Výmena tukov
Metabolizmus tukov - súbor procesov transformácie tukov v tele. Tuky - energia a plast, sú súčasťou membrán a cytoplazmy buniek. Časť tuku sa akumuluje vo forme rezerv v podkožnom tukovom tkanive, veľkom a malom omentume a okolo niektorých vnútorných orgánov (obličky) - 30% celkovej telesnej hmotnosti. Väčšina tuku je neutrálny tuk, ktorý sa podieľa na metabolizme tukov. Denná potreba tukov - 70-100 g
Niektoré mastné kyseliny sú pre telo nevyhnutné a musia pochádzať z potravín - jedná sa o polynenasýtené mastné kyseliny: linolénová, linolénová, arachidónová, gama-aminobutyrová (morské plody, mliečne výrobky). Kyselina gama-aminomaslová je hlavnou inhibičnou látkou v centrálnom nervovom systéme. Vďaka tomu dochádza k pravidelnej zmene fáz spánku a bdelosti, správnej práce neurónov. Tuky sú rozdelené na živočíšne a rastlinné (oleje), ktoré sú veľmi dôležité pre normálny metabolizmus tukov.
Etapy metabolizmu tukov:
1. enzymatické rozloženie tukov v tráviacom trakte na glycerín a mastné kyseliny;
2. tvorba lipoproteínov v črevnej sliznici;
3. transport lipoproteínov v krvi;
4. hydrolýza týchto zlúčenín na povrchu bunkových membrán;
5. absorpcia glycerolu a mastných kyselín do buniek;
6. syntéza vlastných lipidov z tukov;
7. oxidácia tukov uvoľňovaním energie, CO2 a vodu.
Pri nadmernom príjme tuku z jedla ide do glykogénu v pečeni alebo je uložený v rezerve. Pri potravinách bohatých na tuky dostáva človek látky podobné tuku - fosfatidy a stearíny. Fosfatidy sú potrebné na vytvorenie bunkových membrán, jadier a cytoplazmy. Sú bohaté na nervové tkanivo.
Hlavným predstaviteľom stearínu je cholesterol. Jeho norma v plazme je 3,11 - 6,47 mmol / l. Cholesterol je bohatý na vaječný žĺtok, maslo, pečeň. Je to nevyhnutné pre normálne fungovanie nervového systému, reprodukčného systému, z ktorého sa budujú bunkové membrány a pohlavné hormóny. V patológii vedie k ateroskleróze.
Metabolizmus sacharidov - súbor transformácií sacharidov v tele. Sacharidy - zdroj energie v tele na priame použitie (glukóza) alebo tvorba depotu (glykogénu). Denná potreba - 400-500 gr.
Fáza metabolizmu sacharidov:
1. enzymatické rozloženie potravinových sacharidov na monosacharidy;
2. absorpcia monosacharidov v tenkom čreve;
3. ukladanie glukózy v pečeni vo forme glykogénu alebo jeho priame použitie;
4. rozpad glykogénu v pečeni a tok glukózy do krvi;
5. oxidácia glukózy uvoľňovaním CO2 a vodu.
Sacharidy sa absorbujú v tráviacom trakte vo forme glukózy, fruktózy a galaktózy. Vstupujú do rotačnej žily do pečene, kde sa premieňajú na glukózu, ktorá sa akumuluje vo forme glykogénu. Proces glukózy na glykogén v pečeni - glykogenéza.
Glukóza je konštantnou zložkou krvi a normálne je 4,44 - 6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Zvýšená hladina glukózy v krvi - hyperglykémia, pokles - hypoglykémia. Pokles hladiny glukózy na 3,89 mmol / l (70 mg /%) spôsobuje pocit hladu, až do 3,22 mmol / l (40 mg /%) - objavia sa kŕče, delírium a strata vedomia (kóma). Proces rozkladu glykogénu v pečeni na glukózu je glykogenolýza. Proces biosyntézy sacharidov z produktov rozpadu tukov a proteínov je glykoneogenéza. Proces rozdelenia sacharidov bez kyslíka s akumuláciou energie a tvorbou kyseliny mliečnej a kyseliny pyrohroznovej - glykolýzy. Keď sa glukóza zvyšuje v potravinách, pečeň ju premieňa na tuk, ktorý sa potom používa.
Výživa - komplexný proces prijímania, trávenia, absorpcie a asimilácie živín organizmom. Optimálny pomer bielkovín, tukov a sacharidov pre zdravého človeka: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru nie je autorom materiálov, ktoré sú zverejnené. Ale poskytuje možnosť bezplatného použitia. Existuje porušenie autorských práv? Napíšte nám Kontaktujte nás.
Zakázať adBlock!
a obnoviť stránku (F5)
veľmi potrebné
Fázy metabolizmu sacharidov;
1. štádium. Štiepenie polysacharidov a ich vstrebávanie do krvi, sacharidov vstupuje do organizmu s jedlom a je rozdelené v dvanástniku av hornom tenkom čreve na monosacharidy, podrobnejšie informácie o porušeniach trávenia a absorpcii sacharidov, pozri učebnicu str. 272-273.
2. etapa. Ukladanie sacharidov: Sacharidy sa ukladajú vo forme glykogénu v pečeni a svaloch a vo forme triglycerolov v tukovom tkanive - približne 90% nasávaných monosacharidov vstupuje do krvného obehu a potom do pečene, kde sa premieňajú na glykogén (čím sa zabezpečujú procesy glykogenézy), približne 15%. % sacharidov cez lymfatický systém s aktuálnou lymfou šíri do všetkých tkanív tela.
Porušenie ukladania sacharidov je:
· V zníženie vkladov glukóza vo forme glykogénu - a) je spojená s ↓ syntézou glykogénu pri ochoreniach pečene (hepatitída, otrava fosforom, CCl4, hypoxia, B 'a C hypoavitaminóza, endokrinné poruchy - diabetes, Addisonova choroba, tyreotoxikóza, ↓ tón, ps), keď hepatocyty nie sú schopné syntetizovať glykogén; b) pri dedičných ochoreniach - aglykogenóze a glykogenóze 0, charakterizovaných defektom enzýmu glykogénsyntetázy, ktorý sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom; c) v dôsledku zvýšeného rozkladu glykogénu (glykogenolýzy) v podmienkach excitácie CNS, horúčky, stresu.
· pri zvýšení vkladov - tieto zahŕňajú varianty patologickej depozície glykogénu v dôsledku dedičných defektov enzýmov metabolizmu glykogénu (je známych 12 typov glykogenózy, pozri učebnicu str. 274-275)
Jedným z najdôležitejších prejavov narušenia ukladania sacharidov je hypoglykémie.
3. etapa. Medziľahlý metabolizmus sacharidov zahŕňa všetky transformácie sacharidov od okamihu, keď vstupujú do bunky, až do vzniku konečných produktov CO2 a H2o:
- glykolýza - anaeróbna oxidácia glukózy na pyruvát a laktát;
- aeróbny rozklad glu - oxidačnej dekarboxylácie pyruvátu na ac - Co A (pyruvát sa premieňa pomocou komplexu komplexných enzýmov - systém pyruvát dehydrogenázy, ktorého vitamín B je koenzým);
- TsTK- tiež vyžaduje koenzým - vitamín B ′ pre určité enzýmy tejto metabolickej cesty;
- pentózo-fosfátový cyklus alebo shunt dodávajúci NADPH2, nevyhnutné pre syntézu mastných kyselín, cholesterolu a steroidných hormónov a ribóza-5-fosfátu, ktoré sa môžu použiť v biosyntéze RNA a DNA.
Intermediárne metabolické poruchy spočívajú v zmene metabolických ciest glukózového aeróbneho metabolizmu na anaeróbny rozklad, ktorý sa pozoruje pri:
Patológia dýchacieho systému a kardiovaskulárneho systému
Hypoavitaminóza B a C
Dôsledky porušenia troch stupňov metabolizmu sacharidov zahŕňajú: a) metabolickú acidózu v dôsledku akumulácie laktátu a pyruvátu; b) ↓ ats-Co A, a preto ↓ tvorba ATP, NADF · H2 a ↓ syntézu acetylcholínu; c) ↓ aktivita pentózo-fosfátového cyklu, čo vedie k ↓ syntéze cholesterolu, FA, NA, hormónov.
4. etapa. Izolácia glukózou a jej reabsorpcia - porušenie tohto štádia spočíva v:
· redukcia filtrovania lepidla v prípade zlyhania obličiek alebo v krvi zásobovanie obličkami, keď glukóza chýba v moči, aj keď glykémia prekračuje prah obličiek (8,8–9,9 mmol / l), pretože za týchto podmienok je menej glukózy filtrované a všetko má čas reabsorbovať do proximálneho tubuly obličiek;
· pri zvyšovaní filtrovania lepidiel, čo sa pozorovalo pri renálnej glukozúrii;
· V zníženie reabsorpcie lepidla v prípade nefropatie, keď sa glukóza môže objaviť v moči aj v podmienkach normoglykémie, vzhľadom na tieto skutočnosti nie je možné diagnostikovať diabetes podľa hladiny glukózy v moči.
Regulácia metabolizmu sacharidov.
Hladina glukózy v krvi je najdôležitejším faktorom pri homeostáze organizmu ako celku a kritériu primeranosti regulácie metabolizmu sacharidov. Normálne hladiny glukózy v krvi si udržiava centrálny nervový systém, črevá, pečeň, obličky, pankreas, nadobličky, tukové tkanivo a iné orgány.
Ak je metabolizmus sacharidov narušený, môže sa vyvinúť hyperglykémia (koncentrácia glukosy> 5,5 mmol / l) a hypoglykémia (koncentrácia glukokortikoidov 2 + endoplazmatické retikulum).
Metabolický účinok inzulínového komplexu zahŕňa 8 účinkov na metabolizmus sacharidov, lipidov, proteínov, NK (poznať ich - učebnica na str. 278-279).
Účinky inzulínu: 1) permeabilita bunkových membrán vo svaloch a tukového tkaniva pre glu, sodíkové ióny, draslík, AK, pre ketónové telieska vo svaloch;
2) zvýšená glykogenéza v pečeni prostredníctvom aktivácie glykogénsyntetázy;
3) aktivuje enzým hexokinázu, ktorý fosforyluje glu;
4) redukuje glykogenolýzu, inhibuje aktivitu fosfatázy a fosforylázy;
5) znižuje aktivitu enzýmov glukoneogenézy;
6) aktivuje syntézu proteínov;
7) zvyšuje syntézu triglyceridov z uhľohydrátov;
8) urýchľuje použitie závad v TCA a PFS.
Inzulín je teda anabolický hormón, ktorý poskytuje antikatabolický účinok v metabolizme.
test_kontrol_2001_s_otvetami
1. Akútna vírusová hepatitída "A".
2. Akútna vírusová hepatitída "B".
3. Alkoholické poškodenie pečene.
4. Obštrukčná žltačka.
5. Hemolytická žltačka.
Podiel nekonjugovaného bilirubínu na celkovom bilirubíne je viac ako 90%.
1. Choroby Gilberta
2. Chronická perzistujúca hepatitída
3. Rakovina Vater Nipple.
4. Obštrukcia žltačka.
5. Akútna vírusová hepatitída.
U pacientov so žltačkou sa zvyšuje aktivita v sére
5'-nukleotidáza> GGTP> ALP> ALT> AST je najcharakteristickejšia
1. Akútna vírusová hepatitída "A".
2. Akútna vírusová hepatitída "B".
3. Alkoholické poškodenie pečene.
4. Obštrukčná žltačka.
5. Hemolytická žltačka.
Informatívny test cytolytického syndrómu je
zvýšenie aktivity v sére
4. GGTP, sorbitoldehydrogenáza.
5. Všetky vyššie uvedené.
Informatívny indikátor poklesu syntetickej schopnosti pečene je
1. Zvýšený albumín.
2. Znížená aktivita transamináz.
3. Znížený protrombín.
4. Zvýšenie fibrinogénu.
5. Všetky vyššie uvedené.
Hepatocytový cytochróm P-450 poskytuje
1. Syntéza glykogénu.
2. Xenobiotická detoxikácia.
3. Syntéza mastných kyselín.
4. Syntéza žlčových kyselín.
5. Všetky uvedené skutočnosti sú správne.
Zvýšenie séra je charakteristické pre toxický účinok alkoholu na pečeň.
2. Produkty degradácie fibrínu.
3. Aktivity GGTP.
4. Aktivita cholinesterázy.
5. Činnosti kyslej fosfatázy.
Najvyššia aktivita AsAT v hepatocytoch je zistená v: t
3. Golgiho aparát.
5. Plazmatická membrána.
S porážkou hepatocytov, najväčší relatívny nárast v sére
Zvýšená sérová aktivita sorbitoldehydrogenázy je charakteristická
1. Choroby srdca.
2. Ochorenie pečene.
3. Choroby kostrového svalstva.
4. Poškodenie obličiek.
5. Pankreatické ochorenia.
Medzinárodná klasifikácia rozdeľuje fermenity do šiestich tried.
podľa ich
1. Molekulová hmotnosť.
2. Špecifickosť substrátu.
3. Účinnosť katalýzy.
4. Typ katalyzovanej reakcie.
5. Organizácia.
Aktivita kyselinovej fosfatázy je v sére vyššia ako v plazme
1. Enzým sa uvoľňuje z krvných doštičiek, keď sa tvorí zrazenina..
2. V plazme sa enzým sorbuje na fibrinogén.
3. Strata enzýmovej polymerizácie nastáva v plazme.
4. V sére sa aktivuje enzým.
5. Enzýmové inhibítory sú prítomné v plazme.
Pacient s akútnou bolesťou v hrudníku alebo v bruchu
relatívne zvýšenie sérovej aktivity QA> AST> ALT >>
GGTP> amyláza. Najpravdepodobnejšia diagnóza
1. Akútna pankreatitída.
2. Akútna vírusová hepatitída.
3. Renálna kolika.
4. Infarkt myokardu.
5. Akútna pohrudnica.
Pacient s akútnou bolesťou v hrudníku alebo v bruchu
relatívny nárast aktivity lipázy v sére> amyláza >>
ALT> AST >> KK. Najpravdepodobnejšia diagnóza
1. Akútna pankreatitída.
2. Akútna vírusová hepatitída.
3. Renálna kolika.
4. Infarkt myokardu.
5. Akútna pohrudnica.
Pacient s akútnou bolesťou v hrudníku alebo v bruchu
zvýšená sérová ALT aktivita> GGTP>
AST> amyláza >> KK. To je typické pre
1. Akútna pankreatitída.
2. Renálna kolika.
3. Hepatocelulárna patológia.
4. Infarkt myokardu.
5. Pľúcna embólia.
Väčšina indikuje zvýšenú kostnú resorpciu
je zvýšenie aktivity v sére
1. Alkalická fosfatáza.
4. Kyselina fosfátová odolná voči vínanu.
Pri rakovine prostaty sa zväčša zvyšuje.
3. Alkalická fosfatáza.
4. Fosfatáza kyseliny vínnej.
Na diagnostiku obštrukčnej žltačky sa odporúča určiť
sérovej aktivity
2. Izoenzýmy LDH.
5. Izoenzýmy kreatínkinázy.
Enzým vylučovaný do krvi je
2. Alkalická fosfatáza.
Značky Cholestasis sú
2. Izoenzýmy LDH a kreatínkinázy.
3. Histidáza, urokináza.
4. 5'-nukleotidáza, GGTP, alkalická fosfatáza.
5. Všetky vyššie uvedené enzýmy.
Hemolýza červených krviniek zvyšuje aktivitu
Intracelulárny mediátor pôsobenia hormónov môže byť
5. To všetko je pravdivé..
Hormóny môžu byť
5. Ktorákoľvek z uvedených látok.
1. Znižuje hladinu vápnika v krvi.
2. Zvyšuje hladiny vápnika v krvi.
3. Zvyšuje hladiny fosforu v sére.
4. Nemá vplyv na hladinu vápnika a fosforu v sére.
5. interferuje s vylučovaním vápnika a fosforu močom.
Je ovplyvnená hladina aldosterónu v krvnom sére
1. Poloha tela.
2. Obsah sodíka v potravinách.
3. Plazmatická hladina renínu.
4. Obsah draslíka v plazme.
5. Všetky vyššie uvedené.
Hladiny aldosterónu v sére sa zvyšujú s
1. Conn syndróm.
2. Hypertenzná choroba srdca (malígna forma).
3. Hyperplázia kôry nadobličiek.
4. Všetky tieto ochorenia.
5. Žiadna z uvedených chorôb.
Poruchy ukladania sacharidov
Normálne sa sacharidy ukladajú vo forme glykogénu. Molekula glykogénu môže obsahovať až milión monosacharidov. V tomto prípade dochádza ku kryštalizácii glykogénu, ako to bolo, a nemá osmotický účinok. Táto forma je vhodná na skladovanie v klietke. Ak by bol taký počet molekúl glukózy rozpustený, potom by sa bunka rozpadla v dôsledku osmotických síl. Glykogén je uložená forma glukózy. Je obsiahnutý v takmer všetkých tkanivách. Najmä veľa v pečeni a svaloch, v bunkách nervového systému je množstvo glykogénu minimálne. Svalový glykogén sa používa ako zdroj energie pri intenzívnej fyzickej námahe. Glykogenolýza pečene sa aktivuje ako reakcia na zníženie koncentrácie glukózy počas prestávok v jedle alebo ako reakcia na stresové účinky. Hlavnými hormónmi, ktoré aktivujú glyko-genolýzu, sú glukagón, adrenalín (epinefrín) a kortizol.
Hormonálna regulácia glykogenolýzy
Účinok na glykogenolýzu
Adrenálna medulla
Poruchy ukladania uhľohydrátov v prvom rade zahŕňajú zníženie syntézy glykogénu, zvýšené odbúravanie glykogénu a patologické ukladanie glykogénu.
Znížená syntéza glykogénu. Spomedzi etiologických faktorov sa po prvé uvádza toxické poškodenie hepatocytov (bakteriálna a vírusová mikroflóra, otrava fosforom, tetrachlórmetán atď.). Po druhé, nedostatok kyslíka a v dôsledku toho výrazné zníženie účinnosti tvorby ATP. Po tretie, zníženie tónu parasympatického nervového systému. Po štvrté, hypovitaminóza B a C. Do 5. etiologickej skupiny patria endokrinné ochorenia - diabetes mellitus, tyreotoxikóza, adrenálna insuficiencia (Addisonova choroba).
Zvýšený rozklad glykogénu. Zvýšená glykogenolýza v pečeni sa vyskytuje najprv na pozadí zvýšenej aktivity sympatického nervového systému; po druhé, so zvýšenou produkciou hormónov - stimulantov glykogenolýzy (adrenalín, glukagón, tyroxín a somatotropný hormón). Zvýšenie sympatických účinkov a zvýšená koncentrácia hormónov stimulujúcich glykogenolýzu v krvi sú pozorované pri intenzívnej svalovej práci, šoku, horúčke a emocionálnej námahe.
Patologické ukladanie glykogénu. Ide o skupinu dedičných ochorení, pri ktorých sa v dôsledku genetických defektov určitých enzýmov metabolizmu glykogénu nadmerne akumuluje v rôznych orgánoch, predovšetkým v pečeni a kostrových svaloch. V niektorých typoch glykogenózy sa glykogén syntetizuje so zhoršenou štruktúrou. Je opísaných 12 foriem glykogenózy. Najbežnejšie sú:
Poruchy ukladania sacharidov
Poruchy metabolizmu sacharidov
Poruchy metabolizmu sacharidov sa klasifikujú podľa krokov procesu. Existuje niekoľko takýchto fáz:
1. Príjem potravy v gastrointestinálnom trakte, rozdelenie na monosacharidy v dvanástniku a hornom tenkom čreve a ich absorpcia do krvi.
2. Ukladanie sacharidov.
H. Medziprodukty metabolizmu sacharidov:
- anaeróbne a aeróbne štiepenie glukózy;
- proces glukoneogenézy (syntéza glukózy z prekurzorov iných ako sacharidov).
4. Izolácia glukózy cez glomerulárny aparát obličiek primárnym (dočasným) močom a jeho úplná reabsorpcia v renálnych tubuloch.
Porušenie rozkladu a absorpcie sacharidov
Porušenie sacharidov členenie. V zdravom tele začína hydrolýza glykogénu a potravinárskeho škrobu v ústnej dutine pod vplyvom a-amylázy slín. Monosacharidy môžu byť absorbované v ústnej dutine. V žalúdku nie sú žiadne enzýmy, ktoré hydrolyzujú sacharidy. V dutine tenkého čreva pod vplyvom pankreatickej šťavy α-amylázy sa hydrolyzujú na dextríny a maltózu (brušné trávenie). Na povrchu mikrokliek enterocytov sa nachádzajú nasledujúce enzýmy: sacharóza, maltáza, laktáza, izomaltáza a ďalšie, ktoré rozkladajú dextríny a disacharidy na monosacharidy (parietálne štiepenie).
Medzi najtypickejšie defekty patrí nedostatok disacharidázových enzýmov: sacharóza a izomaltáza, ktoré sa vždy prejavujú v kombinácii. Výsledkom je, že sacharóza a izomaltózové disacharidy nie sú rozdelené a nie sú absorbované organizmom. Disacharidy, ktoré sa akumulujú v črevnom lúmene, osmoticky viažu významné množstvo vody, čo spôsobuje hnačku (hnačku). Za týchto podmienok je tiež možné, aby epitelové bunky absorbovali určité množstvo disacharidov. Zostávajú však metabolicky neaktívne a v nezmenenej forme sa skôr rýchlo vylučujú močom. V prípade defektov disacharidázovej aktivity disacharidová záťaž nespôsobuje hyperglykémiu v rozsahu 30-90 minút, ako je to v prípade zdravých ľudí.
Poruchy sania. U zdravých ľudí sú monosacharidy ako glukóza, galaktóza, fruktóza a pentóza absorbované mikrovlnami epitelových buniek tenkého čreva. Prechod monosacharidov cez membránu epitelových buniek nastáva sekundárnym aktívnym transportom s povinnou účasťou sodíkovej pumpy závislej od ATP a špecifického nosiča. V prípade sekundárneho aktívneho transportu sa energia elektrochemického gradientu vytvoreného pre inú látku (sodné ióny) používa na prenos jednej zlúčeniny (napríklad glukózy).
Medzi etiologické faktory porúch absorpcie sacharidov sa rozlišujú nasledujúce skupiny:
1) zápal sliznice tenkého čreva;
2) pôsobenie toxínov blokujúcich proces fosforylácie a defosforylácie (floridzín, monojódacetát);
H) nedostatok Na + iónov, napríklad pri hypofunkcii kôry nadobličiek;
4) porušenie prekrvenia črevnej steny;
5) u novorodencov a dojčiat je možná nedostatočná aktivita tráviacich enzýmov a enzymatických systémov fosforylácie a defosforylácie sacharidov. Ako príklad uvádzame syndróm laktózovej intolerancie bez deficitu laktázového enzýmu a kongenitálneho syndrómu deficitu laktázy.
Syndróm laktózovej intolerancie bez deficitu enzýmu laktázy sa javí malígny v prvých dňoch po pôrode vo forme ťažkej hnačky, vracania, acidózy, laktózy a často proteinúrie. Tiež sa zistila atrofia nadobličiek a pečene, degenerácia renálnych tubulov.
Vrodený nedostatok laktázy. U zdravých ľudí laktáza rozkladá laktózu na glukózu a galaktózu. Novorodenci zvyčajne dostávajú 50-60 g laktózy (s mliekom) denne. Najcharakteristickejším prejavom deficitu laktázy je hnačka po konzumácii mlieka. Nehydrolyzovaná laktóza vstupuje do dolných častí tenkého čreva, kde sa fermentuje črevnou mikroflórou za vzniku plynov (čo spôsobuje plynatosť) a kyselín. Ich osmotické pôsobenie priťahuje veľké množstvo vody do črevnej dutiny, čo spôsobuje hnačku. Súčasne majú výkaly kyslú hodnotu pH a obsahujú laktózu, niekedy je pozorovaná laktóza. V priebehu času sa dieťa vyvíja hypotrofiu. Tento syndróm by sa mal odlišovať od získaného deficitu laktázy (s enteritídou, zápalovými ochoreniami hrubého čreva, sprue), ako aj od intestinálneho deficitu laktázy, ktorý sa vyskytuje u dospelých.
Poruchy ukladania sacharidov
Normálne sa sacharidy ukladajú vo forme glykogénu. Molekula glykogénu môže obsahovať až milión monosacharidov. V tomto prípade dochádza ku kryštalizácii glykogénu, ako to bolo, a nemá osmotický účinok. Táto forma je vhodná na skladovanie v klietke. Ak by bol taký počet molekúl glukózy rozpustený, potom by sa bunka rozpadla v dôsledku osmotických síl. Glykogén je uložená forma glukózy. Je obsiahnutý v takmer všetkých tkanivách. Najmä veľa v pečeni a svaloch, v bunkách nervového systému je množstvo glykogénu minimálne. Svalový glykogén sa používa ako zdroj energie pri intenzívnej fyzickej námahe. Glykogenolýza pečene sa aktivuje ako reakcia na zníženie koncentrácie glukózy počas prestávok v jedle alebo ako reakcia na stresové účinky. Hlavnými hormónmi, ktoré aktivujú glyko-genolýzu, sú glukagón, adrenalín (epinefrín) a kortizol.
Dátum pridania: 2016-01-07; Počet zobrazení: 394; PRACOVNÉ PÍSANIE
Hormonálna regulácia metabolizmu sacharidov a tukov
Hlavné energetické zdroje živého organizmu - sacharidov a tukov majú vysokú rezervu potenciálnej energie, ktorá je z nich ľahko extrahovaná v bunkách pomocou enzymatických katabolických transformácií. Energia uvoľnená v procese biologickej oxidácie produktov metabolizmu uhľohydrátov a tukov, ako aj glykolýza, sa vo významnej miere premieňa na chemickú energiu fosfátových väzieb syntetizovaného ATP.
Chemická energia vysokoenergetických väzieb nahromadených v ATP sa zase využíva na rôzne typy bunkovej práce - vytváranie a udržiavanie elektrochemických gradientov, svalových kontrakcií, sekrečných a určitých transportných procesov, biosyntézy proteínov, mastných kyselín atď. Okrem "paliva" funkcie, sacharidy a tuky, spolu s proteínmi, hrajú úlohu dôležitých dodávateľov stavebných, plastových materiálov, ktoré sú súčasťou hlavných štruktúr bunky - nukleové kyseliny, jednoduché proteíny, glykoproteíny, rad lipidov, atď.
ATP, syntetizovaný v dôsledku rozpadu sacharidov a tukov, nielenže poskytuje bunkám energiu potrebnú na prácu, ale je tiež zdrojom tvorby cAMP a tiež sa podieľa na regulácii aktivity mnohých enzýmov, stavu štruktúrnych proteínov, ktoré zabezpečujú ich fosforyláciu.
Sacharidové a lipidové substráty priamo používané bunkami sú monosacharidy (primárne glukóza) a neesterifikované mastné kyseliny (NEFA) a tiež ketónové telieska v niektorých tkanivách. Ich zdrojmi sú potravinové produkty absorbované z čreva, uložené v orgánoch vo forme glykogénových sacharidov a lipidov vo forme neutrálnych tukov, ako aj prekurzorov sacharidov, najmä aminokyselín a glycerolu, ktoré tvoria sacharidy (glukoneogenéza).
Pečeňové a tukové (tukové) tkanivo patrí do orgánov orgánov stavovcov, pečene a obličiek do orgánov glukoneogenézy. U hmyzu je tukovým telom ukladací orgán. Okrem toho, niektoré náhradné alebo iné produkty skladované alebo vyrábané v pracovnej bunke môžu byť zdrojom glukózy a NEFA. Rôzne spôsoby a stupne metabolizmu sacharidov a tukov sú vzájomne prepojené mnohými vzájomnými vplyvmi. Smer a intenzita toku týchto metabolických procesov sú závislé od mnohých vonkajších a vnútorných faktorov. Patrí sem najmä množstvo a kvalita konzumovaných potravín a rytmus ich vstupu do tela, úroveň svalovej a nervovej aktivity atď.
Živočíšny organizmus sa prispôsobuje povahe potravinového režimu, nervovému alebo svalovému zaťaženiu pomocou komplexného súboru koordinačných mechanizmov. Kontrola priebehu rôznych reakcií metabolizmu sacharidov a lipidov sa teda uskutočňuje na úrovni buniek koncentráciami príslušných substrátov a enzýmov, ako aj stupňom akumulácie produktov konkrétnej reakcie. Tieto kontrolné mechanizmy súvisia s mechanizmami samoregulácie a sú implementované ako v jednobunkových, tak aj v mnohobunkových organizmoch.
V druhom prípade sa môže regulácia využitia sacharidov a tukov vyskytovať na úrovni medzibunkových interakcií. Obidva typy metabolizmu sa vzájomne kontrolujú: NEFA vo svaloch inhibuje rozklad glukózy, zatiaľ čo produkty rozkladu glukózy v tukovom tkanive inhibujú tvorbu NEFA. U najviac organizovaných zvierat sa objavuje špeciálny medzibunkový mechanizmus regulácie intersticiálneho metabolizmu, ktorý je determinovaný výskytom endokrinného systému v evolučnom procese, ktorý má mimoriadny význam pri kontrole metabolických procesov celého organizmu.
Medzi hormónmi, ktoré sa podieľajú na regulácii metabolizmu tukov a sacharidov u stavovcov, zaujímajú centrálne miesto: hormóny gastrointestinálneho traktu, ktoré regulujú trávenie potravy a vstrebávanie tráviacich produktov do krvi; inzulín a glukagón sú špecifické regulátory intersticiálneho metabolizmu sacharidov a lipidov; Rastový hormón a funkčne s ním spojený "somatomedín" a CIF, glukokortikoidy, ACTH a adrenalín sú faktory nešpecifickej adaptácie. Je potrebné poznamenať, že mnohé z týchto hormónov sa priamo podieľajú na regulácii metabolizmu proteínov (pozri kapitolu 9). Miera vylučovania týchto hormónov a implementácia ich účinkov na tkanivá sú vzájomne prepojené.
Nemôžeme sa konkrétne zaoberať fungovaním hormonálnych faktorov gastrointestinálneho traktu vylučovaných v neurohumorálnej fáze sekrécie. Ich hlavné účinky sú dobre známe z priebehu všeobecnej fyziológie ľudí a zvierat a navyše sú už úplne uvedené v Ch. 3. Pozrime sa na endokrinnú reguláciu intersticiálneho metabolizmu sacharidov a tukov.
Hormóny a regulácia intersticiálneho metabolizmu sacharidov. Neoddeliteľným ukazovateľom rovnováhy metabolizmu sacharidov v tele stavovcov je koncentrácia glukózy v krvi. Tento indikátor je stabilný a je približne 100 mg% (5 mmol / l) u cicavcov. Jeho odchýlky v norme zvyčajne nepresahujú ± 30%. Hladina glukózy v krvi závisí na jednej strane od prítoku monosacharidu do krvi, najmä z čreva, pečene a obličiek a na druhej strane z jeho odtoku do pracovných a ukladacích tkanív (obr. 95).
Prítok glukózy z pečene a obličiek je určený pomerom aktivity glykogénfosforylázy a reakcie glykogénsyntetázy v pečeni, pomeru intenzity rozkladu glukózy a intenzity glukoneogenézy v pečeni a čiastočne v obličkách. Vstup glukózy do krvi priamo koreluje s hladinami fosforylázovej reakcie a procesmi glukoneogenézy.
Odtok glukózy z krvi do tkaniva priamo závisí od rýchlosti jej transportu do svalových, tukových a lymfoidných buniek, ktorých membrány vytvárajú bariéru pre prienik glukózy do nich (pripomínajú, že membrány buniek pečene, mozgu a obličiek sú ľahko permeabilné pre monosacharid); metabolické využitie glukózy, ktorá je zase závislá od priepustnosti membrány a od aktivity kľúčových enzýmov jej rozpadu; konverzia glukózy na glykogén v pečeňových bunkách (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Všetky tieto procesy spojené s transportom a metabolizmom glukózy sú priamo kontrolované komplexom hormonálnych faktorov.
Hormonálne regulátory metabolizmu sacharidov pôsobením na všeobecný smer metabolizmu a glykémie možno rozdeliť do dvoch typov. Prvý typ hormónov stimuluje využitie glukózy v tkanivách a jej ukladanie vo forme glykogénu, ale inhibuje glukoneogenézu a následne spôsobuje zníženie koncentrácie glukózy v krvi.
Hormónom tohto typu účinku je inzulín. Druhý typ hormónu stimuluje rozklad glykogénu a glukoneogenézu, a preto spôsobuje zvýšenie hladiny glukózy v krvi. Medzi hormóny tohto typu patrí glukagón (rovnako ako sekretín a VIP) a adrenalín. Hormóny tretieho typu stimulujú glukoneogenézu v pečeni, inhibujú využitie glukózy rôznymi bunkami a hoci zvyšujú tvorbu glykogénu hepatocytmi, ako výsledok prevahy prvých dvoch účinkov, spravidla tiež zvyšujú hladiny glukózy v krvi. Medzi hormóny tohto typu patria glukokortikoidy a GH - "somatomedíny". Avšak, majúce jednosmerný účinok na procesy glukoneogenézy, syntéza glykogénu a glykolýzy, glukokortikoidov a rastového hormónu - somatomedínov má odlišný vplyv na permeabilitu bunkových membrán svalov a tukového tkaniva na glukózu.
Podľa smeru pôsobenia na koncentráciu glukózy v krvi je inzulín hypoglykemickým hormónom (hormón „oddych a saturácia“), zatiaľ čo hormóny druhého a tretieho typu sú hyperglykemické (hormóny „stres a pôst“) (Obr. 96).
Inzulín možno nazvať asimiláciou hormónov a ukladaním sacharidov. Jedným z dôvodov zvýšeného využitia glukózy v tkanivách je stimulácia glykolýzy. Uskutočňuje sa prípadne na úrovni aktivácie kľúčových enzýmov glykolýzy hexokinázy, najmä jednej zo štyroch známych izoforiem, hexokinázy II a glukokinázy (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Zdá sa, že zrýchlenie pentózo-fosfátovej dráhy vo fáze reakcie glukóza-6-fosfátdehydrogenáza hrá určitú úlohu aj pri stimulácii katabolizmu glukózy inzulínom (Leites, Lapteva, 1967). Predpokladá sa, že pri stimulácii príjmu glukózy pečeňou počas hyperglykémie potravy pod vplyvom inzulínu zohráva dôležitú úlohu hormonálna indukcia špecifického pečeňového enzýmu glukokinázy, ktorá selektívne fosforyluje glukózu pri vysokých koncentráciách.
Hlavným dôvodom stimulácie využitia glukózy svalovými a tukovými bunkami je predovšetkým selektívne zvýšenie permeability bunkových membrán na monosacharid (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Týmto spôsobom sa dosiahne zvýšenie koncentrácie substrátov pre hexokinázovú reakciu a pentózo-fosfátovú cestu.
Zvýšená glykolýza pod vplyvom inzulínu v kostrovom svale a myokarde hrá významnú úlohu v akumulácii ATP a zaisťovaní fungovania svalových buniek. V pečeni sa zdá, že zvýšená glykolýza nie je tak dôležitá, aby sa zvýšila inklúzia pyruvátu do systému respirácie tkaniva, ale skôr aby sa akumulovali acetyl CoA a malonyl CoA ako prekurzory tvorby polyatomových mastných kyselín, a preto triglyceridov (Newsholm, Start, 1973),
Glycerofosfát vytvorený počas glykolýzy je tiež zahrnutý v syntéze neutrálneho tuku. Okrem toho, hormonálna stimulácia reakcie glukóza-6-fosfátdehydrogenáza, vedúca k tvorbe NADPH, redukčného kofaktora potrebného na biosyntézu mastných kyselín a glycerol fosfátu, hrá dôležitú úlohu v pečeni a najmä v tukovom tkanive na zvýšenie hladiny lipogenézy z glukózy. U cicavcov sa len 3 až 5% absorbovanej glukózy premení na hepatický glykogén a viac ako 30% sa akumuluje ako tuk uložený v ukladacích orgánoch.
Hlavný smer pôsobenia inzulínu na glykolýzu a pentózo-fosfátová cesta v pečeni a najmä v tukovom tkanive sa tak znižuje na tvorbu triglyceridov. U cicavcov a vtákov v adipocytoch av nižších stavovcoch v hepatocytoch je glukóza jedným z hlavných zdrojov uložených triglyceridov. V týchto prípadoch je fyziologický význam hormonálnej stimulácie využitia sacharidov do značnej miery znížený na stimuláciu ukladania lipidov. Inzulín priamo ovplyvňuje syntézu glykogénu - uloženej formy sacharidov - nielen v pečeni, ale aj vo svaloch, obličkách a prípadne v tukovom tkanive.
Hormon má stimulačný účinok na tvorbu glykogénu, zvyšuje aktivitu glykogénsyntetázy (prechod inaktívnej D-formy na aktívnu I-formu) a inhibuje glykogénfosforylázu (prechod inaktívnej 6-formy na L-formu) a tým inhibuje glykogenogenézu v bunkách (Obr. 97). Oba účinky inzulínu na tieto enzýmy v pečeni sú zrejme sprostredkované aktiváciou membránovej proteinázy, akumuláciou glykopeptidov a aktiváciou cAMP fosfodiesterázy.
Ďalším dôležitým smerom pôsobenia inzulínu na metabolizmus sacharidov je inhibícia procesov glukoneogenézy v pečeni (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton a kol., 1971). Inhibícia glukoneogenézy hormónom sa uskutočňuje na úrovni redukcie syntézy kľúčových enzýmov fosfoenolpyruvátkarboxykinázy a fruktóza-16-difosfatázy. Tieto účinky sú tiež sprostredkované zvýšením rýchlosti tvorby glykopeptidov - hormónových mediátorov (Obr. 98).
Hlavným zdrojom energie nervových buniek je glukóza za akýchkoľvek fyziologických podmienok. S nárastom sekrécie inzulínu dochádza k určitému zvýšeniu príjmu glukózy nervovým tkanivom, zrejme v dôsledku stimulácie glykolýzy v ňom. Avšak pri vysokých koncentráciách hormónu v krvi, ktoré spôsobujú hypoglykémiu, hladina sacharidov v mozgu a inhibícia jeho funkcií sa vyskytujú.
Po zavedení veľmi veľkých dávok inzulínu môže hlboká inhibícia mozgových centier viesť najprv ku vzniku kŕčov, potom k strate vedomia a poklesu krvného tlaku. Tento stav, ktorý nastáva, keď koncentrácia glukózy v krvi pod 45-50 mg%, sa nazýva šok inzulínu (hypoglykémia). Konvulzívna a šoková reakcia na inzulín sa používa na biologickú štandardizáciu inzulínových prípravkov (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Medicína, zdravie: Poruchy metabolizmu sacharidov, študijný sprievodca
Esej na túto tému:
Poruchy metabolizmu sacharidov
Poruchy metabolizmu sacharidov
Poruchy metabolizmu sacharidov sa klasifikujú podľa krokov procesu. Existuje niekoľko takýchto fáz:
1. Príjem potravy v gastrointestinálnom trakte, rozdelenie na monosacharidy v dvanástniku a hornom tenkom čreve a ich absorpcia do krvi.
2. Ukladanie sacharidov.
H. Medziprodukty metabolizmu sacharidov:
- anaeróbne a aeróbne štiepenie glukózy;
- proces glukoneogenézy (syntéza glukózy z prekurzorov iných ako sacharidov).
4. Izolácia glukózy cez glomerulárny aparát obličiek primárnym (dočasným) močom a jeho úplná reabsorpcia v renálnych tubuloch.
Porušenie rozkladu a absorpcie sacharidov
Porušenie sacharidov členenie. V zdravom tele začína hydrolýza glykogénu a potravinárskeho škrobu v ústnej dutine pod vplyvom a-amylázy slín. Monosacharidy môžu byť absorbované v ústnej dutine. V žalúdku nie sú žiadne enzýmy, ktoré hydrolyzujú sacharidy. V dutine tenkého čreva pod vplyvom pankreatickej šťavy α-amylázy sa hydrolyzujú na dextríny a maltózu (brušné trávenie). Na povrchu mikrokliek enterocytov sa nachádzajú nasledujúce enzýmy: sacharóza, maltáza, laktáza, izomaltáza a ďalšie, ktoré rozkladajú dextríny a disacharidy na monosacharidy (parietálne štiepenie).
Medzi najtypickejšie defekty patrí nedostatok disacharidázových enzýmov: sacharóza a izomaltáza, ktoré sa vždy prejavujú v kombinácii. Výsledkom je, že sacharóza a izomaltózové disacharidy nie sú rozdelené a nie sú absorbované organizmom. Disacharidy, ktoré sa akumulujú v črevnom lúmene, osmoticky viažu významné množstvo vody, čo spôsobuje hnačku (hnačku). Za týchto podmienok je tiež možné, aby epitelové bunky absorbovali určité množstvo disacharidov. Zostávajú však metabolicky neaktívne a v nezmenenej forme sa skôr rýchlo vylučujú močom. V prípade defektov disacharidázovej aktivity disacharidová záťaž nespôsobuje hyperglykémiu v rozsahu 30-90 minút, ako je to v prípade zdravých ľudí.
Poruchy sania. U zdravých ľudí sú monosacharidy ako glukóza, galaktóza, fruktóza a pentóza absorbované mikrovlnami epitelových buniek tenkého čreva. Prechod monosacharidov cez membránu epitelových buniek nastáva sekundárnym aktívnym transportom s povinnou účasťou sodíkovej pumpy závislej od ATP a špecifického nosiča. V prípade sekundárneho aktívneho transportu sa energia elektrochemického gradientu vytvoreného pre inú látku (sodné ióny) používa na prenos jednej zlúčeniny (napríklad glukózy).
Medzi etiologické faktory porúch absorpcie sacharidov sa rozlišujú nasledujúce skupiny:
1) zápal sliznice tenkého čreva;
2) pôsobenie toxínov blokujúcich proces fosforylácie a defosforylácie (floridzín, monojódacetát);
H) nedostatok Na + iónov, napríklad pri hypofunkcii kôry nadobličiek;
4) porušenie prekrvenia črevnej steny;
5) u novorodencov a dojčiat je možná nedostatočná aktivita tráviacich enzýmov a enzymatických systémov fosforylácie a defosforylácie sacharidov. Ako príklad uvádzame syndróm laktózovej intolerancie bez deficitu laktázového enzýmu a kongenitálneho syndrómu deficitu laktázy.
Syndróm laktózovej intolerancie bez deficitu enzýmu laktázy sa javí malígny v prvých dňoch po pôrode vo forme ťažkej hnačky, vracania, acidózy, laktózy a často proteinúrie. Tiež sa zistila atrofia nadobličiek a pečene, degenerácia renálnych tubulov.
Vrodený nedostatok laktázy. U zdravých ľudí laktáza rozkladá laktózu na glukózu a galaktózu. Novorodenci zvyčajne dostávajú 50-60 g laktózy (s mliekom) denne. Najcharakteristickejším prejavom deficitu laktázy je hnačka po konzumácii mlieka. Nehydrolyzovaná laktóza vstupuje do dolných častí tenkého čreva, kde sa fermentuje črevnou mikroflórou za vzniku plynov (čo spôsobuje plynatosť) a kyselín. Ich osmotické pôsobenie priťahuje veľké množstvo vody do črevnej dutiny, čo spôsobuje hnačku. Súčasne majú výkaly kyslú hodnotu pH a obsahujú laktózu, niekedy je pozorovaná laktóza. V priebehu času sa dieťa vyvíja hypotrofiu. Tento syndróm by sa mal odlišovať od získaného deficitu laktázy (s enteritídou, zápalovými ochoreniami hrubého čreva, sprue), ako aj od intestinálneho deficitu laktázy, ktorý sa vyskytuje u dospelých.
Poruchy ukladania sacharidov
Normálne sa sacharidy ukladajú vo forme glykogénu. Molekula glykogénu môže obsahovať až milión monosacharidov. V tomto prípade dochádza ku kryštalizácii glykogénu, ako to bolo, a nemá osmotický účinok. Táto forma je vhodná na skladovanie v klietke. Ak by bol taký počet molekúl glukózy rozpustený, potom by sa bunka rozpadla v dôsledku osmotických síl. Glykogén je uložená forma glukózy. Je obsiahnutý v takmer všetkých tkanivách. Najmä veľa v pečeni a svaloch, v bunkách nervového systému je množstvo glykogénu minimálne. Svalový glykogén sa používa ako zdroj energie pri intenzívnej fyzickej námahe. Glykogenolýza pečene sa aktivuje ako reakcia na zníženie koncentrácie glukózy počas prestávok v jedle alebo ako reakcia na stresové účinky. Hlavnými hormónmi, ktoré aktivujú glyko-genolýzu, sú glukagón, adrenalín (epinefrín) a kortizol.
Hormonálna regulácia glykogenolýzy
Účinok na glykogenolýzu
Poruchy ukladania uhľohydrátov v prvom rade zahŕňajú zníženie syntézy glykogénu, zvýšené odbúravanie glykogénu a patologické ukladanie glykogénu.
Znížená syntéza glykogénu. Spomedzi etiologických faktorov sa po prvé uvádza toxické poškodenie hepatocytov (bakteriálna a vírusová mikroflóra, otrava fosforom, tetrachlórmetán atď.). Po druhé, nedostatok kyslíka a v dôsledku toho výrazné zníženie účinnosti tvorby ATP. Po tretie, zníženie tónu parasympatického nervového systému. Po štvrté, hypovitaminóza B a C. Do 5. etiologickej skupiny patria endokrinné ochorenia - diabetes mellitus, tyreotoxikóza, adrenálna insuficiencia (Addisonova choroba).
Zvýšený rozklad glykogénu. Zvýšená glykogenolýza v pečeni sa vyskytuje najprv na pozadí zvýšenej aktivity sympatického nervového systému; po druhé, so zvýšenou produkciou hormónov - stimulantov glykogenolýzy (adrenalín, glukagón, tyroxín a somatotropný hormón). Zvýšenie sympatických účinkov a zvýšená koncentrácia hormónov stimulujúcich glykogenolýzu v krvi sú pozorované pri intenzívnej svalovej práci, šoku, horúčke a emocionálnej námahe.
Patologické ukladanie glykogénu. Ide o skupinu dedičných ochorení, pri ktorých sa v dôsledku genetických defektov určitých enzýmov metabolizmu glykogénu nadmerne akumuluje v rôznych orgánoch, predovšetkým v pečeni a kostrových svaloch. V niektorých typoch glykogenózy sa glykogén syntetizuje so zhoršenou štruktúrou. Je opísaných 12 foriem glykogenózy. Najbežnejšie sú:
Hlavné typy glykogenózy
hepatomegália cirhóza, hepatálna insuficiencia nedostatok presnosti
Okrem vyššie uvedených typov sú opísané aj zriedkavejšie ako aj zmiešané glykogenózy: typ V alebo MacDardova choroba (MacArdle-Schmid-Pearson); Typ VI alebo Gersova choroba; Ochorenie typu VII alebo Tarui; Typ VIII alebo Hojinova choroba a ďalšie.
Poruchy stredného metabolizmu sacharidov
Existujú tri skupiny etiologických faktorov, ktorých účinok môže viesť k narušeniu intermediárneho metabolizmu sacharidov.
1. Hypoxia. Nedostatok kyslíka prepína bunkový metabolizmus z aeróbneho na anaeróbny typ, v ktorom sa anaeróbna glykolýza stáva hlavným zdrojom energie s tvorbou nadbytku kyseliny mliečnej a pyrohroznovej. Pri krátkej hypoxii má prebytok laktátu a pyruvátu kompenzačný účinok. Kyselina mliečna zvyšuje disociáciu oxyhemoglobínu, dilatuje koronárne cievy. Okrem toho, laktát vstupuje do krvného obehu do pečene (cyklus Corey), kde sa za účasti enzýmu laktát dehydrogenázy mení na pyruvát. Pyruvát v pečeni je čiastočne oxidovaný a čiastočne premenený na glukózu (glukoneogenéza). Laktát sa teda vracia do metabolického zásobníka sacharidov. Dlhodobá existencia nadbytku kyseliny mliečnej v tkanivách vedie k nedostatku oxidačného substrátu, glukózy, čo spôsobuje ďalšie zníženie účinnosti syntézy ATP. Nedostatok makroergov spočíva na báze transmembránovej poruchy prenosu iónov a zvýšenia priepustnosti membrán. V konečnom dôsledku to vedie k významnému štrukturálnemu a funkčnému poškodeniu tkanív až po smrť buniek.
2. Poruchy pečene. V hepatocytoch sa časť kyseliny mliečnej normálne resyntetizuje na glukózu a glykogén. Ak je pečeň poškodená, tento proces je narušený, kyselina mliečna ide do krvného obehu, vyvíja sa acidóza.
3. Hypovitaminóza.1. Vitamín B1 (tiamín) v dôsledku procesu fosforylácie sa premieňa na ko-karboxylázu, protetickú skupinu mnohých enzýmov metabolizmu sacharidov. Keď nedostatok vitamínu B1 je tu nedostatok karboxylázy, čo vedie k potlačeniu syntézy acetyl-CoA z kyseliny pyrohroznovej. Ten sa akumuluje a čiastočne premieňa na kyselinu mliečnu, ktorej obsah sa v tejto súvislosti zvyšuje. Inhibícia oxidácie kyseliny pyrohroznovej znižuje syntézu acetylcholínu, čo spôsobuje poruchu prenosu nervových impulzov. S nárastom koncentrácie kyseliny pyrohroznovej v porovnaní s normou o 2-3 krát sa vyskytujú poruchy citlivosti, neuritída, paralýza atď.1 tiež vedie k narušeniu pentózo-fosfátovej oxidačnej dráhy v dôsledku zníženia aktivity transketolázového enzýmu.
Hladina glukózy v krvi je hlavným faktorom homeostázy. Je udržiavaná na určitej úrovni (3,33–5,55 mmol / l) funkciou čriev, pečene, obličiek, pankreasu, nadobličiek, tukového tkaniva a ďalších orgánov.
Existuje niekoľko typov regulácie metabolizmu sacharidov: substrát, nervový, obličkový, hormonálny.
Regulácia substrátu. Hlavným faktorom určujúcim metabolizmus glukózy je hladina glykémie. Hraničná koncentrácia glukózy, pri ktorej je jej produkcia v pečeni rovnaká ako spotreba periférnych tkanív, je 5,5-5,8 mmol / l. Na úrovni tohto, pečeň dodáva glukózu do krvi; na vyššej úrovni, naopak, v pečeni a svaloch dominuje glykogénsyntet.
Nervová regulácia. Excitácia sympatických nervových vlákien vedie k uvoľneniu adrenalínu z nadobličiek, čo stimuluje rozklad glykogénu v procese glykogenolýzy. Keď je teda sympatický nervový systém podráždený, pozoruje sa hyperglykemický účinok. Naopak, stimulácia parasympatických nervových vlákien je sprevádzaná zvýšenou sekréciou inzulínu pankreasom, vychytávaním glukózy v bunke a hypoglykemickým účinkom.
Regulácia obličiek. V glomeruloch obličiek sa glukóza filtruje, potom v proximálnom tubule sa reabsorbuje mechanizmom závislým od energie. Množstvo reabsorpcie trubíc je relatívne konštantné s tendenciou klesať. Ak hladina v sére prevyšuje 8,8 - 9,9 mmol / l, glukóza sa vylučuje močom. Index glykémie, pri ktorom sa objavuje glukozúria, sa nazýva renálny prah. Vylučovanie glukózy v moči je ovplyvnené rýchlosťou glomerulárnej filtrácie, ktorá je normálne asi 13 ml / min. Keď filtrácia klesá s renálnou insuficienciou alebo sa znižuje krvný obeh do obličiek, glukóza nebude prítomná v moči, dokonca ani s glykémiou výrazne prekračujúcou renálny prah, pretože menej glukózy sa filtruje a všetko má čas na reabsorbovanie v proximálnych tubuloch obličiek. V prípade nefropatie so zhoršenou reabsorpciou sa môže glukóza objaviť v moči aj pri normoglykémii. Preto hladina glukózy v moči nemôže byť diagnostikovaná s diabetom.
Hormonálna regulácia. Stabilita hladiny glukózy v krvi je ovplyvnená celým radom hormónov, zatiaľ čo prakticky len inzulín spôsobuje hypoglykemický účinok. Glukagón, adrenalín, glukokortikoidy, STH, ACTH a TSH majú protikladný účinok so zvýšením hladiny glukózy v krvi.
1. Inzulín je polypeptid, ktorý sa skladá z dvoch reťazcov. A-reťazec obsahuje 21 aminokyselín, B-reťazec - 30 aminokyselín. Reťazce sú vzájomne prepojené dvoma disulfidovými mostíkmi. Inzulín je podobný u rôznych druhov cicavcov: A-reťazec je identický u ľudí, ošípaných, psov, veľrýb spermií; B-reťazec je identický u býka, prasaťa a kozy. V skutočnosti sa ľudský a prasací inzulín líšia len v tom, že aminokyselina alanín je na karboxylovom konci B-reťazca u ošípaných a u ľudí treonín. Preto sa komerčný „ľudský inzulín“ vyrába nahradením alanínu treonínom v inzulíne ošípaných.
Inzulín je syntetizovaný ako inaktívny polypeptidový reťazec proinzulínu, takže je uložený v granulách p-buniek pankreatických ostrovčekov Langerhans. Aktivácia proinzulínu spočíva v čiastočnej proteolýze peptidu podľa Arg31 a Arg63. Výsledkom je, že inzulín a C-peptid sa tvoria v ekvimolárnom množstve (spojovací repertid).
Inzulín v krvi je vo voľnom stave a viazaný na proteín. K degradácii inzulínu dochádza v pečeni (do 80%), obličkách a tukovom tkanive. C-peptid tiež podlieha degradácii v pečeni, ale oveľa pomalšie. Bazálna koncentrácia inzulínu, stanovená rádioimunologicky, je zdravá 15-20 mikrónov * U / ml. Po perorálnom zaťažení glukózou stúpne jeho hladina po 1 hodine 5-10-násobok v porovnaní s počiatočným. Rýchlosť sekrécie inzulínu na prázdny žalúdok je 0,5-1,0 U / h, po jedle sa zvyšuje na 2,5-5 U / h. U zdravých ľudí existujú dve fázy sekrécie inzulínu - skorý vrchol (3-10 minút po naplnení sacharidov) neskorý vrchol (20 minút). Včasné uvoľňovanie inzulínu inhibuje prudký nárast glukózy počas jej absorpcie.
Sekrécia inzulínu je okrem hyperglykémie stimulovaná glukagónom, ako aj hormónmi črevného polypeptidu, vrátane gastrointestinálneho inzulínotropného polypeptidového hormónu (GIP), aminokyselín, voľných mastných kyselín, podráždenia vagusu.
Metabolický účinok inzulínu je komplexný, zahŕňa priame účinky na lipidy, proteíny a najmä v súvislosti s diabetes mellitus - na výmenu D-glukózy. Inzulín zvyšuje membránový transport glukózy, aminokyselín a K +, aktivuje mnoho intracelulárnych enzýmov. Súčasne molekula inzulínového polypeptidu nie je schopná preniknúť bunkovou membránou, takže všetky účinky inzulínu sa uskutočňujú prostredníctvom špeciálnych receptorov na povrchu bunkovej membrány. Receptor inzulínu je komplexný, pozostáva z a-a p-podjednotiek spojených disulfidovými mostíkmi.
Vysoké koncentrácie inzulínu v krvi majú anabolické a nízke katabolické účinky na metabolizmus.
Inzulín môže vyvinúť rezistenciu, akútnu rezistenciu spojenú s infekciami alebo zápalom. Rezistencia môže byť určená výskytom protilátok proti inzulínu (IgG) a necitlivosti tkanív v krvnom obehu, čo sa často pozoruje pri obezite. Afinita (afinita receptora k inzulínu) a / alebo počet receptorov závisí od mnohých faktorov; ide o sulfonylmočovinové liečivá, pH, cAMP, fyzickú aktivitu, povahu a zloženie potravy, protilátok a iných hormónov.
2. Glukagón - v podstate jeho účinky sú opakom inzulínu. Glukagón stimuluje glykogenolýzu pečene a glukoneogenézu a podporuje lipolýzu a ketogenézu.
3. Adrenalín v pečeni stimuluje glykogenolýzu a glukoneogenézu, v kostrových svaloch - glykogenolýzu a lipolýzu, v tukovom tkanive zvyšuje lipolýzu. Nadmerná produkcia adrenalínu sa pozoruje pri feochromocytóme s prechodnou hyperglykémiou v krvi.
4. Glukokortikoidy zvyšujú glukoneogenézu, inhibujú transport glukózy, inhibujú glykolýzu a pentózový fosfátový cyklus, znižujú syntézu proteínov, potencujú účinok glukagónu, katecholamínov, somatotropných hormónov. Nadmerná produkcia glukokortikoidného hydrokortizónu je charakterizovaná Itsenko-Cushingovým syndrómom, pri ktorom dochádza k hyperglykémii v dôsledku nadmernej tvorby glukózy z proteínov a iných substrátov.
5. Hormóny štítnej žľazy zvyšujú rýchlosť využitia glukózy, urýchľujú jej absorpciu v čreve, aktivujú inzulínázu, zvyšujú bazálnu rýchlosť metabolizmu, vrátane oxidácie glukózy. Hormón stimulujúci štítnu žľazu vyvoláva metabolické účinky prostredníctvom stimulácie štítnej žľazy.
6. Somatotropný hormón má metabolický účinok, má hyperglykemický účinok a lipolytický účinok v tukovom tkanive.
7. Adrenokortikotropný hormón priamo a prostredníctvom stimulácie uvoľňovania glukokortikoidov spôsobuje výrazný hyperglykemický účinok.
Hyperglykémia - zvýšenie hladiny glukózy v krvi nad 6,0 mmol / l nalačno. Normálna koncentrácia glukózy v krvi nalačno je 3,33 - 5,55 mmol / l. Hyperglykemické stavy u ľudí sú častejšie ako hypoglykémia. Rozlišujú sa tieto typy hyperglykémie:
1. Fyziologická hyperglykémia. Toto sú rýchlo reverzibilné stavy. Normalizácia hladiny glukózy v krvi nastáva bez akýchkoľvek vonkajších nápravných opatrení. Patrí medzi ne:
1. Alimentárna hyperglykémia. Vzhľadom na príjem potravín obsahujúcich sacharidy. U prakticky zdravých ľudí sa vrchol hladiny glukózy v krvi dosahuje približne na konci prvej hodiny po začiatku jedla a vracia sa na hornú hranicu normy do konca druhej hodiny po jedle. Aktivácia sekrécie inzulínu β-bunkami Langerhansových ostrovčekov pankreasu začína reflexívne, hneď potom, čo sa potrava dostane do ústnej dutiny a dosiahne maximum, keď sa jedlo dostane do dvanástnika a tenkého čreva. Inzulín poskytuje transmembránový transfer molekúl glukózy z krvi do cytoplazmy buniek. To zabezpečuje dostupnosť sacharidov v potravinových bunkách tela a obmedzuje stratu glukózy v moči.
2. Neurogénna hyperglykémia. Vyvíja sa ako reakcia na psychický stres a je spôsobená uvoľňovaním veľkého množstva katecholamínov do krvi. Pod vplyvom zvýšenej koncentrácie katecholamínov v krvi sa aktivuje adenylátcykláza. V cytoplazme hepatocytov a kostrového svalstva adenylátcykláza zvyšuje hladinu cyklického AMP. Ďalej cAMP aktivuje proteínkinázu fosforylázy „b“, ktorá premieňa inaktívnu fosforylázu „b“ na aktívnu fosforylázu „a“. V procese glykogenolýzy, fosforyláza "a" reguluje rýchlosť rozkladu glykogénu v pečeni a svaloch. Hyperkoncentrácia katecholamínov v krvi počas psycho-emocionálnych a motorických záťaží a preťaženia tak vedie k zvýšenej aktivite fosforylázy „a“ a urýchľuje rozklad glykogénu v pečeni a kostrových svaloch.
2. Patologická hyperglykémia. Ich vývoj môže byť spôsobený:
1) neuroendokrinné poruchy, ktoré sú založené na porušení optimálneho pomeru medzi hladinami hormónov hypo- a hyperglykemického pôsobenia v krvi. Napríklad pri ochoreniach hypofýzy, nádorov kôry nadobličiek, feochromocytómu, hypertyreózy; s nedostatočnou produkciou inzulínu;
2) organické lézie centrálneho nervového systému, poruchy mozgového obehu rôznych etiológií;
3) významná dysfunkcia pečene zápalovej alebo degeneratívnej povahy;
4) konvulzívne stavy, keď dochádza k deleniu svalového glykogénu a tvorbe laktátu, z ktorého sa syntetizuje glukóza v pečeni;
5) pôsobenie určitých druhov omamných látok (morfín, éter), stimulujúcich sympatický nervový systém a tým prispievajúcich k rozvoju hyperglykémie.
Najčastejšia hyperglykémia nastáva, keď nedostatok inzulínu - hyperglykémia závislá od inzulínu, ktorá je základom diabetes mellitus.
Diabetes mellitus je skupina metabolických (metabolických) ochorení charakterizovaných hyperglykémiou, ktorá je výsledkom defektov v sekrécii inzulínu a / alebo účinku inzulínu, alebo oboch. Chronická hyperglykémia pri diabete je spojená s poškodením, dysfunkciou a nedostatkom rôznych orgánov, najmä očí, obličiek, nervov, srdca a ciev.
Patogenéza diabetes mellitus sa skladá z niekoľkých väzieb: od autoimunitného poškodenia β-buniek pankreasu, po ktorom nasleduje inzulínový deficit k poruchám, ktoré spúšťajú inzulínovú rezistenciu. Základom metabolických porúch sacharidov, tukov a proteínov pri diabete je nedostatočný účinok inzulínu v cieľových tkanivách. Poruchy vylučovania inzulínu a poruchy jeho účinku často koexistujú u toho istého pacienta a niekedy nie je jasné, ktoré porušenie je primárnou príčinou hyperglykémie.
Symptómy závažnej hyperglykémie zahŕňajú polyúriu, polydipsiu, úbytok hmotnosti, niekedy s polyfágiou a zníženú zrakovú ostrosť. Porucha rastu a citlivosť na infekcie môžu tiež sprevádzať chronickú hyperglykémiu. Akútne, život ohrozujúce komplikácie diabetu - hyperglykémia s ketoacidózou, ako aj hyperosmolárny syndróm bez ketózy.
Chronické komplikácie diabetu zahŕňajú retinopatiu s možným rozvojom slepoty; nefropatia vedúca k zlyhaniu obličiek; periférna neuropatia s rizikom ulcerácie dolných končatín a amputácie, ako aj Charcotovho kĺbu; autonómna neuropatia, spôsobujúca gastrointestinálne, urogenitálne, kardiovaskulárne symptómy a sexuálnu dysfunkciu. U pacientov s diabetom je frekvencia aterosklerotických cievnych lézií srdca, periférnych a cerebrálnych ciev vysoká. Hypertenzia, poruchy metabolizmu lipoproteínov a paradonóza sa často vyskytujú u pacientov. Emocionálny a sociálny vplyv diabetu a potreba liečby môže spôsobiť významnú psychosociálnu dysfunkciu u pacientov a ich rodín.
Rozlišujú sa dve patogenetické kategórie diabetes mellitus: prvá a druhá. Diabetes mellitus typu I (alebo typu I) typu I je spôsobený absolútnym nedostatkom sekrécie inzulínu. Pri diabete II. Typu (typ II) je súčasne inzulínová rezistencia a nedostatočná kompenzačná odpoveď na inzulín-odpoveď.
Diabetes typu I (deštrukcia p-buniek, zvyčajne vedúca k absolútnemu nedostatku inzulínu). V tejto kategórii existujú dve formy: imunitne sprostredkovaný diabetes a idiopatický diabetes.
Imunitne sprostredkovaný diabetes. Táto forma diabetu je tiež označovaná termínmi: inzulín-dependentný diabetes mellitus (IDDM), diabetes typu I, diabetes s juvenilným nástupom. Je výsledkom autoimunitnej deštrukcie pankreatických p-buniek.
Medzi markery deštrukcie imunitných buniek p-buniek patria autoprotilátky ostrovčekov (ICA), autoprotilátky inzulínu (IAA), autoprotilátky dekarboxylázy kyseliny glutámovej (GAD65) a autoprotilátok proti tyrozínfosfatázam LA-2 a LA2b.
Etiopatogenéze. Pod vplyvom vírusov a chemických činidiel, na pozadí insulitídy (zápal pankreatických ostrovčekov), je antigén exprimovaný na povrchu p-buniek. Makrofágy rozpoznávajú tento antigén ako cudzí, aktivujúc imunitnú reakciu T-buniek. Odpoveď T-buniek namierená proti exogénnym antigénom môže ovplyvniť bunkové antigény ostrovčekov a tým spôsobiť poškodenie p-buniek. Autoprotilátky sa objavujú na povrchu a cytoplazmatických antigénoch p-buniek. Autoimunitná deštrukcia prebieha skrytým spôsobom, od okamihu, keď sa tieto reakcie začnú klinicky prejavovať (80-90% p-buniek zomrie) určité časové obdobie. Klinicky je nástup diabetu typu I posledným štádiom procesu poškodenia buniek ostrovčekov. Imunitne sprostredkovaný diabetes zvyčajne začína v detstve a dospievaní, ale môže sa vyvinúť v akomkoľvek období života, dokonca aj vo veku 80 alebo 90 rokov.
Pri včasnom zistení poškodenia týchto buniek a pri adekvátnej liečbe sa môže zastaviť a zabrániť poškodeniu buniek.
Autoimunitná deštrukcia p-buniek má mnoho geneticky recesívnych predispozičných faktorov, ale je tiež ovplyvnená faktormi prostredia, ktoré sú zle pochopené. Hoci pacienti majú zriedkavo obezitu, jej prítomnosť neznamená nekompatibilitu s touto diagnózou. Pacienti s diabetom typu I sú tiež často náchylní na iné autoimunitné ochorenia, ako je Gravesova choroba, Hashimotova tyreoiditída, Addisonova choroba, vitiligo atď.
Idiopatický diabetes. Niektoré formy diabetu typu I nemajú žiadnu známu etiológiu. Mnohí z týchto pacientov majú pretrvávajúcu inzulinopéniu a sklon k ketoacidóze, ale nemajú indikátory autoimunitného procesu. Hoci do tejto kategórie spadá len menšina pacientov s diabetom typu I, z tých, ktorí môžu byť klasifikovaní ako cukrovka, väčšina z nich je afrického alebo ázijského pôvodu. U pacientov s touto formou diabetu sa príležitostne vyskytuje ketoacidóza a medzi týmito epizódami sa vyskytujú rôzne stupne nedostatku inzulínu. Táto forma diabetu má jasnú dedičnosť, nedostatok údajov o autoimunitnom poškodení β-buniek a nie je spojená s HLA. Absolútna potreba substitučnej liečby inzulínom u týchto pacientov sa môže objaviť a zmiznúť.
Diabetes typu II (od prevládajúcej inzulínovej rezistencie s relatívnym nedostatkom inzulínu k prevládajúcemu defektu inzulínovej sekrécie s relatívnou inzulínovou rezistenciou).
Táto forma diabetu je tiež označovaná termínmi: inzulín-dependentný diabetes mellitus (NIDDM), diabetes typu II, diabetes s nástupom dospelých. s "dospelým" začiatkom. Inzulín nie je pre týchto pacientov na začiatku a často počas života životne dôležitý.
Hlavnou príčinou diabetu typu II je necitlivosť tkanív závislých od inzulínu (pečeň, sval, tukové tkanivo) na inzulín. Normálne sa inzulín viaže na špecifické receptory na bunkovej membráne a tým spúšťa príjem glukózy bunkou a intracelulárny metabolizmus glukózy. Rezistencia môže nastať na receptorovej a post-receptorovej úrovni. V tomto prípade sa inzulín najskôr vyrába v normálnom alebo nadbytočnom množstve.
Väčšina pacientov s touto formou je obézna, sama o sebe spôsobuje určitý stupeň inzulínovej rezistencie. U pacientov, ktorí nemajú obezitu podľa tradičných masových kritérií, môže byť zvýšené percento telesného tuku, distribuované hlavne v abdominálnej oblasti. Pri tomto type diabetu sa ketoacidóza zriedkavo vyvíja spontánne a keď je pozorovaná, je zvyčajne spojená so stresom v dôsledku iného ochorenia, ako je infekcia. Táto forma diabetu často zostáva nediagnostikovaná mnoho rokov, pretože hyperglykémia sa vyvíja postupne a počiatočné štádiá niekedy nie sú dostatočne výrazné, aby si pacient všimol niektorý z klasických symptómov diabetu. Títo pacienti sú v stave zvýšeného rizika makro- a mikrovaskulárnych komplikácií. Hoci pacienti s touto formou diabetu môžu mať hladiny inzulínu, ktoré sa javia ako normálne alebo zvýšené, dá sa očakávať, že by boli ešte vyššie v reakcii na vysokú glykémiu, ak by p-bunky fungovali normálne. Sekrécia inzulínu u týchto pacientov je teda nekompletná a nedostatočná na kompenzáciu inzulínovej rezistencie. Inzulínová rezistencia sa môže znížiť v dôsledku straty hmotnosti a / alebo farmakoterapie hyperglykémie, ale zriedka sa obnoví na normálnu úroveň. Riziko vzniku tohto typu diabetu sa zvyšuje s vekom, obezitou a nedostatkom fyzickej aktivity. Vyskytuje sa častejšie u žien s predchádzajúcim diabetom u tehotných žien au pacientov s hypertenziou a dyslipidémiou a jej frekvencia sa líši v rôznych rasových a etnických podskupinách. Niektoré charakteristiky diabetes mellitus typu I a II sú uvedené v tabuľke.
Hlavné príznaky diabetes mellitus typu I a II