регуляция и патология УО. Вопросы для самоподготовки
 Скачать 21.95 Kb.
|
|
Вопросы для самоподготовки 1.Глюкоза крови. Пути поступления и использования глюкозы в тканях. ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ глюкозы в кровь. Основной орган, поставляющий глюкозу в кровь – это ПЕЧЕНЬ. Поэтому при печёночной недостаточности уровень глюкозы может быть ниже нужного. Основные источники глюкозы – всасывание из кишечника, гликоген и ГНГ. 1. При нормальном питании глюкоза поступает в печень с током крови ИЗ КИШЕЧНИКА (см. п.30), в котором образуется при переваривании углеводов пищи (крахмала и дисахаридов). Кроме этого, глюкоза может образовываться в печени из галактозы и фруктозы, поступающих в печень после переваривания лактозы молока и сахарозы. Поэтому сниженное всасывание в кишечнике (синдром мальабсорбции) может быть причиной сниженного уровня глюкозы в крови даже при нормальном питании. 2. При отсутствии пищи глюкоза образуется в печени ЗА СЧЁТ РАСЩЕПЛЕНИЯ ГЛИКОГЕНА, стимулируемого гормонами глюкагоном, КА и ГКС. 3. При отсутствии пищи в течение полусуток глюкоза образуется в печени (а также в почках и тонком кишечнике) В ПРОЦЕССЕ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА – это требует витаминов биотин, В6 и витаминов ЦТК (В1, В2, РР, пантотенат, липоевая), так как эти витамины участвуют в реакциях образования глюкозы из аминокилот. Источником аминокислот при голоде является распад белков мышц, печени, плазмы и т.д., стимулируемый глюкокортикостероидами. ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ глюкозы крови. В первую очередь глюкоза из крови должна поступать в клетки головного мозга и эритроциты, поскольку для эритроцитов глюкоза является единственным субстратом для выработки АТФ, а для клеток головного мозга хоть и не единственным (есть ещё кетоновые тела), но обязательным (без глюкозы кетоновые тела не могут использоваться. Использование глюкозы В ЭРИТРОЦИТАХ. В эритроцитах основной путь использования глюкозы – анаэробный гликолиз для выработки АТФ способом субстратного фосфорилирования и для получения НАДН для поддержания иона железа гемма гемоглобина в состоянии 2+. Второй способ использования глюкозы в эритроцитах – пентозофосфатный путь для получения НАДФН для предотвращения разрушения эритроцитов (гемолиза) из-за активных форм кислорода. Использование глюкозы В НЕЙРОНАХ. В головном мозге главный путь использования глюкозы – гликолиз до пирувата, затем ПДГ, ЦТК, ДЦ, то есть аэробный обмен глюкозы. Его основное назначение – выработка АТФ для работы нервных клеток. Кроме этого, глюкоза используется нейронами для пентозофосфатного пути для получения продуктов пути – НАДФН и рибозо-5-фосфата. НАДФН используется нейронами для защиты от разрушения активными формами кислорода и для реакций гидроксилирования при синтезе некоторых нейромедиаторов. рибозо-5-фосфат используется нейронами для синтеза РНК для синтеза белков белков в нейронах – рецепторов нейромедиаторов, ферментов синтеза медиаторов и т.д. Пути использования глюкозы крови остальными клетками. Транспорт глюкозы в большинство клеток стимулируется ИНСУЛИНОМ (эти клетки называются инсулинозависимыми), поэтому при дефиците инсулина или его действия при сахарном диабете эти клетки недополучают глюкозу, а в крови образуется избыток глюкозы (гипергликемия). В печени используется для синтеза жирных кислот, холестерина, процессов гидроксилирования при синтезе желчных кислот и при активации витамина Д (превращение в кальциол в кальцидиол). Рибозо-5-фосфат используется для синтеза РНК для синтеза белков, ферментов гепатоцитов, а также для синтезе гликопротеинов, секретируемых в кровь и составляющих фракцию глобулинов. 2. Гипергликемия, гипогликемия, глюкозурия. Гипергликемия – это повышение концентрации глюкозы в крови свыше 5,5 ммоль/л. Последствия гипергликемии – при сильной гипергликемии возникает риск развития комы, которая называется гиперосмолярной (но не гипергликемической), поскольку возникает из-за созданного глюкозой в крови повышенного осмотического давления, то есть из-за того, что избыток глюкозы в крови «тянет» из тканей слишком много воды в сосуды; такая кома бывает у диабетиков при значительной почечной недостаточности, поскольку у здоровых почки предотвращают повышение глюкозы сверх 9 ммоль/л за счёт снижения реабсорбции и глюкозурии. При не столь сильной гипергликемии тоже есть опасность для жизни, но не столь острая. При умеренной гипергликемии происходит ряд вредных для организма событий из-за того, что при избытке глюкозы в крови увеличивается неферментативное присоединение глюкозы к разным белкам (в крови, на поверхности клеток сосудов), которое называется ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕМ БЕЛКОВ, а также часть глюкозы превращается в СОРБИТОЛ. Гликозилирование белков вместе с накоплением сорбитола приводит к ПОВРЕЖДЕНИЮ СОСУДОВ И НЕРВОВ, что приводит 1 – к ухудшению ЗРЕНИЯ, 2 – развитию почечной недостаточности (см. п. 90), 3 – нарушению чувствительности (из-за повреждения нервов), 4 – нарушению трофики конечностей. Причина ГИПЕРгликемии – сниженное потребление глюкозы клетками и повышенное образование глюкозы. Причины этого: 1 – ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА при недостаточности ;-клеток поджелудочной железы или его действия на клетки при сахарном диабете, при некрозе поджелудочной железы (панкреонекрозе), 2 – избыток гипергликемичеких гормонов при их гиперпродукции: ЙТ при тиреотоксикозе, СТГ при акромегалии и гигантизме (при их гиперпродукции), ГКС при кушингизме или лечении ими и т.д. 3 – 1-я фаза патологии ЦНС, 4 – нарушение выведения почками в первичную мочу (нарушение фильтрации) при почечной недостаточности, 5 – переедание – избыточное поступление в организм при избытке пищи; обусловленная перееданием гипергликемия называется АЛИМЕНТАРНОЙ. Гипогликеми́я — патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в крови ниже 3,5 ммоль/л, периферической крови ниже нормы (3,3 ммоль/л), вследствие чего возникает гипогликемический синдром. Последствия гипогликемии – головокружение, обморок, кома, смерть (если не успеть принять меры, то есть не съесть сладкое, пока в сознании, или не сделать инъекцию глюкозы, если человек без сознания). Последствия обусловлены тем, что при низком уровне глюкозы в крови её не хватает для питания эритроцитов и головного мозга – для выработки в них АТФ при гликолизе. Кроме того, при гипогликемии глюкозы не хватает клеткам и для других процессов – для ПФП (п.35), для синтеза гетерополисахаридов Причина гипогликемии – повышенное потребление глюкозы клетками и сниженное образование глюкозы. Причины этого: 1 – ИЗБЫТОК ИНСУЛИНА при его передозировке или при его гиперпродукции при инсулиноме, 2 – дефицит гипергликемичеких гормонов (при недостаточности надпочечников), 3 – сниженное поступление глюкозы из кишечника из-за: 3.1 – из-за снижения всасывания в кишечнике 3.2 – из-за недостаточного поступления в кишечник пищи, то есть ПРИ ГОЛОДАНИИ (обусловленная нарушением питания гипогликемия называется алиментарной), 4 – нарушение работы ПЕЧЕНИ (поскольку больная печень не может в нужных количествах образовывать глюкозу и поставлять её в кровь), 5 – АЛКОГОЛЬ, поскольку его приём снижает активность ГНГ, 6 – наследственные заболевания, при которых снижена активность процессов, при которых образуется глюкоза – гликогенозы и агликогенозы 7 – дефицит витаминов, необходимых для ГНГ – биотина, 8 – 2-я фаза патологии ЦНС. Глюкозурия - выделение глюкозы с мочой, определяемой качественными пробами. Появление глюкозы в моче зависит от трёх факторов: 1) Концентрации глюкозы в крови; 2) Количества профильтровавшейся через клубочки первичной мочи: 3) Количества глюкозы, подвергшейся реабсорбированию в почечных канальцах. Виды глюкозурий. 1. Функциональная; 2. Патологическая. Функциональная. При этом виде глюкозурии наблюдается кратковременное повышение сахара в крови и появление его в моче может быть в результате эмоционального возбуждения, различных стрессовых ситуаций, болевых приступов, когда усиленный гликогенолиз (распад гликогена) возможно рефлекторным путём вследствие повышения процессов возбуждения в ц.н.с. Патологическая Глюкозурия наблюдается при: 1) ослаблении гликогенобразовательной функции печени, 2) при поражении β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы и недостаточная выработка гормона инсулина при сахарном диабете. 3) расстройстве функции некоторых эндокринных желёз, участвующих в регуляции углеводного обмена (гиперфункция щитовидной железы, гипофиза, опухоль надпочечников); 4) при повреждении ствола головного мозга; 5) при травмах черепа; 6) сотрясении головного мозга; 7) опухолях мозга; 8) менингитах; 9) энцефалитах; 10) внутричерепных кровоизлияниях; 11) лихорадочных состояниях; 3. Методы определения глюкозы в крови. Тест толерантности к глюкозе. Подготовка к исследованию: натощак, не менее чем через 8 ч после последнего приема пищи. Желательно брать кровь в утренние часы. Необходимо исключить повышенные психо-эмоциональные и физические нагрузки. Глюкоза во взятой пробе крови продолжает потребляться клетками крови (эритроцитами, лейкоцитами - особенно при высоком количестве лейкоцитов). Поэтому необходимо отделить плазму (сыворотку) от клеток не позже чем через 2 часа после взятия пробы или использовать пробирки с ингибиторами гликолиза. При несоблюдении этих условий могут наблюдаться ложно заниженные результаты. Для определения глюкозы крови используют три группы методов: •ферментативные, из которых наибольшее распространение получил глюкозооксидазный метод; •редуктометрический метод, основанный на способности глюкозы восстанавливать соли меди или нитробензола; •метод, основанный на цветной реакции с продуктами, образующимися при нагревании углеводов с толуидином. В клинической практике глюкозу определяют: •в капиллярной крови, взятой из пальца, данный способ наиболее распространен поскольку для проведения исследования требуется малый объем крови (обычно не более 0,1 мл), а так же в силу того, что данный способ реализовал себя в возможности самостоятельного (домашнего) определения уровня гликемии с помощью глюклометра; •в венозной крови (материалом исследования служит кровь, взятая из вены) с использованием автоматических анализаторов; Тест толерантности к глюкозе заключается в приеме внутрь или внутривенном введении глюкозы натощак. Существуют три разновидности перорального теста — прием 50 г или 100 г глюкозы и двойная сахарная нагрузка. Для более точной дозировки рекомендуется давать нагрузку, исходя из соотношения 1 г глюкозы на 1 кг веса больного. При отсутствии глюкозы можно давать сахарозу (пищевой сахар). При оценке теста исходят из следующих представлений: начальный подъем сахарной кривой отражает интенсивность рефлекторного возбуждения симпатической нервной системы при попадании глюкозы в пищеварительный тракт. Он характеризует как возбудимость этих отделов иннервации, так и интенсивность гликогенолиза в печени, дальнейший подъем содержания глюкозы обусловлен ее всасыванием из кишечника и определяется быстротой всасывания углеводов, гликогенсинтезирующей функцией печени и всех остальных периферических органов, нисходящее колено гликемической кривой (гипогликемическая фаза) является следствием возбуждения блуждающего нерва, контролирующего продукцию инсулина, зависит от функции поджелудочной железы, отражает усиление утилизации глюкозы и гликогенообразования. Последняя точка на гликемической кривой обусловлена состоянием равновесия всех участвующих систем организма. 4.Регуляция углеводного обмена. Механизм действия инсулина и контринсулярных гормонов на метаболизм. Регуляция углеводного обмена осуществляется на всех его этапах нервной системой и гормонами. Помимо этого, активность ферментов отдельный путей метаболизма углеводов регулируется по принципу «обратной связи», в основе которого лежит аллостерический механизм взаимодействия фермента с эффектором. К аллостерическим эффекторам можно отнести конечные продукты реакции, субстраты, некоторые метаболиты, адениловые мононуклеотиды. Важнейшую роль в направленности углеводного обмена (синтез или распад углеводов) играет соотношение коферментов НАД+ / НАДН∙Н+ и энергетический потенциал клетки. Из гормонов выдающуюся роль играет инсулин. Инсулин оказывает свое действие только на инсулинзависимые ткани, прежде всего, на мышечную и жировую. Мозг, лимфатическая ткань, эритроциты относятся к инсулиннезависимым. В отличие от других органов, действие инсулина не связано с рецепторными механизмами его влияния на метаболизм гепатоцитов. Хотя глюкоза свободно проникает в печёночные клетки, но это возможно только при условии повышенной её концентрации в крови. При гипогликемии, напротив, печень отдаёт глюкозу в кровь (даже несмотря на высокий уровень инсулина в сыворотке). Наиболее существенным действием инсулина на организм является снижение нормального или повышенного уровня глюкозы в крови – вплоть до развития гипогликемического шока при введении высоких доз инсулина. Уровень глюкозы в крови снижается в результате: 1. Ускорения поступления глюкозы в клетки. 2. Повышения использования глюкозы клетками. Инсулин ускоряет поступление моносахаридов в инсулинзависимые ткани, особенно глюкозы (а также сахаров схожей конфигурации в положении С1-С3), но не фруктозы. Связывание инсулина со своим рецептором на плазматической мембране приводит к перемещению запасных белков-переносчиков глюкозы (глют 4) из внутриклеточных депо и включению их в мембрану. Инсулин активирует использование клетками глюкозы путём: активирования и индукции синтеза ключевых ферментов гликолиза (глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы). Увеличения включения глюкозы в пентозофосфатный путь (активирование дегидрогеназ глюкозо-6-фосфата и 6-фосфоглюконата). Повышения синтеза гликогена за счёт стимуляции образования глюкозо-6-фосфата и активирования гликогенсинтазы (одновременно инсулин ингибирует гликогенфосфорилазу). Торможения активности ключевых ферментов глюконеогенеза (пируваткарбоксилазы, фосфоенол-ПВК-карбоксикиназы, бифосфатазы, глюкозо-6-фосфатазы) и реп-рессии их синтеза (уставлен факт репрессии гена фосфоенолПВКкарбоксикиназы). Другие гормоны, как правило, способствуют увеличению содержания глюкозы в крови. Глюкагон и адреналин приводят к росту гликемии путём активации гликогенолиза в печени (активирование гликогенфосфорилазы), однако в отличие от адреналина глюкагон не влияет на гликогенфосфорилазу мышц. Кроме того, глюкагон активирует глюконеогенез в печени, следствием чего также является увеличение концентрации глюкозы в крови. Глюкокортикоиды способствуют повышению уровня глюкозы в крови за счёт стимуляции глюконеогенеза (ускоряя катаболизм белков в мышечной и лимфоидной тканях, эти гормоны увеличивают содержание в крови аминокислот, которые, поступая в печень, становятся субстратами глюконеогенеза). Кроме того, глюкокортикоиды препятствуют утилизации глюкозы клетками организма. Гормон роста вызывает увеличение гликемии опосредованно: стимулируя распад липидов, он приводит увеличению уровня жирных кислот в крови и клетках, снижая тем самым потребность последних в глюкозе (жирные кислоты – ингибиторы использования глюкозы клетками). Тироксин, особенно вырабатываемый в избыточных количествах при гиперфункции щитовидной железы, также способствует повышению уровня глюкозы в крови (за счёт увеличения гликогенолиза). 5. Гликогенозы, мукополисахаридозы. Гликогенозы Синдром гликогеноза возникает в результате дефекта фермента синтеза или мобилизации гликогена, что приводит к накоплению или изменению структуры гликогена в разных тканях, чаще в печени и мышцах. Следует отметить, что при гликогенозах количество гликогена не всегда изменено, изменения могут быть только в структуре его молекулы. Всего известно 12 типов гликогенозов. По патогенетическому признаку гликогенозы делят: печеночные – 0, I, III, IV, VI, VIII, IX, Х, ХI типов, мышечные – V и VII типов, смешанные – II типа. Печеночные гликогенозы Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке (частота 1 : 50000-100000 новорожденных) обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы. Из-за того, что этот фермент есть только в печени и почках, преимущественно страдают эти органы, и болезнь носит еще одно название – гепаторенальный гликогеноз. Даже у новорожденных детей наблюдаются гепатомегалия и нефромегалия, обусловленные накоплением гликогена не только в цитоплазме, но и в ядрах клеток. Кроме этого, активируется синтез липидов с возникновением стеатоза печени. Так как фермент необходим для дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата с последующим выходом глюкозы в кровь, у больных отмечается гипогликемия и, как следствие, ацетонемия, метаболический ацидоз, ацетонурия. Гликогеноз III типа или болезнь Форбса-Кори или лимит-декстриноз – это аутосомно-рецессивный дефект амило-α1,6-глюкозидазы, "деветвящего" фермента, гидролизующего α1,6-гликозидную связь. Болезнь имеет более доброкачественное течение, и частота ее составляет примерно 25% от всех гликогенозов. Для больных характерна гепатомегалия, умеренная задержка физического развития, в подростковом возрасте возможна небольшая миопатия. При гликогенозе IV типа (болезнь Андерсена, 1% всех гликогенозов), связанного с дефектом ветвящего фермента, образуется гликоген с малым количеством ветвлений, что резко уменьшает скорость гликогенолиза. Гликогеноз VI типа (болезнь Херса, 25% всех гликогенозов), связан с дефицитом печеночной фосфорилазы гликогена. При этом отсутствует мобилизация гликогена, развивается гепатомегалия и гипогликемия. Мышечные гликогенозы Для этой группы гликогенозов характерны изменения ферментов мышечной ткани. Это приводит к нарушению энергообеспечения мышц при физической нагрузке, к болям в мышцах, судорогам. Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля) – отсутствие мышечной фосфорилазы. При тяжелой мышечной нагрузке возникают судороги, миоглобинурия, хотя легкая работа не вызывает каких-либо проблем. Смешанные гликогенозы Эти заболевания касаются и печени, и мышц, и других органов. Гликогеноз II типа (болезнь Помпе, 10% всех гликогенозов) – поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за отсутствия лизосомальной (кислой) α-1,4-глюкозидазы, поэтому данная болезнь относится к лизосомным болезням накопления. Происходит накопление гликогена в лизосомах и в цитоплазме. Заболевание составляет почти 10% всех гликогенозов и является наиболее злокачественным. Больные при отсутствии лечения умирают в раннем возрасте из-за кардиомегалии и тяжелой сердечной недостаточности. Мукополисахариды – это высокомолекулярные сахара, используемые организмом человека при строительстве костей, хрящей, кожи, сухожилий и других тканей. Мукополисахариды содержатся, например, в вязкой синовиальной жидкости, смазывающей наши суставы; в эластичной хрящевой ткани суставов. Гликозаминогликаны соединительной ткани – это линейные неразветвленные полимеры, построенные из повторяющихся дисахаридных единиц. В организме гликозаминогликаны не встречаются в свободном состоянии, т.е. в виде «чистых» углеводов. Они всегда связаны с большим или меньшим количеством белка. В их состав обязательно входят остатки мономера либо глюкозамина, либо галактозамина. Второй главный мономер дисахаридных единиц также представлен двумя разновидностями: D-глюкуроновой и L-идуроновой кислотами. В настоящее время четко расшифрована структура шести основных классов гликозаминогликанов Сахарный диабет. В регуляции гликолиза и глюконеогенеза большую роль играет инсулин. При недостаточности содержания инсулина возникает заболевание, которое носит название «сахарный диабет»: повышается концентрация глюкозы в крови (гипергликемия), появляется глюкоза в моче (глюкозурия) и уменьшается содержание гликогена в печени. Мышечная ткань при этом утрачивает способность утилизировать глюкозу крови. В печени при общем снижении интенсивности биосинтетических процессов: биосинтеза белков, синтеза жирных кислот из продуктов распада глюкозы – наблюдается усиленный синтез ферментов глюконеогенеза. При введении инсулина больным диабетом происходит коррекция метаболических сдвигов: нормализуется проницаемость мембран мышечных клеток для глюкозы, восстанавливается соотношение между гликолизом и глюконеогенезом. Инсулин контролирует эти процессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза: гексокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез гликогенсинтазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза. Следует отметить, что индукторами 359 синтеза ферментов глюконеогенеза служат глюкокортикоиды. В связи с этим при инсулярной недостаточности и сохранении или даже повышении секреции кортикостероидов (в частности, при диабете) устранение влияния инсулина приводит к резкому повышению синтеза и концентрации ферментов глюконеогенеза, особенно фосфоенолпируват-карбоксикиназы, определяющей возможность и скорость глюконеогенеза в печени и почках. Развитие гипергликемии при диабете можно рассматривать также как результат возбуждения метаболических центров в ЦНС импульсами с хеморецепторов клеток, испытывающих энергетический голод в связи с недостаточным поступлением глюкозы в клетки ряда тканей. Роль системы фруктозо-2,6-бисфосфата в регуляции метаболизма углеводов, а также нарушения ее функционирования при сахарном диабете см. главу 16. Гипергликемия может возникнуть не только при заболевании поджелудочной железы, но и в результате расстройства функции других эндокринных желез, участвующих в регуляции углеводного обмена. Так, гипергликемия может наблюдаться при гипофизарных заболеваниях, опухолях коркового вещества надпочечников, гиперфункции щитовидной железы. Иногда гипергликемия появляется во время беременности. Наконец, гипергликемия возможна при органических поражениях ЦНС, расстройствах мозгового кровообращения, болезнях печени воспалительного или дегенеративного характера. Поддержание постоянства уровня глюкозы в крови, как отмечалось,– важнейшая функция печени, резервные возможности которой в этом отношении весьма велики. Поэтому гипергликемия, обусловленная нарушением функции печени, выявляется обычно при тяжелых ее поражениях. Большой клинический интерес представляет изучение реактивности организма на сахарную нагрузку у здорового и больного человека. В связи с этим в клинике довольно часто исследуют изменения во времени уровня глюкозы в крови, обычно после приема per os 50 г или 100 г глюкозы, растворенной в теплой воде,– так называемая сахарная нагрузка. При оценке построенных гликемических кривых обращают внимание на время максимального подъема, высоту этого подъема и время возврата концентрации глюкозы к исходному уровню. Для оценки гликемических кривых введено несколько показателей, из которых наиболее важное значение имеет коэффициент Бодуэна: где А – уровень глюкозы в крови натощак; В – максимальное содержание глюкозы в крови после нагрузки глюкозой. В норме этот коэффициент составляет около 50%. Значения, превышающие 80%, свидетельствуют о серьезном нарушении обмена углеводов. |