патфиз устно (1). Общая патофизиология патофізіологія як наука та навчальна дисципліна. Методи патофізіології

• Название: Общая патофизиология патофізіологія як наука та навчальна дисципліна. Методи патофізіології
• Дата: 20.01.2022
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: патфиз устно (1).docx
• Тип: Решение; #337223
• страница: 24 из 66

Расстройства энергетического обеспечения клетки

Энергетическое обеспечение клеток осуществляется за счет АТФ, образующейся преимущественно в процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях и в меньшей мере — в реакциях гликолиза в цитозоле.

Нарушения ресинтеза АТФ. Ресинтез АТФ может расстраиваться в результате дефицита кислорода и/или субстратов метаболизма, снижения активности ферментов тканевого дыхания и гликолиза, повреждения и разрушения митохондрий, в которых осуществляются реакции цикла Кребса и перенос электронов к молекулярному кислороду, сопряженный с фосфорилированием АДФ.

Расстройства транспорта энергии. Заключенная в макроэргических связях энергия АТФ в норме доставляется от мест ресинтеза — митохондрий и цитозоля к эффекторным структурам (миофибриллам, мембранным ионным насосам и др.) с помощью АДФ-АТФ-транслоказы (адениннуклеотидилтрансферазы) и КФК. Адениннуклеотидилтрансфераза обеспечивает транспорт энергии макроэргической фосфатной связи АТФ из матрикса митохондрий через их внутреннюю мембрану, а КФК переносит ее далее на креатин с образованием креатинфосфата, который поступает в цитозоль (рис. 5-3). КФК эффекторных клеточных структур транспортирует фосфатную группу креатинфосфата на АДФ с образованием АТФ, который и используется в процессах жизнедеятельности клетки.

Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-3» Ы

Рис. 5-3. Механизм транспорта энергии АТФ в клетке. АдТ — адениннуклеотидилтрансфераза; Кр — креатин; Кф — креатинфосфат; СМ — субстраты метаболизма; ФН — фосфат неорганический.

Системы транспорта энергии могут быть повреждены различными патогенными агентами, в связи с чем (даже на фоне высокого общего содержания АТФ в клетке) может развиваться дефицит АТФ в энергорасходующих структурах.

Расстройство утилизации энергии. Нарушения энергообеспечения клеток и расстройства их жизнедеятельности могут развиваться в результате повреждения механизмов утилизации энергии, главным образом, за счет уменьшения активности АТФаз [АТФаза миозина, Na⁺,K⁺-АТФаза плазмолеммы, протонная и калиевая АТФаза, Са²⁺-АТФаза (Са²⁺-насос) и др.]. Следовательно, расстройство жизнедеятельности клеток может развиваться даже в условиях нормального или повышенного содержания в клетке АТФ.

Нарушение энергообеспечения, в свою очередь, может стать одним из факторов расстройств функции мембранного аппарата клеток, их ферментных систем, процессов транспорта ионов и воды, а также механизмов регуляции клетки.

Повреждение мембран и ферментов клетки

Повреждение клеточных мембран и ферментов играет существенную роль в расстройстве жизнедеятельности клетки, а также, что особенно важно, в переходе обратимых изменений в ней в необратимые.

Основные механизмы повреждения клеточных мембран приведены на рисунке 5-4. Все указанные механизмы прямо или опосредованно ведут к повреждению, изменению конформации и/или кинетических свойств ферментов, многие из которых связаны с мембранами.

Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-4» Ы

Рис. 5-4. Механизмы повреждения мембран клеток. СРР – свободнорадикальная реакция.

Свободнорадикальные реакции

Свободнорадикальные процессы и реакции СПОЛ — необходимое звено таких жизненно важных процессов, как транспорт электронов в цепи дыхательных ферментов, синтез ПГ и лейкотриенов, пролиферация и дифференцировка клеток, фагоцитоз, метаболизм катехоламинов и др. В реакции СПОЛ могут вовлекаться белки, нуклеиновые кислоты, липиды, в особенности фосфолипиды. СПОЛ важна для регуляции липидного состава биомембран и активности ферментов. Последнее является результатом как прямого действия продуктов липопероксидных реакций на ферменты, так и опосредованного — через изменение состояния мембран, с которыми ассоциированы молекулы многих ферментов.

Интенсивность СПОЛ регулируется соотношением факторов, активирующих (прооксидантов) и подавляющих (антиоксидантов) этот процесс (рис. 5-5). К числу наиболее активных прооксидантов относят легко окисляющиеся соединения, индуцирующие появление свободных радикалов, в частности нафтохиноны, витамины A и D, восстановители — НАДФН₂, НАДН₂, липоевая кислота, продукты метаболизма ПГ и катехоламинов.

Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-5» Ы

Рис. 5-5. Компоненты системы перекисного окисления липидов.

Этапы СПОЛ. Процесс липопероксидации можно условно разделить на 3 этапа (см. рис. 5-6 и рис. 5-7):

 кислородной инициации («кислородный» этап — образование активных форм кислорода);

 генерации свободных радикалов органических и неорганических веществ (свободнорадикальный этап);

 продукции перекисей и гидроперекисей липидов (перекисный этап).

Активные формы кислорода. Начальным звеном СПОЛ при повреждении клетки является, как правило, образование т.н. активных форм кислорода:

 синглетного (¹O₂);

 супероксидного радикала (O₂^–);

 перекиси водорода (Н₂О₂);

 гидроксильного радикала (OH^–).

Супероксидный радикал O₂^– генерируют лейкоциты (особенно интенсивно при фагоцитозе), митохондрии в процессе окислительных реакций, разные ткани при метаболической трансформации катехоламинов, синтезе ПГ и других соединений.

Пероксид водорода H₂О₂ образуется при взаимодействии (дисмутации) радикалов O₂^– в цитозоле клеток и матриксе митохондрий. Этот процесс катализирует супероксиддисмутаза (СОД):

O₂^– + O₂^– + 2H⁺ H₂O₂ + O₂.

Радикал O₂^– и H₂O₂ оказывают прямое повреждающее действие. Наряду с этим, под влиянием ионов железа, присутствующих как в цитозоле, так и в биологических жидкостях, радикал O₂^– и H₂O₂ могут трансформироваться (с участием каталазы) в весьма агрессивный и обладающий высоким патогенным эффектом гидроксильный радикал OH^–.

H₂O₂ + Fe^{2 +} Fe^{3 +} + OH + OH^–;

O₂^– + H₂O₂ O₂ + OH + OH^–.

Гидроксильные радикалы OH^– активно вступают в реакции с органическими соединениями, главным образом липидами, а также нуклеиновыми кислотами и белками. В результате образуются другие активные радикалы и перекиси. При этом реакция может приобрести цепной лавинообразный характер (рис. 5-6). Однако это происходит не всегда. Чрезмерной активации свободнорадикальных и перекисных реакций препятствуют факторы АОЗ клеток.

Ы верстка! вставить рисунок «рис-5-6» Ы

Рис. 5-6. Этапы СПОЛ.

Антиоксидантная защита клеток

В клетках протекают процессы и действуют факторы, которые ограничивают или даже прекращают свободнорадикальные и перекисные реакции, т.е. оказывают антиоксидантный эффект. Один из таких процессов — взаимодействие радикалов и гидроперекисей липидов между собой, что ведет к образованию «нерадикальных» соединений. Ведущую роль в системе АОЗ клеток играют механизмы ферментной, а также неферментной природы, главные из которых представлены в таблице 5-2 и на рисунке 5-7.

Таблица 5–2. Звенья антиоксидантной системы и ее некоторые факторы

Звенья	Факторы	Механизмы действия
Антикислородное	Ретинол, каротиноиды, рибофлавин	Уменьшение содержания O2 в клетке, например путем его повышенной утилизации, повышения сопряжения процессов окисления и фосфорилирования
Антирадикальное	СОД, токоферолы, маннитол	Перевод активных радикалов в «нерадикальные» соединения; «гашение» свободных радикалов органическими соединениями
Антиперекисное	Глутатионпероксидазы, каталаза, серотонин	Инактивация гидроперекисей липидов, например, при их восстановлении

64. Порушення всмоктування вуглеводів, процесів синтезу, депонування і розщеплення глікогену, транспорту вуглеводів у клітини. Порушення нервової та гормональної регуляції вуглеводного обміну.

20.1. Назовите основные причины нарушений углеводного обмена.

1. Нарушение переваривания углеводов и их всасывания в кишечнике (см. Разд. ЗО).

2. Нарушение углеводного функции печени (см. Разд. 31).

3. Нарушение катаболизма глюкозы в периферических клетках (см. Разд. 17).

4. Нарушение нейрогормональной регуляции углеводного обмена.

20.2. Какие гормоны участвуют в регуляции углеводного обмена?

Гормоны, участвующие в регуляции углеводного обмена, разделяют на две группы: инсулин и контринсулярные гормоны.

Контринсулярных называют гормоны, которые по своим биологическим эффектами являются антагонистами инсулина. К ним относятся адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, соматотропный гормон.

20.3. На какие органы и ткани действует инсулин?

В зависимости от чувствительности к инсулину все структуры организма разделяют на три группы.

I. Абсолютно зависимые от инсулина. Таковы печень, мышцы (скелетные, миокард), жировая ткань.

II. Абсолютно нечувствительны. Это головной мозг, мозговое вещество надпочечников, эритроциты, семенники.

III. Относительно чувствительные (все остальные органы и ткани).

20.4. Назовите основные биологические эффекты инсулина.

1. Гипогликемична действие. Инсулин уменьшает содержание глюкозы в крови за счет:

а) угнетение процессов, обеспечивающих выход глюкозы из печени в кровь (гли-когенолизу и глюконеогенеза)

б) усиленного использования глюкозы инсулинозависимыми тканями (мышечной, жировой).

2. Анаболическое действие. Инсулин стимулирует липогенез в жировой ткани, гликогенез в печени и биосинтез белков в мышцах.

3. митогеном действие. В больших дозах инсулин стимулирует пролиферацию клеток in vitro и in vivo.

В зависимости от скорости возникновения эффекты инсулина разделяют на:

а) очень быстрые (возникают в течение секунд) - изменение мембранного транспорта глюкозы, ионов;

б) быстрые (продолжаются минуты) - аллостерический активация анаболических ферментов и угнетение ферментов катаболизма;

в) медленные (длятся от нескольких минут до нескольких часов) - индукция синтеза анаболических ферментов и репрессия синтеза ферментов катаболизма;

г) очень медленные (от нескольких часов до нескольких суток) - митогеном действие.

20,5. Изменения углеводного обмена вызывает адреналин?

Под влиянием адреналина увеличивается содержание глюкозы в крови. В основе этого эффекта лежат следующие механизмы:

а) активация гликогенолиза в печени. Она связана с активацией аденилатциклазнои системы гепатоцитов и образованием, в конечном итоге, активной формы фосфорилазы;

б) активация гликогенолиза в мышцах с последующей активацией глюконеогенеза в печени. При этом молочная кислота, высвобождается из * мышечной ткани в кровь, идет на образование глюкозы в гепатоцитах (рис. 62);

в) угнетение поглощения глюкозы инсулинозависимыми тканями с одновременной активацией липрлизу в жировой ткани;

г) подавление секреции инсулина β-клетками и стимуляция секреции глюкагона а-клетками островков поджелудочной железы.

20.6. Какие механизмы лежат в основе гипергликемической действия глюкагона?

1. Активация гликогенолиза в печени.

2. Активация глюконеогенеза в гепатоцитах.

Оба механизма является цАМФ-опосредованными.

20.7. Каким образом глюкокортикоиды повышают уровень глюкозы в крови?

Глюкокортикоиды активируют процессы глюконеогенеза в печени, увеличивая:

а) синтез соответствующих ферментов (влияние на транскрипцию)

б) содержание в крови субстратов глюконеогенеза - аминокислот - за счет усиления протеолиза в мышцах.

Кроме того, глюкокортикоиды уменьшают поглощение глюкозы инсулинозависимыми тканями.

20.8. Почему при действии больших доз соматотропного гормона повышается содержание глюкозы в крови?

Длительное воздействие больших доз соматотропного гормона сопровождается развитием инсулинорезистентности мышц и жировой ткани - они становятся нечувствительными к действию инсулина. Результат этого - гипергликемия.

20.9. Какова продолжительность гипергликемического эффекта контринсулярных гормонов?

Гипергликемическая действие адреналина продолжается до 10 мин, глюкагону- 3 0-60 мин, глюкокортико-иьдив - от нескольких часов до нескольких суток, соматотропного гормона -тижни, месяца, года.

20.10. Как изменяется содержание глюкозы в крови при нарушении баланса между инсулином и контринсулярных гормонов?

При увеличении содержания инсулина развивается гипогликемия, а при уменьшении его концентрации - гипергликемия.

При увеличении содержания контринсулярных гормонов развивается гипергликемия, а. при уменьшении их концентрации - гипогликемия.

20.11. Как осуществляется нервная регуляция углеводного обмена?

Существует ряд доказательств того, что нервная система участвует в регуляции уровня глюкозы в крови.

Так, Бернар впервые показал, что укол в дно IV желудочка вызывается к гипергликемии ( "искровийукол»). Увеличение концентрации глюкозы крови может возникать вследствие раздражения серого холма гипоталамуса, чечевицеобразного ядра и полосатого тела базальных ядер большого мозга. Кэннон наблюдал, что психическое перенапряжение, эмоции могут повышать уровень глюкозы в крови. Гипергликемия возникает также при болевых ощущениях, во время приступов эпилепсии и т. Д.

В настоящее время доказано, что влияние нервной системы на уровень глюкозы крови опосредуется гормонами. Возможны следующие варианты:

1) ЦНС → симпатическая нервная система → мозговое вещество надпочечников → адреналин → гипергликемия (укол К. Бернара)

2) ЦНС → • парасимпатическая нервная система → островки поджелудочной железы → инсулин и глюкагон;

3) ЦНС → симпатическая нервная система → мозговое вещество надпочечников → адреналин → Β-клетки островков поджелудочной железы → подавление секреции инсулина;

4) ЦНС ч гипоталамус → аденогипофиз ки АКТГ → глюкокортикоиды → гипергликемия.

20.12. Дайте определение понятия "гипогликемия».

Гипогликемия - это уменьшение концентрации глюкозы в плазме крови до уровня, который обусловливает появление клинических симптомов, исчезают после нормализации содержания этого вещества.

Признаки гипогликемии возникают, как правило, при уменьшении содержания глюкозы ниже 4 ммоль / л.

20.13. Какие механизмы могут лежать в основе развития гипогликемии?

1. Уменьшение поступления глюкозы в кровь. Это бывает при голодании, нарушениях пищеварения (недостаточность амилолитических ферментов, расстройства всасывания), при наследственных и приобретенных нарушениях гликогенолиза и глюконеогенеза в печени.

2. Усиленное использование глюкозы на энергетические нужды организма (например, тяжелая физическая работа).

3. Потеря глюкозы (глюкозурия) или использования ее не по назначению (злокачественные опухоли).

20.14. Какими клиническими признаками проявляется гипогликемия? Что такое гипогликемическая кома?

Клинические признаки гипогликемии связано с двумя группами нарушений в организме.

I. Нарушение снабжения глюкозой тканей головного мозга. В зависимости от степени гипогликемии развиваются такие симптомы, как головная боль, невозможность сосредоточиться, утомляемость, неадекватное поведение, галлюцинации, суцомы, гипогликемическая кома.

II. Активация симпатоадреналовой системы. Этим обусловлены сердцебиение, усиленное потоотделение, дрожь, чувство голода.

Гипогликемическая кома является тяжелым проявлением гипогликемии, и если вовремя не оказать помощь (введение глюкозы), приводит к смерти. Она характеризуется потерей сознания, исчезновением рефлексов, нарушениями жизненно важных функций (см. Разд. 12).

20.15. Что такое гипергликемия?

Гипергликемия - это увеличение содержания глюкозы в плазме крови (более 6,66 ммоль / л при определении методом Хагедорна - Йенсена).

20.16. Какие механизмы могут лежать в основе гипергликемии?

1. Увеличение поступления глюкозы в кровь. Это бывает после приема пищи (алиментарная гипергликемия), при усилении гликогенолиза и глюконеогенеза в печени (уменьшение содержания инсулина или увеличение концентрации контринсулярных гормонов).

2. Нарушение утилизации глюкозы периферическими тканями.

Так, при уменьшении содержания инсулина нарушается поступление и утилизация глюкозы в инсулинозависимых тканях (мышцах, жировой ткани, печени).

65. Цукровий діабет. Визначення поняття, класифікація (за ВООЗ). Етіологія, патогенез цукрового діабету 1-го типу. Роль спадкових факторів та факторів середовища в його виникненні та розвитку. Патогенез абсолютної інсулінової недостатності, її прояви та наслідки: порушення енергетичного, білкового, вуглеводного, жирового, водно-електролітного обмінів, кислотно-основного стану.