевой крахмал, состоящий из амилозы в которой остатки глюкозы связаны альфа-1,4 связями, а также амилопектина, образованного разветвленными цепями с 1,6 связями, под действием амилазы слюны расщепляется до гексасахаров (мало до дисахаридов и глюкозы).Частичное переваривание углеводов, таким образом начинается в ротовой полости с участием амилазы, мальтазы слюны. В желудке углеводы не перевариваются, т.к. там нет соответствующих ферментов, а также вследствие кислой среды. В основном переваривание и усвоение осуществляется в тонком кишечнике:

-Амилаза поджелудочной железы гидролизует крахмал до декстринов(обломки макромолекул крахмала) которые распадаются до мальтозы. В кишечнике углеводы расщепляются по 1-4 связям(амилазой) и по 1-6 связям (ферментом амило-1-6 гликозидазой).

- В кишечной кайме содержится группа ферментов- дисахаридаз: лактаза- гидролизует лактозу до глюкозы и галактозы. Генный дефект продукции фермента ведет к нарушению всасывания молочного сахара. Сахараза гидролизует сахарозу на глюкозу и фруктозу. Мальтаза расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы.

- Растительная клетчатка расщепляется только в толстом кишечнике с участием микроорганизмов-сапрофитов.

ВСАСЫВАНИЕ. Полисахариды и дисахариды практически не всасываются. Моносахариды переносятся в клетку с участием натрий-зависимого транспорта. Натрий способствует связыванию глюкозы с переносчиком. После попадания в клетку (по электрохимическому градиенту для иона натрия) комплекс распадается и натрий через натрий-калиевый насос выходит из клетки. Таким путем в клетку переносятся глюкоза и галактоза. Транспорт глюкозы возможен также с участием переносчика- специализированной гликопротеиновой молекулы ГЛЮТ-2. Клетки, имеющие большую потребность в глюкозе(нервная клетка) имеет переносчик ГЛЮТ-3, кардиомиоцит- ГЛЮТ-4, ГЛЮТ-5. ГЛЮТ-2 переносит также молекулу моносахарида из энтероцита в кровь. Процессы всасывания углеводов из кишечника во многом определяются состоянием слизистой кишечника. Недостаточное переваривание и всасывание углеводов наблюдается при энтеритах, которое сопровождается гнилостной, бродильной диспепсией, ускоренной эвакуацией содержимого из кишечника. Переваривание крахмала нарушается и при недостаточной секреторной функции поджелудочнй железы, заболеваниях желудка(гастриты). В этих случаях зерна крахмала обнаруживаются в копрограмме. Причины нарушений внутриполостного переваривания углеводов в тонком кишечнике:

-Недостаточность амилазы поджелудочной железы(опухоль или панкреатит).

- Недостаток или сниженная активность ферментов кишечника при заболеваниях различной этиологии(энтериты, резекция кишечника).

- Дефицит дисахаридаз(сборное понятие дисахаридозы) расщепляющих углеводы до моносахаридов, включая генетические дефекты, например лактазы,мальтазы-изомальтазы.

- Недостаточность ферментов трансмембранного транспорта глюкозы и других моносахаридов- фосфорилаз-в этом случае нарушается реабсорбция глюкозы и в почечных канальцах.

Патология почек: Умеренная гипогликемия наблюдается в результате нарушения реабсорбции глюкозы в проксимальном канальце нефрона (почечная глюкозурия).

- Ферментопатии, энзимопатии, а также дефекты ГЛЮТ-транспортеров,транспорта аминокислот. Сочетанная реабсорбция глюкозы и натрия - основной механизм в нефроне.

-Мембранопатии - изменение физико-химического состояния мембран с нарушением функции глюкотранспортеров.

НАРУШЕНИЕ ПИЩЕВАРЕНИЯ (полостного и пристеночного) часто приводят к развитию гипогликемии. Причиной гипогликемии также могут быть:

длительное голодание, нарушение всасывания углеводов при воспалительных заболеваниях, резекции кишечника и желудка, демпинг-синдром, синдром малабсорбции,

опухоли поджелудочной железы(инсулинома),недостаточность альфа-амилазы поджелудочной железы(панкреатиты),дефицит амилолитических ферментов кишечника-

дисахаридаз, дефицит ферментов трансмембранного переноса глюкозы-фосфорилаз, дефект белка переносчика глюкозы в клетку-ГЛЮТ-5.Эти дефекты в той или иной мере проявляются при хронических энтеритах.

Патология печени(гепатиты, циррозы) часто осложняется гипер- или гипогликемией, вследствие нарушенного синтеза гликогена. Нарушения выявляются, обычно, в тесте толерантности к глюкозе, либо в форме постпрандиальной (послеобеденной) гипергликемии, либо гипогликемией при голодании.

Одной из типовых форм патологии углеводного обмена являются гликогенозы, в основе которых лежит нарушение процессов распада гликогена в результате генетического дефекта соответствующих ферментов- фосфорилазы, глюкозо-6-фосфатазы,альфа-1,4-гликозидазы,амило-1,6-глюкозидазы,фосфоглюкомутазы. Гликогенозы обозначаются по дефектному ферменту. Описано 12 типов.

ГЕКСОЗЕМИИ-увеличение в крови гексоз выше нормы(более 6,4 ммоль/л). Наиболее часто встречаются галактоземии и фруктоземии. Галактоземии, или галактозный диабет,обычно наследственного или врожденного происхождения-дефект галактокиназы или галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы. Осложняется развитием катаракты, желтухой, отставанием в умственном развитии.

ФРУКТОЗЕМИИ - врожденная непереносимость фруктозы. Развивается вследствие недостаточности альдолазы ведет к накоплению в клетках фруктозо-1-фосфата, который тормозит активность ферментов распада гликогена. Фруктоземия проявляется гипогликемическими состояниями, гепатомегалией, вследствие избытка гликогена в ней, развивается цирроз печени, задержка роста и развития ребенка.

ВЗАИМОСВЯЗЬ между углеводным, белковым и липидным обменом. Центральной молекулой в этих реакциях является ацетил-Со-А. Через него углеводы превращаются в жирные кислоты, триглицериды, заменимые аминокислоты. Но также через ацетил-Со-А может синтезироваться и глюкоза из жирных кислот. Поэтому масса жировой ткани увеличивается при углеводном питании (см. схему 1).

 

РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ.

Уровень глюкозы в крови является важнейшим регулируемым параметром гомеостаза, и поддерживается в физиологических пределах функцией кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, жировой ткани. Глюкоза определяется в плазме венозной крови. Другие случаи оговариваются специально. Выражение «сахар крови» или «глюкоза крови» говорит о суммарном содержании углеводных соединений в плазме венозной крови. Выделяют следующие механизмы регуляции углеводного обмена: субстратный, нервный, гормональный, почечный. Субстратная регуляция: В этом регуляторном контуре определяющий фактор- уровень гликемии. Концентрация глюкозы, при которой продукция её в печени равна потреблению тканями организма, составляет 5,5-5,8 ммоль\л. Если уровень гликемии снижается в печени запускается гликолиз, при большей гликемии увеличивается гликогенез в печени и мышцах.

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. Возбуждение симпатических центров ВНС, выброс адреналина из надпочечников, ведет к активации гликогенолиза. Гликемия возрастает. Активация парасимпатической нервной системы ведет к повышенному выделению инсулина поджелудочной железой (инкреторная функция), усиливается транспорт глюкозы в клетки, уменьшается гликемия.

ПОЧЕЧНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. В клубочках глюкоза фильтруется, затем в проксимальных канальцах реабсорбируется. Количество реабсорбируемой глюкозы определяется числом переносчиков глюкозы и скоростью их оборота в биомембране тубулярного эндотелия. В случае,если гликемия достигает уровня 8,8-9,9 ммоль/л глюкоза выделяется с мочой(достигнут т.н почечный порог). Патология почек, ведущая к уменьшению массы действующих нефронов, уменьшает количество первичной мочи. В таких случаях глюкозурия наблюдается при гликемии ниже пороговой по отношению к здоровому человеку т. е. менее 8,8 ммоль/л.Уменьшение скорости клубочковой фильтрации (норма 130 мл/мин) либо уменьшение кровоснабжения почек, приводит к тому, что глюкозы не будет в моче, даже в случае превышения почечного порога, т.к количество фильтруемой глюкозы уменьшится, то она вся реабсорбируется.

ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. Уровень глюкозы в крови определяется многими гормонами. Инсулин снижает гликемию, тогда как глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропный гормон(СТГ), АКТГ, тиреоидные гормоны повышают уровень глюкозы в крови. Поэтому эти гормоны названы контринсулярными. При низком уровне инсулина, например, в период голодания, действие контринсулярных гормонов усиливается (гипергликемический эффект СТГ, глюкокортикоидов, адреналина, глюкагона). Эти гормоны имеют большое значение в липолизе, но некоторые контринсулярные гормоны являются ключевыми в регуляции протеолиза- кортизол усиливает протеолиз. Глюкагон стимулирует кетогенез.

ИНСУЛИН-полипептид, состоящий из 2-х цепей; А-цепь содержит 21 аминокислоту, В-цепь 30 аминокислот. Инсулин секретируется в неактивной форме - в виде полипептидной цепи проинсулина, который находится в секреторных гранулах В-клеток. Стимулятором секреции инсулина из В-клеток является глюкоза. Процесс секреции имеет типы: а) базальный-обязательный уровень. б)двухфазная секреция (ранняя и поздняя), которая отмечается во время приема и после приема пищи в) осциляторный тип- суточное колебание гликемии. Активация глюкозных рецепторов В-клетки ведет к протеолизу проинсулина с образовнием эквимолярного количества инсулина и С-пептида (связывающий пептид) которые выделяются в кровь. Около 3% проинсулина попадает в кровь в неизменном виде. При патологии В-клеток, ожирении поджелудочной железы, доля проинсулина в крови увеличивается. Инсулин в крови находится в свободном (иммунореактивный инсулин-ИРИ) и связанном с белками виде. Распадается инсулин в печени(80%), почках, жировой ткани. С-пептид, в основном, распадается в печени, но медленнее инсулина. У здоровых людей наблюдается две фазы секреции инсулина-ранний пик-через 3-10 минут после нагрузки углеводами, и поздний пик-через 20 мин. Раннее выделение инсулина из В-клеток происходит из гранул, расположенных около биомембраны клетки(гранулы запаса). Они и секретируют инсулин на первоначальный пищевой раздражитель. Далее на протяжении всего времени стимуляции глюкозой идет секреция инсулина, синтезирумого В-клеткой. Его пики секреции соответствуют количеству глюкозы в крови. Клетки тканей, особенно жировой и мышечной, имеют на биомембране инсулиновые рецепторы,через которые инсулин и оказывает влияние на метаболизм углеводов в клетке(рис. 2).

 

 

 

α цепь β

биомембрана

 

Бигуаниды подавляют Глюконеогенез,активируют тирозинкиназу ин-сулинового рецептора. Сульфонилмочевина стимулирует синтез инсулина.Глютазоны активируют ядерные рецепторы PPAR-γ,за- пускают транскрипцию
 

 


 

Фосфорилирование субстрата

инсулинового рецептора(СИР-1,2…)

а также белков семейства STAT-сигна-

льные белки транскрипции

 

Установлена точеч- ная мутация СИР при СД2,а также PPAR-γ-ре- цептора активации про- лиферации пероксисом.


СИР-1 активация фосфатидилинозитол-3-киназы

(ФИ-3 киназы)

 

GLUT-4

Высокоселективные белковые моле- кулы,которые движутся от одной по- верхности биомембраны к другой вместе с транспортируемым суб- стратом.Субстратом являются гек- созы,нейтральные аминокислоты, цистин,глицин,витамин В12,фолие- вая кислота.Точковая мутация гена ведет к развитию почечной глюко- зурии,малабсорбции глюкозы,гала- ктозы.
(переносчик глюкозы через

биомембраны мышечной и

жировой клетки)

 

 

Рис. 2. Внутриклеточные механизмы передачи инсулинового сигнала.

1-аутофосфорилирование инсулинового рецептора после присое-

динения инсулина с участием α,β-цепей рецептора.

2-внутриклеточная часть β-цепи обладает тирозиназной активно-

стью,которая проявляется в присутствии инсулина.(тирозиназы-медь содержащие ферменты).

 

ИНСУЛИНРЕЗИСТЕНТНОСТЬ

Феномен инсулинрезистентности в настоящее время изучен недостаточно. Выделяют следующие её разновидности:

- Физиологическая инсулинрезистентность: в пубертатном возрасте, в период беременности, во время ночного сна, на фоне диэты, богатой жирами.

-Метаболическая резистентность: СД второго типа, ожирение, декомпенсированный диабет 1 типа, голодание, прием алкоголя.

- Эндокринная резистентность: тиреотоксикоз, гипотериоз, синдром Кушинга, акромегалия, феохромоцитома.

- Нейроэндокринная резистентность: Гипертоническая болезнь, цирроз печени, ревматоидный артрит, травмы, ожоги, сепсис, хирургические вмешательства.

В основе резистентности при СД-2 лежит резистентность инсулиновых рецепторов мышечных, жировых и печеночных клеток. Вначале резистентность появляется в мышечных клетках. В печени резистентность ведет к снижению синтеза гликогена и стимуляции глюконеогенеза. Влияние инсулинрезистентности на жировй обмен:

Антилиполитическое действие инсулина угнетается→повышается окисление жиров→возрастает уровень СЖК→угнетение транспорта и фосфорилирование глюкозы→сниженный синтез гликогена. Установлено влияние ФНО-альфа на развитие инсулинрезистентности через снижение активности тирозинкиназы инсулинового рецептора (схема 3), торможение экспрессии переносчиков глюкозы (ГЛЮТ-4) в мышечной и жировой ткани, тормозит активность генов липопротеинлипазы. Принципиальная схема;Висцеральное ожирение→ОНФ→снижение тирозинкиназной активности→снижение фосфолиривания инсулинового рецептора, фосфорилирования СИР→изменение конфигурации инсулинового рецептора. Не фармакологическая коррекция ожирения при СД-2 с целью устранения (ослабления инсулинрезистентности)-диета, содержащая 30% жира от общей калорийной ценности, менее 10% насыщенных жиров, более 15% клетчатки, дозированная физическая нагрузка.

ГАСТРОЭНТЕРО-ПАНКРЕАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА-термин, характеризующий механизм регуляции углеводного обмена с участием интестинальных гормонов, которые продуцируются высокоспецализированными клетками слизистой кишечника (АПУД-система).Они расположены среди всасывающих клеток цилиндрического эпителия и экзокринных секреторных клеток, выделяющих свое содержимое в просвет желудка или кишечника. АПУД-клетки выделяют свой секрет из гранул не в просвет кишечника, а в кровь. Стимулом этого процесса являются глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, Рн. К гормонам этих специализированных клеток относятся: гастрин, секретин, холецистокинин, панкреозимин и др. В настоящее время основным гормоном, повышающим секрецию инсулина и глюкагона, считается желудочно-интестинальный пептид(ЖИП). Панкреозимин, секреция которого стимулируется аминокислотами, стимулирует альфа – клетки и выброс глюкагона, т.е белковая пища стимулирует выброс глюкагона. Но эта связь не односторонняя. Островки Лангерганса, например, помимо торможения выработки ЖИП, влияют на функцию кишечного эпителия. Так, соматостатин, секреция которого d-клетками, стимулируется теми же факторами,что и секреция инсулина, снижает всасывание глюкозы в ЖКТ. Секретируемый в кровь гормон поступает в поджелудочную железу и стимулирует эндокринные клетки поджелудочной железы до того, как появятся пищевые вещества, всосавшиеся в кишечнике, достигнут поджелудочной железы.

Стресс, физическая нагрузка, снижают секрецию инсулина и повышают секрецию глюкагона. Альфа, бета, дельта клетки, расположенные в панкреатических островках определенным образом, находятся в паракринной зависимости. Инсулин ингибирует активность альфа-клеток. Глюкагон стимулирует секреторную активность бета и дельта клеток. Островок рассматривается как инкреторный мини-орган, окружен ацинарными структурами, продуцирующими пищеварительные ферменты ЖКТ.

Глюкагон-полипептид, состоящий из 29 аминокислот, секретируется альфа- клетками. Его секреция снижается при гипергликемии. Глюкагон стимулирует гликогенолиз и глюконеогенез в печени, способствует липолизу и кетозу. Эффекты глюкагона преобладают при снижении уровня инсулина. Печень продуцирует примерно 10г глюкозы в час, из этого количества 65-75% индуцируется глюкагоном. Инсулин угнетает секрецию глюкагона независимо от уровня глюкозы в крови. Инсулин угнетает образование глюкозы и кетоновых тел в печени. В случае уменьшения соотношения инсулин/глюкагон, например при голодании, образование глюкозы и кетоновых тел увеличивается.

АДРЕНАЛИН-стимулирует в печени гликогенолиз, в скелетной мускулатуре гликогенолиз и липолиз,в жировой ткани-липолиз.

ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ усиливают катаболизм белка и глюконеогенез, задерживают транспорт глюкозы, ингибируют гликолиз и пентозофосфатный цикл, потенцируют действие глюкагона, катехоламинов, СТГ.

ТИРЕОДНЫЕ ГОРМОНЫ-усиливают утилизацию глюкозы, ускоряют ее всасывание в кишечнике, активирует инсулиназу, повышает основной обмен, в котором в том числе расходуется глюкоза.

СОМАТОТРОПНЫЙ ГОРМОН (СТГ) оказывает гипергликемическое действие, стимулирует липолиз в жировой ткани. При избытке СТГ (гигантизм, акромегалия) появляется гипергликемия. Снижение функции гипофиза и гипоталамуса сопровождается гипогликемией.

АКТГ-эффекты проявляются через стимуляцию синтеза глюкокортикоидов.

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СИНДРОМ. По критериям ВОЗ проявляется нарушением толерантности к глюкозе или СД-2, абдоминальным ожирением, дислипопротеинемией, ИБС, артериальной гипертензией, гиперурикемией, микроальбинурией, повышением уровня ингибитора-1 активатора плазминогена. Риск развития СД и ИБС у таких пациентов многократно возрастает. Основное значение в развитии метаболического синдрома придается абдоминальному ожирению. В диагностике метаболического синдрома достаточно установить абдоминальное ожирение в сочетании с любыми двумя факторами риска: гипертриглицеридемия, снижение уровня холестерина ЛПВП, повышение АД, умеренной гипергликемии.

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКАХ.

Всосавшаяся в кишечнике глюкоза поступает через воротную вену в печень. Глюкоза, как гидрофильное соединение не проникает свободно через фосфолипидную мембрану клеток (в клетке свободной глюкозы нет). Внутрь клетки глюкоза проникает с помощью белков-переносчиков.Под действием инсулина (при голодании) количество этих белков в биомембране увеличивается на 50-60%. Выделяется в настоящее время два класса переносчиков:

1. Натрий-глюкозный транспортер –в этом механизме имеется триада натрий+транспортер+субстрат-глюкоза, галактоза, а также аминокислоты. Энергизация переноса вторична, т. е. без участия АТФ. Перенос глюкозы осуществляется благодаря градиенту натрия. Механизм (или канал, пора) характерен для апикального полюса энтероцитов, нефроцитов. В последнее время вместо термина «канал», «пора» используется и слово «транспортер».В указанной триаде транспортер- специализированный белок(гликопротеин) играет роль клапана, поочередно закрывающий поры в биомембране для натрия и глюкозы, в стехеометрической зависимости 1:1. В условиях пониженной температуры организма (меньше 16 градусов) транспорт глюкозы прекращается, транспорт натрия сохраняется, но присутствие молекул глюкозы обязательно.Натрийзависимый транспорт характерен также и для усвоения некоторых витаминов, аминокислот. Однако в последнее время показано, что перенос углеводов, аминокислот, образующихся в результате мембранного пищеварения, не требует обязательного присутствия натрия и может осуществляться с участием высокоспециализированных белков- транспортеров.Транспортеры переносят глюкозу не только в клетку, но и из клетки. Описано 6 транспортных белков-ГЛЮТ.(глюкозотранспортер). Внутриклеточно глюкоза фосфорилируется гексокиназой в глюкозо-6-фосфат, который в последующем метаболизируется по нескольким путям (рис 1). Для нервных клеток глюкоза и кетоновые тела являются субстратами окисления. Клетки нервной системы потребляют глюкозу инсулин независимым путем.

2.Из глюкозо-6-фосфата с участием гликогенсинтетазы и «ветвящих ферментов» синтезируется гликоген. В его молекуле содержится до миллиона моносахаридов, которые уже прошли фосфорилирование и являются депо энергии. Гликогена много в печени и мышцах. Гликоген содержит два типа гликозидных связей: Альфа 1-4 и альфа 1-6. Гликогенолиз обеспечивает энергией мышечную клетку в период интенсивной работы, гликогенолиз в печени оказывает стабилизирующее действие на уровень глюкозы в крови. Гликогенолиз активируется глюкагоном(в печени), адреналином, кортизолом. Инсулин подавляет гликогенолиз. Ключевой фермент гликогенолиза- гликогенфосфорилаза. Нарушение метаболизма гликогена, связанное с его накоплением, возможно вследствие дефекта ферментов. Описано 6 (по некоторым данным 12) основных форм гликогенозов.

В инсулин-зависимых тканях (жировая, мышечная ткань) около половины поступающей глюкозы в клетки проникает за счет инсулин-зависимого, другая половина за счет инсулин-независимого потока. Первая половина регулируется за счет обратной связи, т. е. поступление увеличивается при повышении потребности и уменьшается при снижении потребности. Существенное сокращение поступления глюкозы в клетку при сахарном диабете, сопровождается повышением ее уровня в крови. И как следствие, увеличенного ее поступления в клетку по инсулин-независимому механизму. Общее количество поступающей таким путем глюкозы в клетку, считается достаточным для обеспечения внутриклеточного метаболизма. Но тонкое, своевременное регулирование потока глюкозы отсутствует. В инсулин-независимых тканях(головной мозг, сосудистая стенка, частично печень, хрусталик глаза, репродуктивные структуры) поток глюкозы фактически не регулируется и определяется уровнем глюкозы в крови. Поэтому гипергликемия ведет к повышенному поступлению глюкозы в такие ткани. В норме поступившая глюкоза в клетку, прежде всего фосфорилируется с участием гексокиназы до глюкозо-6фосфата, который затем используется в различных «метаболических котлах» (см. выше) Фосфорилирование с участием гексокиназы является ключевым скорость лимитирущим звеном. Если глюкоза не может утилизироваться в гексокиназной реакции, стимулируется альдозоредуктаза, которая катализирует образование сорбитола из глюкозы. Накопление сорбитола способствует гипергидратации и отеку клетки. Кроме того, сорбитол превращается во фруктозу, которая активно гликирует внутриклеточные белки, нарушает внутриклеточный метаболизм. Возникновение катаракты, как осложнения сахарного диабета, связывается с накоплением сорбитола в хрусталике, при этом накопление преобладает, если полиолдегидрогеназа функционально не в состоянии переводить сорбитол во фруктозу. Избыток сорбитола создает гиперосмотические условия. Переход глюкозы в сорбитол способствует истощению НАДФН-облигатного кофактора синтеза оксида азота-эндотелиального релаксирующего фактора. Снижается окислительно-восстановительный потенциал. При дефиците оксида азота преабладает вазоспазм, гипоксия, повреждение эндотелия свободно-радикальными соединениями.

Состояние эугликемии характеризуется количеством глюкозы в крови в пределах: новорожденные- 2,8-4,4 ммоль/л, дети-3,9-5,8ммоль/л, взрослые-3,9-6,4ммоль/л.

Изменение уровня глюкозы в крови ведет к развитию экстремального состояния с определенным симтомокомплексом.

ГИПЕРГЛИКЕМИЯ-уровень глюкозы в крови превышает верхнюю границу. Если достигается уровень около 22 ммоль/л и больше, наступает кома, которая наиболее характерна для сахарного диабета. Причина гипергликемии:

-Сахарный диабет. Этот диагноз правомерен если содержание глюкозы натощак (12-14

часов голодания) равняется 7 ммоль/л и более, а колебания в течение дня при обычном режиме-до 11 ммоль/л и более. Содержание глюкозы от 5,7 до 6,9 ммоль/л требует проведения теста толерантности к глюкозе. Факторы риска СД-сахарный диабет у близких родственников, ожирение, гипертоническая болезнь. Новорожденный с избыточным весом рассматривается как состояние предиабета, требующего коррекции диетой.Гликемия после стандартной нагрузки глюкозой (тест толерантности к глюкозе) у

здоровых и при некоторых заболеваниях показана на схеме 3.

-Кроме сахарного диабета гипергликемия наблюдается при энцефалитах, сифилисе ЦНС, повышенном уровне контринсулярных гормонов-гипертиреоз, гиперфункция надпочечников, эпилепсия, сильное психоэмоциональное возбуждение, отравлении окисью углерода. Влияние контринсулярных гормонов на углеводный обмен изложено выше.

Примечание: гипергликемия у больных СД создает гиперосмолярность плазмы,следовательно,избыточный объем воды в плазме (внеклеточный сектор водного пространства). Появление глюкозы в моче, ведет к полиурии,которая называется осмотической.

ГИПОГЛИКЕМИЯ- уровень глюкозы в крови меньше нижней границы. Причины гипогликемий: длительное голодание, нарушение всасывания углеводов (заболевания желудка, кишечника, демпинг-синдром), гепатиты, циррозы печени, отравления, приводящие к нарушенному синтезу гликогена. Эндокринная патология, приводящая к снижению синтеза контринсулярных гормонов, передозировка противодиабетических гормонов, наиболее часто- инсулина пролонгированного действия. На этом фоне пропуск приема пищи, или рвота после еды ведут к появлению гипогликемического синдрома или гипогликемической комы. Преходящая гипогликемия возможна в случае «функциональной» гиперинсулинемии при ожирении, СД2. Заболевания ЦНС(энцефалиты, менингиты, опухоли мягкой мозговой оболочки, сосудистые нарушения) могут сопровождаться гипогликемией. Наиболее выраженная гипогликемия (в некоторых случаях до 1ммоль/л) наблюдается при опухолях, исходящих из β-клеток с повышенным синтезом инсулина (инсулиномы). Спонтанная гипогликемия наблюдается у больных саркоидозом.

 

САХАРНЫЙ ДИАБЕТ

Сахарный диабет (СД)-диабетус меллитус- с мочой проходит мед. Хроническое заболевание, которое развивается вследствие абсолютной или относительной недостаточности инсулина и характеризуется нарушением всех видов обмена. Комитет экспертов ВОЗ выделяет первичные и вторичные формы СД. Первичные формы –у пациентов нет каких-либо определенных заболеваний, вторично приводящих к развитию СД. Первичный СД имеет две разновидности: инсулинзависимый и инсулиннезависимый СД. Характерный признак СД-гипергликемия, которая при инсулинзависимой форме связана с дефицитом инсулина, при инсулиннезависимой форме-с реализацией взаимодействия инсулина с инсулинзависимыми тканями (дефицит эффектов инсулина), либо обоих факторов вместе. Длительная гипергликемия при диабете ведет к повреждению, дисфункции не только инсулинзависимых, но также и инсулиннезависмых структур в составе различных органов-глаз, почек, нервов, сердца, сосудов, регенеративных органов.

 

 

 

Рис 3. Гликемия после стандартной нагрузки сахаром.

1.здоровые люди 2.кривая при сахарном диабете 3.кривая у больных гепатитом

4. кривая у больных гипертиреозом.

Нормальная кривая при исследовании капиллярной крови соответствует:

· Исходный уровень находится в пределах нормы (3,8-5,8 ммоль\л)

· В первые 15-30 минут кривая круто поднимается и достигает максимального значения к 30-60 минуте.

· Максимальная величина может быть на 35-80% выше исходной. Чем моложе пациент, тем меньший прирост.

· После максимума начинается быстрый спад и к 120 минуте опускается ниже исходного уровня (гипогликемическая фаза).

· К 150-180 минуте достигается исходный уровень.

· Отдельные порции мочи, исследованной во время нагрузки, не содержат сахара.

Особенности гликемической кривой при сахарном диабете:

· Исходный уровень может быть повышенным или нормальным.

· Максимум достигается медленно-между 60 и 150 минутой и долее чем на 80% от исходного уровня (индекс Бодуэна).Чем тяжелее диабет, тем позже достигается максимум и тем он выше.

· Понижение кривой замедленно (более 5-6 часов).

· Гипогликемическая фаза отсутствует.

· ВСЕ ПОРЦИИ МОЧИ ИЛИ БОЛЬШИНСТВО ИЗ НИХ СОДЕРЖАТ САХАР

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-09; Просмотров: 857; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.108 сек.