ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ И ПАТОЛОГИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ
Пища (крахмал, гликоген) Мобилизация гликогена Глюконеогенез Глюкоза 3, 3 -5, 5 ммоль/л в крови АТФ АДФ Гексокиназа (глюкокиназа) Глюкозо-6 -фосфат -О 2 гликолиз лактат пируват +О 2 Синтез гликогена (печень, мышцы) СО 2+Н 2 О митохондрия В п е ч е н и Пентозофосфатный путь (печень, эритроциты, адипоциты, кора надпочечников) НАДФН, рибозо-5 фосфат
Нарушения содержания глюкозы в крови Гипогликемии Гипергликемии Физиологические – алиментарные, при лактации Физиологические – алиментарная, нейрогенная Патологические – (передозировка инсулина или проральных гипогликемических препаратов, опухоли островковых клеток), поражения канальцев почек, функциональная недостаточность печени, гипофункция надпочечников и др. ). Патологические – (болезни печени, опухоли гипофиза, акромегалия, болезнь и синдром Иценко-Кушинга, опухоли мозгового и коркового слоя надпочечников, гипертиреоз, сахарный диабет и др. ). <3, 3 ммоль/л >5, 5 ммоль/л
Основные биохимические проявления при сахарном диабете Сахарный диабет I-го типа –разрушение β-клеток и уменьшение секреции инсулина. Сахарный диабет II-го типа - повреждение механизмов передачи инсулинового сигнала (дефект рецептора инсулина, повреждение внутриклеточных посредников). Гипергликемия, которая может усиливаться за счет активации распада гликогена и глюконеогенеза в печени в ответ на снижение концентрации глюкозы в клетках Глюкозурия (появление глюкозы в моче) и полиурия Нарушение углеводного, белкового и липидного обменов, поражение соединительной ткани (сосуды, суставы, костная ткань), почки, сетчатка и хрусталик глаза, нервная система. Гиперазотемия Гиперлипидемия, кетонемия и кетонурия Ацидоз (накопление активной формы ацетил-Ко. А)
Сахарный диабет – заболевание, связанное с абсолютным или относительным недостатком инсулина. Инсулин: 1) увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, что проявляется уменьшением гликемии 2) активирует внутриклеточные превращения глюкозы - гликолиз, ПФП, образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена 3) усиливает синтез жиров и белков, подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген, жиры и белки 4) ускоряет пролиферацию различных клеточных культур Суммарно: анаболический и антикатаболический эффекты
Осложнения сахарного диабета Острые (комы) Поздние (отсроченные) Кетоацидотическая Микроангиопатии (ретинопатии, нефропатии) Гиперосмолярная Лактацидемическая Макроангиопатии (крупные сосуды сердца, головного мозга, нижних конечностей)
ГЛИКОГЕН Гликоген – развлетвленный гомополимер глюкозы, где остатки глюкозы соединены α-1, 4 -гликозидной связью. В точках ветвления α-1, 6 -гликозидной связи. В клетках это основной резервный полисахарид. Гликоген хранится в цитозоле клетки и депонируется в печени и скелетных мышцах. Гликоген печени служит для поддержания глюкозы в крови при голодании. Гликоген мышц – источник энергии при мышечном сокращении.
Принципиальная схема синтеза гликогена Гликогенин в качестве затравки
Принципиальная схема гликогенолиза
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОГЕНФОСФОРИЛАЗА ГЛИКОГЕНСИНТАЗА ПЕЧЕНЬ Глюкагон (через аденилат циклазу) фосфорилирует киназуфосфорилазу и тем самым активирует ГФ Инсулин (через тирозинкиназу) дефосфорилирует фермент и тем самым активирует ГС МЫШЦЫ Адреналин (через инозитол фосфатн. мех-м) стимулирует выход Са, он + кальмодулин и активирует ГФ
ГЛИКОГЕНОЗЫ БОЛЕЗНИ ГИРКЕ МАК-АРДЛЯ КОРИ ГЕПАТОМЕГА МИЯ Дефектный фермент СИМПТОМЫ Нет синтеза фермента глюкозо-6 -фосфатазы (нет распада гликогена) Гликоген накапливается в печени. Не идет мобилизация гликогена. Не активна Гликогенфосфорилаза мышц (нет распада гликогена) Накопление в мышцах Мышечная гипотония, тахикардия Не активна амило-1, 6 гликозидаза (гликогенветвящий фермент) Мышечная гипотония Увеличение накопления гликогена Судороги, кома
В печени Н 2 О Глюкозо-6 -фосфат Х Н 3 РО 4 Глюкоза Глюкозо-6 -фосфатаза Синтез гликогена Гипогликемия Гликолиз ПФ-путь Г и р ке Лактоацидоз Гепатомегалия Б о л ез н ь Рибозо-5 фосфат Пуриновые нуклеотиды Мочевая кислота Подагра
Гликогеноз I типа (болезнь Гирке) описана Гирке в 1929 г, однако ферментный дефект был установлен Кори только в 1952 г; связан с дефицитом активности глюкозо-6 -фосфатазы печени и почек; в грудном возрасте - отсутствие аппетита, рвота, гипогликемические судороги (комы), интермиттирующее повышение температуры, гепатомегалия, нефромегалия, стеаторея , кетонурия; дети младшего возраста - гепато и нефромегалия , отставание в росте, диспропорция тела (большая голова, короткие шея и ноги), кукольное лицо, гипотония мышц
Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардла) – причина - дефицит мышечной фосфорилазы накопление в мышцах гликогена неизменной структуры; мышечная слабость, мышечные спазмы, тахикардия — появляются в первые десять дней жизни и прогрессируют; транзиторная миоглобинурия; концентрация лактата в крови уменьшается после физических нагрузки
Лечение специфического лечения нет; патогенетическая терапия направлена на борьбу с ацидозом, кетозом; применение глюкагона, анаболических и стероидных гормонов; частые приёмы пищи с высоким содержанием легко усвояемых углеводов необходимы при гипогликемическом синдроме;
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ Потребность организма в восстановленном НАДФ и рибозо-5 -фосфата. НАДФН: синтез жирных кислот, холестерола, обезвреживания ряда токсичных веществ (процесс МСО), обр-ние гидропероксида водорода при фагоцитозе, предотвращение гемолиза эритроцитов, разрушение гема и обр-ние билирубина. Рибозо-5 -фосфат: синтез нуклеотидов, макроэргов, коферментов НАД и ФАД, ц. АМФ (передача сигнала) и др.
Гемолиз эритроцитов Окислительный стресс 2 GSH + H 2 O 2 глутатион восстановленный 2 H 2 O глутатионпероксидаза + GS-SG глутатион окисленный глутатионредуктаза Х НАДФ+ глюкозо-6 -фосфат НАДФН+Н+ Х глюкозо-6 -фосфатдегдрогеназа 6 -фосфоглюконолактон
ПАТОЛОГИИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА Нарушения переваривания и всасывания из-за отсутствия ферментов дисахаридаз. Фруктозурия: появление фруктозы в моче при повышении ее содержанияв крови > 5 ммоль/л из-за отсутствия фермента фруктокиназы. Наследственная непереносимость фруктозы– генетический дефект фруктозо-1 -фосфатальдолазы. Галактоземия – накопление в крови галактозы и галактозо-1 -фосфата– из-за отсутствия глюкокиназы, галактозо-1 -фосфатуридилтрансферазы. (Катаракта, жировая инфильтрация печени, нарушение умственного развития).
Скачать презентацию ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ РЕГУЛЯЦИЯ И ПАТОЛОГИЯ ОБМЕНА
Лекция. Основные процессы обмена углеводов.pptx