Образование вторичных пирогенов является основным патогенетическим фактором в развитии лихорадки независимо от вызывающей ее причины. 10 страница

Пантотеновая кислота в организме человека и животных входит в состав кофермента А (коэнзима А), который принимает участие в осуществлении таких биохимических процессов, как окислительное декарбоксилирование a-кетокислот (пируват, a-кетоглутарат), b-окисление и биосинтез высших жирных кислот, синтез стероидных гормонов, триацилглицеролов, фосфолипидов, ацетилхолина, гиппуровой кислоты, гема гемоглобина и других, выступая в роли промежуточного акцептора и переносчика различных кислотных остатков (ацилов) и образуя так называемые ацилпроизводные кофермента А (в том числе ацетил-КоА - ключевой метаболит, посредством которого происходит взаимодействие белкового, углеводного и липидного обменов).

Развитие симптомов гиповитаминоза в основном обусловлено нарушениями синтетических процессов (в том числе синтеза стероидных гормонов), процессов энергообразования и усилением катаболизма белков, углеводов и липидов, вызванными недостатком кофермента А в организме. Нарушения со стороны нервной системы обусловлены снижением биосинтеза ацетилхолина и фосфолипидов; развитие анемии - нарушением синтеза гема гемоглобина. Развитие дерматитов может быть связано с нарушением обмена соединительной ткани (биосинтеза гликозаминогликанов, в том числе ацетилирования гексозаминов).

Пантотеновая кислота содержится практически во всех продуктах растительного и животного происхождения. Особенно богаты ею печень, почки, яичный желток, икра, мясо, дрожжи, цветная капуста, картофель, помидоры. Кроме того, пантотеновая кислота синтезируется микрофлорой кишечника. Суточная потребность для взрослого человека в пантотеновой кислоте - 3-10 мг.

Витамин Н

У человека экзогенный авитаминоз Н встречается редко в связи с тем, что витамин Н (биотин, антисеборейный фактор) в достаточных количествах синтезируется микрофлорой кишечника (эндогенный синтез может снижаться при приеме антибиотиков и сульфаниламидов). Дефицит биотина может проявляться при мальабсорбции, парентеральном питании, а также при употреблении в пищу большого количества сырого яичного белка, содержащего гликопротеин авидин, способный к необратимому связыванию с витамином, образуя комплекс, не подвергающийся расщеплению в пищеварительном тракте. Биотиновый авитаминоз у животных характеризуется прекращением роста, снижением массы тела, дерматитом (себорея десквамационного типа), депигментацией производных кожи, атактической походкой, отеком конечностей, параличами, нарушениями нервно-трофических процессов и липидного обмена. У человека при недостаточности биотина развиваются себорейный дерматит носогубного треугольника и волосистой части головы, поражения ногтей, выпадение волос, конъюнктивит, миальгия, гиперестезии, атаксия, вялость, сонливость, анорексия, анемия.

Биотиновые ферменты катализируют реакции карбоксилирования (пируваткарбоксилаза, ацетил-КоА-карбоксилаза, пропионил-КоА-карбоксилаза, b-метилкротоноил-КоА-карбоксилаза) и транскарбоксилирования (метилмалонилоксалоацетаттранскарбоксилаза), играющие важную роль в синтезе пуриновых нуклеотидов, белков, высших жирных кислот, превращении пирувата в оксалоацетат, что приводит к пополнению запаса оксалоацетата в ЦТК.

При биотиновой недостаточности нарушается обмен белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, образование АТФ, в том числе включение со2в пурины и ацетоуксусную кислоту; карбоксилирование пропионил-КоА и b-метил-кротоноил-КоА; карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (первая стадия синтеза высших жирных кислот). Недостаточность биотина влияет на синтез амилазы в поджелудочной железе и сывороточного альбумина в печени, что, возможно, связано с нарушением синтеза субстратов ЦТК и снижением энергообеспечения клеток.

К врожденным нарушениям обмена и функций биотина относится врожденная пропионатацидемия, обусловленная дефектом пропионил-КоА-карбоксилазы и врожденная b-метилкротоноилглицинурия, связанная со снижением активности b-метилкротоноил-КоА-карбоксилазы.

При недостаточности панкреатической биотинидазы, необходимой для усвоения витамина Н, у новорожденных возможно развитие десквамативной эритродермии Лейнера, сопровождающейся себореей и диареей.

Из продуктов животного и растительного происхождения витамином Н богаты почки, печень, молоко, желток яйца, картофель, лук. Суточная потребность - 10 - 30 мкг.

Витамин Р

Витамин Р (рутин, цитрин, фактор проницаемости) представлен группой веществ с общим названием биофлавоноиды. Наибольшей активностью обладают катехины, рутин, кверцетин.

При недостаточности витамина Р, развивающейся у лиц, не употребляющих растительной пищи, отмечается повышение проницаемости кровеносных сосудов, сопровождающееся кровоизлияниями и кровотечениями. У человека одной из причин общей слабости, быстрой утомляемости и болей в конечностях может являться дефицит биофлавоноидов. Механизм действия витамина Р на сосудистую проницаемость окончательно не изучен. Биофлавоноиды выступают синергистами витамина С в процессе посттрансляционной модификации коллагена - белка, определяющего механические свойства соединительной ткани и сосудистую проницаемость, регулируя активность пролилгидроксилазы. Недостаток витамина Р вызывает увеличение сосудистой проницаемости также за счет активации гиалуронидазы и расщепления гиалуроновой кислоты. Биофлавоноиды защищают от окисления катехоламины (предотвращают переход адреналина в адренохром).

При дефиците витаминов группы Р одной из причин возникающих нарушений могут быть изменения структуры и функции биологических мембран, в частности мембран лизосом, приводящие к выбросу протеолитических ферментов и росту проницаемости капилляров. Антиоксидантные свойства биофлавоноидов проявляются в угнетении активности ферментов ряда окислительных процессов, лимитировании перекисного окисления липидов, восстановлении витамина С, токоферолов, SH-групп (в том числе в составе глутатиона) и т.д. Витамины группы Р оказывают влияние на коагуляционный гемостаз, ограничивая выход в кровь тканевых факторов свертывания; снижают адгезивность тромбоцитов за счет торможения активности фосфодиэстеразы, накопления циклических нуклеотидов и уменьшения продукции тромбоксанов; снижают агрегационную активность тромбоцитов и вовлечение их в реакцию высвобождения.

Обезболивающий, седативный и гипотензивный эффекты ряда биофлавоноидов связаны с их действием на бензодиазепиновые рецепторы мозга.

Витамин Р в больших количествах содержится в цитрусовых, винограде, красном перце и многих других овощах и фруктах. Суточная потребность в витамине Р установлена приблизительно - от 50 до 100 мг.

11.4. НАРУШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА УГЛЕВОДОВ

Обмен углеводов включает в себя несколько этапов:

1) Расщепление полисахаридов, поступающих в организм с пищей, в двенадцатиперстной кишке и верхнем отделе тонкого кишечника до моносахаридов и всасывание их в кровь.

2) Депонирование углеводов.

3) Промежуточный обмен углеводов:

- аэробное и анаэробное расщепление глюкозы;

- взаимопревращение гексоз;

- процесс глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных предшественников).

4) Выделение глюкозы через клубочковый аппарат почек с первичной (провизорной) мочой и ее полная реабсорбция в почечных канальцах.

11.4.1. Нарушения переваривания и всасывания углеводов

Всасывание углеводов происходит главным образом в двенадцатиперстной и тощей кишке с участием микроворсинок кишечного эпителия только в виде моносахаридов. Гидролиз гликогена и крахмала пищи начинается в ротовой полости под влинием a-амилазы слюны. Моносахариды способны всасываться уже в ротовой полости. В желудке нет ферментов, осуществляющих гидролиз углеводов. В полости тонкой кишки под влиянием a-амилазы сока поджелудочной железы они гидролизуются до декстринов и мальтозы (полостное переваривание). На поверхности микроворсинок энтероцитов локализованы ферменты: сахараза, мальтаза, лактаза, изомальтаза и другие, расщепляющие декстрины и дисахараиды до моносахаридов (пристеночное пищеварение).

Всасывание моносахаридов в тонком кишечнике - процесс активного транспорта упомянутых молекул через мембрану клеток эпителия, требующий затрат энергии. Движущей силой транспорта глюкозы в эпителиальную клетку служит АТФ-зависимый натриевый насос, а сам транспорт осуществляется при помощи специфического переносчика, физически не зависящего от натриевого насоса. Это пример вторичного активного транспорта, при котором для переноса одного соединения (глюкозы) используется энергия электрохимического градиента, создаваемого для другого вещества (ионов натрия). Рассмотренный механизм транспорта глюкозы функционирует также в клетках эпителия почечных канальцев. Поступление же глюкозы в эритроциты осуществляется по иному механизму.

Процесс всасывания индивидуальных моносахаридов происходит с различными скоростями. Наиболее высокая скорость процесса характерна для глюкозы. По-видимому, это обусловлено различием механизмов транспорта конкретного моносахарида через слизистую тонкого кишечника.

Нарушение расщепления углеводов. К числу наиболее типичных дефектов можно отнести недостаточность ферментов-дисахаридаз: сахаразы и изомальтазы, проявляющихся всегда сочетанно. В результате этого дисахариды сахароза и изомальтоза не расщепляются и не усваиваются организмом. Накапливающиеся при этом в просвете кишечника дисахариды осмотически связывают значительное количество воды, что становится причиной поноса (диарея). В этих условиях возможно также поглощение клетками эпителия некоторого количества дисахаридов. Однако они остаются метаболически неактивными и в неизмененном виде довольно быстро выводятся с мочой. При дефектах активности дисахаридаз нагрузка дисахаридами не вызывает гипергликемии в интервале 30-90 мин, как это имеет место у здоровых людей.

Моносахариды (галактоза, глюкоза, фруктоза и пентоза), поступающие с пищей, либо освобождаемые при гидролизе поли- и дисахаридов, всасываются микроворсинками эпителиальных клеток тонкого кишечника.

Причинами нарушения процесса всасывания углеводов являются:

1) Воспаление слизистой тонкого кишечника.

2) Действие токсинов, блокирующих процесс фосфорилирования и дефосфорилирования (флоридзин, монойодацетат).

3) Недостаток ионов Na+, например, при гипофункции коры надпочечников.

4) Нарушение кровоснабжения кишечной стенки.

Кроме того, у новорожденных детей и младенцев надостаточно активны как пищеварительные ферменты, так и энзиматические системы фосфорилирования и дефосфорилирования углеводов, вследствие чего их всасывание замедлено.

Синдром непереносимости лактозы без дефицита фермента лактазы. Синдром проявляется злокачественно в первые дни после рождения в виде тяжелой диареи, рвоты, ацидоза, лактозурии, часто и протеинурии. Выявляются также атрофия надпочечников и печени, дегенерация почечных канальцев.

Врожденная недостаточность лактазы. Фермент гидролизует дисахарид лактозу до глюкозы и галактозы. Новорожденные дети обычно получают 50-60 г лактозы (с молоком) в день. Наиболее характерное проявление недостаточности лактазы - диарея после приема молока. Негидролизованная лактоза поступает в нижние отделы тонкого кишечника, где сбраживается кишечной микрофлорой с образованием газов (что вызывает метеоризм) и кислот. Их осмотическое действие привлекает в полость кишечника большое количество воды, что вызывает диарею. При этом кал имеет кислое значение рН и содержит лактозу, иногда наблюдают лактозурию. Со временем у ребенка развивается гипотрофия. Этот синдром следует отличать от приобретенного дефицита лактазы (при энтеритах, воспалительных заболеваниях толстого кишечника, спру), а также от недостаточности кишечной лактазы, встречающейся у взрослых людей.

11.4.2. Нарушения синтеза и распада гликогена

В клетки тканей организма глюкоза может поступать как экзогенная из пищи, так и образованная эндогенно из депонированного гликогена (в результате гликогенолиза) или из других субстратов, таких как лактат, глицерол, аминокислоты (в результате глюконеогенеза). Всосавшаяся в тонкой кишке глюкоза поступает через воротную вену в печень и попадает в гепатоциты. За перенос глюкозы в клетки отвечают транспортные белки - GluT, которые способны переносить глюкозу через мембрану против градиента концентрации и усиливать пассивный транспорт. В клетках глюкоза фосфорилируется в гексокиназной реакции, превращаясь в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф), Г-6-Ф является субстратом нескольких путей метаболизма: с этой молекулы начинается синтез гликогена, пентозофосфатный цикл, гликолитический распад до лактата или аэробное полное расщепление до СО2и Н2О. В клетках, способных к глюконеогенезу (клетки печени, почек, кишечника), Г-6-Ф может дефосфорилироваться и в виде свободной глюкозы поступать в кровь и переноситься в другие органы и ткани.

Особенно важна глюкоза для клеток мозга. Клетки нервной системы зависят от глюкозы как от основного энергетического субстрата. В то же время в мозге нет запасов глюкозы, она там не синтезируется, нейроны не могут потреблять другие энергетические субстраты кроме глюкозы и кетоновых тел.

Гликоген. Из Г-6-Ф в результате сочетанного действия гликогенсинтетазы и «ветвящего» фермента синтезируется гликоген - полимер, напоминающий по виду дерево. В молекуле гликогена может содержаться до миллиона моносахаридов. При этом происходит как бы кристаллизация гликогена и он не обладает осмотическим эффектом. Такая форма пригодна для хранения в клетке. Если бы такое количество молекул глюкозы было растворено, то из-за осмотических сил клетку бы разорвало. Гликоген является депонированной формой глюкозы. Он содержится практически во всех тканях; в клетках нервной системы его количество минимально, а в печени и мышцах его особенно много. Гликоген содержит только два типа гликозидных связей: a(1®4)-тип и a(1®6)-тип. Связь a(1®4)-тип формируется через каждые 8-10 остатков D-глюкозы (рис. 81).

Гликогенолиз. Это путь расщепления гликогена. Гликоген в организме в основном сохраняется в печени и скелетных мышцах. Гликоген мышц используется в качестве источника энергии при интенсивной физической нагрузке. Гликогенолиз в печени активируется в ответ на снижение концентрации глюкозы при перерывах в приеме пищи или в ответ на стрессовые воздействия. Основными гормонами, активирующими гликогенолиз, являются глюкагон, адреналин (эпинефрин) и кортизол (табл. 36).

Снижение синтеза гликогена. Снижение синтеза происходит при поражении гепатоцитов (гепатиты, отравление фосфором, четыреххлористым углеродом и др.); гипоксии, когда дефицит кислорода неизбежно приводит к существенному снижению эффективности образования АТФ, необходимого для синтетических процессов; снижении тонуса парасимпатической нервной системы; гиповитаминозах В1и С; эндокринных заболеваниях - сахарном диабете, тиреотоксикозе, недостаточности надпочечников (болезнь Аддисона).

Усиление распада гликогена. Усиление гликогенолиза в печени происходит при возбуждении центральной нервной системы. Нервные импульсы проводятся симпатической нервной системой к депо гликогена и активируют процесс его распада, обеспечивая поступление глюкозы в кровь. Усиление гликогенолиза наблюдается также при повышении продукции гормонов - стимуляторов гликогенолиза (адреналина, глюкагона, тироксина и соматотропного гормона) и при интенсивной мышечной работе, что обусловливается увеличением потребления глюкозы мышцами. Кроме того, распад гликогена повышается при шоке, лихорадке, эмоциональных нагрузках.

При недостаточности гликогена (вследствие снижения синтеза или уменьшения его распада) тканевая энергетика переходит на использоване в качестве субстратов для окисления жиров и белков. В результате этого происходит избыточное образование кетоновых тел и развивается интоксикация. Использование клеткой белков как источника энергии обусловливает нарушения различных ферментативных и пластических процессов.

Гликогенозы. Так называются болезни патологического депонирования гликогена. Это группа наследственных патологий, при которых вследствие генетически обусловленных дефектов некоторых ферментов метаболизма гликогена происходит его избыточное накопление в различных органах, прежде всего в печени и скелетных мышцах. При некоторых типах гликогенозов синтезируется гликоген с нарушенной структурой (рис. 82).

В настоящее время известны 12 типов гликогенозов. Наиболее часто встречаются следующие:

1. Гликогеноз I типа, или болезнь Гирке (Крефельда - Гирке), или гепатонефромегальный. Впервые описан в 1929 г. Этот тип гликогеноза встречается наиболее часто. В основе данной патологии лежит наследственный дефицит фермента глюкозо-6-фосфатазы в печени и почках. Под действием этого фермента происходит дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата, что обеспечивает трансмембранный переход свободной глюкозы из гепатоцитов и клеток почек в кровь (рис.82). Дефицит фермента вызывает накопление избытка гликогена в клетках печени и почек. Структура гликогена при этом не нарушается. У больных увеличен живот за счет существенного увеличения размеров печени (гепатомегалия). Содержание гликогена в печени достигает 10-15% от массы органа (вместо 3-5% в норме). В связи с дефектом фермента поступление в кровь глюкозы значительно сокращается, что обусловливает тяжелую гипогликемию, являющуюся причиной приступов судорог. Дефицит глюкозы в крови приводит к торможению выделения инсулина из поджелудочной железы, что стимулирует липолиз в жировой ткани. Формируется характерная для данного типа гликогеноза гиперлипидемия. Интенсификация метаболизма липидов приводит к накоплению в крови молочной кислоты и гидроксибутирата (кетоз). Дефицит инсулина также приводит к снижению интенсивности синтеза белка (нарушается транспорт аминокислот). Пациенты, страдающие этим типом гликогеноза, как правило, рано умирают от интеркуррентных заболеваний или от ацидотической комы.

2. Гликогеноз II типа, или болезнь Помпе. Развивается при наследственном дефекте фермента a-1,4-глюкозидазы, локализованного в лизосомах. Фермент катализирует расщепление гликогена, а освобождаемая глюкоза выходит из лизосом в цитоплазму и становится составной частью пула глюкозы клетки. Дефект фермента приводит к генерализованному накоплению гликогена с нормальной структурой в печени, селезенке, почках, скелетных и сердечной мышцах, нервной ткани, лейкоцитах и эритроцитах. Клинические симптомы заболевания проявляются уже на 2-6-м мес жизни. Наиболее тяжелые нарушения развиваются в мышечной ткани: гипотония скелетных мышц и увеличение размеров сердца (кардиомегалия), что ведет к тяжелой кардиореспираторной недостаточности. Она является главной причиной летального исхода в возрасте до 2 лет.

3. Гликогеноз III типа, или болезнь Кори (Кори и Форбса). Заболевание возникает по причине наследственного дефекта фермента амило-1,6-глюкозидазы мышц, печени и миокарда (рис.82) Молекула полимера при данном типе гликогеноза имеет патологическую структуру, для которой характерны многочисленные, но укороченные боковые ветви. Такой гликоген в избытке накапливается преимущественно в печени, мышечной ткани, эритроцитах и зернистых лейкоцитах. Затрудненный гидролиз гликогена с измененной структурой приводит к гипогликемии. Имеет место гиперлипидемия, развивающаяся по механизму, аналогичному для гликогеноза I типа, но в более мягкой форме. Угрозы для жизни не представляет. Специфическим диагностическим признаком гликогеноза III типа является повышенный уровень гликогена в зернистых лейкоцитах.

4. Гликогеноз IV типа, или болезнь Андерсена. В основе заболевания лежит наследственный дефицит фермента a-D-1,4 глюкан 6-a-глюкозилтрансферазы, который обеспечивает ветвление в молекуле гликогена. Недостаточность фермента обусловливает накопление преимущественно в печени, мышцах и лейкоцитах гликогена, молекулы которого имеют аномально длинные цепи с очень малым количеством боковых ответвлений, делающим ее структуру похожей на таковую у крахмала. Для клинической картины данного заболевания характерны: выраженная гипогликемия, гепатомегалия, прогрессирующий цирроз печени с летальным исходом вследствие печеночной недостаточности в возрасте до 2 лет.

Помимо приведенных выше типов, описаны более редкие, а также смешанные гликогенозы: V тип, или болезнь Мак-Ардля (Мак-Ардля - Шмида - Пирсона); VI тип, или болезнь Герса; VII тип, или болезнь Таруи; VIII тип, или болезнь Ходжина, и другие.

11.4.3. Нарушения промежуточного обмена углеводов

Причинами нарушения промежуточного обмена углеводов могут быть:

1. Гипоксия. Вызывается недостаточностью кровообращения, дыхания и др. Развивающийся дефицит кислорода переключает клеточный метаболизм с аэробного на анаэробный тип, при котором основным источником энергии становится анаэробный гликолиз. При распаде глюкозы в этих условиях образуется избыток молочной и пировиноградной кислот. Молочная кислота в тканях способствует усилению диссоциации оксигемоглобина и расширению коронарных сосудов, компенсируя, таким образом, явления гипоксии. В норме молочная кислота из тканей, где идет гликолиз (например, из мышц), поступает с кровью в печень (цикл Кори), где превращается при участии фермента лактатдегидрогеназы в пируват. Пируват в печени частично окисляется, а частично превращается в глюкозу (глюконеогенез). Таким образом лактат возвращается в метаболический фонд углеводов. Длительное существование избытка молочной кислоты в тканях приводит к дефициту субстрата окисления - глюкозы, что вызывает дальнейшее снижение эффективности синтеза АТФ. Дефицит макроэргов лежит в основе нарушения трансмембранного переноса ионов и повышения проницаемости мембран. В конечном итоге это приводит к значительным структурно-функциональным повреждениям в тканях, вплоть до гибели клеток.

2. Нарушения функций печени. В гепатоцитах часть молочной кислоты в норме ресинтезируется в глюкозу и гликоген. При поражении печени этот процесс нарушается, молочная кислота выходит в кровь, развивается ацидоз.

3. Гиповитаминоз В1. Витамин В1(тиамин) в результате процесса фосфорилирования превращается в кокарбоксилазу - простетическую группу ряда ферментов углеводного обмена. При недостаточности витамина В1 возникает дефицит кокарбоксилазы, что приводит к подавлению синтеза ацетил-КоА из пировиноградной кислоты. Последняя накапливается и частично переходит в молочную кислоту, содержание которой в связи с этим возрастает. Торможение окисления пировиноградной кислоты снижает синтез ацетилхолина, что вызывает нарушение передачи нервных импульсов. При возрастании концентрации пировиноградной кислоты в 2-3 раза по сравнению с нормой возникают нарушения чувствительности, невриты, параличи и др. Гиповитаминоз В1приводит также к нарушению работы пентозофосфатного пути окисления вследствие понижения активности фермента транскетолазы.

11.4.4. Гипергликемические состояния

Уровень глюкозы в крови является важнейшим фактором гомеостаза. Он поддерживается на определенном уровне функцией кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, жировой ткани и других органов (рис. 83).

Выделяют несколько типов регуляции углеводного обмена: субстратную, нервную, почечную, гормональную.

Субстратная регуляция. Основным фактором, определяющим метаболизм глюкозы, является уровень гликемии. Пограничная концентрация глюкозы, при которой продукция ее в печени равна потреблению периферическими тканями, составляет 5,5-5,8 ммоль/л. При уровне, меньшем этого, печень поставляет глюкозу в кровь; при большем уровне, наоборот, доминирует синтез гликогена в печени и мышцах.

Нервная регуляция. Возбуждение симпатических нервных волокон приводит к освобождению адреналина из надпочечников, который стимулирует расщепление гликогена в процессе гликогенолиза. Поэтому при раздражении симпатической нервной системы наблюдается гипер-гликемический эффект. Наоборот, раздражение парасимпатических нервных волокон сопровождается усилением выделения инсулина поджелудочной железой, поступлением глюкозы в клетку и гипогликемическим эффектом.

Почечная регуляция. В клубочках почек глюкоза фильтруется, затем в проксимальных канальцах реабсорбируется энергозависимым механизмом. Величина канальцевой реабсорбции относительно постоянна, с возрастом имеется тенденция к снижению. При превышении в сыворотке уровня 8,8 - 9,9 ммоль/л глюкоза выделяется с мочой. Показатель гликемии, при котором появляется глюкозурия, называется почечным порогом. На выделение глюкозы с мочой влияет скорость клубочковой фильтрации, которая в норме составляет примерно 130 мл/мин. При снижении фильтрации при почечной недостаточности или уменьшении кровоснабжения почек глюкоза будет отсутствовать в моче даже при гликемии, значительно превышающей почечный порог, так как фильтруется меньше глюкозы и вся она успевает реабсорбироваться в проксимальных канальцах почек. В случае нефропатий с нарушением реабсорбции глюкоза может появиться в моче даже при нормогликемии. Поэтому по уровню глюкозы в моче нельзя ставить диагноз сахарный диабет.

Гормональная регуляция. На уровень глюкозы в крови влияет широкий спектр гормонов, при этом практически только инсулин вызывает гипогликемический эффект. Контринсулярным действием с повышением уровня глюкозы крови обладают глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, СТГ, АКТГ, ТТГ. Эффекты инсулина и контринсулярных гормонов в норме контролируют достаточно стабильный уровень глюкозы в крови. При низкой концентрации инсулина, в частности при голодании, усиливаются гипер-гликемические эффекты других гормонов, таких как гормон роста, глюкокортикоиды, адреналин и глюкагон. Это происходит даже в том случае, если концентрация этих гормонов в системе циркуляции не увеличивается. В табл. 37 представлены основные эффекты гормонов на метаболизм глюкозы.

Физиологически в регуляции обмена глюкозы наиболее важны два гормона - инсулин и глюкагон.

Инсулин - полипептид, состоит из двух цепей: А-цепь содержит 21 аминокислоту, В-цепь - 30 аминокислот. Цепи соединены между собой 2 дисульфидными мостиками. Инсулин схож у разных видов млекопитающих: так, А-цепь идентична у человека, свиньи, собаки, кашалота; В-цепь идентична у быка, свиньи и козы. Фактически инсулин человека и свиньи отличаются только тем, что на карбоксильном конце В-цепи у свиньи находится аминокислота аланин, а у человека треонин. Поэтому коммерческий «человеческий инсулин» производится путем замены аланина на треонин в инсулине свиньи.

Инсулин синтезируется в виде неактивной полипептидной цепи проинсулина, таким он сохраняется в гранулах b-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. Активация проинсулина заключается в частичном протеолизе пептида по Arg31 и Arg63 (рис. 84). В результате в эквимолярном количестве образуются инсулин и С-пептид (connecting peptide).

Инсулин в крови находится в свободном и связанном с белками состоянии. Деградация инсулина происходит в печени (до 80%), почках и жировой ткани. С-пептид также подвергается деградации в печени, но значительно медленнее. Базальная концентрация инсулина, определяемая радиоиммунологически, составляет у здоровых 15-20 мкЕд/мл. После пероральной нагрузки глюкозой уровень его через 1 ч повышается в 5-10 раз по сравнению с исходным. Скорость секреции инсулина натощак составляет 0,5-1 Ед/ч, после приема пищи увеличивается до 2,5-5 Ед/ч. У здоровых людей наблюдаются две фазы секреции инсулина - ранний пик (через 3-10 мин после углеводной нагрузки) и поздний пик (через 20 мин). Раннее выделение инсулина сдерживает резкий подъем глюкозы при ее всасывании.

Секреция инсулина стимулируется, помимо гипергликемии, глюкагоном, а также полипептидными гормонами кишечника, включая желудочно-кишечный инсулинотропный полипептидный гормон (ЖИП), аминокислотами, свободными жирными кислотами, раздражением вагуса (рис. 85).

Метаболическое действие инсулина комплексное, оно включает прямые эффекты на обмен липидов, белков и особенно в связи с сахарным диабетом - D-глюкозы. Инсулин усиливает мембранный транспорт глюкозы, аминокислот и К+, активирует многие внутриклеточные ферменты. В то же время полипептидная молекула инсулина не способна проникать через клеточную мембрану, поэтому все эффекты инсулина осуществляются через специальные рецепторы на поверхности клеточной мембраны. Инсулиновый рецептор комплексный, он состоит из a- и b-субъ-единиц, соединенных дисульфидными мостиками.

Высокие концентрации инсулина в крови обладают анаболическим, а низкие - катаболическим действием на обмен веществ.

К инсулину может развиваться резистентность, острая резистентность связана с инфекциями или воспалением. Резистентность может определяться появлением в кровотоке антител к инсулину (IgG) и тканевой нечувствительностью, что часто наблюдается при ожирении. Афинность (сродство рецепторов к инсулину) и/или число рецепторов зависит от ряда факторов; это сульфонилмочевинные препараты, рН, цАМФ, физическая активность, характер и состав пищи, антитела и другие гормоны.

Глюкагон - полипептид, состоящий из 29 аминокислот, секретируется a-клетками островков поджелудочной железы, секреция снижается при повышении концентрации глюкозы в крови. В основном его эффекты противоположны действию инсулина. Глюкагон стимулирует гликогенолиз в печени и глюконеогенез и способствует липолизу и кетогенезу. Совместные эффекты инсулина и глюкагона в поджелудочной железе и на обмен веществ в печени представлены на рис. 86.

Дата добавления: 2015-06-04