Этапы углеводного обмена. Пластическую функциюуглеводы выполняют, входя в состав цитоплазматических мембран клеток и опорных элементов соединительной ткани высших организмов

Пластическую функциюуглеводы выполняют, входя в состав цитоплазматических мембран клеток и опорных элементов соединительной ткани высших организмов.

Специфическая функция обеспечивается участием углеводов в строении рецепторов биологических мембран и ферментов клеток, а также в синтезе НК, так как являются поставщиками рибоз.

Велика роль углеводов (имеется в виду грубая клетчатка) и в процессах пищеварения у высших организмов, так как они усиливают моторику кишечника.

1. этап. Расщепление полисахаридов и всасывание их в кровь, углеводы поступают в организм с пищей и расщепляются в двенадцатиперстной кишке и в верхнем отделе тонкого кишечника до моносахаридов- подробно о нарушениях переваривания и всасывания углеводов см. в учебнике стр.272-273.

2. этап. Депонирование углеводов: Углеводы депонируются в виде гликогена в печени и в мышцах, и в виде триглицеролов в жировой ткани –около 90% всосавшихся моносахаров попадают в кровеносное русло и затем в печень, где превращаются в гликоген (обеспечивая таким образом процессы гликогенеза), примерно 15% углеводов через лимфатическую систему с током лимфы разносятся ко всем тканям организма.

Нарушение этапа депонирования углеводов заключается:

· в снижении депонирования глюкозы в виде гликогена - а) это связано с ↓ синтеза гликогена при заболеваниях печени (гепатиты, отравления фосфором, CCl₄, гипоксии, гипоавитаминозах Вı и С, эндокринных расстройствах – СД, болезни Аддисона, тиреотоксикозе, ↓ тонуса п.н.с.), когда гепатоциты не способны синтезировать гликоген; б) при наследственных заболеваниях – агликогенозе и гликогенозе 0, характеризующихся дефектом фермента гликогенсинтетазы, наследуемом по аутосомно-рецессивному типу; в) вследствие усиления распада гликогена (гликогенолиза) в условиях возбуждения ЦНС, лихорадке, стрессе.

· в повышении депонирования – сюда относят варианты патологического депонирования гликогена, в результате наследственных дефектов ферментов метаболизма гликогена (известны 12 типов гликогенозов см. в учебнике стр. 274-275)

Одним из наиболее важных проявлений нарушения депонирования углеводов является гипогликемия.

3. этап. Промежуточный обмен углеводов включает в себя все превращения углеводов с момента их поступления в клетку до образования конечных продуктов распада СО₂ и Н₂О:

- гликолиз – анаэробное окисление глюкозы до пирувата и лактата;

- аэробный распад глю – окислительное декарбоксилирование пирувата до ац-Кo А (преобразование пирувата идет с помощью сложного ферментативного комплекса -пируватдегидрогиназной системы, коферментом которой является витамин Вı);

- ЦТК- для отдельных ферментов этого метаболического пути также необходим кофермент –витамин Вı;

- пентозофосфатный цикл или шунт, поставляющий НАДФ· Н₂, необходимый для синтеза ЖК, холестерина и стероидных гормонов, и рибозо-5-фосфат, который может использоваться в биосинтезе РНК и ДНК.

Нарушения промежуточного обмена заключаются в переключении аэробных путей метаболизма глю на анаэробный распад, что наблюдается при:

· гипоксии

· анемии

· патологии системы дыхания и ССС

· гипоавитаминозах Вı и С

· заболеваниях печени

К последствиям нарушения 3 этапа обмена углеводов относят: а) метаболический ацидоз, вследствие накопления лактата и пирувата; б) ↓ ац-Кo А, а значит и ↓ образования АТФ, НАДФ· Н₂ и ↓ синтеза ацетилхолина; в) ↓ активности пентозофосфатного цикла, приводящее к ↓ синтеза холестерина, ЖК, НК, гормонов.

4. этап. Выделение глю почками и ее реабсорбция – нарушения этого этапа заключаются в:

· уменьшении фильтрации глю при почечной недостаточности или при ↓ кровоснабжения почек, когда глю будет отсутствовать в моче даже при гликемии, превышающей почечный порог (8,8-9,9 ммоль/л), так как в этих условиях фильтруется меньше глюкозы и она вся успевает реабсорбироваться в проксимальных канальцах почек;

· в увеличении фильтрации глю, что наблюдается при почечной глюкозурии;

· в уменьшении реабсорбции глю в случае нефропатии, когда глю может появиться в моче даже в условиях нормогликемии, в связи с этими фактами, только по уровню глю в моче нельзя ставить диагноз СД.

Регуляция углеводного обмена.

Уровень глю в крови является важнейшим фактором гомеостаза организма в целом и критерием адекватности регуляции углеводного обмена. Нормальный уровень гликемии поддерживается работой ЦНС, кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, жировой ткани и других органов.

При нарушении углеводного обмена могут развиваться состояния гипергликемии (концентрация глю > 5,5 ммоль/л) и гипогликемии (концентрация глю < 3,3 ммоль/л).

КОНЦЕНТРАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ, ММОЛЬ/Л
	Цельная кровь	Плазма
Венозная	Капиллярная	Венозная
НОРМА
Натощак	3,3-5,5	3,3-5,5	4,0-6,1
Через 2 ч после ГТТ	<6,7	<7,8	<7,8

Нервная регуляция углеводного обмена осуществляется центральными и периферическими механизмами:

Еще в 1849 г. Клод Бернар показал, что укол продолговатого мозга в области дна IV желудочка, так называемый «сахарный укол» - вызывает гипергликемию.

Высшим вегетативным центром в ЦНС, определяющим поступление пищи в организм является гипоталамус, в заднем отделе которого находится особое морфо-функциональное образование – «пищевой центр», имеющий в своем составе центр «голода» (вентролатеральные ядра гипоталамуса) и центр «аппетита» (вентромедиальные ядра).

Подробно о его функционировании мы остановимся на следующей лекции по патофизиологии жирового обмена, отметим лишь, что взаимоотношения нейронов этих ядер с периферией осуществляются по изменению состава притекающей крови: так, активность центра насыщения находится в прямой зависимости от уровня глюкозы в крови –

· ↑ глю в крови возбуждает нейроны центра «насыщения», что приводит к торможению нейронов центра «голода»;

· ↑ концентрации инсулина, ХЦК тормозит нейроны центра «голода», поэтому возбуждаются нейроны центра «насыщения» - в обоих случаях снижается аппетит и, в конечном итоге, снижается уровень глю в крови.

Периферические механизмы регуляции осуществляются следующим образом – так, возбуждение с.н.с. приводит к ↑ уровня глю в крови, так как освобождается адреналин из мозгового вещества надпочечников и стимулирует процесс гликогенолиза в печени и в, мышцах, а возбуждение п.н.с. приводит к ↓ уровня глю в крови, так как секреторные волокна n. vagus стимулируют выделение инсулина в поджелудочной железе.

Гуморальная регуляция уровня глю в крови осуществляется инсулином с одной стороны и контринсулярными гормонами с другой.

В организме существуют инсулинзависимые ткани, в которых инсулин ↑ проницаемость клеток для глю, посредством взаимодействия со специфическим рецептором на мембране. При этом запускается ряд внутриклеточных процессов, направленных на захват глю клеткой – это фосфорилирование белков-транспортеров глю и усиление внутриклеточного метаболизма глю. К ним относятся:

· скелетные мышцы

· жировая ткань

· лимфатические органы

Инсулиннезависимые ткани - это ткани, куда глю переносят инсулиннезависимые транспортеры, и поступление ее в клетки зависит от уровня глю в крови, к ним относятся:

· ЦНС

· Периферические нервы

· Надпочечники

· миокард

· гонады

· ткани глаза

· диафрагма

· эритроциты

· кровеносные сосуды

· соединительная ткань

Повышают уровень глю в крови следующие гормоны – глюкагон, адреналин, АКТГ, глюкокортикоиды, СТГ, ТТГ, тироксин, и только единственный гормон в организме – инсулин – понижает уровень глю крови.

Инсулин – видоспецифичный гормон, представляет собой полипептид, состоящий из 2 аминокислотных цепей (А и В-цепи), соединенных 2 дисульфидными мостиками. Инсулин синтезируется в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы в виде неактивной полипептидной В-цепи проинсулина и сохраняется в гранулах β-клеток.

Островки Лангерганса состоят их эндокриноцитов энтодермального происхождения, кровеносных капилляров, симпатических терминалей, эфферентов и афферентов n. vagus, нейронов, глиальных клеток и резидентных тканевых макрофагов.

β-клетки, помимо секреции инсулина, С-пептида и проинсулина, продуцируют ГАМК, которая образуется с помощью глутаминовой декарбоксилазы. ГАМК является ингибитором секреции глюкагона α-клетками. Забегая вперед, отметим, что АТ к глютаминовой декарбоксилазе одними из первых появляются в крови у больных на начальных стадиях сахарного диабета 1 типа. Таким образом, нарушается физиологический механизм подавления инсулином секреции глюкагона.

Секреция инсулина стимулируется:

· повышением уровня глю в крови – причем минимальная концентрация глю, способная вызвать секреторный ответ β-клеток в отсутствии других стимулов, составляет 8-10 ммоль/л. Однако в н.у. на β-клетки действует широкий спектр просекреторных гормонов, которые снижают установочную точку к глюкозе;

· это- глюкагон и глюкагонподобный пептид 1 (ГПП-1);

· полипептидные гормоны кишечника – это желудочно-кишечный инсулинотропный полипептидный гормон (ЖИП), ХЦК, гастринингибирующий пептид (ГИП), секретин, ВИП;

· окситоцин, пролактин, гормон роста, вазопрессин, опиоидные пептиды;

· ацетилхолин;

· АК и СЖК.

Подавляют секрецию инсулина:

· НА и нейропептид Y(НПY);

· соматостатин, простагландины;

· в последнее время большое внимание отдается –лептину, который является сигналом отрицательной обратной связи из жировой ткани в поджелудочную железу;

· инсулин- также способен оказывать аутокринное ингибиторное влияние на свою секрецию через собственные рецепторы на β-клетках, усиливая захват Са²⁺ эндоплазматической сетью.

Метаболическое действие инсулина комплексное, включает 8 эффектов на обмен углеводов, липидов, белков, НК (их знать - учебник на стр. 278-279).

Эффекты инсулина: 1) ↑-ет проницаемость клеточных мембран в мыщцах и жировой ткани для глю, ионов натрия, калия, АК, для кетоновых тел в мышцах;

2) усиление в печени гликогенеза посредством активации гликогенсинтетазы;

3) активирует фермент гексокиназу, фосфорилирующую глю;

4) снижает гликогенолиз, подавляя активность фосфатазы и фосфорилазы;

5) уменьшает активность ферментов глюконеогенеза;

6) активирует синтез белка;

7) усиливает синтез триглицеридов из углеводов;

8) ускоряет использование глю в ЦТК и ПФШ.

Таким образом, инсулин является анаболическим гормоном, оказывая антикатаболическое действие в обмене веществ.

Дата добавления: 2015-07-13