Патология углеводного обмена Регуляция обмена углеводов А

Патология углеводного обмена.

Регуляция обмена углеводов (А) • • • В основе – регуляция активности ферментов (концентрациями субстратов, продуктами, кислородом, ингибиторами и т. п. ) Гликолиз регулируется гексокиназой, фруктокиназой, пируваткиназой, ингибируется АТФ и цитратом, активируется АМФ Интенсивность цикла Кребса зависит от потребности в АТФ Активация гликолиза приводит к снижению активности глюконеогенеза и наоборот Низкая глюкоза крови (3, 4 ммоля) возбуждает ЦНС (гипоталамус), что продуцирует гормоны и активирует мобилизацию гликогена Соотношение НАДН – НАДФН координирует взаимодействие гликолитического и пентозного пути глюкозы

Регуляция обмена углеводов (Б) • Преимущество аэробного пути в тканях сердечной мышцы и почек обеспечивается тем, что ЛДГ 1 и ЛДГ 2 в этих тканях ингибируется ПВК и она, не превращаясь в лактат, идет в цикл Кребса. А для ЛДГ 4 и ЛДГ 5 в скелетных мышцах ингибирования со стороны ПВК не наблюдается и легко образуется лактат. • В печени активность глюкокиназы в 10 раз превышает активность гексокиназы, к тому же глюкокиназа имеет высокое значение Км, что практически выравнивает содержание глюкозы в крови и в печени. Глюкокиназа не ингибируется глюкозо-6 фосфатом.

Сахарный диабет Широко распространенное заболевание, которое наблюдается при абсолютном или относительном дефиците инсулина. Страдает обмен углеводов и липидов. Диабет встречается в 2 -х формах: 1 типа (инсулинзависимый) – уже в раннем возрасте происходит гибель инсулинсинтезирующих клеток. Менее тяжелый диабет 2 типа (инсулиннезависимый) проявляется в пожилом возрасте. Причины разные: снижение секреции инсулина, нарушение рецепторной функции клеток-мишеней. Опасен осложнениями. Парализует работу жизненно важных систем и органов.

Причины диабета • Снижение продукции инсулина (не всегда ясны мотивы) • Нарушено превращение проинсулина в инсулин • Избыточное образование диабетогенных метаболитов (триптофана) • Врожденное или приобретенное снижение количества инсулиновых рецепторов • Блокирование рецепторов антителами • Продукция генетически измененного инсулина с низкой активностью • Наличие антагонистов инсулина • Увеличение содержание белковосвязанного инсулина и уменьшение свободного (активного)

Симптомы диабета • Гипергликемия с разными причинами: - эмоциональное возбуждение ЦНС - гиперфункция аденогипофиза (избыток соматотропина, кортикотропина (болезнь Иценко-Кушинга – избыток АКТГ), кортизола (опухоль коры надпочечников), феохромоцитома (увеличение количества адреналина – опухоль мозговой части надпочечников) - избыток углеводов и липидов в пище

Симптомы диабета • • • Глюкозурия Кетонемия Кетонурия Полидипсия (жажда) Высокая плотность мочи Сухость во рту Запах ацетона от больного Полифагия (избыток приема пищи)

Биохимические эффекты инсулина • Стимулирует проникновение глюкозы из крови в клетку ( а также аминокислот, ионов калия) – в мышцах, печени, жировой ткани, лейкоцитах. • Активирует гексокиназу, фосфофруктокиназу, пируватдегидрогеназу. • Тормозит (ингибирует) активность глюкозо-6 -фосфатазы, гликогенфосфорилазы, угнетает глюконеогенез и пируваткарбоксилазу. • Инсулин тормозит липолиз и активирует липогенез, усиливает синтез холестерина и синтез жиров. • Усиливает синтез белков, ДНК, РНК, подавляет распад белков (по сути – анаболик). • Роль хрома: осуществляет контакт инсулина с рецептором на мембране-мишени.

Осложнения сахарного диабета • Избыток ацетоуксусной кислоты ведет к образованию кетоновых тел, закислению внутренней среды – состояние ацидоза. • При диабете нарушается гликолиз, возникает энергетический голод тканей, несмотря на избыток глюкозы в крови. • Усиливается мобилизация жиров, в кровь поступают жирные кислоты. Они окисляются в ацетил-Ко. А, который идет в цикл Кребса.

Симптомы диабета (продолжение) • Недостаток ПВК (а именно из него образуется оксалоацетат) приведет к остановке цикла Кребса, к избытку не вовлеченного в цикл ацетил -Ко. А и, следовательно, опять к ацидозу. • С мочой идет потеря ионов калия и натрия (т. е. щелочных эквивалентов). • Сдвигается в кислую сторону р. Н крови, развивается диабетическая кома.

Синтез ацетоуксусной кислоты (одно из кетоновых тел)

Формулы кетоновых тел

Сахарная нагрузка – способ диагностики скрытого диабета • Измеряют натощак уровень сахара крови • Предлагают пациенту выпить 50 -100 г глюкозы в 200 мл воды • Через 15 минут с интервалами 30 минут измеряют уровень сахара крови в течение 2 -х часов. • Рисуют зависимость уровня глюкозы от времени измерения. • Оценивают (сравнивают с нормой) параметры: гликемическая кривая, время подъема уровня глюкозы, высота подъема, время и интенсивность снижения уровня до нормы.

Лечение сахарного диабета • Диетотерапия (исключение ряда продуктов, замена сахара на сорбит, ксилит и др. ). • Замещение недостающего природного инсулина лекарственным препаратом. • Стимулирование клеток поджелудочной железы. • Ингибирование фермента инсулиназы. • Включение препаратов, увеличивающих проницаемость мембран для глюкозы, стимулирующих синтез гликогена, тормозящих глюконеогенез… (патогенетическая терапия).

Лечение некоторых осложнений диабета • При угрозе диабетической комы – инсулин внутривенно, бикарбонат натрия (сода) для снижения ацидоза, КСl для компенсации потери ионов с мочой, кровезаменители (р-р Рингера) для снижения дегидратации. • При гиперосмолярной – введение гипотонических растворов и инсулина для снижения уровня глюкозы. • При гипогликемической - внутривенно глюкоза. Введение адреналина для стимуляции мобилизации гликогена

Гликогенозы Это наследственные заболевания, связанные с недостатком или полным отсутствием некоторых ферментов распада или синтеза гликогена. При этом в органах и тканях избыточно накапливаются гликоген или его продукты, парализуя жизнь клетки. • Болезнь Гирке – дефицит глюкозо-6 -фосфатазы, накапливается в печени и почках гликоген. • Болезнь Помпе – дефицит кислой глюкозидазы – те же симптомы. • Болезнь Кори – отсутствие гликогенветвящего фермента, образуются короткие фрагменты гликогена в печени и эритроцитах

Гликогенозы (продолжение) • Болезнь Андерсена – отсутствие глюкозилтрансферазы, образуется гликоген с редкими ветвлениями в печени, мышцах, лейкоцитах. • Болезнь Мак-Ардла – недостаточность фосфорилазы мышц, гликоген избыточно накапливается в скелетной мускулатуре. • Болезнь Герса – недостаток фосфорилазы печени. Гликоген накапливается в печени и лейкоцитах. • Всего известно 11 гликогенозов. • Агликогенозы – отсутствие гликогенсинтазы (гипогликемия, судороги, необходимость постоянного приема пищи).

Химия и обмен липидов

Характеристика класса липидов Это нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях соединения различной химической структуры, содержащие длинные (жирные) углеводородные радикалы. Одна из классификаций следующая: • Простые липиды: жиры (триглицериды) и воска. • Сложные – фосфолипиды (глицеро- и сфинголипиды), гликолипиды, стероиды, другие сложные (сульфо-, аминолипиды, липопротеины) • Предшественники и производные: жирные кислоты, жирные спирты, жирорастворимые витамины. гормоны и т. д.

Простые липиды (жиры и воска)

Сложные липиды фосфолипиды (лецитины, кефалины, фосфатидилсерины, фосфатидилинозитолы)

Фосфолипиды (плазмалогены) фосфатидальхолин

Сфинголипиды (сфингомиелины)

Гликосфинголипиды (галактозилцерамид тканей мозга)

Стероиды (стерины) холестерол и его эфиры